Asam yang dapat dimakan dapat menstabilkan neuron yang salah arah – ScienceDaily

Asam yang dapat dimakan dapat menstabilkan neuron yang salah arah – ScienceDaily

[ad_1]

Elizabeth Delacruz tidak bisa merangkak atau berjalan-jalan seperti kebanyakan anak muda menjelang ulang tahun kedua mereka.

Gangguan metabolisme langka yang menghancurkan mobilitasnya juga menyebabkan kebutaan kortikal – otaknya tidak dapat memproses gambar yang diterima dari mata coklat yang sehat. Dan beberapa kali sehari Elizabeth menderita kejang yang terus menerus menurunkan fungsi otaknya. Dia hanya dapat menawarkan senyuman sesekali atau membuat suara ceria yang lembut untuk mengomunikasikan suasana hatinya.

“Tapi beberapa bulan yang lalu saya mendengar dia berkata, ‘Mama,’ dan saya mulai menangis,” kata Carmen Mejia, dengan suara gemetar halus ketika dia mengingat kegembiraan mendengar putrinya. “Itu pertama kalinya dia mengatakan sesuatu.”

Nona Mejia menyadari ini mungkin juga yang terakhir, kecuali dokter dapat menemukan cara untuk mendeteksi dan mencegah serangan epilepsi yang berasal dari penyakit terminal yang disebut defisiensi dehidrogenase piruvat (PDHD) – yang terjadi ketika mitokondria tidak memberikan energi yang cukup untuk sel.

Sebuah studi UT Southwestern memberi orang tua seperti Ms. Mejia harapan baru untuk anak-anak mereka: Dengan memantau aktivitas otak dari jenis sel tertentu yang bertanggung jawab atas kejang, para ilmuwan dapat memprediksi kejang setidaknya empat menit sebelumnya pada manusia dan tikus. Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa asam yang dapat dimakan yang disebut asetat dapat secara efektif mencegah kejang jika terdeteksi dengan pemberitahuan yang cukup.

Meskipun strategi prediksi belum dapat digunakan secara klinis – teknologi seluler untuk mengukur aktivitas otak harus dikembangkan – ini menandakan terobosan potensial di bidang yang hanya mampu meramalkan kejang beberapa detik ke depan.

“Banyak keluarga yang saya temui tidak hanya terganggu oleh kejang. Masalahnya adalah ketidakpastian, ketidaktahuan kapan dan di mana kejang mungkin terjadi,” kata Dr. Juan Pascual, ahli saraf anak di Otak O’Donnell UT Southwestern. Lembaga yang memimpin penelitian ini diterbitkan di Ilmu Kedokteran Terjemahan. “Kami telah menemukan pendekatan baru yang mungkin suatu saat dapat memecahkan masalah ini dan mudah-mudahan membantu ilmuwan lain melacak akar kejang untuk berbagai jenis epilepsi.”

Teori yang dibantah

Perbedaan kritis antara penelitian dan upaya sebelumnya adalah menyanggah kepercayaan lama di antara para peneliti bahwa sebagian besar sel pada pasien epilepsi memiliki mitokondria yang tidak berfungsi. Faktanya, tim Dr. Pascual menghabiskan satu dekade mengembangkan model tikus PDHD yang memungkinkan mereka untuk pertama kali menemukan cacat metabolik utama di otak dan kemudian menentukan hanya satu jenis neuron yang bertanggung jawab atas kejang sebagai akibat dari cacat metabolik. Mereka mengasah aktivitas listrik neuron ini dengan electroencephalogram (EEG) untuk mendeteksi pembacaan gelombang otak mana yang menandakan kejang yang akan datang.

“Jauh lebih sulit untuk memprediksi kejang jika Anda tidak mengetahui jenis sel dan seperti apa aktivitasnya pada EEG,” kata Dr. Pascual. “Sampai temuan ini, kami mengira itu adalah defisiensi global dalam sel sehingga kami bahkan tidak tahu untuk mencari jenis tertentu.”

Memprediksi kejang

Studi tersebut menunjukkan bagaimana model tikus PDHD membantu para ilmuwan melacak kejang ke neuron penghambat di dekat korteks yang biasanya menjaga aktivitas listrik otak tetap terkendali.

Para ilmuwan kemudian menguji metode penghitungan kapan kejang akan terjadi pada tikus dan manusia dengan meninjau file EEG dan mencari penurunan aktivitas di neuron yang kekurangan energi. Perhitungan mereka memungkinkan mereka untuk memperkirakan 98 persen dari kejang setidaknya empat menit sebelumnya.

Dr. Pascual berharap labnya dapat menyempurnakan analisis EEG untuk memperpanjang jendela peringatan beberapa menit lagi. Meski begitu, prediksi klinis secara langsung tidak akan dapat dilakukan kecuali para ilmuwan mengembangkan teknologi untuk secara otomatis menafsirkan aktivitas otak dan menghitung kapan kejang akan terjadi.

Namun, katanya, penemuan bahwa satu jenis sel dapat digunakan untuk meramalkan kejang adalah penemuan yang mengubah paradigma yang mungkin berlaku untuk semua penyakit mitokondria dan epilepsi terkait.

Terapi potensial

Upaya berkelanjutan Dr. Pascual untuk memperpanjang waktu prediksi mungkin merupakan langkah penting dalam memanfaatkan temuan menarik lainnya dari penelitian ini: penggunaan asetat untuk mencegah kejang.

Studi tersebut menunjukkan bahwa memberikan asetat ke dalam aliran darah tikus PDHD memberi neuron mereka energi yang cukup untuk menormalkan aktivitas mereka dan mengurangi kejang selama asetat berada di otak. Namun, Dr. Pascual mengatakan asetat mungkin membutuhkan lebih banyak waktu – mungkin 10 menit atau lebih – untuk diterapkan pada manusia jika diminum.

Asetat, yang secara alami terdapat dalam beberapa makanan, telah digunakan pada pasien selama beberapa dekade – termasuk bayi baru lahir yang membutuhkan nutrisi intravena atau pasien yang metabolisme tubuhnya telah berhenti. Tapi itu belum ditetapkan sebagai pengobatan yang efektif untuk penyakit mitokondria yang mendasari epilepsi.

Di antara alasannya, kata Dr. Pascual, adalah bahwa laboratorium telah berjuang untuk membuat model hewan dari penyakit tersebut untuk mempelajari efeknya; labnya sendiri menghabiskan waktu sekitar satu dekade untuk melakukannya. Lain adalah penerimaan luas dari diet ketogenik untuk mengurangi frekuensi kejang.

Tetapi di tengah kekhawatiran yang berkembang tentang efek samping yang berpotensi tidak sehat dari diet ketogenik, Dr. Pascual telah meneliti alternatif yang dapat mengisi ulang otak dengan lebih aman dan meningkatkan kognisi.

Kejang yang sering

Elizabeth, di antara beberapa pasien yang data EEG-nya digunakan dalam studi baru, telah diresepkan diet ketogenik dan beberapa vitamin untuk mengendalikan kejang. Keluarganya tidak banyak mengalami kemajuan. Elizabeth sering mengalami lebih dari selusin kejang sehari dan otot serta kognisi terus menurun. Dia tidak bisa mengangkat kepalanya dan ibunya bertanya-tanya berapa banyak lagi kejang yang bisa dialami otaknya.

Elizabeth baru berusia beberapa bulan ketika dia didiagnosis menderita PDHD, yang terjadi ketika sel kekurangan enzim tertentu untuk secara efisien mengubah makanan menjadi energi. Pasien yang menunjukkan tanda awal seperti itu seringkali tidak dapat bertahan hidup lebih dari beberapa tahun.

Ms. Mejia melakukan apa yang dia bisa untuk menghibur putrinya, dengan harapan bahwa pekerjaan Dr. Pascual suatu hari nanti dapat mengubah prognosis untuk PDHD. Ms. Mejia bernyanyi, berbicara, dan menawarkan boneka binatang dan mainan lainnya kepada putrinya. Meskipun gadis kecilnya tidak bisa melihat, benda-benda tersebut menawarkan tingkat rangsangan mental, katanya.

“Sangat sulit untuk melihatnya melalui ini,” kata Ms. Mejia. “Setiap kali dia kejang, otaknya semakin memburuk. Saya masih berharap suatu hari dia bisa mendapatkan pengobatan yang bisa menghentikan semua ini dan membuat hidupnya lebih baik.”

‘Pertanyaan besar’

Dr. Pascual sudah melakukan penelitian lebih lanjut tentang perawatan asetat, dengan tujuan meluncurkan uji klinis untuk pasien seperti Elizabeth di tahun-tahun mendatang.

Laboratoriumnya juga meneliti kondisi epilepsi lainnya – seperti defisiensi transporter glukosa tipe I (Glut1) – untuk menentukan apakah neuron penghambat di bagian lain otak bertanggung jawab atas kejang. Jika demikian, temuan ini dapat memberikan bukti kuat ke mana ilmuwan harus mencari di otak untuk mendeteksi dan mencegah neuron yang salah arah.

“Ini saat yang menyenangkan, tapi ada banyak hal yang perlu dilakukan untuk membuat penelitian ini bermanfaat bagi pasien,” kata Dr. Pascual. “Bagaimana kita menemukan cara otomatis untuk mendeteksi aktivitas neuron saat pasien jauh dari lab? Apa cara terbaik untuk melakukan intervensi saat kita tahu akan datang kejang? Ini adalah pertanyaan besar yang masih perlu dijawab oleh lapangan.”

Tentang studi

Studi ini didukung oleh National Institutes of Health, The Once Upon a Time Foundation, dan sumbangan pasien.

Kolaborator yang membantu Dr. Pascual mengembangkan model tikus PDHD adalah Drs. Vikram Jakkamsetti, Isaac Marin-Valencia, dan Qian Ma.

Dr. Pascual adalah Profesor Neurologi & Neurotherapeutics, Pediatri, dan Fisiologi di Institut Otak Peter O’Donnell Jr. dan Pusat Pertumbuhan dan Perkembangan Manusia Eugene McDermott. Dia adalah pemegang gelar Profesor Yayasan Once Upon a Time dalam Penyakit Neurologis Pediatrik dan Pendidikan Profesor Ed dan Sue Rose dalam Neurologi.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Pengeluaran SGP

Author Image
adminProzen