Ilmuwan memecahkan misteri ilmu saraf berusia seabad; jawaban dapat mengarah pada pengobatan epilepsi – ScienceDaily

Ilmuwan memecahkan misteri ilmu saraf berusia seabad; jawaban dapat mengarah pada pengobatan epilepsi – ScienceDaily

[ad_1]

Para ilmuwan di Virginia Tech Carilion Research Institute telah memecahkan misteri otak yang berusia 125 tahun, dan, dalam prosesnya, menemukan pengobatan potensial untuk epilepsi yang didapat.

Sejak 1893, para ilmuwan telah mengetahui tentang struktur misterius yang disebut jaring perineuronal yang melilit neuron, tetapi fungsi jaring tetap sulit dipahami.

Sekarang, tim peneliti yang dipimpin oleh Harald Sontheimer, direktur VTCRI Center for Glial Biology in Health, Disease, and Cancer dan direktur eksekutif School of Neuroscience, bagian dari Virginia Tech College of Science, telah menentukan bahwa jaring memodulasi impuls listrik di otak. Terlebih lagi, kejang otak bisa terjadi jika jaringnya larut.

Penemuan yang dipublikasikan hari ini (Jumat, 9 November) di Komunikasi Alam, memiliki implikasi pada berbagai bentuk epilepsi yang didapat, sejenis gangguan kejang yang diakibatkan oleh lesi otak yang disebabkan oleh trauma, infeksi, atau tumor di otak.

“Kami mulai dengan menyelidiki epilepsi terkait tumor, dan kami secara tidak sengaja mempelajari hal lain yang penting tentang bagaimana otak bekerja dalam penyakit dan kesehatan,” kata Sontheimer.

Para peneliti awalnya membuat temuan mereka pada model tikus epilepsi yang disebabkan oleh kanker otak mematikan yang dikenal sebagai glioblastoma, gejala pertama yang sering berupa kejang.

Glioblastoma adalah satu-satunya kanker yang pertumbuhannya dibatasi oleh ruang. Karena tengkorak menghalangi kanker berkembang ke luar, tumor menghasilkan neurotransmitter kimiawi rangsang yang disebut glutamat dalam jumlah berlebihan yang membunuh sel-sel sehat di sekitarnya untuk memberi ruang untuk tumbuh.

Para peneliti melihat bahwa glutamat menargetkan sel-sel otak yang menghasilkan neurotransmitter kimiawi berbeda yang disebut “GABA”, yang biasanya menenangkan neuron dengan cara menghambatnya untuk menembakkan impuls listrik setelah pesan disampaikan. Tanpa GABA, otak menjadi terlalu bersemangat dan bisa menangkapnya.

Selain glutamat, tumor juga mengeluarkan enzim yang bertujuan menghancurkan matriks ekstraseluler di sekitarnya, zat seperti gel yang menahan sel-sel otak di tempatnya. Glioblastoma sangat ganas dan terkenal invasif – enzim adalah pisau yang memotong penambat kanker dan membiarkannya bermigrasi dengan bebas.

“Tanpa diduga, kami juga melihat enzim menyerang jaring perineuronal,” kata Sontheimer, mencatat bahwa jaring terutama ditemukan melilit neuron penghambat yang mensekresi GABA, yang membantu mencegah kejang. “Mengejutkan melihat efek pengamat dari aktivitas kejang setelah neuron dilucuti dari jaringnya.”

Ahli saraf Italia Camillo Golgi adalah orang pertama yang mengidentifikasi jaring perineuronal pada tahun 1893, tetapi dia salah memahami fungsinya. Golgi menyebut jaring itu “korset,” dan mengatakan mereka kemungkinan besar menghambat pengiriman pesan antar neuron.

Sebaliknya, Sontheimer menemukan bahwa jaring mengaktifkan olahpesan. Neuron yang ditutupi oleh jaring perineuronal memiliki kapasitas membran yang berkurang atau kemampuan untuk menyimpan muatan listrik, yang berarti bahwa mereka dapat menembakkan impuls dan memuat ulang hingga dua kali lebih cepat dari neuron non-jaring.

Ketika neuron penghambat tiba-tiba kehilangan jaring perineuronalnya, hasilnya bisa menjadi bencana besar. Para peneliti menerapkan enzim tersebut ke otak tanpa tumor dan melihat bahwa dengan sendirinya, degradasi enzimatik dari jaring perineuronal sudah cukup untuk menyebabkan kejang – bahkan ketika neuron dibiarkan utuh.

“Tanpa jaring perineuronal, neuron penghambat akan bekerja terlalu lambat dan oleh karena itu penghambatan menjadi terlalu sedikit, terlalu lambat, dan kejang akan terjadi – bahkan pada otak yang sehat,” kata Sontheimer, mencatat bahwa enzim dapat melahap jaring perineuronal dalam waktu yang lebih singkat. dari 30 menit. “Tidak ada yang mengira bahwa struktur ini akan memiliki efek yang begitu besar pada bagaimana proses normal beroperasi.”

Sekarang, para peneliti sedang mempelajari bagaimana jaring perineuronal mungkin berperan dalam bentuk lain dari epilepsi yang didapat, yang dapat disebabkan oleh cedera kepala atau infeksi otak. Penjelasan tersebut dapat mengarahkan peneliti untuk menemukan solusi farmakologis potensial.

“Yang penting, temuan bahwa gangguan yang diinduksi tumor pada jaring perineuronal berkontribusi pada neurotransmisi penghambat yang tidak seimbang menunjukkan target baru untuk intervensi terapeutik untuk mengendalikan kejang terkait tumor,” kata H. Steve White, seorang profesor dan ketua Departemen Farmasi di Sekolah Farmasi Universitas Washington di Seattle, Washington.

White, seorang ahli terkenal dalam penelitian pengembangan obat epilepsi dan antikonvulsan, tidak terlibat dalam penelitian Sontheimer.

“Meskipun penelitian tambahan diperlukan, kemungkinan bahwa temuan yang dilaporkan oleh Dr. Sontheimer dan timnya dapat diterapkan pada bentuk lain dari epilepsi yang didapat di mana cedera otak dikaitkan dengan peningkatan respons peradangan,” kata White, mencatat bahwa implikasi untuk pengobatan dan pencegahan epilepsi sangat mencolok karena terapi saat ini ditujukan untuk mengendalikan kejang. “Meskipun mengendalikan gejala penyakit itu signifikan, hasil penelitian ini menunjukkan jalan yang mungkin untuk memodifikasi perkembangan dan perkembangan epilepsi, yang akan mengurangi beban keseluruhan bagi pasien.”

Lebih dari 50 juta orang di seluruh dunia menderita epilepsi, menurut Organisasi Kesehatan Dunia. Sekitar sepertiga dari orang-orang itu tidak menanggapi perawatan anti-epilepsi saat ini.

“Jika kami mengkonfirmasi hipotesis kami bahwa jaring perineuronal yang tercerna bertanggung jawab untuk bentuk lain dari epilepsi yang didapat, maka pengobatan potensial bisa menjadi penghambat enzim,” kata Sontheimer.

Dia mencatat bahwa salah satu penghambat semacam itu sudah disetujui oleh FDA untuk kegunaan lain, tetapi dia juga memperingatkan bahwa ada sejumlah besar penelitian yang harus dilakukan sebelum hipotesis mereka dikonfirmasi.

“Kami membutuhkan pendekatan baru untuk mengobati epilepsi. Saya pikir ini bisa menjadi cara yang efektif untuk mengontrol kejang,” kata Sontheimer. “Dan kami memecahkan misteri ilmu saraf berusia 125 tahun! Inilah inti dari sains – menjaga pikiran tetap terbuka dan jeli untuk menjawab pertanyaan lama dan baru.”

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Pengeluaran SGP

Author Image
adminProzen