Penemuan mungkin menawarkan wawasan untuk mengobati kelainan darah seperti anemia sel sabit – ScienceDaily

Penemuan mungkin menawarkan wawasan untuk mengobati kelainan darah seperti anemia sel sabit – ScienceDaily

[ad_1]

Sel darah merah sedang naik daun. Saat mereka berpacu di seluruh tubuh untuk mengirimkan oksigen, mereka harus mempertahankan bentuk berlesung pipit yang berbeda – dan memantul kembali ke bentuknya bahkan setelah menekan melalui kapiler sempit. Sel darah merah yang tidak dapat menjaga bentuknya dikaitkan dengan penyakit seperti anemia sel sabit.

Dalam sebuah studi baru, Velia Fowler, PhD, dan labnya di The Scripps Research Institute melaporkan bahwa protein yang disebut myosin IIA berkontraksi untuk memberi sel darah merah bentuknya yang khas. Penemuan tersebut, diterbitkan minggu ini di jurnal Prosiding National Academy of Sciences, dapat menjelaskan penyakit sel sabit dan kelainan lain di mana sel darah merah berubah bentuk.

“Sel darah merah telah dipelajari selama berabad-abad, tetapi masih banyak pertanyaan yang belum terjawab tentang bagaimana mereka mengadopsi bentuknya,” kata Alyson Smith, mahasiswa pascasarjana di Scripps Research dan salah satu penulis utama studi tersebut. “Studi kami menambahkan bagian penting ke teka-teki ini.”

Sel darah merah tampak seperti cakram bengkak dengan “lesung pipi” di bagian atas dan bawah. Tapi sel darah orang dengan kelainan tertentu memiliki bentuk lain. Dalam bentuk penyakit sel sabit yang parah, kelainan genetik paling umum di antara orang keturunan Afrika, sel-selnya berbentuk seperti bulan sabit atau sabit.

Sel yang cacat ini kaku dan lengket, menyebabkannya tersangkut di pembuluh darah, yang mencegah darah membawa oksigen ke seluruh tubuh, menyebabkan anemia. Sekitar 300.000 anak dilahirkan dengan anemia sel sabit setiap tahun, dan saat ini tidak ada obat untuk penyakit ini.

Para ilmuwan telah lama bertanya-tanya bagaimana sel darah merah yang sehat mempertahankan bentuk lesung pipitnya, dan apakah itu proses pasif atau aktif. Apakah mereka seperti ban dalam karet yang secara pasif memantul kembali ke bentuk semula setelah diremas atau terbentur? Ataukah ada sesuatu yang mekanis dalam membran sel – kulit luar sel – secara aktif berkontraksi dan rileks untuk mempertahankan bentuknya? Menjawab pertanyaan-pertanyaan ini juga dapat membantu menjelaskan apa yang salah jika sel darah merah terlalu kaku untuk berubah bentuk dengan mudah saat mengalir melalui pembuluh darah.

Smith dan Roberta Nowak, asisten peneliti, memimpin pekerjaan untuk memecahkan teka-teki ini, yang menarik minat Fowler sejak dia menjadi peneliti pascadoktoral pada 1980-an. Mereka menemukan bahwa sel darah merah secara aktif mengatur bentuknya, berkat myosin IIA – yang terkait dengan protein yang mendorong kontraksi otot di bagian lain tubuh.

Tim menggunakan mikroskop canggih di Scripps Research untuk menangkap gambar 3D yang menunjukkan myosin IIA di bawah membran sel. Para peneliti menemukan bahwa molekul myosin IIA sel darah merah berkumpul menjadi struktur berbentuk barbel yang disebut filamen. Daerah khusus di kedua ujung filamen miosin IIA dapat menarik protein struktural terkait membran yang disebut aktin untuk mengontrol kekakuan membran sel.

“Anda membutuhkan kontraksi aktif pada membran sel, serupa dengan bagaimana otot berkontraksi,” kata Fowler. “Miosin menarik aktin untuk memberikan ketegangan pada membran, dan kemudian tegangan tersebut mempertahankan bentuk cekung ganda.”

Tim kemudian merawat sel darah merah dengan senyawa yang disebut blebbistatin, yang menghentikan myosin bekerja dengan baik. Mereka menemukan bahwa sel-sel yang dirawat kehilangan kemampuannya untuk mempertahankan bentuk dan tampak terkulai dan tidak sehat. Hal ini semakin menegaskan bahwa miosin IIA penting untuk mempertahankan bentuk sel darah merah.

Memahami arsitektur membran merupakan langkah penting untuk menemukan penyebab penyakit di mana sel darah merah mengalami deformasi. Fowler mengatakan mungkin ada kesempatan suatu hari nanti untuk menghambat myosin IIA dalam sel darah merah dan mengembalikan beberapa elastisitas yang hilang pada anemia sel sabit, membiarkannya membengkok dan masuk melalui kapiler.

“Bahkan hanya sedikit perubahan pada sel sabit itu mungkin sudah cukup,” kata Nowak, yang menjabat sebagai penulis pertama studi bersama Smith.

Pandangan tentang bentuk sel darah merah ini telah memicu banyak pertanyaan baru. Studi tersebut menunjukkan bahwa sel menggunakan proses yang disebut fosforilasi untuk membuat filamen miosin IIA pada membran sel lebih stabil – tetapi bagaimana proses ini dikendalikan tetap menjadi misteri. Ke depannya, para peneliti berharap dapat mempelajari lebih lanjut tentang apa yang mengatur aktivitas myosin IIA dalam sel darah merah dan bahkan jenis sel lainnya, seperti neuron.

Penelitian tersebut, “Myosin IIA berinteraksi dengan kerangka membran spektrin-aktin untuk mengontrol kelengkungan dan deformabilitas membran sel darah merah,” termasuk penulis dari Institut Teknologi Rochester, Institut Feinstein untuk Penelitian Medis, Pusat Medis Diakon Beth Israel dan Donald dan Sekolah Kedokteran Barbara Zucker di Hofstra-Northwell.

Pekerjaan ini didukung oleh Whitaker Foundation, National Institutes of Health (memberikan GM34225, HL083464, HL134043 dan HL126497), penghargaan National Science Foundation (CBET 1560709), NIH / NCATS CTSA Award (memberikan UL1 TR001114) kepada Scripps Translational Science Institute, dan Allied World St. Baldrick’s Scholar Award.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Keluaran SGP

Author Image
adminProzen