Sebuah studi inovatif mengungkap proses penting dalam penuaan otak yang mungkin menjelaskan mengapa risiko penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer meningkat seiring bertambahnya usia: perlambatan daur ulang protein. Ini bukan hanya tentang kerusakan umum; ini tentang bagaimana sel-sel otak menangani limbahnya, dan ketika sistem tersebut rusak, konsekuensinya bisa sangat parah.
Kerusakan Pembersihan Seluler
Seiring bertambahnya usia, neuron menjadi kurang efisien dalam memecah dan mendaur ulang protein lama. Hal ini menyebabkan penumpukan protein yang menggumpal dan salah lipatan – terutama pada sinapsis, penghubung penting antar sel otak. Alih-alih dibersihkan, protein-protein ini malah dipindahkan ke sel lain, sehingga membebani kru pembersih alami otak, mikroglia.
Hal ini lebih dari sekedar inefisiensi; ini adalah perubahan mendasar dalam cara otak mengelola limbah biologisnya. Otak memiliki lebih dari satu kuadriliun sinapsis, yang masing-masing dikelola oleh protein sinaptik, dan kegagalan sinapsis tersebut untuk mendaur ulang secara efisien menciptakan penumpukan racun seiring berjalannya waktu. Penelitian yang dilakukan pada tikus menunjukkan bahwa otak yang menua membutuhkan waktu dua kali lebih lama untuk mendaur ulang protein saraf, sehingga gumpalan ini menumpuk dan mengganggu fungsi sel.
Microglia: Penjaga Kewalahan
Mikroglia adalah sel kekebalan otak, yang bertanggung jawab membersihkan kotoran dan memangkas sinapsis yang rusak. Ketika dipenuhi dengan gumpalan protein, mereka menjadi kewalahan, dan berpotensi menjadi tidak berfungsi. Hal ini menciptakan lingkaran setan: petugas kebersihan tidak berfungsi, sehingga semakin mempercepat penumpukan sampah dan merusak koneksi otak yang sehat.
Hal ini penting karena hilangnya sinaptik berhubungan langsung dengan penurunan kognitif dan penyakit neurodegeneratif. Meskipun banyak faktor yang berkontribusi terhadap kondisi ini, penelitian ini menyoroti mekanisme inti: ketidakmampuan neuron untuk memproses dan menghilangkan limbah seluler secara efisien.
Jalan Baru untuk Penelitian
Para peneliti menandai dan melacak ribuan protein pada tikus dari berbagai usia, menggunakan penanda biologis baru yang mengungkapkan berapa lama protein bertahan sebelum dipecah. Hasilnya menunjukkan bahwa penurunan daur ulang protein muncul setelah usia paruh baya, yang menunjukkan adanya jendela kerentanan tertentu.
Studi ini juga mengidentifikasi protein yang sebelumnya tidak diketahui terkait dengan degenerasi saraf, sehingga membuka jalan baru untuk penemuan biomarker dan target terapeutik. Kemampuan untuk memantau degradasi protein dalam sel hidup merupakan kemajuan teknis yang signifikan, memungkinkan penelitian yang lebih tepat mengenai kesehatan otak selama penuaan.
“Jika kita dapat memanfaatkan sistem kita untuk mempelajari protein yang berasal dari neuron dalam darah selama penuaan dan penyakit, kita berpotensi mengidentifikasi biomarker baru pada kesehatan otak,” jelas Ian Guldner, peneliti utama di Universitas Stanford.
Gambaran Lebih Besar
Penelitian ini tidak menawarkan obat untuk penyakit Alzheimer, namun memberikan bagian penting dari teka-teki tersebut. Memahami bagaimana sistem ‘pembuangan sampah’ otak gagal seiring bertambahnya usia dapat mengarah pada intervensi yang memperlambat penumpukan protein, melindungi mikroglia, dan menjaga fungsi kognitif. Temuan ini menggarisbawahi pentingnya pemeliharaan sel dalam kesehatan otak jangka panjang dan menyoroti perlunya penelitian lebih lanjut mengenai degenerasi saraf terkait usia.
