Untuk pertama kalinya, para ilmuwan telah mengamati gugusan protein yang diyakini memicu penyakit Parkinson di jaringan otak manusia, membuka jalan bagi diagnostik dan perawatan baru.
Dalam terobosan perintis, para ilmuwan telah secara langsung memvisualisasikan dan mengukur gugusan protein yang diyakini memicu penyakit Parkinson, menawarkan harapan bagi pendekatan diagnostik dan terapeutik baru terhadap gangguan neurologis yang tumbuh paling cepat di dunia.
Gugusan protein mikroskopis ini, yang dikenal sebagai oligomer alfa-sinuklein, telah lama diduga menyebabkan penyakit Parkinson tetapi belum dapat diamati secara langsung pada jaringan otak manusia — hingga kini.
Para peneliti dari Universitas Cambridge, University College London (UCL), The Francis Crick Institute, dan Polytechnique Montréal telah mengembangkan teknik pencitraan baru yang dapat mendeteksi, menghitung, dan membandingkan oligomer ini dalam jaringan otak manusia post-mortem.
Temuan tim, diterbitkan dalam jurnal Nature Biomedical Engineering, dapat mengungkap mekanisme bagaimana penyakit Parkinson menyebar melalui otak dan membantu dalam pengembangan diagnostik dan perawatan.
Kemajuan dalam penelitian ini datang pada saat yang krusial, karena sekitar 166,000 orang di Inggris hidup dengan penyakit Parkinson, dengan jumlah global diperkirakan akan berlipat ganda menjadi 25 juta pada tahun 2050.
Penyakit Parkinson secara tradisional didiagnosis berdasarkan adanya endapan protein besar yang disebut badan Lewy.
Namun, para ilmuwan berteori bahwa oligomer yang lebih kecil dan terbentuk lebih awal mungkin menyebabkan kerusakan pada sel-sel otak. Hingga saat ini, oligomer-oligomer ini, yang panjangnya hanya beberapa nanometer, terlalu kecil untuk dilihat.
"Badan Lewy adalah ciri khas Parkinson, tetapi pada dasarnya badan ini memberi tahu di mana penyakit itu berada, bukan di mana ia berada saat ini," ujar Steven Lee, profesor kimia biofisika di Departemen Kimia Yusuf Hamied, Cambridge, yang turut memimpin penelitian ini, dalam siaran pers. "Jika kita dapat mengamati Parkinson pada tahap paling awal, hal itu akan memberi tahu kita lebih banyak tentang bagaimana penyakit ini berkembang di otak dan bagaimana kita dapat mengobatinya."
Para peneliti mengembangkan teknik yang disebut Advanced Sensing of Aggregates for Parkinson's Disease (ASA-PD), menggunakan mikroskopi fluoresensi ultra-sensitif untuk mendeteksi dan mempelajari jutaan oligomer dalam jaringan otak.
Karena ukurannya yang sangat kecil, teknik ini memaksimalkan sinyal sekaligus mengurangi gangguan latar belakang, sehingga meningkatkan sensitivitas secara drastis.
"Ini pertama kalinya kami dapat mengamati oligomer secara langsung di jaringan otak manusia pada skala ini," tambah penulis utama Rebecca Andrews, yang melakukan penelitian ini sebagai peneliti pascadoktoral di laboratorium Lee. "Rasanya seperti bisa melihat bintang di siang bolong. Ini membuka peluang baru dalam penelitian Parkinson."
Penelitian ini membandingkan sampel jaringan otak post-mortem dari individu yang menderita Parkinson dengan sampel otak individu sehat pada usia yang sama.
Hasilnya menunjukkan adanya oligomer di kedua kelompok, tetapi jumlahnya lebih banyak, lebih besar, dan lebih terang dalam sampel penyakit Parkinson. Hal ini menunjukkan adanya hubungan langsung dengan perkembangan penyakit.
Lebih jauh lagi, subkelas oligomer hanya muncul pada pasien Parkinson, yang dapat berfungsi sebagai penanda awal penyakit, yang berpotensi terdeteksi bertahun-tahun sebelum gejala muncul.
“Oligomer selama ini bagaikan jarum dalam tumpukan jerami, tetapi kini setelah kita mengetahui letak jarum tersebut, hal ini dapat membantu kita menargetkan jenis sel tertentu di area otak tertentu,” tambah Lucien Weiss, profesor madya di Departemen Teknik Fisika di Polytechnique Montréal.
Potensi penerapan penelitian ini melampaui penyakit Parkinson.
“Teknologi serupa dapat diterapkan pada penyakit neurodegeneratif lainnya seperti Alzheimer dan Huntington,” tambah Weiss.
Sonia Gandhi, pemimpin kelompok senior di Laboratorium Biologi Neurodegenerasi dan asisten direktur penelitian di The Francis Crick Institute yang ikut memimpin penelitian tersebut, menekankan pentingnya terobosan ini.
"Kami berharap terobosan teknologi ini akan memungkinkan kami memahami mengapa, di mana, dan bagaimana gugus protein terbentuk, serta bagaimana hal ini mengubah lingkungan otak dan menyebabkan penyakit," ujarnya dalam siaran pers.
Sumber: University of Cambridge