Oleh Dedi Junaedi
Wartawan dan Dosen INAIS Bogor
Jika kepala Anda terluka, berhati-hatilah. Sebuah penelitian di Amerika mengungkap bahwa cedera kepala berpotensi membahayakan ratusan gen otak. Kerusakan gen-gen tersebut selanjutnya berimplikasi meningkatkan beragam gangguan syaraf dan penyakit kejiwaan.
‘’Cedera apa pun di kepala perlu diwaspadai,’’ kata Xia Yang, profesor biologi dan fisiologi integratif Universitas California di Los Angelos, AS. Sebuah penelitian terbaru menunjukkan bahwa cedera kepala dapat membahayakan ratusan gen di otak. Gen-gen itu punya peran penting dalam meningkatkan risiko orang terkena berbagai gangguan neurologis dan psikiatri.
Tim UCLA telah mengidentifikasi gen induk pertama yang terindikasi mengendalikan ratusan gen lain yang terkait dengan munculnya aneka penyakit neurologid dan psikiatri seperti Alzheimer, Parkinson, gangguan stres pasca trauma, stroke, gejala hiperaktif, autisme, depresi, skizofrenia dan gangguan lainnya.
Mengetahui karakteristik gen master sejatinya bisa memberi informasi penting bagaimana para ilmuwan dapat mengembangkan obat maupun tindakan medis baru untuk mengobati aneka penyakit otak. Bahkan, bukan mustahil, para ilmuwan kelak dapat menemukan cara preventif aneka penyakit atau gangguan syaraf dengan mengubah komposisi gen yang rusak untuk mengurangi risiko munculnya penyakit. Yang pasti, temuan tersebut dapat membantu peneliti mengidentifikasi senyawa kimia dan sediaan pangan penting untuk meredam munculnya penyakit dengan memperbaiki gen tersebut.
“Kami percaya gen induk tersebut bertanggung jawab atas cedera otak traumatis yang terindikasi dapat menyebabkan banyak perubahan pada gen lainnya,” kata Xia Yang, peneliti senior dan seorang profesor biologi dan fisiologi terpadu UCLA.
Gen memiliki potensi untuk menjadi salah satu dari beberapa jenis protein penting dalam tubuh. Tetapi, adanya cedera otak traumatis dapat merusak gen master itu, yang kemudian dapat menyebabkan kerusakan gen-gen terkait lainnya.
Proses induksi traumatis gen itu bisa terjadi dalam beberapa cara, jelas peneliti Institute for Quantitative and Computational Biosciences UCLA itu. Salah satunya adalah adanya cedera kepala yang pada akhirnya dapat menyebabkan gen tertentu menghasilkan ketidakteraturan bentuk protein. Cara lainnya adalah dengan mengubah jumlah salinan gen yang terekspresi dalam setiap sel. Perubahan itu bisa mencegah gen bekerja secara benar. Jika gen berubah menjadi bentuk protein yang salah, itu bisa menyebabkan munculnya penyakit Alzheimer, misalnya.
“Sangat sedikit yang diketahui tentang bagaimana orang dengan trauma otak — seperti pemain sepak bola dan tentara – dapat berkembang dan menimbulkan kelainan neurologis di kemudian hari,” tambah Fernando Gomez-Pinilla, seorang profesor bedah saraf UCLA dan ahli biologi kedokteran terpadu. Dia juga tercatat sebagai peneliti utama studi baru yang dimuat jurnal EBioMedicine, yang kemudian juga diterbitkan oleh Cell dan The Lancet. “Dari kajian ini, kami berharap bisa belajar lebih banyak tentang bagaimana perubahan itu terjadi,” ungkapnya.
Penelitian tersebut menggunakan sampel 20 tikus percobaan dalam kandang. 10 tikus di antaranya diberi cairan yang dapat memicu cedera otak gegar otak. Sementara 10 tikus lain dijadikan control dan tidak mengalami cedera otak. Semua tikus-tikus itu ditempatkan di kandang terisolasi. Ternyata, tikus-tikus yang cedera otang perlu waktu pemuihan 25 persen lebih lama daripada tikus kontrol yang tidak mengalamai cedera.
Untuk mempelajari bagaimana gen tikus telah berubah sebagai respons terhadap cedera otak, para peneliti menganalisis gen dari lima hewan di setiap kelompok. Secara khusus, mereka menarik RNA dari hippocampus, yang merupakan bagian otak yang membantu mengatur pembelajaran dan memori, dan dari leukosit, sel darah putih yang memainkan peran kunci dalam sistem kekebalan tubuh.
Pada tikus yang menderita cedera otak, ada 268 gen penting di hippocampus yang ditemukan berubah. Pada saaat yang sama, ada 1.215 gen dalam leukosit ditemukan telah berubah. “Adalah sebuah kejutan, banyak perubahan besar terjadi pada gen-gen sel darah,” jelas Xia. “Perubahan gen dalam otak kurang mengejutkan. Ini adalah wilayah yang sangat kritis. Perubahan besar dalam sel leukosit menandakan tubuh hewan sedang diserang.”
Xia Yang menjelaskan, hampir dua lusin gen yang berubah ada di hippocampus dan darah, menunjukkan kemungkinan bahwa para ilmuwan dapat mengembangkan tes darah berbasis gen untuk menentukan apakah ada cedera otak. Hasilnya menjadi informasi penting bagi kalangan kedokteran untuk mengatasinya. ‘’Informasi itu bahkan dapat memprediksi apakah seseorang cenderung mengalami Alzheimer atau gangguan lainnya. Penelitian ini juga bisa mengarah pada cara yang lebih baik untuk mendiagnosa cedera otak traumatis ringan,’’ tambahnya.
Yang menarik, ternyata, lebih dari 100 gen yang berubah setelah cedera otak itu memiliki padangan pada manusia. Khususnya terkait erat dengan gangguan neurologis dan psikiatri. Para peneliti melaporkan, setidaknya 16 gen yang terpengaruh pada tikus memiliki analog pada manusia. Dan, gen tersebut terkait dengan predisposisi Alzheimer. Laporan studi itu juga menemukan bahwa empat gen yang terkena dampak di hippocampus dan satu di leukosit serupa dengan gen pada manusia yang terkait dengan PTSD (Posttraumatic Stress Disorder).
Yang mengatakan bahwa penelitian tersebut tidak hanya menunjukkan gen mana yang terkena cedera otak traumatis dan terkait dengan penyakit serius, namun juga dapat menunjukkan gen yang mengatur metabolisme, komunikasi sel dan peradangan. Kedua hal penting ini mungkin dapat menjadi target terbaik untuk inovasi baru dalam teknik perawatan dan tindakan medis untuk aneka kelainan otak dan syarat.
Para peneliti sekarang sedang mempelajari beberapa gen master untuk menentukan apakah memodifikasi mereka juga menyebabkan perubahan pada sejumlah besar gen lainnya. Jika terbukti, gen master akan lebih menjanjikan sebagai target pengobatan baru. Tim peneliti UCLA juga berencana untuk mempelajari fenomena tersebut pada orang-orang yang telah mengalami cedera otak traumatis.
Dalam sebuah penelitian tahun 2016, Xia Yang berserta Gomez-Pinilla dan koleganya telah melaporkan bahwa ratusan gen dapat rusak akibat fruktosa. Sementara asam lemak omega-3 yang disebut asam docosahexaenoic (DHA) justru berperan penting dapat membalikkan perubahan berbahaya akibat efek fruktosa.
Salah satu gen yang mereka identifikasi dalam penelitian itu, Fmod, juga termasuk gen pengatur utama yang diidentifikasi dalam penelitian baru. Diakui, tidak semua orang dengan cedera otak traumatis dapat mengalami efek penyakit genetic serupa, namun luka yang lebih parah dapat merusak lebih banyak gen, kata Gomez-Pinilla, yang juga merupakan orang penting di Brain Injury Research Center (BIRC) UCLA.
Peneliti lain yang terlibat dalam proyek BIRC UCLA adalah Qingying Meng dan Rahul Agrawal, mantan postdoctoral UCLA; Yumei Zhuang dan Zhe Ying, staf penelitiam UCLA. Penelitian ini didanai oleh dana hibah National Institutes of Health (NIH) dan Clinical and Translational Science Institute UCLA.
Dedi Junaedi
