Alzheimer, penyakit demensia yang menghantui jutaan orang di dunia, kini menemukan titik terang. Ilmuwan ahli saraf berhasil mengungkap sistem pembersihan unik di otak yang berpotensi menjadi jawaban untuk mengatasi penyakit mematikan ini.
Alzheimer ditandai dengan penurunan daya ingat progresif, kebingungan, serta perubahan perilaku dan pemikiran. Para ahli mengaitkan gangguan otak ini dengan penumpukan dua jenis protein di otak. Namun, misteri mengenai bagaimana penumpukan ini terjadi dan apakah ia penyebab utama atau hanya dampak dari penyakit, masih menjadi pertanyaan besar.
Titik terang muncul ketika tim peneliti mempelajari sistem serupa pada otak laba-laba. Neuron laba-laba yang lebih besar memudahkan pengamatan perubahan yang terjadi. Hasilnya sungguh mengejutkan!
Sebuah studi penting mengidentifikasi sistem pembersihan limbah yang belum pernah diketahui sebelumnya di otak manusia. Sistem ini ternyata memegang peranan krusial dalam menjaga kesehatan saraf otak (neuron).
Peneliti menemukan bahwa sel glial khusus menggunakan saluran-saluran kecil untuk menarik limbah dari neuron ke dalam struktur mirip wadah mikroskopis. Bayangkan, sistem ini seperti petugas kebersihan otak yang bekerja tanpa lelah. Namun, ketika sistem ini rusak, dampaknya sangat mengerikan: pembengkakan parah dan kerusakan neuron, ciri khas penyakit Alzheimer.
Penelitian ini mengungkap bahwa sistem saluran glial yang terbungkus mielin ini berfungsi membuang puing-puing sel. Sistem ini merupakan sistem pembersihan bawaan otak. Jika proses pembersihan ini gagal, neuron laba-laba akan berlubang dan mati.
Penemuan yang tak disengaja ini berawal dari pengamatan degenerasi otak pada laba-laba pengembara Amerika Tengah. Peneliti menemukan kelainan struktural pada sistem saluran yang berfungsi membuang limbah dari neuron laba-laba. Ketika sistem ini gagal, neuron mengalami kekurangan zat dan akhirnya mati.
Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa suhu ruangan yang lebih rendah mempengaruhi kinerja enzim penting yang menjaga protein struktural dalam sistem ini, memicu degenerasi saraf.
Menyadari potensi penemuan ini, peneliti berkolaborasi untuk meneliti jaringan otak tikus dan manusia, baik yang sehat maupun yang menderita Alzheimer. Dengan teknik pencitraan canggih, mereka menemukan sistem saluran glial yang hampir identik pada jaringan hipokampus manusia.
Pada otak manusia yang sehat, proyeksi ini membuang limbah seluler dengan efisien, membentuk struktur wadah limbah kecil di dalam neuron. Namun, pada pasien Alzheimer, sistem ini tampak rusak. Sel glial membengkak dan berubah bentuk, dan proyeksi mereka meluas menjadi struktur bulat besar yang penuh dengan puing-puing seluler. Pembengkakan ini seringkali disertai dengan hilangnya sitoplasma secara bertahap pada neuron, yang pada akhirnya menyebabkan neuron menjadi kosong dan mati. Proses ini dinamakan "gliaptosis," yaitu kematian neuron yang diinduksi oleh glial.
Struktur penampung limbah ini juga ditandai dengan protein yang terkait dengan Alzheimer, termasuk amiloid beta, tau, dan presenilin I. Protein-protein ini tampak terakumulasi pada tonjolan glial kecil yang telah menginvasi neuron. Pada tahap lanjut, struktur yang dipenuhi limbah ini meluas dan membanjiri interior neuron, menciptakan tampilan seperti spons dan berongga yang sering terlihat pada jaringan otak yang terkena Alzheimer.
Penelitian ini memberikan pemahaman baru tentang mielinisasi otak. Mielin, yang biasanya dianggap sebagai zat yang mengisolasi akson untuk membantu mengirimkan sinyal listrik, ternyata juga memiliki fungsi lain, yaitu membuang limbah.
Saluran glial yang panjang dan tipis ini menembus neuron dan mengeluarkan limbah. Proses ini bergantung pada aquaporin-4, protein yang memfasilitasi pergerakan air melintasi membran sel. "Aliran curah" yang digerakkan oleh air membantu memindahkan puing-puing dari neuron ke dalam sel glial, yang kemudian dapat dibuang melalui saluran drainase.
Fakta bahwa laba-laba dan manusia memiliki mekanisme yang sama menunjukkan bahwa sistem pembersihan otak ini telah ada sejak lama dalam evolusi dan sangat penting dalam menjaga fungsi otak yang sehat. Namun, hal ini juga menunjukkan kerentanan yang sama: jika sistem ini rusak, degenerasi saraf akan terjadi.
Penelitian selanjutnya akan berfokus pada fitur struktural dan molekuler dari sistem saluran glial ini untuk memahami protein dan proses yang terlibat, sehingga dapat mengidentifikasi penyebab kerusakan dan bagaimana mencegahnya. Harapannya, penemuan ini akan membuka jalan baru untuk mengobati Alzheimer dan bentuk demensia lainnya.
