Para peneliti di Universitas Washington telah menemukan bahwa peradangan otak dapat menyebabkan disfungsi otot dengan melepaskan protein yang mengalir ke otot, sehingga mengganggu fungsinya. Dalam percobaan dengan lalat buah dan tikus, mereka menemukan bahwa protein ini mengurangi produksi energi dalam mitokondria otot. Penelitian tersebut juga mengidentifikasi kemungkinan cara untuk memblokir proses ini, yang dapat membantu mengobati atau mencegah penyusutan otot dalam kondisi seperti infeksi bakteri, Alzheimer, dan COVID jangka panjang. Kredit: SciTechDaily
Sebuah penelitian mengungkapkan bahwa peradangan otak menyebabkan pelepasan protein yang mengganggu fungsi otot, sehingga muncullah pengobatan potensial untuk kelelahan otot terkait penyakit seperti Penyakit Alzheimer dan COVID jangka panjang.
Infeksi dan penyakit neurodegeneratif diketahui dapat menyebabkan radang otak. Akan tetapi, pasien dengan radang otak sering kali mengalami masalah otot yang tampaknya tidak terkait dengan sistem saraf pusat.
Kini, para peneliti di Fakultas Kedokteran Universitas Washington di St. Louis telah menemukan bahwa peradangan otak melepaskan protein tertentu yang berpindah dari otak ke otot, yang menyebabkan penurunan fungsi otot. Penelitian yang dilakukan terhadap lalat buah dan tikus ini juga telah mengidentifikasi cara untuk memblokir proses ini. Hal ini dapat memiliki implikasi signifikan untuk mengobati atau mencegah penyusutan otot yang sering terlihat pada penyakit inflamasi seperti infeksi bakteri, penyakit Alzheimer, dan COVID jangka panjang.
Menemukan Jalur dari Otak ke Otot
“Kami tertarik untuk memahami kelelahan otot yang sangat dalam yang dikaitkan dengan beberapa penyakit umum,” kata penulis senior Aaron Johnson, PhD, seorang profesor madya biologi perkembangan. “Studi kami menunjukkan bahwa ketika kita sakit, protein pembawa pesan dari otak mengalir melalui aliran darah dan mengurangi kadar energi di otot rangka. Ini lebih dari sekadar kurangnya motivasi untuk bergerak karena kita merasa tidak enak badan. Proses ini mengurangi kadar energi di otot rangka, sehingga mengurangi kapasitas untuk bergerak dan berfungsi secara normal.”
Dalam penelitian mereka yang baru-baru ini diterbitkan di Imunologi SainsPara peneliti menyelidiki dampak peradangan otak terhadap fungsi otot dengan memodelkan tiga penyakit: E.coli infeksi bakteri, SARS-CoV-2 infeksi virus, dan Alzheimer. Ketika otak terpapar protein inflamasi yang merupakan ciri khas penyakit ini, zat kimia berbahaya yang disebut oksigen reaktif jenis penumpukan. Spesies oksigen reaktif menyebabkan sel-sel otak memproduksi molekul terkait kekebalan yang disebut interleukin-6 (IL-6), yang mengalir ke seluruh tubuh melalui aliran darah. Para peneliti menemukan bahwa IL-6 pada tikus — dan protein terkait pada lalat buah — mengurangi produksi energi dalam mitokondria otot, pabrik energi sel.
Penelitian dari Fakultas Kedokteran Universitas Washington di St. Louis mengungkap bagaimana peradangan otak memicu kelemahan otot ekstrem pada beberapa penyakit, termasuk infeksi virus, infeksi bakteri, dan penyakit Alzheimer. Yang ditampilkan adalah otot lalat buah; pewarnaan ungu adalah ukuran seberapa baik mitokondria dalam sel otot menghasilkan energi. Di sebelah kiri adalah otot yang sehat, dan di sebelah kanan adalah otot yang terpapar IL-6, molekul terkait kekebalan yang diproduksi oleh otak sebagai respons terhadap infeksi atau penyakit kronis. Kredit: Shuo Yang
Dampak Protein Penyakit terhadap Kinerja Otot
“Lalat dan tikus yang memiliki protein terkait COVID di otak menunjukkan penurunan fungsi motorik — lalat tidak memanjat sebaik yang seharusnya, dan tikus tidak berlari sebaik atau sebanyak tikus kontrol,” kata Johnson. “Kami melihat efek serupa pada fungsi otot saat otak terpapar protein terkait bakteri dan protein beta amiloid Alzheimer. Kami juga melihat bukti bahwa efek ini dapat menjadi kronis. Bahkan jika infeksi sembuh dengan cepat, penurunan kinerja otot tetap ada beberapa hari lebih lama dalam eksperimen kami.”
Johnson, bersama dengan rekan-rekannya di Universitas Florida dan penulis pertama Shuo Yang, PhD — yang melakukan pekerjaan ini sebagai peneliti pascadoktoral di lab Johnson — menyatakan bahwa proses yang sama kemungkinan relevan pada manusia. Misalnya, infeksi bakteri otak meningitis diketahui meningkatkan kadar IL-6 dan dapat dikaitkan dengan masalah otot pada beberapa pasien. Di antara COVID 19 Pada pasien, protein inflamasi SARS-CoV-2 telah ditemukan di otak selama otopsi, dan banyak pasien COVID jangka panjang melaporkan kelelahan ekstrem dan kelemahan otot bahkan lama setelah infeksi awal sembuh. Pasien dengan penyakit Alzheimer juga menunjukkan peningkatan kadar IL-6 dalam darah serta kelemahan otot.
Potensi Perawatan dan Implikasi Klinis
Studi ini mengidentifikasi target potensial untuk mencegah atau mengobati kelemahan otot yang terkait dengan peradangan otak. Para peneliti menemukan bahwa IL-6 mengaktifkan apa yang disebut jalur JAK-STAT di otot, dan inilah yang menyebabkan berkurangnya produksi energi mitokondria. Beberapa terapi yang telah disetujui oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan untuk penyakit lain dapat memblokir jalur ini. Inhibitor JAK serta beberapa antibodi monoklonal terhadap IL-6 disetujui untuk mengobati berbagai jenis radang sendi dan mengelola kondisi peradangan lainnya.
“Kami tidak yakin mengapa otak menghasilkan sinyal protein yang sangat merusak fungsi otot di berbagai kategori penyakit,” kata Johnson. “Jika kita ingin berspekulasi tentang kemungkinan alasan mengapa proses ini tetap ada selama evolusi manusia, meskipun menimbulkan kerusakan, itu bisa jadi merupakan cara otak untuk mengalokasikan kembali sumber daya untuk dirinya sendiri saat melawan penyakit. Kita memerlukan lebih banyak penelitian untuk lebih memahami proses ini dan konsekuensinya di seluruh tubuh. Sementara itu, kami berharap penelitian kami mendorong lebih banyak penelitian klinis tentang jalur ini dan apakah perawatan yang ada yang memblokir berbagai bagiannya dapat membantu banyak pasien yang mengalami kelelahan otot yang melemahkan seperti ini.”
Pendanaan: Pekerjaan ini didukung oleh Institut Kesehatan Nasional (NIH), Rencana Penelitian dan Pengembangan Utama Nasional Tiongkok, Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok, Proyek San-Ming Shenzhen untuk Pencegahan dan Penelitian Penyakit yang Ditularkan Melalui Vektor, Yayasan Sains Cornerstone Baru melalui Program Peneliti Cornerstone Baru, Penghargaan Xplorer dari Tencent Foundation, Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Provinsi Heilongjiang, Program Dana Sains untuk Cendekiawan Muda Terkemuka (Luar Negeri), dan Dana Permulaan Laboratorium Teluk Shenzhen.
Referensi: “Infeksi dan penyakit kronis mengaktifkan sumbu sinyal otak-otot sistemik” oleh Shuo Yang, Meijie Tian, Yulong Dai, Rong Wang, Shigehiro Yamada, Shengyong Feng, Yunyun Wang, Deepak Chhangani, Tiffany Ou, Wenle Li, Xuan Guo, Jennifer McAdow, Diego E. Rincon-Limas, Xin Yin, Wanbo Tai, Gong Cheng dan Aaron Johnson, 12 Juli 2024, Imunologi Sains.
DOI: 10.1126/sciimmunol.adm7908
Pendanaan: Pekerjaan ini didukung oleh Institut Kesehatan Nasional (NIH), Rencana Penelitian dan Pengembangan Utama Nasional Tiongkok, Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok, Proyek San-Ming Shenzhen untuk Pencegahan dan Penelitian Penyakit yang Ditularkan Melalui Vektor, Yayasan Sains New Cornerstone melalui Program Peneliti New Cornerstone, Hadiah Xplorer dari Tencent Foundation, Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Provinsi Heilongjiang, Program Dana Sains untuk Cendekiawan Muda Terkemuka (Luar Negeri), dan Dana Permulaan Laboratorium Teluk Shenzhen.
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
