Para ilmuwan di Gladstone Institutes mengungkapkan alasan mengejutkan mengapa neuron yang memproduksi dopamin, penting untuk pergerakan tubuh yang halus, meninggal karena penyakit Parkinson.
Pada tikus, ketika neuron ini tetap terlalu aktif selama berminggu -minggu, mereka mulai goyah, pertama kali kehilangan koneksi dan kemudian mati sama sekali. Ini mencerminkan hilangnya neuron selektif yang terlihat pada pasien, di mana sel -sel yang bekerja terlalu banyak di substantia nigra akhirnya pingsan.
Misteri Parkinson: Mengapa Sel Otak Kunci Mati
Kelompok sel otak tertentu mengontrol kemampuan tubuh untuk bergerak dengan presisi dan koordinasi. Ketika sel -sel ini tetap terlalu aktif untuk waktu yang lama, mereka mulai menjadi lebih buruk dan akhirnya mati. Para peneliti di New Gladstone Institutes mengamati proses ini, menawarkan wawasan baru tentang apa yang mungkin salah di otak orang dengan penyakit Parkinson.
Para ilmuwan telah lama mengakui bahwa jenis neuron tertentu menghilang dengan kemajuan Parkinson, meskipun alasan di balik penurunan ini tetap tidak pasti. Sebuah studi baru, yang diterbitkan dalam jurnal Elifemenunjukkan bahwa pada tikus, stimulasi berlebihan yang berkepanjangan dari neuron ini dapat secara langsung menyebabkan kematian mereka. Para peneliti menyarankan bahwa di Parkinson, overactivity ini dapat didorong oleh kombinasi risiko genetik, paparan lingkungan, dan ketegangan ekstra pada orang yang selamat ketika mereka mencoba menebus mereka yang telah kehilangan.
“Pertanyaan keseluruhan di bidang penelitian Parkinson adalah mengapa sel -sel yang paling rentan terhadap penyakit ini meninggal,” kata penyelidik Gladstone Ken Nakamura, MD, PhD, yang memimpin penelitian. “Menjawab pertanyaan itu dapat membantu kita memahami mengapa penyakit ini terjadi dan menunjukkan cara baru untuk mengobatinya.”
Gejala Parkinson dan Aktivitas Neuron meningkat
Lebih dari 8 juta orang di seluruh dunia saat ini dipengaruhi oleh penyakit Parkinson, gangguan otak progresif yang menyebabkan tremor, gerakan memperlambat, kekakuan otot, dan kesulitan berjalan dan menyeimbangkan.
Para peneliti tahu bahwa neuron bertanggung jawab untuk memproduksi dopaminYang penting bagi gerakan sukarela, adalah di antara mereka yang meninggal pada pasien Parkinson. Bukti juga menunjukkan bahwa neuron ini sering menjadi lebih aktif saat kemajuan penyakit, baik sebelum dan sesudah degenerasi dimulai. Yang masih belum jelas adalah apakah lonjakan kegiatan ini hanyalah respons terhadap penyakit atau jika memainkan peran langsung dalam mendorong kematian sel.
Aktivasi berkelanjutan vs. jangka pendek
Dalam sebuah studi baru, Nakamura dan rekan-rekannya menangani pertanyaan ini dengan memasukkan reseptor secara khusus ke dalam neuron dopamin pada tikus yang memungkinkan mereka untuk meningkatkan aktivitas sel dengan merawat hewan dengan obat, clozapin-n-oksida (CNO). Menariknya, para ilmuwan menambahkan CNO ke air minum hewani, mendorong aktivasi neuron kronis.
“Dalam pekerjaan sebelumnya, kami dan yang lainnya untuk sementara mengaktifkan sel -sel ini dengan suntikan CNO atau dengan cara lain, tetapi itu hanya menyebabkan ledakan aktivasi pendek,” kata Katerina Rademacher, seorang mahasiswa pascasarjana di Laboratorium Nakamura dan penulis pertama penelitian tersebut. “Dengan mengirim CNO melalui air minum, kami mendapatkan aktivasi sel yang relatif terus menerus, dan kami pikir penting dalam memodelkan apa yang terjadi pada orang dengan penyakit Parkinson.”
Dalam beberapa hari karena neuron dopamin terlalu aktif, siklus khas hewan dari kegiatan siang dan malam menjadi terganggu. Setelah satu minggu, para peneliti dapat mendeteksi degenerasi proyeksi panjang (disebut akson) yang meluas dari beberapa neuron dopamin. Pada satu bulan, neuron mulai mati.
Yang penting, perubahan sebagian besar mempengaruhi satu subset neuron dopamin – ditemukan di area otak yang dikenal sebagai substantia nigra, yang bertanggung jawab atas kontrol gerakan – sambil menghemat neuron dopamin di area otak yang bertanggung jawab atas motivasi dan emosi. Ini adalah pola degenerasi seluler yang sama yang terlihat pada orang dengan penyakit Parkinson.
Menghubungkan temuan mouse dengan parkinsonisme manusia
Untuk mendapatkan wawasan tentang mengapa overactivation menyebabkan degenerasi neuron, para peneliti mempelajari perubahan molekuler yang terjadi pada neuron dopamin sebelum dan sesudah aktivitas berlebihan. Mereka menunjukkan bahwa neuron yang berlebihan menyebabkan perubahan kadar kalsium dan ekspresi gen yang terkait dengan metabolisme dopamin.
“Menanggapi aktivasi kronis, kami pikir neuron dapat mencoba menghindari dopamin yang berlebihan – yang bisa beracun – dengan mengurangi jumlah dopamin yang mereka hasilkan,” jelas Rademacher. “Seiring waktu, neuron mati, akhirnya menyebabkan kadar dopamin yang tidak mencukupi di area otak yang mendukung gerakan.”
Pola gen bersama pada pasien dan tikus
Ketika para peneliti mengukur tingkat gen dalam sampel otak pasien dengan tahap awal Parkinson, mereka menemukan perubahan serupa; Gen yang terkait dengan metabolisme dopamin, peraturan kalsium, dan respons stres yang sehat ditolak.
Studi ini tidak mengungkapkan mengapa aktivitas neuron dopamin mungkin meningkat dengan penyakit Parkinson, tetapi Nakamura berhipotesis bahwa mungkin ada beberapa penyebab, termasuk faktor genetik dan lingkungan. Aktivitas yang berlebihan juga bisa menjadi bagian dari siklus iblis yang dimulai pada awal penyakit. Ketika neuron dopamin menjadi terlalu aktif, mereka secara bertahap mematikan produksi dopamin, yang memperburuk masalah pergerakan. Neuron yang tersisa bekerja lebih keras untuk mengkompensasi, pada akhirnya menyebabkan kelelahan sel dan kematian.
“Jika itu masalahnya, itu meningkatkan kemungkinan menarik bahwa menyesuaikan pola aktivitas neuron yang rentan terhadap obat atau stimulasi otak dapat membantu melindungi mereka dan memperlambat perkembangan penyakit,” kata Nakamura.
References: “Chronic hyperactivation of the midbrain dopamine neurons causes degeneration of preference dopamine neurons” by Katerina Rademacher, Zak Doric, Dominic Haddad, Aphroditi Mamaligas, Szu-Chi Liao, Rose Creed, Kohei Kano, Zac Chatteton, Yuhong, Joseph, Joseph, Kohei Kano, Zac, Zac Chatterton, Yuhong, Yuhong, Kohei Kano, Zac Chatterton, Yuhong, Yuhong, Yuhong, Yuhong, Yuhong, Yuhong, Yuhong, Yuhong, Yuhonga, Yuhong, Yuhonga, Yuhong, Yuhong, Sei, Anatol Kreitzer, Glenda Halliday, Alexandra B Nelson, Elyssa Margol dan Ken Nakamura, 26 Agustus 2025, Elife.
Dua: 10.7554/Elife.98775
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
