Lupakan pil ajaib dan suntikan anti-penuaan, terobosan terbaru dalam pertempuran melawan Alzheimer mungkin datang dari sesuatu yang baunya seperti telur busuk dan jumlahnya sangat sedikit. Ya, Anda tidak salah baca. Para ilmuwan di Johns Hopkins Medicine sedang menggali potensi protein otak yang menghasilkan gas hidrogen sulfida, sebuah molekul kecil yang ternyata punya peran besar dalam pembentukan memori, dan yang lebih penting, mungkin menjadi kunci perlindungan sel otak dari kehancuran.
Gas Bau yang Ternyata Pahlawan Otak?
Protein yang dimaksud adalah Cystathionine γ-lyase (CSE). Tugas utamanya adalah menghasilkan hidrogen sulfida, senyawa yang identik dengan aroma tak sedap dari telur yang sudah membusuk. Namun, di balik aroma kurang sedapnya, hidrogen sulfida ini ternyata diam-diam memainkan peran krusial dalam cara otak kita merekam dan menyimpan informasi. Penemuan ini bukan sekadar omong kosong belaka; ini adalah hasil dari serangkaian eksperimen rumit yang dilakukan pada tikus rekayasa genetik, sebagaimana diungkapkan oleh pemimpin penelitian, Bindu Paul, Ph.D.
Studi yang dipublikasikan di Proceedings of the National Academy of Sciences ini berambisi untuk mengungkap secara detail mekanisme kerja protein CSE. Pertanyaannya yang menggantung adalah: bisakah aktivitas protein ini ditingkatkan untuk melindungi sel-sel otak dari kerusakan dan memperlambat laju penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer? Ini bukan pertanyaan iseng; ini adalah harapan baru bagi jutaan orang yang terdampak kondisi mematikan ini.
Meskipun penelitian sebelumnya sudah mengindikasikan bahwa hidrogen sulfida memiliki potensi melindungi neuron pada tikus, ada satu kendala besar: gas ini menjadi racun jika kadarnya terlalu tinggi. Mengirimkannya langsung ke otak menjadi opsi yang sangat berisiko. Oleh karena itu, para ilmuwan kini fokus pada bagaimana menjaga kadar gas ini tetap pada level sangat rendah yang secara alami ada di dalam neuron, sebuah tantangan teknis yang tidak main-main.
Ketika Kekurangan Gas Bau Berujung pada Lupa
Temuan terbaru ini menunjukkan konsekuensi serius dari ketiadaan CSE. Tikus yang direkayasa secara genetik untuk tidak memiliki enzim CSE menunjukkan problem serius dalam hal memori dan kemampuan belajar. Lebih mengkhawatirkan lagi, tikus-tikus ini juga mengalami peningkatan stres oksidatif, kerusakan DNA, dan integritas blood-brain barrier yang melemah. Gejala-gejala ini, Anda tahu, adalah ciri khas yang sangat sering dikaitkan dengan penyakit Alzheimer. Ini bukan kebetulan; ini adalah pola yang mulai terlihat jelas.
Penelitian ini sendiri merupakan pengembangan dari riset yang telah dilakukan selama bertahun-tahun di bawah arahan Solomon Snyder, M.D., D.Sc., D.Phil., seorang profesor emeritus yang kiprahnya di dunia neurosains tidak perlu diragukan lagi. Pada tahun 2014, timnya berhasil melaporkan bahwa CSE berperan penting dalam menjaga kesehatan otak tikus yang menderita penyakit Huntington. Penggunaan tikus yang kekurangan CSE bukan hal baru; protein ini pertama kali menjadi sorotan pada tahun 2008 ketika kaitannya dengan fungsi pembuluh darah dan regulasi tekanan darah mulai terungkap.
Rentetan temuan berlanjut. Pada tahun 2021, tim yang sama kembali menemukan bahwa CSE tidak berfungsi sebagaimana mestinya pada tikus yang memiliki karakteristik Alzheimer. Lebih menggembirakan lagi, injeksi hidrogen sulfida dalam dosis sangat kecil terbukti mampu melindungi fungsi otak mereka. Namun, studi-studi sebelumnya ini banyak berfokus pada tikus dengan mutasi genetik tambahan yang berkaitan dengan penyakit neurodegeneratif. Riset terkini ini, dengan memisahkan peran CSE itu sendiri, memberikan gambaran yang lebih murni dan spesifik.
“Temuan terbaru ini menegaskan bahwa CSE saja merupakan pemain utama dalam fungsi kognitif dan berpotensi membuka jalan baru untuk jalur pengobatan Alzheimer,” ujar Snyder, yang telah pensiun dari fakultas Johns Hopkins Medicine pada tahun 2023. Ini adalah pernyataan yang cukup berani, menunjuk pada satu protein spesifik sebagai target potensial yang sebelumnya mungkin luput dari perhatian karena ‘aroma’nya yang kurang menyenangkan.
Uji Coba Memori: Lupa Itu Ternyata Ada Biang Keroknya
Untuk memahami lebih dalam bagaimana CSE memengaruhi memori, para ilmuwan melakukan perbandingan mendalam antara tikus yang kekurangan protein ini dengan tikus normal, menggunakan galur tikus yang sama yang telah dikembangkan sejak 2008. Mereka menguji memori spasial – kemampuan mengingat arah dan mengikuti petunjuk – melalui sebuah arena uji yang dinamakan Barnes maze. Ini bukan tes matematika, tapi uji ketahanan dan daya ingat dalam navigasi.
Dalam tes ini, tikus dilatih untuk melarikan diri dari cahaya terang dengan menemukan tempat persembunyian yang aman. Pada usia dua bulan, baik tikus normal maupun tikus yang kekurangan CSE menunjukkan performa yang serupa, berhasil menemukan tempat persembunyian dalam waktu tiga menit. Namun, cerita berubah drastis saat mereka mencapai usia enam bulan. Tikus yang kekurangan CSE mulai kesulitan menemukan rute pelarian, sementara tikus normal tetap berhasil.
“Penurunan memori spasial ini mengindikasikan adanya onset progresif dari penyakit neurodegeneratif yang dapat diatribusikan pada hilangnya CSE,” ungkap penulis utama studi, Suwarna Chakraborty, seorang peneliti di lab Paul. Ini adalah bukti nyata bahwa proses penuaan otak, atau dalam kasus ini, proses patologis, sangat dipengaruhi oleh keberadaan CSE.
Perubahan Otak yang Mirip Skala Alzheimer
Para peneliti tidak berhenti di situ. Mereka juga mendalami bagaimana ketiadaan CSE memengaruhi otak pada tingkat seluler. Hipokampus, area otak yang memegang peranan krusial dalam proses belajar dan memori, sangat bergantung pada pembentukan neuron baru. Gangguan pada proses ini sudah lama diketahui sebagai ciri khas dari penyakit neurodegeneratif.
Menggunakan berbagai metode biokimia dan analitik, tim peneliti menemukan bahwa protein-protein yang terlibat dalam neurogenesis – pembentukan neuron baru – berkurang drastis atau bahkan tidak ada sama sekali pada tikus yang tidak memiliki CSE. Ini menunjukkan bahwa kemampuan otak untuk ‘memperbaiki diri’ atau membangun koneksi baru terhambat parah.
Dengan bantuan mikroskop elektron berkekuatan tinggi, para ilmuwan mengamati kerusakan struktural yang signifikan di otak tikus-tikus ini. Ditemukan adanya robekan besar pada pembuluh darah, sebuah indikasi adanya kerusakan pada blood-brain barrier – sebuah benteng pertahanan vital otak – yang lagi-lagi, merupakan salah satu tanda bahaya Alzheimer. Lebih lanjut, neuron-neuron yang baru terbentuk mengalami kesulitan untuk mencapai hipokampus, tempat seharusnya mereka berkontribusi dalam pembentukan memori.
“Tikus yang kekurangan CSE ini mengalami kompromi di berbagai tingkatan, yang berkorelasi langsung dengan gejala-gejala yang kita lihat pada penyakit Alzheimer,” jelas penulis bersama pertama, Sunil Jamuna Tripathi, juga seorang peneliti di lab Paul. Gambaran ini semakin memperkuat dugaan bahwa CSE memainkan peran multifaset dalam menjaga kesehatan otak.
Menuju Terapi Alzheimer yang Baru: Jangan Remehkan Gas Bau!
Penting untuk diingat betapa merusaknya penyakit Alzheimer. Di Amerika Serikat saja, lebih dari 6 juta orang terdampak, dan angka ini terus merangkak naik. Sampai saat ini, belum ada pengobatan yang terbukti secara konsisten mampu menghentikan atau memperlambat laju penyakit ini. Situasi ini sungguh memprihatinkan, membuat setiap temuan baru menjadi sangat berharga.
Para peneliti mengemukakan pandangan bahwa menargetkan CSE dan produksi hidrogen sulfida yang dihasilkannya bisa menjadi jalur baru yang menjanjikan untuk mengembangkan terapi. Tujuannya jelas: melindungi fungsi otak secara keseluruhan dan memperlambat progresi penyakit yang menghancurkan ini. Jadi, jangan pernah meremehkan apa yang bisa dilakukan oleh molekul kecil, bahkan yang beraroma kurang sedap sekalipun, jika ia bekerja di tempat yang tepat.
Dukungan pendanaan untuk riset monumental ini datang dari berbagai lembaga terkemuka, termasuk National Institutes of Health, Department of Defense, American Heart Association, dan berbagai yayasan lainnya. Para kontributornya pun datang dari berbagai institusi riset ternama di Amerika dan Jerman, menunjukkan betapa kolaboratif dan luasnya upaya global untuk memerangi penyakit ini.
