Pernah terjangkit penyakit perut parah? Pola hilangnya nafsu makan, bahkan setelah gejala terburuk mereda, adalah fenomena yang akrab. Jutaan orang di seluruh dunia yang hidup dengan infeksi cacing parasit kronis mengalami hal serupa. Namun, sains tampaknya kesulitan mengidentifikasi biang kerok pasti hilangnya selera makan ini. Ternyata, jawaban atas dilema perut yang mogok makan ini berakar pada komunikasi seluler yang tak terduga, sebuah jaringan pesan kimiawi yang membungkam sinyal kenikmatan indera perasa.
Di Universitas California San Francisco (UCSF), para peneliti akhirnya berhasil memetakan jalur biologis yang menghubungkan respons imun usus dengan otak selama infeksi parasit. Penemuan ini mengungkap bagaimana sinyal dari sistem imun secara aktif bisa menekan keinginan untuk makan, sebuah manuver biologis yang cerdas namun menyebalkan.
David Julius, Ph.D., seorang profesor dan ketua Fisiologi di UCSF serta peraih Nobel Fisiologi atau Kedokteran 2021, menjelaskan fokus penelitiannya: “Pertanyaan yang ingin kami jawab bukan hanya bagaimana sistem imun melawan parasit, tetapi bagaimana ia merekrut sistem saraf untuk mengubah perilaku.” Ternyata, ada logika molekuler yang sangat elegan di balik proses ini.
Studi yang dipublikasikan dalam jurnal Nature mengungkap cara tak terduga dua jenis sel berkomunikasi. Penemuan ini juga berpotensi menjelaskan berbagai masalah pencernaan lain, mulai dari intoleransi makanan hingga sindrom iritasi usus.
Koneksi Senyap: Bagaimana Sel Usus Berbisik ke Otak
Inti penelitian ini terletak pada dua jenis sel usus yang relatif jarang ditemui. Sel Tuft berfungsi sebagai detektor yang mengenali parasit dan memicu respons imun. Sementara itu, Sel Enterokromafin (EC) bertugas melepaskan sinyal kimiawi yang menstimulasi jalur saraf terhubung ke otak. Sel EC diketahui memproduksi sensasi seperti mual, nyeri, dan ketidaknyamanan umum di saluran cerna, namun interaksi langsungnya dengan sel Tuft masih menjadi misteri.
“Laboratorium kami sudah lama tertarik pada bagaimana sel Tuft, setelah merespons infeksi parasit, melepaskan sinyal ke jenis sel lain,” ujar Richard Locksley, M.D., seorang imunolog UCSF yang turut menjadi penulis senior dalam studi ini.
Untuk membongkar misteri ini, Koki Tohara, Ph.D., seorang peneliti pascadoktoral di UCSF dan penulis utama studi, menggunakan sel sensor hasil rekayasa genetika yang ditempatkan bersebelahan dengan sel Tuft di bawah mikroskop. Ketika sel Tuft terpapar succinate, sebuah senyawa yang dilepaskan oleh cacing parasit, sel sensor di dekatnya seketika menyala. Ini membuktikan bahwa sel Tuft melepaskan acetylcholine, molekul pensinyalan yang biasanya diasosiasikan dengan sel saraf.
Lebih lanjut, ketika acetylcholine diperkenalkan ke jaringan usus hasil kultur laboratorium yang mengandung sel EC, sel-sel tersebut merespons dengan melepaskan serotonin. Pelepasan serotonin ini kemudian mengaktifkan serat saraf vagus, yang bertugas membawa sinyal dari usus menuju otak.
“Yang kami temukan adalah sel Tuft melakukan fungsi layaknya neuron, tetapi melalui mekanisme yang sama sekali berbeda,” jelas Tohara. “Mereka menggunakan acetylcholine untuk berkomunikasi, namun tanpa mesin seluler yang biasanya diandalkan neuron untuk melepaskannya.” Ini adalah bukti bagaimana alam punya banyak cara tak terduga untuk menyampaikan pesan.
Sinyal Tunda yang Membungkam Selera Makan
Peneliti juga menemukan bahwa sel Tuft melepaskan acetylcholine dalam dua fase terpisah. Mekanisme ini menjelaskan mengapa hilangnya nafsu makan sering kali muncul belakangan, bukannya langsung setelah infeksi.
Pada awalnya, sel Tuft melepaskan semburan acetylcholine singkat. Seiring respons imun berkembang dan jumlah sel Tuft bertambah, mereka mulai menghasilkan pelepasan sinyal yang sama secara lebih lambat dan berkelanjutan. Pelepasan yang memanjang ini cukup kuat untuk mengaktifkan sel EC dan mengirimkan sinyal ke otak, memerintahkan penundaan konsumsi makanan.
“Ini menjelaskan mengapa seseorang awalnya merasa baik-baik saja, tetapi kemudian mulai merasa sakit seiring infeksi menjadi mapan,” kata Julius. “Pada dasarnya, usus menunggu konfirmasi bahwa ancaman itu nyata dan persisten sebelum memberi tahu otak untuk mengubah perilaku.” Sistem pertahanan tubuh ini memang tidak gegabah, menunggu kepastian sebelum mengambil keputusan drastis.
Implikasi Lebih Luas untuk Gangguan Pencernaan
Untuk menguji apakah jalur pensinyalan ini memengaruhi perilaku di luar laboratorium, tim studi melakukan eksperimen pada tikus yang terinfeksi cacing parasit. Tikus dengan fungsi sel Tuft normal menunjukkan penurunan asupan makan seiring perkembangan infeksi. Sebaliknya, tikus yang tidak mampu memproduksi acetylcholine di sel Tuft mereka terus makan seperti biasa. Hasil ini mengkonfirmasi bahwa jalur pensinyalan yang baru diidentifikasi ini secara langsung mendorong perubahan nafsu makan.
Temuan ini berpotensi memandu pengembangan terapi baru untuk mengatasi gejala yang terkait dengan infeksi parasit. Pengendalian pelepasan dari sel Tuft bisa menjadi strategi efektif untuk mengelola respons fisiologis tertentu akibat infeksi.
“Mengendalikan luaran sel Tuft bisa menjadi cara untuk mengontrol beberapa respons fisiologis yang terkait dengan infeksi ini,” ujar Locksley, menambahkan bahwa implikasinya mungkin melampaui sekadar parasit. Sel Tuft tidak hanya ditemukan di usus, tetapi juga di area lain seperti saluran napas, kantung empedu, dan sistem reproduksi. Gangguan pada jalur pensinyalan yang baru teridentifikasi ini diduga memainkan peran dalam kondisi seperti sindrom iritasi usus, intoleransi makanan, dan nyeri viseral kronis.
Studi ini merupakan hasil kolaborasi dengan tim peneliti Stuart Brierly, Ph.D., dari University of Adelaide, Australia. Sebuah kolaborasi lintas benua yang membuahkan hasil signifikan dalam memahami kompleksitas tubuh manusia.
