Protein yang Terlibat dalam Alzheimer Dapat ‘Memasak Lebih Lama’ Sel Melalui Panas, Studi Menemukan

Penyakit Alzheimer adalah penyebab paling umum dari demensia; jika kita ingin mengurangi dampaknya, kita perlu memahami sebanyak mungkin tentang bagaimana hal itu dimulai dan efeknya pada sel-sel otak – dan sebuah studi baru mengungkapkan bahwa perkembangan penyakit ini dapat menyebabkan sel menjadi terlalu panas.

Kita tahu bahwa Alzheimer ditandai dengan protein amyloid-beta dan tau yang menggumpal di otak, membunuh sel dan menyebabkan otak menyusut. Studi baru menunjukkan bagaimana amiloid-beta dapat menghancurkan sel “seperti menggoreng telur” dengan menaikkan suhunya.

Salah satu aspek yang paling menantang dalam meneliti Alzheimer adalah fakta bahwa kita tidak sepenuhnya memahami apa yang menyebabkan amyloid-beta menumpuk di otak; namun, dalam studi terbaru ini, para peneliti dapat mengamatinya memicu perubahan suhu ini, yang secara teknis dikenal sebagai termogenesis intraseluler.

“Begitu agregat terbentuk, mereka dapat keluar dari sel dan diambil oleh sel-sel tetangga, menginfeksi amiloid-beta yang sehat di dalam sel-sel itu,” kata insinyur kimia Chyi Wei Chung, dari University of Cambridge di Inggris.

Alzheimer adalah penyakit yang terkenal sulit untuk diselidiki, karena membutuhkan waktu lama untuk berkembang; dampak penuhnya pada otak seseorang hanya dapat diperiksa secara detail dengan menganalisis jaringan otak setelah seseorang meninggal.

Studi khusus ini dimungkinkan melalui sensor suhu kecil yang disebut termometer polimer fluoresen (FPT).

Tim menambahkan amiloid-beta ke garis sel manusia di laboratorium untuk memicu proses agregasi. Begitu protein amiloid-beta mulai terbentuk menjadi benang yang dikenal sebagai fibril, suhu rata-rata sel mulai meningkat, dibandingkan dengan sel yang tidak memiliki protein yang ditambahkan secara artifisial. Yang kemudian mengarah pada reaksi berantai.

“Saat fibril mulai memanjang, mereka melepaskan energi dalam bentuk panas,” kata ahli saraf Kaminski Schierle, dari University of Cambridge.

“Agregasi amiloid-beta membutuhkan cukup banyak energi untuk memulai, tetapi begitu proses agregasi dimulai, ia mempercepat dan melepaskan lebih banyak panas, memungkinkan lebih banyak agregat terbentuk.”

Dengan menghambat agregasi amiloid-beta di sel lain, para peneliti dapat mengisolasi dan mengidentifikasi pembentukan fibril sebagai penyebab termogenesis. Ada kemungkinan bahwa pengobatan Alzheimer di masa depan dapat melihat pencegahan agregasi sebagai cara untuk menjaga sel-sel otak tetap dingin dan – yang terpenting – hidup.

“Kami menunjukkan, untuk pertama kalinya dalam sel hidup, bahwa Aβ42 [amyloid-beta subvariant 42] pemanjangan secara langsung bertanggung jawab untuk meningkatkan suhu rata-rata sel,” tulis tim tersebut.

Selain eksperimen laboratorium, model komputer digunakan untuk menilai bagaimana amiloid-beta dapat bekerja di dalam sel untuk meningkatkan suhu, berpotensi membawa kita lebih dekat ke pemahaman penuh tentang penyakit yang mempengaruhi puluhan juta kehidupan.

Perawatan apa pun yang dihasilkan masih jauh, tetapi penelitian ini menjernihkan salah satu misteri seputar penyakit ini. Diperkirakan bahwa kerusakan pada baterai sel atau mitokondria mungkin telah mengarah ke thermogenesis sebagai gantinya.

“Termogenesis telah dikaitkan dengan stres seluler, yang dapat mendorong agregasi lebih lanjut,” kata Chung.

“Kami percaya bahwa ketika ada ketidakseimbangan dalam sel, seperti ketika konsentrasi amiloid-beta sedikit terlalu tinggi dan mulai menumpuk, suhu sel meningkat.”

Penelitian ini telah dipublikasikan di Jurnal American Chemical Society.