Fatau semua yang mereka lakukan untuk melindungi tubuh, sel-sel kekebalan kadang-kadang dapat lebih berbahaya daripada baik dengan memicu masalah seperti radang sendi dan alergi. Sekarang, sebuah penelitian yang diterbitkan di Sains pada tanggal 26 Mei mengungkap mekanisme baru di mana sel-sel kekebalan yang dikenal sebagai mikroglia meningkatkan kepekaan terhadap rasa sakit: dengan memecah lapisan luar neuron di sumsum tulang belakang yang terlibat dalam pemrosesan informasi rasa sakit. Tindakan ini menyebabkan otak menafsirkan sinyal dari saraf tersebut sebagai nyeri kronis.
Dalam studi tersebut, para peneliti yang berbasis di McGill University di Kanada menirukan cedera saraf pada tikus berusia 8 hingga 12 minggu dan kemudian mengumpulkan apa yang dikenal sebagai neuron proyeksi, yang mengirimkan sinyal ke tempat yang jauh di sistem saraf pusat, dari suatu wilayah di tulang belakang yang memproses sinyal rasa sakit. Menggunakan noda yang menunjukkan adanya jenis penutup luar yang dikenal sebagai jaring perineuronal (PNNs) pada neuron proyeksi, tim menemukan bahwa volume lapisan ini turun 76,3 persen selama tiga hari setelah cedera terjadi, dan deposit noda muncul di dalam sel kekebalan khusus yang disebut mikroglia.
Untuk menentukan bagaimana mikroglia mengurangi PNN setelah cedera saraf, para peneliti membagi kelompok tikus baru menjadi dua kelompok. Mereka menghapus mikroglia dari satu kelompok, dan menemukan bahwa tikus ini tidak menunjukkan hipersensitivitas setelah cedera mekanis, sementara hewan kontrol melakukannya. PNN memungkinkan modulasi yang sangat spesifik dari output sinyal nyeri di sumsum tulang belakang, dan ketika mikroglia memecah PNN, ini meningkatkan aktivitas neuron proyeksi.
Lihat “Jaring Perineuronal: Mekanisme untuk Mengontrol Plastisitas Otak”
Para peneliti juga menyelidiki apakah penghapusan PNN di sekitar neuron proyeksi menginduksi rasa sakit. Mereka menghapus protein inti dalam PNN yang dikenal sebagai aggrecan dengan menyuntikkan virus rAAV ke tikus, yang menghapus pengkodean gen untuk aggrecan. Sebagai perbandingan, mereka juga menyuntikkan neuron proyeksi lain dari tikus yang sama dengan AAV-Cre dan virus terkait adeno yang mengekspresikan Chondroitinase ABC, yang menurunkan glikosaminoglikan rantai samping gula yang mengikat PNN. Setelah penghapusan rantai gula dan protein aggrecan dari neuron proyeksi tikus, tikus mengalami hipersensitivitas terhadap panas dan juga rasa sakit spontan yang dinilai melalui ekspresi wajah mereka.
Penulis penelitian menyimpulkan bahwa mikroglia yang diaktifkan oleh cedera menurunkan PNN, yang kemudian dikaitkan dengan sensitivitas nyeri. Rekan penulis Arkady Khoutorsky, seorang ahli saraf di McGill, mengatakan Para ilmuwan bahwa “kami mengidentifikasi mekanisme baru nyeri kronis.” Secara khusus, ia menjelaskan bahwa penelitian tersebut mengidentifikasi mekanisme yang mengarah pada nyeri neuropatik—sejenis nyeri kronis yang disebabkan oleh penyakit saraf progresif. “Kami menemukan bahwa aktivitas neuron proyeksi dapat secara langsung ditingkatkan pada nyeri neuropatik,” tambah Koutorsky.
Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa aktivasi sel mikroglia setelah cedera saraf berkontribusi pada perkembangan nyeri neuropatik, tetapi mekanisme untuk ini tidak jelas. Richard Miller dari Universitas Northwestern, yang telah mempelajari mekanisme nyeri pada osteoartritis tetapi bukan bagian dari studi baru, mengatakan bahwa temuannya “kreatif dan tidak terduga” dan menantang persepsi sebelumnya tentang jaring perineuronal sebagai pendukung struktural belaka.
Miller berpendapat bahwa PNN dan jenis matriks ekstraseluler lainnya terlibat dalam banyak penyakit yang berhubungan dengan rasa sakit, termasuk yang berasal dari luar sistem saraf pusat. “Ada indikasi dalam kedokteran bahwa ketika terjadi kesalahan dalam matriks ekstraseluler, hal itu dapat menyebabkan rasa sakit,” kata Miller. “Ini ada di seluruh tubuh dan bukan hanya di sumsum tulang belakang.” Misalnya, sindrom Ehlers-Danlos, yang melibatkan nyeri pada kulit, sendi, dan dinding pembuluh darah, diketahui disebabkan oleh kekurangan protein matriks ekstraseluler.
Selain bagaimana kurangnya PNN menyebabkan aktivitas sel saraf yang berlebihan, Miller menyarankan kemungkinan bahwa produk dari pemecahan matriks dapat memediasi rasa sakit dengan langsung bekerja pada sel-sel saraf.
Miller mencatat bahwa penelitian lebih lanjut akan diperlukan untuk mengetahui apakah temuan penelitian ini berlaku untuk manusia.
“Nyeri neuropatik adalah jenis nyeri yang paling sulit diobati karena kita tidak mengerti bagaimana cedera saraf menyebabkan nyeri kronis,” kata Koutorsky. “Kami berharap dengan menargetkan mekanisme yang baru diidentifikasi ini, terapi masa depan dapat dikembangkan untuk membalikkan nyeri neuropatik pada pasien.”
Artikel ini pertama kali tayang di situs www.the-scientist.com
