'Alzheimer ada di dalam piring' menegaskan: Para ilmuwan memampatkan satu dekade penuaan otak menjadi 42 hari

(© Ivelin Radkov – stock.adobe.com)

BOSTON — Otak manusia membutuhkan waktu puluhan tahun untuk mengembangkan penyakit Alzheimer. Namun para ilmuwan telah menciptakan versi mini yang mengungkap cerita yang sama hanya dalam enam minggu. Sebuah studi baru telah memvalidasi model laboratorium revolusioner untuk mempelajari penyakit Alzheimer, yang berpotensi mempercepat pengembangan pengobatan baru. Penelitian ini menegaskan bahwa model “Alzheimer dalam piringan” secara akurat mencerminkan perubahan seluler dan molekuler yang terlihat pada kasus-kasus penyakit pada manusia.

Saat mempelajari kelainan otak yang kompleks, para ilmuwan menghadapi tantangan krusial: bagaimana Anda menguji pengobatan potensial dengan cepat dan akurat tanpa menunggu bertahun-tahun untuk melihat hasilnya? Studi ini, yang dilakukan oleh para peneliti di Mass General Brigham dan Beth Israel Deaconess Medical Center, memberikan jawaban yang meyakinkan melalui model inovatif “Alzheimer dalam piringan”.

Model ini, pertama kali diperkenalkan sepuluh tahun lalu, menggunakan sel-sel otak manusia dewasa yang tersuspensi dalam matriks gel untuk menciptakan kembali kondisi penyakit Alzheimer. Apa yang membuat terobosan ini sangat penting adalah para peneliti kini telah mengembangkan algoritma canggih yang disebut Integrative Pathway Activity Analysis (IPAA) yang menegaskan keakuratan model dalam mereplikasi proses penyakit yang terlihat pada otak manusia.

Dengan menggunakan IPAA, tim peneliti menganalisis sampel jaringan otak dari pasien Alzheimer yang meninggal dan membandingkannya dengan model laboratorium mereka. Mereka mengidentifikasi 83 jalur seluler yang terganggu baik pada sampel manusia maupun model laboratorium, sehingga memvalidasi keakuratan model dalam meniru proses penyakit.

Salah satu jalur yang menarik perhatian para peneliti adalah sistem p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK). Jaringan komunikasi seluler ini menjadi hiperaktif pada penyakit Alzheimer, berkontribusi terhadap kematian sel otak dan penurunan kognitif. Ketika tim menguji obat yang disebut losmapimod yang menghambat jalur ini, mereka mengamati penurunan signifikan kerusakan terkait Alzheimer pada model mereka.

Table of Contents

Toggle

'Platform algoritmik memprediksi obat mana yang bekerja paling baik'

Validasi model laboratorium ini menunjukkan kemajuan besar dalam penelitian Alzheimer karena beberapa alasan. Pertama, ia menyediakan platform pengujian cepat untuk pengobatan potensial – apa yang membutuhkan waktu 10-13 tahun untuk dikembangkan di otak manusia dapat dipelajari hanya dalam enam minggu. Kedua, model ini mengatasi keterbatasan penelitian pada tikus, yang seringkali gagal mengembangkan ciri khas penyakit Alzheimer pada manusia.

Mungkin yang paling penting, algoritma IPAA memberikan cara yang tidak memihak untuk mengevaluasi seberapa mirip model-model yang berbeda mencerminkan proses penyakit yang sebenarnya pada manusia. Alat komputasi ini memungkinkan peneliti mengidentifikasi target terapi yang paling menjanjikan dan menguji beberapa obat secara bersamaan, sehingga berpotensi mempercepat proses penemuan obat.

“Sekarang kita memiliki sistem yang tidak hanya memungkinkan kita menguji obat baru dengan cepat, namun juga platform algoritmik yang dapat memprediksi obat mana yang bekerja paling baik,” kata rekan penulis senior Rudolph Tanzi, PhD, Direktur McCance Center for Brain Health dan Unit Penelitian Genetika dan Penuaan di Rumah Sakit Umum Massachusetts, dalam sebuah pernyataan. “Secara bersama-sama, kemajuan ini membawa kita lebih dekat dalam menemukan obat yang lebih baik dan memberikannya kepada pasien.”

Obat Alzheimer menghadapi perjuangan yang panjang dan berat

Penelitian ini dilakukan pada saat yang penting dalam pengembangan obat Alzheimer. Meskipun beberapa tahun terakhir telah disetujui pengobatan baru yang menargetkan penumpukan protein amiloid di otak, obat-obatan ini menunjukkan efektivitas yang terbatas dalam menghentikan atau membalikkan penurunan kognitif. Model “Alzheimer dalam piring” yang tervalidasi dapat membantu mengidentifikasi pendekatan pengobatan yang lebih efektif dengan memungkinkan para peneliti menguji dengan cepat kombinasi obat yang menargetkan beberapa jalur penyakit secara bersamaan.

Tim peneliti telah mulai menerapkan model mereka, menguji ratusan obat dan produk alami yang disetujui untuk mengetahui potensi efektivitas melawan penyakit Alzheimer. Pendekatan skrining sistematis ini, dikombinasikan dengan kemampuan algoritma IPAA untuk memprediksi obat mana yang bekerja paling baik, dapat mempercepat pengembangan pengobatan baru secara signifikan.

Bagi jutaan orang yang terkena penyakit Alzheimer di seluruh dunia, penelitian ini dipublikasikan di sarafmenawarkan harapan baru. Sama seperti seorang koki yang menguji kombinasi resep baru dalam bentuk mini sebelum meningkatkan produksinya secara penuh, para ilmuwan kini dapat dengan cepat menguji potensi pengobatan Alzheimer dalam model laboratorium mereka yang tervalidasi sebelum memindahkan kandidat yang paling menjanjikan ke dalam uji klinis. Hal ini dapat secara signifikan mengurangi waktu dan biaya untuk mengembangkan pengobatan baru sekaligus meningkatkan kemungkinan menemukan terapi yang efektif untuk penyakit mematikan ini.

“Tujuan kami adalah menemukan model terbaik dengan aktivitas paling mirip dengan apa yang kami lihat pada otak pasien penyakit Alzheimer,” kata rekan penulis senior Doo Yeon Kim, PhD, dari Departemen Neurologi di Rumah Sakit Umum Massachusetts. “Kami mengembangkan model kultur sel 3D untuk Alzheimer 10 tahun lalu. Sekarang kami memiliki data yang menunjukkan bahwa model ini dapat mempercepat penemuan obat.”