(Kredit: izzuanroslan/Shutterstock)
LOS ANGELES — Polusi udara menjadi masalah yang semakin mengkhawatirkan bagi kesehatan otak, dengan semakin banyaknya bukti yang mengaitkannya dengan penurunan kemampuan kognitif dan peningkatan risiko terkena penyakit Alzheimer. Namun, para peneliti mengatakan jenis obat baru dapat membantu melindungi otak kita dari beberapa efek berbahaya polusi.
Para peneliti di University of Southern California (USC) telah menemukan bahwa obat yang disebut GSM-15606 dapat mengurangi penumpukan protein beracun di otak tikus yang terpapar polusi udara. Protein ini, yang dikenal sebagai amiloid beta 42, memiliki hubungan kuat dengan penyakit Alzheimer pada manusia.
Studi ini, yang diterbitkan dalam jurnal Alzheimer dan Demensiaberfokus pada dua jenis polusi udara yang umum: materi nanopartikel (nPM) dari udara perkotaan dan partikel knalpot diesel (DEP). Kedua polutan ini cukup kecil untuk terhirup dalam paru-paru dan berpotensi memasuki aliran darah.
Ketika tikus menghirup polutan ini selama delapan minggu, otak mereka menunjukkan peningkatan kadar amiloid beta 42. Namun, tikus yang diberi GSM-15606 selama periode paparan memiliki kadar protein bermasalah ini yang jauh lebih rendah.
GSM-15606 termasuk dalam kelas obat yang disebut Modulator gamma-sekretaseObat-obatan ini bekerja dengan mengubah enzim yang terlibat dalam produksi amiloid beta, mengalihkan aktivitasnya untuk menghasilkan lebih sedikit bentuk 42 asam amino yang berbahaya dan lebih banyak versi yang lebih pendek dan tidak terlalu merepotkan.
Meskipun GSM-15606 sendiri tidak lagi dikembangkan untuk penggunaan manusia, obat serupa sedang dalam pengembangan. Jika terbukti aman dan efektif pada manusia, obat ini berpotensi digunakan untuk melindungi orang yang tinggal di daerah dengan polusi tinggi atau mereka yang berisiko tinggi terkena penyakit Alzheimer.
Studi ini juga mengungkap temuan yang menarik dan agak mengkhawatirkan: tikus yang terpapar partikel knalpot diesel menunjukkan peningkatan 25% dalam ukuran ruang berisi cairan di otak mereka yang disebut ventrikel. Pembesaran ini dapat mengindikasikan penyusutan otak, meskipun penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memahami signifikansinya.
Temuan ini menambah bukti yang semakin kuat yang menghubungkan polusi udara dengan masalah kesehatan otak. Penelitian sebelumnya telah menemukan bahwa orang yang tinggal di daerah dengan tingkat polusi udara yang tinggi cenderung menunjukkan penurunan kognitif yang lebih cepat seiring bertambahnya usia dan memiliki risiko lebih tinggi terkena demensia.
Meskipun solusi terbaik adalah mengurangi tingkat polusi udara secara global, itu merupakan tantangan jangka panjang. Sementara itu, pendekatan seperti yang dieksplorasi dalam penelitian ini dapat membantu melindungi populasi yang rentan dari efek berbahaya polusi pada otak.
“Karena gamma secretase dibutuhkan untuk fungsi normal di seluruh tubuh, obat ini dirancang untuk memodulasi, tetapi tidak menghambat, produksi Aβ42,” kata penulis senior studi Caleb Finch, pemegang Kursi ARCO/William F. Kieschnick dalam Neurobiologi Penuaan di USC Leonard Davis School, dalam rilis universitas. “Ini adalah contoh pertama obat baru yang dikembangkan untuk memperlambat Alzheimer yang juga dapat melindungi individu lanjut usia dari faktor risiko lingkungan berupa polusi udara.”
Ringkasan Makalah
Metodologi
Para peneliti memaparkan sekelompok tikus pada udara yang disaring, materi nanopartikel, atau partikel knalpot diesel selama 5 jam sehari, 3 hari seminggu, selama 8 minggu. Beberapa tikus juga diberi makanan yang mengandung GSM-15606 selama periode ini. Setelah paparan, para peneliti memeriksa otak tikus, mengukur kadar berbagai bentuk beta amiloid dan menilai aktivitas enzim yang terlibat dalam produksinya. Mereka juga menggunakan pemindaian MRI untuk melihat struktur otak pada beberapa tikus.
Hasil Utama
Tikus yang terpapar polusi udara menunjukkan peningkatan kadar amiloid beta 42 di otak mereka, tetapi peningkatan ini dicegah pada tikus yang juga diberi GSM-15606. Obat tersebut tidak memengaruhi aktivitas enzim yang menghasilkan amiloid beta, yang menunjukkan bahwa obat tersebut bekerja dengan mengubah cara kerja enzim tersebut, bukan jumlah enzim yang ada. Tikus yang terpapar partikel knalpot diesel juga menunjukkan ventrikel otak yang membesar.
Keterbatasan Studi
Penelitian ini dilakukan pada tikus, jadi hasilnya mungkin tidak langsung berlaku pada manusia. Tingkat paparan dan durasi yang digunakan dalam penelitian ini mungkin tidak sepenuhnya meniru paparan polusi udara pada manusia di dunia nyata. Selain itu, meskipun obat tersebut mengurangi kadar beta amiloid 42, penelitian tersebut tidak menilai apakah hal ini menyebabkan peningkatan fungsi kognitif atau perilaku pada tikus.
Diskusi & Kesimpulan
Studi ini menunjukkan bahwa modulator gamma-secretase seperti GSM-15606 berpotensi membantu melindungi otak dari beberapa efek berbahaya polusi udara. Hal ini khususnya relevan mengingat paparan polusi udara yang meluas di seluruh dunia dan dampaknya yang semakin diakui terhadap kesehatan otak. Temuan ini juga memberikan bukti lebih lanjut mengenai hubungan antara polusi udara dan proses yang terlibat dalam penyakit Alzheimer, seperti akumulasi beta amiloid. Pengamatan terhadap ventrikel yang membesar pada tikus yang terpapar partikel knalpot diesel mengkhawatirkan dan memerlukan penyelidikan lebih lanjut.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini didanai oleh hibah dari Cure Alzheimer's Fund dan National Institutes of Health. Dua penulis penelitian, KD Rynearson dan RE Tanzi, memegang hak paten terkait obat GSM-15606 yang digunakan dalam penelitian ini. Hak paten ini diberikan kepada University of California-San Diego dan Massachusetts General Hospital. Penulis lainnya menyatakan tidak ada konflik kepentingan.
