Hilangnya dan degenerasi astrosit terjadi pada banyak kondisi neurodegeneratif. (S.Chierzi), CC BY
Astrosit – dinamai berdasarkan bentuknya yang seperti bintang – adalah jenis sel otak yang jumlahnya sama banyaknya dengan neuron di sistem saraf pusat, namun sedikit yang diketahui tentang perannya dalam kesehatan dan penyakit otak.
Banyak penyakit saraf yang disebabkan oleh atau mengakibatkan hilangnya sel-sel di sistem saraf pusat. Beberapa penyakit disebabkan oleh hilangnya sel-sel tertentu, seperti hilangnya neuron motorik pada amyotrophic lateral sclerosis (ALS), hilangnya neuron dopaminergik pada penyakit Parkinson, dan hilangnya neuron GABAergik pada penyakit Huntington.
Untuk kondisi neurodegeneratif lainnya, seperti penyakit Alzheimer, ciri utamanya adalah hilangnya sel-sel di wilayah otak yang bertanggung jawab untuk pembentukan memori.
Meskipun banyak penyakit otak ditandai dengan hilangnya sel-sel tertentu, kaitan umum di antara penyakit-penyakit ini adalah hilangnya astrosit. Menariknya, dalam beberapa penelitian pada hewan yang melibatkan kasus-kasus seperti ALS, memperkenalkan mutasi penyebab penyakit secara selektif pada astrosit saja menghasilkan gejala ALS dan perkembangan penyakit.
Terapi transplantasi
Bukti yang muncul menunjukkan bahwa astrosit berperan dalam fungsi utama otak, termasuk homeostasis dan modulasi jaringan saraf yang penting untuk kognisi sehari-hari. Otak yang berfungsi memerlukan astrosit yang sehat, dan menemukan strategi untuk menyembuhkan atau mengganti astrosit yang rusak dapat membantu dalam pengobatan penyakit neurologis.
Terapi penggantian sel melibatkan transplantasi sel fungsional pada pasien. Dalam beberapa tahun terakhir terdapat perkembangan menarik dalam bidang ini sehubungan dengan transplantasi astrosit pada model penyakit hewan, dan salah satu pendekatannya bahkan beralih ke uji klinis awal pada pasien ALS. Meskipun ada beberapa hasil yang menjanjikan, keberhasilan pengobatan bervariasi dari satu penelitian ke penelitian lainnya.
Studi terbaru kami, diterbitkan di Jurnal Ilmu Sarafmeneliti bagaimana astrosit yang ditransplantasikan berintegrasi ke dalam sistem saraf pusat penerima. Kami mempelajari jenis astrosit yang ditransplantasikan, waktu pengobatan dan rute transplantasi.
Mempersiapkan astrosit
Pertama, kami menyiapkan kultur astrosit dalam cawan petri dengan mengekstraksi astrosit yang belum matang dari korteks serebral tikus yang baru lahir dan memperluas populasi sel. Untuk melacak perkembangan astrosit yang ditransplantasikan setelah dikirimkan ke tikus penerima, kami menggunakan astrosit dari tikus hasil rekayasa genetika yang astrositnya bersinar merah, dan mereka ditransplantasikan ke otak tikus yang astrositnya bersinar hijau.
Kami menemukan bahwa astrosit yang ditransplantasikan dapat bertahan hingga satu tahun setelah transplantasi, berkembang secara normal dan berintegrasi ke dalam otak penerima seperti astrosit asli, hanya dengan sedikit perbedaan.
Astrosit bergantung pada kemampuannya untuk merasakan sinyal dan bertukar materi di lingkungan otak melalui molekul seperti reseptor dan saluran ion yang terletak di permukaan selnya. Astrosit yang ditransplantasikan menampilkan jumlah reseptor dan saluran yang sebanding serta memiliki ukuran dan kompleksitas yang serupa jika dibandingkan dengan astrosit asli.
Astrosit yang ditransplantasikan tampaknya memerlukan waktu untuk mengejar dan mencocokkan astrosit pada tikus penerima dalam hal produksi reseptor dan saluran ion ini.
Sumber, jenis, dan lokasi
Menariknya, kami juga menemukan bahwa integrasi astrosit yang ditransplantasikan ke dalam penerima dipengaruhi oleh usia tikus, yang mencerminkan kematangan lingkungan seluler tempat astrosit ditransplantasikan. Ketika astrosit ditransplantasikan ke bayi tikus, mereka dapat bermigrasi dan menyebar lebih luas di otak inang. Namun, ketika astrosit ditransplantasikan ke tikus dewasa muda, astrosit tersebut terbatas pada lokasi transplantasi.
Astrosit di berbagai wilayah otak dan sumsum tulang belakang menunjukkan ciri-ciri yang sangat berbeda. Kami tertarik melihat bagaimana astrosit dari satu wilayah otak berintegrasi ke wilayah lain. Astrosit yang dibuat dari korteks serebral akhirnya berkembang menjadi astrosit kortikal bahkan ketika ditempatkan di otak kecil.
Oleh karena itu, sumber dan jenis astrosit yang ditransplantasikan membuat perbedaan, dan program intrinsik astrosit ini perlu dipertimbangkan ketika mempertimbangkan terapi penggantian astrosit.
Potensi yang menarik
Dalam beberapa tahun terakhir, semakin banyak penelitian yang dilakukan untuk menyelidiki potensi transplantasi astrosit. Mirip dengan temuan kami, astrosit yang ditransplantasikan ditemukan membentuk kontak normal dengan sinapsis saraf dan berfungsi normal. Transplantasi astrosit juga telah terbukti meningkatkan plastisitas dan regenerasi otak setelah cedera dan pada berbagai model penyakit neurologis pada hewan.
Oleh karena itu, penelitian ini menghadirkan strategi yang menjanjikan dan menarik untuk mengobati penyakit neurologis. Dengan menjawab pertanyaan prinsip mengenai bagaimana astrosit yang ditransplantasikan berintegrasi dengan inangnya, penelitian kami dapat mendukung pengembangan terapi sel yang lebih efektif yang dapat meningkatkan kualitas hidup pasien.
