Para saintis mengesan perjalanan Parkinson dari usus ke otak pada tikus
Teori bahawa penyakit Parkinson boleh bermula di usus telah mendapat sokongan lebih lanjut dalam kajian baru-baru ini pada tikus. Para saintis mendorong protein toksik terbentuk di usus dan mengesan setiap langkah perjalanannya ke otak melalui saraf vagus.
Penyelidik di Johns Hopkins University School of Medicine, di Baltimore, MD, melakukan penyelidikan mereka dalam model tikus baru penyakit Parkinson.
Model baru ini meniru sejumlah tanda dan gejala awal dan akhir penyakit Parkinson, termasuk beberapa yang tidak berkaitan dengan pergerakan.
Pasukan mendapati bahawa mereka dapat membuat tikus mengembangkan ciri-ciri ini dengan menyuntik usus mereka dengan "fibril preformed" alpha-synuclein, protein yang membentuk gumpalan toksik di otak orang dengan penyakit Parkinson.
Makalah yang muncul dalam jurnal Neuron menerangkan model tetikus dan hasil kajian.
"Oleh kerana model ini bermula di usus," kata penulis kajian senior Ted M. Dawson, yang merupakan profesor neurologi di Johns Hopkins University School of Medicine, "seseorang dapat menggunakannya untuk mempelajari spektrum penuh dan kursus waktu patogenesis penyakit Parkinson. "
Dia menjelaskan bahawa model seperti itu dapat membolehkan para penyelidik menguji cara menghentikan Parkinson pada tahap yang berlainan, sebelum gejala muncul hingga penyakit sepenuhnya.
Parkinson, usus, dan alpha-synuclein
Parkinson adalah penyakit yang secara beransur-ansur merosakkan tisu otak. Ia membunuh sel-sel otak yang membuat utusan kimia yang disebut dopamin yang membantu fungsi motor, atau kawalan pergerakan.
Ciri khas penyakit Parkinson adalah penggumpalan versi protein alpha-synuclein yang dilipat dengan teruk di kawasan otak yang terjejas. Ahli patologi telah melihat gumpalan ini dalam pemeriksaan otak post-mortem orang dengan penyakit Parkinson.
Gejala motor utama penyakit Parkinson termasuk pergerakan yang perlahan, kekakuan, kekakuan, gegaran, dan masalah keseimbangan. Kesukaran menelan dan bercakap juga boleh berlaku.
Gejala yang tidak berkaitan dengan fungsi motor juga boleh timbul pada penyakit Parkinson. Gejala bukan bermotor ini termasuk rasa sakit, keletihan, gangguan mood, berpeluh berlebihan, kehilangan deria bau, masalah dengan perancangan dan perhatian, sembelit, dan gangguan tidur.
Sejauh ini, tidak ada penawar untuk penyakit Parkinson, dan rawatan yang ada terbatas pada kemampuannya untuk memperlambat perkembangan penyakit dan mengurangkan gejala yang lebih maju.
Para saintis telah "lama mengakui" bahawa beberapa gejala bukan motor, seperti yang mempengaruhi deria bau dan usus, dapat muncul sebelum tahap penyakit Parkinson.
Di samping itu, mereka juga membuktikan bahawa usus dan otak saling berkomunikasi antara satu sama lain, terutama melalui saraf vagus.
Teori saraf vagus Braak mengenai Parkinson
Pada tahun 2003, penyelidik otak Jerman Heiko Braak mencadangkan agar perjalanan toksik alpha-synuclein bermula di usus dan menyebar melalui saraf vagus ke otak, di mana ia merosakkan sel-sel dopamin.
Sejak itu, sejumlah kajian telah menemui bukti untuk menyokong teori Braak, tetapi sehingga karya terbaru, belum ada model haiwan yang meyakinkan.
Dalam kajian baru itu, Dawson dan rakan sekerja merekayasa model tetikus untuk menunjukkan teori Braak.
Otot usus kaya dengan sambungan ke saraf vagus. Oleh itu, pasukan menyuntikkan fibril alpha-synuclein yang telah dibentuk ke tempat-tempat di otot usus tikus yang kaya dengan sambungan saraf vagus.
Para penyelidik menyatakan bahawa kejayaan eksperimen bergantung bukan hanya pada mendapatkan tempat suntikan tepat tetapi juga mendapatkan ukuran dan jumlah fibril yang tepat.
"Ketika eksperimen awal mulai berjalan, kami benar-benar kagum," kata Dawson, menambahkan bahwa "Sekarang sudah cukup rutin bagi tim penyelidik kami."
Tahap demi tahap penjejakan alpha-synuclein
Pasukan itu memerhatikan bahawa diperlukan sekitar 1 bulan untuk protein toksik menyebar dari tempat suntikan untuk memulakan batang otak.
2 bulan kemudian, protein toksik tidak hanya sampai ke bahagian otak yang menyakitkan penyakit Parkinson - substansia nigra pars compacta - tetapi juga ke kawasan lain, seperti amigdala, hipotalamus, dan korteks prefrontal.
Dalam masa 7 bulan dari suntikan usus, alpha-synuclein penyebab penyakit telah mencapai lebih jauh dan juga telah menembus hippocampus, striatum, dan mentol penciuman.
Pasukan ini melihat bagaimana, selama beberapa bulan ini, terdapat juga kehilangan sel dopamin yang ketara pada substantia nigra pars compacta dan striatum.
Berikutan suntikan usus fibril alpha-synuclein yang telah dibentuk, tikus juga mengalami simptom motor klasik penyakit Parkinson. Mereka juga mengalami gejala bukan bermotor, termasuk kemurungan, kehilangan deria bau, dan masalah dengan ingatan dan pembelajaran.
Para penyelidik juga melakukan prosedur yang sama pada tikus dengan serat saraf vagus yang terputus. Tikus ini tidak menunjukkan tanda-tanda dan gejala penyakit Parkinson yang ditunjukkan oleh mereka yang mempunyai saraf vagus yang utuh, seperti kematian sel-sel saraf dan masalah dengan fungsi motor dan bukan motor.
Sokongan untuk teori Braak
Para penyelidik menyimpulkan bahawa penemuan itu menyokong hipotesis Braak mengenai perkembangan penyakit Parkinson.
Walaupun hasil kajian tikus tidak semestinya sama dengan manusia, pasukan menunjukkan bukti yang menunjukkan bahawa, dalam kes ini, mungkin.
Kajian manusia terhadap rawatan ulser di mana pakar bedah membuang sebahagian saraf vagus menunjukkan bahawa ia dapat mengurangkan risiko terkena penyakit Parkinson.
Dawson mengetengahkan tiga implikasi kajian. Yang pertama adalah dia mengharapkannya untuk "menggembleng kajian masa depan yang menjelajahi hubungan usus-otak."
Implikasi kedua dari kajian yang diramalkan oleh Dawson adalah bahawa ia boleh membawa kepada penyelidikan lebih lanjut mengenai faktor - seperti jangkitan dan molekul tertentu - yang mungkin mencetuskan bentuk toksik alpha-synuclein untuk menyebarkan.
Dan implikasi ketiga adalah cara baru untuk mengubati penyakit Parkinson adalah dengan mencegah bentuk alfa-synuclein yang patologi, atau penyebab penyakit, daripada menyebar dari usus ke otak.
Pesakit dengan alpha-synuclein patologi di saluran gastrointestinal akan menjadi calon yang ideal untuk kajian neuroprotektif masa depan.
Prof Ted M. Dawson
