Studi pada Lalat Buah Membuka Wawasan Baru Penyakit Parkinson

Wawan Setiawan - Rabu, 27 Juli 2022 | 14:00 WIB

AG Bullow / University of Bonn

Lalat tanpa Creld menderita gangguan motorik yang parah.

Nationalgeographic.co.id—Para peneliti telah menemukan protein yang cacatnya menyebabkan gangguan motorik pada lalat. Protein tersebut juga sebelumnya telah ditemukan pada pasien manusia dengan penyakit Parkinson. Namun, sejauh ini belum diketahui apa fungsinya di dalam sel. Studi terbaru memberikan jawaban untuk pertanyaan ini.

Dalam studi mereka, kelompok peneliti melihat protein yang disebut Creld. Sebuah studi dari Bonn baru-baru ini menunjukkan bahwa Creld memainkan peran penting dalam perkembangan jantung pada mamalia. Studi tersebut diterbitkan di jurnal Science Advances pada 22 Juli berjudul The ER protein Creld regulates ER-mitochondria contact dynamics and respiratory complex 1 activity.

"Kami ingin mengetahui dengan tepat apa fungsi protein itu," jelas Dr. Margret Helene Bülow, seorang dosen di LIMES Institute of the University of Bonn.

Untuk tujuan ini, para peneliti mempelajari lalat buah dari genus Drosophila. Lalat tersebut telah dimodifikasi secara genetik sedemikian rupa sehingga mereka tidak dapat membentuk Creld. Pada hewan, detak jantung melambat dengan cara yang khas - tanda kekurangan energi. Mereka juga menunjukkan gangguan motorik yang parah. Pembangkit listrik sel, mitokondria, bertanggung jawab untuk menyediakan energi. Kerusakan mereka dapat mengakibatkan kematian sel-sel saraf yang bertanggung jawab untuk fungsi motorik pada manusia. Gambaran klinisnya dikenal sebagai penyakit Parkinson.

"Jadi Creld mungkin memainkan peran penting tidak hanya dalam gangguan fungsi jantung, tetapi juga pada penyakit Parkinson," kata Dr. Nicole Kucharowski dari LIMES Institute. Ia bersama rekannya Marie Paradis, melakukan bagian penting dari eksperimen di studi ini. "Temuan analisis baru-baru ini konsisten dengan hal ini. Ini menunjukkan bahwa produksi Creld sering berkurang pada pasien Parkinson."

Meike Boschemeyer / University of Bonn

Lalat buah dari genus Drosophila diamati di bawah mikroskop.

Tapi bagaimana Creld mungkin terkait dengan Parkinson sangat membingungkan. Protein tidak ditemukan di mitokondria sama sekali. Ini dapat dideteksi secara eksklusif dalam jaringan tabung bercabang luas yang berfungsi untuk menghasilkan berbagai molekul dalam sel - endoplasmic reticulum (ER). Bagaimana bisa mengganggu fungsi pembangkit listrik seluler dari sana?

Untuk mengetahuinya, para peneliti memberikan sejumlah kecil pestisida pada lalat buah yang sehat (yaitu yang dapat membentuk Creld). Ini mengandung bahan aktif rotenone, yang diduga memicu penyakit Parkinson pada manusia. Rotenone bekerja langsung di mitokondria dengan menghambat langkah kunci dalam produksi energi. Setelah pemberian pestisida, lalat menunjukkan gangguan motorik yang mirip dengan mutan Creld. "Kami juga menemukan bahwa mitokondria mereka sangat sering bersentuhan dengan ER," jelas Bülow.

Dalam percobaan lebih lanjut, para peneliti dapat menunjukkan bahwa kelas lipid tertentu diangkut dari ER ke mitokondria selama kontak ini. Ini disebut fosfolipid menghidupkan kembali langkah dalam produksi energi yang dihambat oleh rotenone. Dengan bantuan dari ER, mitokondria mencoba untuk meningkatkan pasokan energi lagi dengan cara ini. "Dan ketersediaan Creld tampaknya sangat penting untuk transfer fosfolipid ini," tutur Bülow. "Pada lalat yang tidak bisa membentuk Creld, fosfolipid menumpuk di tempat kontak antara ER dan mitokondria. Jadi mereka tidak diangkut ke mitokondria, tapi terakumulasi."

Oleh karena itu, Creld penting untuk meningkatkan produksi energi dalam sel. Hal ini sejalan dengan pengamatan bahwa mutan Drosophila tanpa Creld hampir tidak menghasilkan hidrogen peroksida di mitokondria mereka. Ini adalah molekul yang dihasilkan sebagai bahan limbah selama pekerjaan pembangkit listrik. Hidrogen peroksida dapat merusak sel. Sampai sekarang, diperkirakan diproduksi dalam jumlah berlebihan pada penderita Parkinson atau tidak dibuang secara memadai. Ini secara bertahap akan meracuni sel-sel saraf yang bertanggung jawab untuk fungsi motorik.

Namun, ada kemungkinan bahwa efek lain dapat menyebabkan kematian mereka. Di mana kekurangan pasokan energi kronis terjadi dipicu oleh kerusakan atau kekurangan produksi Creld. "Ini adalah tesis yang sekarang perlu kita selidiki lebih lanjut," tegas Bülow.

Keberhasilan saat ini juga merupakan hasil dari kerjasama yang sukses. Misalnya, bagian penting dari pekerjaan dilakukan di Universitas Osnabrück. Dr. Julia Sellin, yang awalnya membantu memulai penelitian ini, juga baru saja pindah ke Rumah Sakit Universitas di Aachen. "Kolaborasi dengan Prof. Dr. Christoph Thiele dari Cluster of Excellence Immunosensation2 di Universitas Bonn juga berjalan sangat baik," Bülow menekankan.

Simak kisah-kisah selidik sains dan gemuruh penjelajahan dari penjuru dunia yang hadir setiap bulan melalui majalah National Geographic Indonesia. Cara berlangganan via bit.ly/majalahnatgeo