Jakarta: Penyakit Alzheimer merupakan bentuk demensia yang paling umum, memengaruhi sekitar 57 juta orang di seluruh dunia dan diproyeksikan meningkat menjadi lebih dari 150 juta pada tahun 2050. Baru-baru ini, tim peneliti berhasil mengidentifikasi dasar patologi baru untuk penyakit ini, yakni penumpukan plak mitokondria (mitochondrial plaques/MP).
Penelitian dipublikasikan di jurnal Nature Neuroscience. Tim peneliti terdiri dari ahli biokimia, genetika, dan gerontologi.
"Penemuan ini mengidentifikasi plak mitokondria sebagai fitur baru yang sebelumnya belum dikenali dari penyakit Alzheimer," ujar ahli biokimia dari University of Minnesota, Paul Robbins, dikutip dari laman sciencealert.com, Senin, 3 Agustus 2026.
Penyakit neurodegeneratif yang belum ada obatnya ini ditandai dengan penumpukan peptida beta-amiloid dan protein tau yang mengalami kesalahan lipatan (misfolded) di otak. Ini menyebabkan kematian sel-sel saraf (neuron) serta munculnya gangguan kognitif.
Belakangan, perhatian mulai beralih ke komponen lain yang berpotensi berperan penting dalam patologi Alzheimer, yaitu disfungsi mitokondria, organel penghasil energi yang dikenal sebagai "pembangkit tenaga sel".
Plak mitokondria ini muncul akibat disfungsi mitofagi, yaitu ketidakmampuan otak untuk mendaur ulang mitokondria yang sudah rusak atau gagal berfungsi. Hal ini ditemukan pada otak tikus hasil rekayasa genetika serta otak manusia penderita Alzheimer yang telah meninggal.
MP merupakan kumpulan mitokondria, baik yang bersifat netral maupun asam, pada berbagai tahap degradasi, yang terkadang masih terperangkap dalam "kantong sampah sel" berisi asam yang berfungsi mengangkut atau menguraikannya.
"Penelitian ultrastruktural awal menunjukkan adanya mitokondria yang mengalami degenerasi dalam jumlah besar di otak pasien Alzheimer, dan penelitian kami baru-baru ini mengindikasikan adanya gangguan mitofagi pada model Alzheimer, yaitu proses yang seharusnya membersihkan mitokondria yang rusak," ungkap para peneliti.
Pengukuran tidak langsung sebelumnya pada tikus yang direkayasa dengan mutasi untuk memicu gejala Alzheimer hanya memberikan "wawasan terbatas" karena sensitivitas yang kurang memadai.
Karena itu, para peneliti melakukan pengukuran langsung terhadap proses mitofagi di otak tikus transgenik menggunakan "penanda mitofagi" (mitophagy reporter) bernama Keima yang disisipkan ke dalam genom tikus tersebut.
Keima adalah protein fluoresens yang sensitif terhadap pH, berasal dari karang, yang berarti warnanya berubah tergantung tingkat keasaman lingkungannya. Protein ini akan berpendar hijau saat berada di sekitar mitokondria netral, dan berpendar oranye saat berada di sekitar mitokondria yang bersifat asam.
Para peneliti menemukan MP dapat muncul sendiri atau bersamaan dengan penumpukan beta-amiloid, salah satu ciri khas Alzheimer lainnya, dengan mengukur Keima bersama sejumlah protein yang berperan penting dalam fungsi mitokondria.
Kedua jenis penumpukan ini semakin bercampur secara spasial seiring perkembangan Alzheimer, karena MP mengandung protein prekursor amiloid (amyloid precursor protein/APP) dalam jumlah besar, yang merupakan asal-usul dari peptida beta-amiloid.
Pada model tikus, penumpukan MP sudah muncul sejak usia 15 minggu, yang setara dengan awal masa dewasa pada manusia. Konsentrasi MP terus meningkat seiring bertambahnya usia, menghasilkan penumpukan mitokondria asam dalam jumlah besar pada usia 50–60 minggu, yang menunjukkan adanya penurunan signifikan pada kemampuan daur ulang otak.
Salah satu satu temuan penting, yaitu para peneliti tidak menemukan MP pada otak kelompok kontrol yang sehat dengan usia yang sepadan, baik pada tikus maupun manusia.
Selanjutnya, untuk menentukan lokasi kemunculan MP yang lebih mungkin terjadi, para peneliti mewarnai otak tikus transgenik tersebut menggunakan protein inti sel saraf (neuronal nuclear protein).
"Berbeda dengan plak amiloid yang ditemukan di luar sel-sel otak, plak ini tampaknya memengaruhi neuron secara langsung, yang menjadikannya target baru yang potensial untuk pengobatan Alzheimer," kata ahli biologi sel dari University of Minnesota sekaligus penulis utama studi ini, Xiuli Dan.
Dan bersama rekan-rekannya menemukan MP dalam neuron cenderung lebih jarang berkaitan dengan badan sel. Sebaliknya, MP lebih banyak menumpuk di dalam, dan kemungkinan berasal dari, neurit neuron yaitu akson dan dendrit yang menjulur dari badan sel saraf.
Perpanjangan sel ini memiliki peran penting dalam mengirim dan menerima sinyal kimia serta listrik yang mengendalikan hampir seluruh fungsi otak.
Penumpukan MP semacam ini tampaknya menarik lisosom, yaitu organel "pembuangan sampah" sel yang menguraikan sel-sel rusak menggunakan enzim pencernaan.
Namun, proses degradasi penting ini tidak mampu mengimbangi laju penumpukan MP dan tampaknya menyebabkan disfungsi lisosom, yaitu ketidakmampuan untuk menguraikan mitokondria yang telah rusak, sehingga mengakibatkan penumpukan mitokondria yang tidak terkendali di otak.
Penelitian ini menunjukkan pengobatan Alzheimer di masa depan mungkin perlu menyasar berbagai sumber toksisitas di otak secara bersamaan.
Para peneliti mencatat pasien Alzheimer yang menjalani imunisasi terhadap beta-amiloid "menunjukkan keberhasilan dalam membersihkan plak amiloid, namun belum cukup memberikan perlindungan terhadap neurodegenerasi yang terus berlangsung". Ini kemungkinan karena MP memengaruhi bagian-bagian neuron yang berfungsi mengirimkan sinyal.
"Dengan memahami bagaimana plak ini terbentuk dan berkontribusi terhadap perkembangan penyakit, kita mungkin dapat mengembangkan strategi baru untuk memperlambat atau bahkan mencegah Alzheimer," ujar Robbins.
Selain berpotensi menjadi fitur diagnostik baru, penelitian ini juga mengisyaratkan terapi di masa depan sebaiknya menyasar penumpukan mitokondria. Misalnya dengan mencari cara untuk meningkatkan fungsi vakuola dan lisosom yang berperan dalam proses degradasi yang bermanfaat tersebut.
Hal ini mungkin dapat dicapai dengan cara mendorong peningkatan proses mitofagi sebelum mitokondria mengalami disfungsi.
Dalam penelitian sebelumnya, mendorong terjadinya mitofagi pada tikus model "Alzheimer" terbukti memberikan manfaat kognitif, yang mendukung peran proses ini dalam penuaan otak yang sehat serta membantu menghindari patologi neurodegeneratif.
"Pengobatan kombinasi yang menyasar plak beta-amiloid sekaligus plak mitokondria untuk mengatasi campuran kedua jenis plak ini sangat menjanjikan untuk memberikan hasil terapi yang lebih baik bagi pasien Alzheimer," kata para peneliti.
Jadikan Medcom.id sumber informasi pilihan Anda
FOLLOW US
Ikuti media sosial medcom.id dan dapatkan berbagai keuntungan
