Para peneliti telah menemukan penyebab penuaan pada mamalia yang mungkin dapat dibalikkan: serangkaian peristiwa molekuler yang memungkinkan komunikasi di dalam sel antara nukleus dan mitokondria.

Seiring komunikasi ini rusak, penuaan semakin cepat. Dengan memberikan molekul yang diproduksi secara alami dalam tubuh manusia, para ilmuwan berhasil memulihkan jaringan komunikasi pada tikus tua. Sampel jaringan yang diambil kemudian menunjukkan penanda biologis utama yang mirip dengan hewan yang jauh lebih muda.

"Proses penuaan yang kami temukan mirip dengan pasangan suami istri – saat mereka muda, mereka berkomunikasi dengan baik, tetapi seiring waktu, setelah bertahun-tahun hidup bersama, komunikasi menjadi rusak," kata Profesor Genetika di Harvard Medical School, David Sinclair, penulis senior dalam penelitian ini. "Dan seperti halnya pasangan, memulihkan komunikasi menyelesaikan masalah."

Penelitian ini merupakan proyek kolaborasi antara Harvard Medical School, National Institute on Aging (NIA), dan University of New South Wales, Sydney, Australia, di mana Sinclair juga memegang posisi.

Gangguan Komunikasi

Mitokondria sering disebut sebagai "pembangkit tenaga" sel, menghasilkan energi kimia untuk menjalankan fungsi biologis vital. Organel yang memiliki kesadaran sendiri ini, yang hidup di dalam sel kita dan mengandung genom kecil mereka sendiri, telah lama diidentifikasi sebagai pemain biologis kunci dalam penuaan.

Tetapi seiring mereka menjadi kurang efisien seiring waktu, banyak penyakit terkait usia berkembang secara bertahap, seperti penyakit Alzheimer dan diabetes.

Para peneliti biasanya skeptis terhadap gagasan bahwa penuaan dapat dibalikkan, terutama karena teori yang berlaku bahwa penyakit terkait usia adalah akibat dari mutasi pada DNA mitokondria – dan mutasi tidak dapat dibalikkan.

Sinclair dan kelompoknya telah meneliti ilmu dasar penuaan – yang secara luas didefinisikan sebagai penurunan fungsi secara bertahap seiring waktu – selama bertahun-tahun, dengan fokus terutama pada sekelompok gen yang disebut sirtuin. Penelitian sebelumnya dari laboratoriumnya menunjukkan bahwa salah satu gen ini, SIRT1, diaktifkan oleh senyawa resveratrol yang ditemukan dalam anggur, anggur merah, dan kacang-kacangan tertentu.

Ana Gomes, ilmuwan pascadoktoral di laboratorium Sinclair, meneliti tikus di mana gen SIRT1 ini dihilangkan. Meskipun mereka memperkirakan dengan tepat bahwa tikus-tikus ini akan menunjukkan tanda-tanda penuaan, termasuk disfungsi mitokondria, para peneliti terkejut menemukan bahwa sebagian besar protein mitokondria yang berasal dari nukleus sel berada pada tingkat normal; hanya yang dikodekan oleh genom mitokondria yang berkurang.
"Ini bertentangan dengan apa yang disarankan literatur," kata Gomes.

Membalikkan Penuaan dengan Memulihkan NAD

Saat Gomes dan rekan-rekannya menyelidiki kemungkinan penyebabnya, mereka menemukan rantai peristiwa kompleks yang dimulai dengan bahan kimia bernama NAD dan berakhir dengan molekul kunci yang mentransmisikan informasi dan menghasilkan aktivitas antara genom nuklir sel dan genom mitokondria. Sel tetap sehat selama koordinasi antara genom-genom ini tetap berjalan lancar. Peran SIRT1 adalah sebagai mediator, mirip dengan penjaga keamanan; ia memastikan bahwa molekul pengganggu bernama HIF-1 tidak mengganggu komunikasi.

Karena alasan yang masih belum jelas, seiring kita bertambah tua, tingkat bahan kimia awal NAD menurun. Tanpa NAD yang cukup, SIRT1 kehilangan kemampuannya untuk mengawasi HIF-1. Tingkat HIF-1 meningkat dan mulai menyebabkan kerusakan pada komunikasi yang lancar antara genom-genom. Seiring waktu, tim peneliti menemukan, hilangnya komunikasi ini mengurangi kemampuan sel untuk menghasilkan energi, dan tanda-tanda penuaan serta penyakit menjadi jelas.

"Komponen dari proses penuaan ini belum pernah dijelaskan sebelumnya," kata Gomes.

Sementara runtuhnya proses ini menyebabkan penurunan cepat dalam fungsi mitokondria, tanda-tanda penuaan lainnya membutuhkan waktu lebih lama untuk terjadi. Gomes menemukan bahwa dengan memberikan senyawa prekursor yang diubah sel menjadi NAD, ia dapat memperbaiki jaringan yang rusak dan dengan cepat memulihkan komunikasi serta fungsi mitokondria. Jika senyawa diberikan cukup awal – sebelum akumulasi mutasi yang berlebihan – dalam hitungan hari, beberapa aspek dari proses penuaan dapat dibalikkan.

Hubungan antara HIF-1 dengan Penuaan dan Kanker

Saat memeriksa otot dari tikus berusia dua tahun yang menerima senyawa penghasil NAD selama hanya satu minggu, para peneliti mencari indikator resistensi insulin, peradangan, dan atrofi otot. Dalam ketiga kasus tersebut, jaringan tikus menyerupai tikus berusia enam bulan. Dalam tahun manusia, ini akan seperti seseorang yang berusia 60 tahun menjadi berusia 20 tahun dalam bidang-bidang spesifik ini.

Aspek yang sangat penting dari temuan ini terkait dengan HIF-1. Lebih dari sekadar molekul pengganggu yang menggagalkan komunikasi, HIF-1 biasanya diaktifkan ketika tubuh kekurangan oksigen. Jika tidak, ia tetap tidak aktif. Namun, diketahui bahwa kanker mengaktifkan dan membajak HIF-1. Para peneliti masih menguji peran pasti yang dimainkan HIF-1 dalam pertumbuhan kanker.

"Sangat penting untuk menemukan bahwa molekul yang diaktifkan dalam banyak jenis kanker juga diaktifkan selama penuaan," kata Gomes. "Kami mulai melihat sekarang bahwa fisiologi kanker dalam beberapa hal mirip dengan fisiologi penuaan. Mungkin ini bisa menjelaskan mengapa risiko terbesar untuk kanker adalah usia."

"Jelas masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan di sini, tetapi jika hasil ini valid, maka aspek-aspek tertentu dari penuaan mungkin dapat dibalikkan jika ditangkap pada tahap awal," kata Sinclair.

Para peneliti sekarang sedang menguji hasil jangka panjang dari senyawa penghasil NAD pada tikus dan bagaimana pengaruhnya terhadap seluruh tubuh tikus. Mereka juga menguji apakah senyawa tersebut dapat digunakan untuk mengobati penyakit mitokondria langka atau penyakit yang lebih umum seperti diabetes tipe 1 dan 2 secara aman. Dalam jangka panjang, Sinclair berencana untuk menguji apakah senyawa tersebut akan memberikan tikus kehidupan yang lebih sehat dan lebih panjang.

Pendanaan Penelitian

Laboratorium Sinclair didanai oleh National Institute on Aging (NIA/NIH), Glenn Foundation for Medical Research, American Federation for Aging Research, Ellison Medical Foundation, SENS Research Foundation, dan Paul F. Glenn Center for Biology of Aging Research.

Kemungkinan Dampak pada Kesehatan Manusia

Penelitian terobosan Sinclair dan rekan-rekannya dapat mengarah pada pengembangan obat baru yang dapat memperlambat atau bahkan membalikkan proses penuaan. Obat-obatan ini dapat membantu mencegah atau mengobati penyakit terkait usia, seperti penyakit jantung, diabetes, Alzheimer, dan kanker.

Namun, penting untuk dicatat bahwa penelitian ini masih dalam tahap awal, dan diperlukan penelitian lebih lanjut sebelum temuan ini dapat diubah menjadi perawatan yang efektif pada manusia.

Referensi:
https://sinclair.hms.harvard.edu/