Jika Anda bertanya kepada peneliti anti-penuaan apa kritik terbesar pada bidangnya, jawaban standarnya adalah: "Sebagian besar penelitian dilakukan pada tikus, dan tikus bukanlah manusia". Rapamycin berhasil memperpanjang umur tikus dari beberapa persen hingga puluhan persen dalam berbagai percobaan. Dasatinib + quercetin membersihkan sel zombie pada tikus dan mengembalikan ketangkasan mereka. Namun setiap keberhasilan seperti itu selalu dipertanyakan di paragraf terakhir: "Apakah ini akan berhasil pada manusia?"
Sebuah studi baru yang diterbitkan di PNAS (jurnal Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional Amerika Serikat) memberikan sudut pandang baru untuk pertanyaan ini, dan kali ini bukan pada tingkat sel melainkan pada tingkat jaringan otak secara keseluruhan. Para peneliti, dipimpin oleh Prof. Gagan Wig dari University of Texas di Dallas, mengukur bagaimana organisasi jaringan fungsional di otak terurai seiring bertambahnya usia, dan membandingkan pola antara tikus dan manusia. Apa yang mereka temukan: pola penurunan bersifat bersama dan terpelihara di antara kedua spesies.
Teknologi: Pencitraan Resonansi Magnetik Fungsional (fMRI) pada Tikus yang Terjaga
Otak bukanlah kumpulan area yang terisolasi. Otak diorganisasikan ke dalam modul, kelompok area yang bekerja sama dan berspesialisasi dalam tugas, misalnya jaringan visual, jaringan motorik, atau jaringan yang aktif saat kita beristirahat. Indeks utama kesehatan organisasi ini disebut segregasi sistem (system segregation): seberapa banyak setiap modul "berbicara" terutama dengan dirinya sendiri dan lebih sedikit bercampur dengan modul lain. Segregasi tinggi adalah tanda otak yang terorganisir dan muda; ketika batas menjadi kabur dan modul bercampur, itu adalah tanda penuaan.
Untuk mengukur ini, perlu melihat otak dalam aksi, dan itulah yang dilakukan oleh pencitraan resonansi magnetik fungsional (fMRI) saat istirahat: ia melacak fluktuasi aliran darah otak dan menunjukkan area mana yang sinkron satu sama lain. Inovasi teknis di sini adalah bahwa tikus dipindai dalam keadaan terjaga dan tidak di bawah anestesi, yang memungkinkan perbandingan yang lebih adil dengan manusia yang dipindai saat terjaga. Penting untuk diperjelas: dalam studi ini sel tidak diisolasi atau diurutkan, dan ekspresi gen tidak diukur. Semua analisis berada pada tingkat jaringan fungsional.
Pengaturan: 82 Tikus Sepanjang Hidup vs Data Manusia
Tim memindai dengan fMRI 82 tikus pada beberapa titik waktu sepanjang hidup mereka, dari usia sekitar 3 bulan hingga sekitar 20 bulan, rentang yang kira-kira setara dengan usia 18 hingga 70 tahun pada manusia. Pola jaringan yang diperoleh pada tikus dibandingkan dengan data fMRI manusia yang sudah dikenal. Perbandingan ini memungkinkan untuk menguji satu pertanyaan langsung: apakah proses degradasi organisasi jaringan yang dikenal pada manusia seiring usia juga terjadi di otak tikus?
Temuan Utama: Penurunan Segregasi Sistem yang Terpelihara
Jawabannya adalah ya. Segregasi sistem ada di otak tikus dan menurun seiring usia, persis seperti yang terjadi pada manusia. Dengan kata lain, pada tikus yang lebih tua, modul otak kehilangan diferensiasi di antara mereka dan mulai bercampur, pola yang sama yang menandai otak manusia yang menua. Seperti yang diungkapkan oleh Ezra Winter-Nelson, mahasiswa doktoral yang memimpin penelitian di laboratorium Wig: "Cara modul otak berkomunikasi satu sama lain secara keseluruhan adalah indeks kesehatan otak yang tampaknya terjadi dengan cara yang sama pada manusia dan tikus".
Ini adalah jenis bukti yang dicari oleh bidang penuaan: bukan lagi jalur molekuler tunggal, melainkan prinsip organisasi seluruh otak yang terpelihara antar spesies. Jika struktur dasar cara degradasi identik, otak tikus menjadi model yang lebih sah untuk mempelajari penuaan otak manusia.
Apa yang Berbeda? Manusia Menua Lebih Cepat Relatif terhadap Rentang Hidup
Kesamaan tidak menghapus perbedaan, dan justru perbedaan yang menarik adalah mengejutkan. Ketika tingkat penurunan ditimbang relatif terhadap rentang hidup setiap spesies, manusia menunjukkan penurunan yang lebih cepat dalam segregasi sistem dibandingkan tikus. Seperti yang dikatakan Prof. Wig: "Ketika ditimbang relatif terhadap rentang hidup mereka, manusia menunjukkan penurunan terkait usia yang lebih cepat dalam organisasi ini". Hipotesis yang muncul dari sini: mungkin manusia lebih rentan terhadap penurunan otak dan kognitif dibandingkan tikus, dan tidak kurang.
Mengapa Ini Penting untuk Penelitian Anti-Penuaan?
Implikasi temuan ini menyentuh akar kritik terhadap bidang ini:
Memperkuat Terjemahan dari Laboratorium ke Klinik
Salah satu keberatan yang berulang dalam setiap percobaan pada tikus adalah bahwa mungkin otak mereka menua secara berbeda. Temuan ini mengurangi keberatan tersebut pada satu tingkat penting: jika prinsip organisasi jaringan otak dan cara degradasinya terpelihara antar spesies, lebih mungkin bahwa wawasan tentang kesehatan otak dari tikus relevan juga bagi kita. Ini bukan jaminan bahwa setiap pengobatan akan berhasil, tetapi ini adalah angin segar untuk penggunaan tikus sebagai model untuk penelitian otak yang menua.
Indeks Seragam untuk Kesehatan Otak
Segregasi sistem menjadi alat pengukuran yang dapat diterapkan pada kedua spesies dalam bahasa yang sama. Dengan demikian, secara prinsip, intervensi pada tikus dapat diuji menggunakan indeks jaringan dan diterjemahkan langsung ke indeks yang setara pada manusia, alih-alih hanya mengandalkan pembacaan perilaku.
Penting untuk Ditekankan Apa yang Tidak Diperiksa oleh Studi Ini
Untuk menjaga akurasi: ini adalah studi pencitraan jaringan, bukan studi seluler atau molekuler. Studi ini tidak mengukur peradangan mikroglia, kehilangan mielin, ekspresi gen sinaptik, atau metabolisme astrosit. Ini adalah proses nyata dalam penuaan otak, tetapi mereka tidak diukur di sini, dan tidak dapat diatribusikan pada studi ini.
Juga topik seperti neurogenesis (pembentukan neuron baru) atau hilangnya sel punca saraf pada manusia adalah konteks umum yang diketahui tentang perbedaan antar spesies, tetapi bukan temuan dari studi saat ini. Temuan studi ini terfokus dan jelas: pola bersama penurunan dalam organisasi jaringan fungsional seiring usia.
Kesimpulan
Selama bertahun-tahun, para skeptis berkata: "Bagaimana mungkin mempelajari penuaan otak manusia dari tikus?". Tim dari University of Texas di Dallas memberikan jawaban pada tingkat jaringan otak: Baik di otak tikus maupun otak manusia, organisasi jaringan fungsional terurai seiring usia dalam pola dasar yang sama, meskipun pada kita ini terjadi lebih cepat relatif terhadap rentang hidup. Ini tidak berarti bahwa semua yang berhasil pada tikus akan berhasil pada manusia, tetapi ini menetapkan tikus sebagai model yang lebih berkualitas untuk mempelajari penuaan otak, dan menawarkan indeks seragam untuk kesehatan otak yang dapat digunakan pada kedua spesies.
Referensi:
PNAS: Correspondence of large-scale functional brain network decline across aging mice and humans
UT Dallas News: Shared brain network aging patterns identified in humans, mice
💬 Komentar (0)
Jadilah orang pertama yang mengomentari artikel tersebut.