Jika seseorang menanyakan tentang kenangan, Anda mungkin akan membayangkan gambar pesta ulang tahun atau hari pernikahan dan masa kecil. Namun Charles Hoeffer berpikir tentang protein.
Selama lima tahun, asisten profesor fisiologi integratif di CU Boulder telah bekerja untuk lebih memahami protein yang disebut AKT, yang ada di mana-mana di jaringan otak dan berperan dalam memungkinkan otak untuk beradaptasi dengan pengalaman baru dan memberikan kenangan baru.
Sampai saat ini, para ilmuwan telah mengetahui sedikit tentang apa yang dilakukannya di otak.
Namun, dalam sebuah makalah baru yang didanai oleh National Institutes of Health, Hoeffer dan rekan penulisnya menelusurinya lebih terperinci untuk pertama kalinya, menunjukkan bahwa AKT hadir dalam tiga varietas berbeda yang berada dalam berbagai jenis sel otak dan mempengaruhi kesehatan otak dengan cara yang sangat berbeda.
Penemuan ini dapat menyebabkan pengobatan baru yang lebih terarah untuk segala hal mulai dari glioblastoma – kanker otak Senator John McCain – hingga penyakit Alzheimer dan skizofrenia.
“AKT adalah protein utama yang telah terlibat dalam penyakit penyakit saraf namun kita tahu sedikit tentang hal itu,” kata Hoeffer. “Makalah kami adalah yang pertama meneliti secara komprehensif bentuk-bentuk perbedaannya di otak dan di mana.”
Ditemukan pada tahun 1970an dan dikenal paling baik sebagai “onkogen” (yang ketika bermutasi, dapat mempromosikan kanker), AKT baru-baru ini diidentifikasi sebagai pemain kunci dalam mempromosikan “plastisitas sinaptik,” kemampuan otak untuk memperkuat koneksi seluler dalam menanggapi pengalaman.
“Katakanlah Anda melihat hiu putih besar dan Anda takut dan otak Anda ingin membentuk kenangan akan apa yang terjadi. Anda harus membuat protein baru untuk menyandikan memori tersebut,” katanya. AKT adalah salah satu protein pertama yang datang online, sebuah saklar sentral yang menyalakan pabrik memori.
Tapi tidak semua AKT diciptakan sama.
Untuk penelitian ini, tim Hoeffer membungkam tiga isoform, atau varietas, AKT yang berbeda pada tikus dan mengamati aktivitas otak mereka.
Mereka membuat sejumlah penemuan kunci:
AKT2 ditemukan secara eksklusif di astroglia, sel berbentuk bintang yang suportif di otak dan sumsum tulang belakang yang sering terkena dampak kanker otak dan cedera otak.
“Itu adalah temuan yang sangat penting,” kata rekan penulis Josien Levenga, yang mengerjakan proyek ini sebagai peneliti postdoctoral di CU Boulder. “Jika Anda bisa mengembangkan obat yang hanya menargetkan AKT2 tanpa mempengaruhi bentuk lain, mungkin akan lebih efektif dalam mengobati masalah tertentu dengan efek samping yang lebih sedikit.”
Para peneliti juga menemukan bahwa AKT1 ada di mana-mana di neuron dan tampaknya merupakan bentuk terpenting dalam mempromosikan penguatan sinapsis sebagai respons terhadap pengalaman, alias pembentukan ingatan.
(Temuan ini sejalan dengan penelitian sebelumnya yang menunjukkan bahwa mutasi pada AKT1 meningkatkan risiko skizofrenia dan gangguan otak lainnya yang terkait dengan cacat pada cara pasien merasakan atau mengingat pengalaman.)
AKT3 tampaknya memainkan peran kunci dalam pertumbuhan otak, dengan tikus yang gen AKT3nya dibungkam menunjukkan ukuran otak yang lebih kecil.
“Sebelum ini, ada anggapan bahwa mereka semua pada dasarnya memiliki hal yang sama di sel yang sama dengan cara yang sama. Sekarang kita tahu lebih baik,” kata Hoeffer.
Dia mencatat bahwa penghambat pan-AKT telah dikembangkan untuk pengobatan kanker, namun dia membayangkan suatu hari ketika obat dapat dikembangkan untuk menargetkan versi protein yang lebih spesifik (peningkatan AKT1 untuk penderita Alzheimer dan skizofrenia, penghambat AKT2 untuk kanker), meninggalkan bentuk lain yang tak tersentuh, mencegah efek samping.
Lebih banyak penelitian hewan sedang dilakukan untuk menentukan apa yang terjadi pada perilaku ketika berbagai bentuk protein menjadi kacau.
“Pengobatan spesifik isoform menjanjikan harapan besar untuk merancang terapi yang ditargetkan untuk mengobati penyakit neurologis dengan akurasi dan ketepatan yang jauh lebih besar daripada yang menggunakan pendekatan satu ukuran cocok untuk semua,” para penulis menyimpulkan. “Studi ini merupakan langkah penting menuju arah itu.”
