Para ilmuwan telah menemukan mekanisme yang memungkinkan keterkaiatan antara gangguan dalam ritme sirkadian dengaan penumpukan suatu protein penyebab Alzheimer.
Ritme sirkadian adalah ritme harian fungsi tubuh yang terkait dengan jam alami tubuh kita, merespons paparan cahaya, dan mengatur siklus tidur-bangun kita. Kebiasaan tidur yang buruk dapat merusak ritme sirkadian dan tidur yang tidak merata berarti lebih sedikit waktu bagi sel-sel kekebalan untuk membersihkan otak dari produk limbah yang menumpuk sepanjang hari.
Sudah lama dipikirkan bahwa seiring waktu, gumpalan protein yang salah lipat menumpuk di otak untuk menyebabkan penyakit Alzheimer, yang merupakan kondisi neurologis yang ditandai dengan kehilangan memori dan penurunan kognitif.
Dalam studi baru ini, para peneliti yang dipimpin oleh ilmuwan biologi Jennifer Hurley dari Rensselaer Polytechnic Institute mempelajari sel-sel kekebalan yang disebut makrofag, yang diketahui bermigrasi ke otak pada penyakit Alzheimer tahap akhir. Makrofag adalah pemulung yang melahap produk limbah, protein yang rusak, dan sel yang mati untuk mencegah kerusakan toksik.
Dalam kultur sel yang ditumbuhkan di laboratorium yang diamati di bawah mikroskop, sel-sel kekebalan ini – yang berasal dari tikus yang dimodifikasi secara genetik dengan jam sirkadian yang diubah – membersihkan protein amiloid-beta yang ditandai dengan fluoresensi pada siklus harian. Ketika kadar protein permukaan sel yang disebut heparan naik, pembersihan protein amiloid-beta melambat.
Tetapi sel-sel kekebalan segera kehilangan ritme mereka ketika jam sirkadiannya terganggu, menunjukkan heparan permukaan sel, dan sel-sel kekebalan pemakan protein yang mereka atur, berada di bawah kendali sirkadian.
“Data ini menyoroti bahwa regulasi sirkadian dalam sel kekebalan mungkin memainkan peran dalam hubungan rumit antara jam sirkadian dan penyakit Alzheimer,” tulis tim dalam makalah mereka.
Penelitian sebelumnya telah menemukan bahwa hanya satu malam tidur yang buruk menyebabkan peningkatan protein amiloid-beta, dan seminggu malam tanpa tidur menyebabkan penumpukan protein lainnya yang disebut tau. Oleh karena itu, masalah tidur kronis dapat menyebabkan permasalahan.
Perlu diingat penelitian ini, yang bertujuan untuk membedah mekanisme yang mungkin menghubungkan gangguan jam sirkadian dan protein penyakit Alzheimer, menggunakan sel-sel kekebalan yang diambil sampelnya dari sumsum tulang tikus yang dimodifikasi secara genetik sebagai proksi untuk apa yang terjadi pada manusia.
Perlu diingat juga, bahwa protein amiloid bukanlah keseluruhan cerita dalam penyakit Alzheimer. Kekusutan protein tau adalah tersangka utama lainnya yang menjadi fokus setelah uji klinis yang mengecewakan dan bukti yang meningkat terhadap amiloid-beta (Aβ) sebagai penyebab utama penyakit.
Namun, penelitian terbaru lainnya menunjukkan protein amiloid sebenarnya adalah penyakit yang terlambat datang daripada pemicu awal, dan kurang tidur bukan satu-satunya faktor risiko penyakit Alzheimer.
Memahami waktu sirkadian sel-sel kekebalan mungkin juga memiliki implikasi untuk gangguan lain yang seperti penyakit Alzheimer terkait dengan peradangan, termasuk depresi.
“Memahami bagaimana ritme sirkadian kita dapat mengatur tingkat heparan permukaan sel untuk mengontrol penumpukan amiloid-beta dapat mengarah pada pengembangan kronoterapi yang meringankan gejala penyakit Alzheimer serta penyakit inflamasi lainnya,” kata Hurley .
Studi ini dipublikasikan di PLOS Genetics.
