Mengendalikan Penuaan pada Hewan
Sebuah tim peneliti di Case Western Reserve University School of Medicine telah mengidentifikasi jalur molekuler yang konservatif yang mengendalikan kesehatan dan umur pada cacing nematoda (Caenorhabditis elegans) – model organisme yang sering dipelajari dalam penelitian biologi.
“Kami menemukan bahwa dengan meningkatkan atau menurunkan tingkat protein protein yang disebut faktor transkripsi Kruppel (KLFs), kita dapat benar-benar mendapatkan C. elegans untuk hidup lebih lama atau periode waktu yang lebih singkat,” penulis studi pertama Dr. Nelson Hsieh kata Sci News. “sebagaimana keluarga protein yang sama juga ada pada mamalia, yang sangat menarik adalah data kami menunjukkan KLF juga memiliki efek serupa pada penuaan yang terjadi pada mamalia juga.”
Model hewan sangat penting untuk penelitian biologis. Untuk mempelajari penyakit atau proses manusia, Anda tidak dapat melakukan sebagian besar pekerjaan awal pada manusia karena alasan etis. Karena itu, Anda diharuskan mengembangkan model. Sementara beberapa model dapat bertahan secara in vitro (di luar tubuh yang masih hidup), akhirnya Anda harus dapat menghasilkan penyakit ini dalam konteks yang memungkinkan studi – misalnya dalam tubuh yang hidup. Model hewan, seperti cacing nematoda dan tikus, memungkinkan perkiraan yang lebih dekat pada respons manusia terhadap penyakit dan proses lainnya.
Tikus berbagi 99 persen DNA mereka dengan manusia, dan memiliki jangka hidup yang pendek dibandingkan dengan manusia dan mamalia lainnya. Oleh karena itu, penelitian dengan tikus yang melibatkan gen “knockout” memungkinkan peneliti untuk mengamati efek menghilangkan gen tunggal. C. elegans juga berguna, terutama dalam penelitian penuaan, karena beberapa alasan. Untuk satu, cacing memiliki siklus hidup tiga hari yang singkat, yang memungkinkan para periset mengamati berbagai generasi dengan cepat. Mereka adalah organisme yang sangat sederhana, yang membuat efek protein tunggal lebih mudah dilihat. Genom C. elegans diurutkan pada akhir tahun 1998, sehingga para ilmuwan memiliki banyak kesempatan untuk bereksperimen dengan genom yang relatif singkat namun dengan genome yang sangat terkenal ini.
Pelajaran yang Diterapkan pada Manusia
Penelitian ini juga menunjukkan bahwa C. elegans dengan protein KLF tingkat tinggi hidup lebih sehat, hidup lebih lama dari pada cacing biasa. Demikian pula, tikus dengan tingkat protein KLF yang tinggi ditemukan menunjukkan keterlambatan disfungsi pembuluh darah terkait usia. Tim tersebut menentukan bahwa fungsi protein KLF adalah mengendalikan autophagy – mekanisme kontrol kualitas yang memungkinkan sel membersihkan puing-puing seperti produk sampingan molekuler dan protein salah lipatan yang terbentuk dari waktu ke waktu, mencapai massa kritis di usia tua. Kehilangan proses pembersihan dan daur ulang ini merupakan tanda penuaan klasik.
Sel kurang mampu melakukan fungsi daur ulang ini seiring bertambahnya usia. Begitu tingkat racun puing yang tidak berkelanjutan terbentuk, kelangsungan hidup seluler terancam. Inilah sebabnya mengapa tim mengamati cacing tanpa protein KLF sekarat lebih awal, karena sel mereka tidak lagi mampu mempertahankan autophagy. Dari sini, para peneliti berencana untuk mempelajari bagaimana autophagy mempengaruhi fungsi pembuluh darah, dan mengembangkan strategi untuk menargetkan protein KLF pada manusia.
“Pengamatan bahwa tingkat KLF menurun seiring bertambahnya usia dan tingkat KLF yang berkelanjutan dapat mencegah hilangnya fungsi pembuluh darah yang terkait dengan usia sehingga menarik perhatian karena disfungsi vaskular berkontribusi secara signifikan terhadap berbagai kondisi terkait usia seperti hipertensi, penyakit jantung, dan demensia,” Kata penulis senior Profesor Mukesh K. Jain kepada Sci News.
“Seiring bertambahnya usia penduduk kita, kita perlu memahami apa yang terjadi pada jantung dan arteri kita, karena kita mengandalkannya untuk berfungsi sempurna nantinya dan kemudian dalam kehidupan kita,” Dr. Hsieh menambahkan kepada Sci News. “Temuan kami menerangi apa yang bisa terjadi selama penuaan, dan memberikan dasar untuk merancang intervensi yang memperlambat proses ini.”
