Para saintis mendapati bahawa memulihkan pleiotrophin dalam otak boleh meningkatkan fungsi otak dalam sindrom Down, menawarkan pendekatan baru yang menjanjikan untuk merawat gangguan neurologi.
Litar otak yang rosak yang dilihat dalam sindrom Down mungkin disebabkan oleh ketiadaan molekul kritikal, kajian baru mendapati. Penemuan ini boleh membuka jalan kepada kemajuan yang ketara dalam rawatan untuk sindrom Down dan gangguan neurologi lain.
Diterbitkan dalam jurnal Cell Reports, kajian itu mendedahkan bahawa molekul, yang dikenali sebagai pleiotrophin, adalah penting untuk pembangunan dan fungsi sistem saraf. Para penyelidik mendapati bahawa memulihkan pleiotrophin dalam otak tikus makmal dewasa dengan ketara meningkatkan fungsi otak, mencadangkan potensi untuk rawatan yang sama pada manusia.
"Kajian ini benar-benar menarik kerana ia berfungsi sebagai bukti-konsep bahawa kita boleh menyasarkan astrocytes, sejenis sel dalam otak khusus untuk merembeskan molekul modulasi sinaps, untuk menyambung semula litar otak pada usia dewasa," pengarang pertama Ashley N. Brandebura, yang menjalankan kajian itu sebagai pelajar pasca doktoral di Salk Institute for Biological Studies dan kini merupakan penolong profesor berita di Universiti Sains Perubatan Virginia. "Ini masih jauh daripada digunakan pada manusia, tetapi ia memberi kita harapan bahawa molekul yang dirembeskan boleh dihantar dengan terapi gen yang berkesan atau berpotensi infusi protein untuk meningkatkan kualiti hidup dalam sindrom Down."
Sindrom Down, yang menjejaskan kira-kira 1 dalam 640 bayi yang dilahirkan setiap tahun di Amerika Syarikat menurut Pusat Kawalan dan Pencegahan Penyakit, disebabkan oleh kesilapan dalam pembahagian sel. Kesilapan ini boleh mengakibatkan kelewatan perkembangan, hiperaktif dan peningkatan risiko untuk pelbagai isu perubatan, seperti kecacatan jantung dan masalah tiroid.
Penyelidik Institut Salk, diketuai oleh Nicola J. Allen, bertujuan untuk memahami punca-punca asas sindrom Down dengan lebih baik. Mereka menemui pleiotrophin sebagai calon yang menjanjikan dengan memeriksa protein selular yang diubah dalam otak tikus makmal yang memodelkan keadaan itu. Protein ini terdapat pada tahap yang tinggi semasa detik-detik kritikal dalam perkembangan otak, memainkan peranan penting dalam membentuk sinaps dan membangunkan penghantar saraf.
Untuk menguji sama ada mengisi semula pleiotrophin boleh meningkatkan fungsi otak, para penyelidik menggunakan virus yang diubah suai untuk menghantar molekul ke sel otak di mana ia diperlukan. Virus kejuruteraan ini, dikenali sebagai vektor virus, memasukkan kargo yang bermanfaat ke dalam sel tanpa menyebabkan penyakit.
Hasilnya menjanjikan: pentadbiran pleiotrophin dalam sel otak penting, khususnya astrocytes, meningkatkan bilangan sinaps dalam hippocampus, meningkatkan keplastikan otak dan berpotensi memulihkan fungsi kognitif.
"Keputusan ini mencadangkan kita boleh menggunakan astrosit sebagai vektor untuk menghantar molekul yang mendorong keplastikan ke otak," kata Allen dalam siaran berita. "Ini mungkin suatu hari nanti membolehkan kami menyambung semula sambungan yang rosak dan meningkatkan prestasi otak."
Walaupun penemuan ini diharapkan, para penyelidik mengingatkan bahawa pleiotrophin mungkin bukan satu-satunya faktor yang menyumbang kepada masalah litar otak dalam sindrom Down. Penyelidikan yang lebih komprehensif diperlukan untuk memahami sepenuhnya kerumitan keadaan.
Kejayaan penggunaan astrosit untuk menghantar molekul sinaptogenik juga boleh mempunyai aplikasi yang lebih luas, yang berpotensi memberi manfaat kepada rawatan untuk pelbagai gangguan neurologi.
"Idea bahawa astrosit boleh menghantar molekul untuk mendorong keplastikan otak mempunyai implikasi kepada banyak gangguan neurologi, termasuk gangguan perkembangan saraf lain seperti sindrom X rapuh tetapi juga mungkin kepada gangguan neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer," tambah Brandebura. "Sekiranya kita boleh memikirkan cara 'memprogram semula' astrocytes yang tidak teratur untuk menghantar molekul sinaptogenik, kita boleh mempunyai beberapa kesan yang sangat bermanfaat pada banyak keadaan penyakit yang berbeza."