Akar gangguan mental dan neurodegeneratif ditemukan dalam pembentukan sel otak janin

Asal-usul beberapa gangguan neuropsikiatri, seperti autisme, gangguan bipolar, atau depresi, serta beberapa penyakit neurodegeneratif, seperti Alzheimer dan Parkinson, mungkin terletak sangat awal dalam perkembangan otak janin. Artinya, lebih awal dari yang diperkirakan sebelumnya, menurut sebuah studi oleh Institut Penelitian di Rumah Sakit del Mar dan Universitas Yale, yang diterbitkan dalam jurnal Nature Communications.

Penelitian ini berfokus "pada penemuan asal-usul penyakit mental pada tahap awal perkembangan janin, terutama pada sel induk otak," jelas Dr. Gabriel Santpere, peneliti dalam Program Miguel Servet dan koordinator Kelompok Riset Neurogenomika dalam Program Informatika Biomedis di Istituto Investigaciones Hospital del Mar, sebuah kelompok kolaboratif dengan Universitas Pompeu Fabra.

Untuk melakukan hal ini, mereka menggunakan daftar hampir 3.000 gen yang terkait dengan penyakit neuropsikiatri, patologi neurodegeneratif, dan malformasi kortikal, lalu memodelkan efek perubahan tersebut terhadap sel-sel yang terlibat dalam perkembangan otak. Hasilnya menunjukkan bahwa banyak dari gen-gen ini sudah berfungsi sejak awal perkembangan janin dalam sel punca – prekursor yang membentuk otak, menciptakan neuron, dan struktur yang mendukungnya.

Mencapai hal ini bukanlah tugas yang mudah. Tahap perkembangan otak ini sangat sulit dipelajari. Karena alasan ini, para peneliti mengumpulkan banyak data dari otak manusia dan tikus, serta data dari model sel in vitro.

Sebagaimana dicatat oleh Dr. Nicola Micali, peneliti asosiasi di laboratorium Dr. Pasko Rakic di Yale dan salah satu pemimpin penelitian, "Para ilmuwan biasanya mempelajari gen untuk penyakit mental pada orang dewasa, tetapi dalam penelitian ini kami menemukan bahwa banyak dari gen ini sudah aktif sejak awal perkembangan otak janin, dan perubahan pada gen tersebut dapat memengaruhi perkembangan otak dan berkontribusi terhadap gangguan mental di kemudian hari."

Studi ini memodelkan jaringan regulasi spesifik untuk setiap jenis sel yang terlibat dalam perkembangan otak untuk melihat bagaimana aktivasi atau deaktivasi gen yang dianalisis terkait dengan berbagai penyakit otak memengaruhi sel progenitor pada berbagai tahap. Hal ini memungkinkan mereka untuk mengamati pentingnya setiap gen dalam perkembangan gangguan yang menyebabkan berbagai penyakit. Daftarnya berkisar dari mikrosefali dan hidrosefalus hingga autisme, depresi, gangguan bipolar, anoreksia, atau skizofrenia, dan juga mencakup penyakit Alzheimer dan Parkinson.

Semua patologi ini ditemukan melibatkan gen yang berperan dalam fase-fase awal perkembangan otak, ketika sel-sel punca saraf aktif. "Kami meneliti berbagai macam penyakit yang dapat diderita otak dan mempelajari bagaimana gen-gen yang terlibat dalam kondisi ini berperilaku dalam sel-sel punca saraf," tambah Joel Mato-Blanco, seorang peneliti di Institut Penelitian di Rumah Sakit del Mar.

Pada saat yang sama, ia menunjukkan bahwa penelitian ini "mengidentifikasi rentang waktu dan jenis sel di mana aksi gen-gen ini paling signifikan, yang menunjukkan kapan dan di mana fungsi gen-gen ini harus ditargetkan."

Memiliki informasi ini "berguna untuk memahami asal-usul penyakit yang memengaruhi korteks serebral, yaitu bagaimana perubahan genetik berubah menjadi patologi ini," kata Dr. Santpere.

Memahami mekanisme ini dan peran masing-masing gen dalam masing-masing penyakit dapat membantu mengembangkan terapi yang tepat sasaran, sehingga membuka peluang untuk terapi gen dan perawatan yang dipersonalisasi.