Kajian Tikus Menerangkan Mekanisme Perlindungan Diri Otak

Para penyelidik percaya bahawa mereka akhirnya menemui mekanisme di mana otak melindungi dirinya dari kerosakan yang berlaku selepas kemalangan serebrovaskular (CVA) atau strok.

Penyelidik Universiti Oxford berharap bahawa memanfaatkan mekanisme biologi bawaan ini, yang dikenal pasti pada tikus, dapat membantu dalam merawat strok dan mencegah penyakit neurodegeneratif lain di masa depan.

"Kami telah menunjukkan untuk pertama kalinya bahawa otak memiliki mekanisme yang dapat digunakannya untuk melindungi diri dan menjaga sel-sel otak tetap hidup," kata Profesor Alastair Buchan, yang memimpin pekerjaan tersebut.

Kajian itu dilaporkan dalam jurnal Perubatan Alam.

Strok adalah penyebab utama kematian ketiga dan penyebab utama kecacatan di Amerika Syarikat.

Kira-kira 600,000 strok, atau serangan otak, berlaku di Amerika Syarikat setiap tahun dan di antaranya, kira-kira 150,000 (25 peratus) membawa maut.

Kejadian strok lebih tinggi pada orang Afrika Amerika berbanding orang Kaukasia.

Strok berlaku apabila bekalan darah ke bahagian otak terputus. Apabila ini berlaku, sel-sel otak kekurangan oksigen dan nutrien yang mereka perlukan untuk berfungsi dengan baik, dan mereka mulai mati.

"Sel akan mula mati di suatu tempat dari beberapa minit hingga paling banyak 1 atau 2 jam setelah stroke," kata Buchan.

Ini menjelaskan mengapa rawatan untuk strok sangat bergantung pada kepantasan. Semakin cepat seseorang sampai ke hospital, diimbas dan diberikan ubat untuk membubarkan gumpalan darah dan aliran darah dimulakan semula, semakin sedikit kerosakan pada sel otak.

Ini juga mendorong pencarian sejauh ini untuk "neuroprotectants" - ubat-ubatan yang dapat membeli masa dan membantu sel-sel otak, atau neuron, mengatasi kerosakan dan pulih selepas itu.

Kumpulan penyelidikan Universiti Oxford kini telah mengenal pasti contoh pertama otak yang mempunyai bentuk neuroproteksi sendiri, yang disebut "neuroproteksi endogen."

Mereka melakukan ini dengan kembali ke pemerhatian yang pertama kali dibuat lebih dari 85 tahun yang lalu - telah diketahui sejak tahun 1926 bahawa neuron di satu kawasan hippocampus, bahagian otak yang mengawal ingatan, dapat bertahan hidup dengan kelaparan oksigen, sementara yang lain di kawasan berlainan hippocampus mati.

Namun, pemahaman tentang apa yang melindungi satu set sel dari kerosakan tetap menjadi teka-teki hingga sekarang.

"Kajian terdahulu memfokuskan pada pemahaman bagaimana sel mati setelah kekurangan oksigen dan glukosa. Kami mempertimbangkan pendekatan yang lebih langsung dengan menyiasat mekanisme endogen yang telah berkembang untuk menjadikan sel-sel ini dalam hippocampus tahan, ”kata penulis pertama Dr. Michalis Papadakis, pengarah saintifik Makmal Iskemia Cerebral di Universiti Oxford.

Bekerja pada tikus, para penyelidik mendapati bahawa penghasilan protein tertentu yang disebut hamartin memungkinkan sel-sel untuk bertahan hidup kerana kekurangan oksigen dan glukosa, seperti yang akan terjadi selepas strok.

Mereka menunjukkan bahawa neuron mati di bahagian lain dari hippocampus kerana kekurangan tindak balas hamartin.

Pasukan itu kemudian dapat menunjukkan bahawa pengeluaran hamartin yang merangsang memberikan perlindungan yang lebih besar bagi neuron.

Kata Buchan: “Ini berkaitan dengan kelangsungan hidup sel. Sekiranya kita menyekat hamartin, neuron mati apabila aliran darah dihentikan. Sekiranya kita meletakkan hamartin kembali, sel-sel akan bertahan sekali lagi. "

Akhirnya, para penyelidik dapat mengenal pasti jalan biologi di mana hamartin bertindak untuk membolehkan sel-sel saraf mengatasi kerosakan ketika kekurangan tenaga dan oksigen.

Kumpulan itu menunjukkan bahawa mengetahui mekanisme biologi semula jadi yang mengarah ke neuroproteksi membuka kemungkinan mengembangkan ubat-ubatan yang meniru kesan hamartin.

Buchan mengatakan: "Ada banyak pekerjaan di depan jika ini harus diterjemahkan ke klinik, tetapi kami sekarang memiliki strategi neuroprotektif untuk pertama kalinya. Langkah seterusnya adalah untuk melihat apakah kita dapat mencari calon ubat molekul kecil yang meniru apa yang dilakukan hamartin dan memastikan sel otak tetap hidup.

"Sementara kami memfokuskan diri pada strok, ubat-ubatan neuroprotektif mungkin juga menarik bagi kondisi lain yang melihat kematian awal sel otak termasuk penyakit Alzheimer dan neuron motorik," katanya.

Sumber: Universiti Oxford