Peneliti Ungkap Kanker Otak Mematikan yang Membajak Aktivitas Otak untuk Memicu Pertumbuhannya

KABARIKA.ID, MAKASSAR — Dari sekian banyak bentuk kanker yang ada, kanker yang muncul di otak bisa menjadi salah satu yang paling sulit diobati.

Salah satu jenis tumor yang dikenal sebagai glioma merupakan contoh yang sangat sulit ditangani.

Pertumbuhan ganas ini berasal dari sel glial atau sel prekursornya di otak maupun sumsum tulang belakang. Bentuk terparahnya (glioblastoma) memiliki tingkat kelangsungan hidup lima tahun hanya sebesar 5-7 persen.

Salah satu alasan mengapa glioma begitu sulit diobati adalah karena tumor ini secara aktif memanfaatkan fungsi-fungsi vital otak untuk menunjang pertumbuhannya.

Kini, dalam sebuah makalah baru yang diterbitkan di jurnal Nature Neuroscience pekan ini, sejumlah ilmuwan telah mengungkap salah satu mekanisme yang memungkinkan terjadinya pemanfaatan tersebut.

Mereka meyakini bahwa identifikasi mekanisme ini dapat membuka peluang baru bagi pengobatan.

Sel glial adalah sel non-neuron yang membentuk sistem pendukung otak. Sel-sel ini menjalankan berbagai fungsi untuk mendukung neuron otak, termasuk membantu memberikan isolasi, perlindungan, dan nutrisi bagi neuron tersebut.

Salah satu jenis sel glial adalah oligodendrosit, yang memproduksi selubung mielin berlemak untuk mengisolasi serat saraf.

Sel-sel ini berkembang dari sel prekursor oligodendrosit (OPC) yang merespons aktivitas neuron.

Banyak glioma diperkirakan berasal dari OPC, dan tumor-tumor ini mempertahankan sebagian kemampuan OPC untuk merespons aktivitas neuron.

Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa neuron yang aktif melepaskan protein bernama neuroligin-3 (NLGN3), yang mendorong proliferasi sel glioma.

Namun, bagaimana tepatnya sel-sel glioma mendeteksi NLGN3 dan mengubahnya menjadi sinyal pertumbuhan, masih belum jelas.

Untuk mengetahuinya, tim peneliti yang dipimpin oleh ahli bioteknologi Yoon Seok Kim dari Universitas Stanford (kini di Swiss Federal Institute of Technology Lausanne) dan ahli saraf Stanford, Shawn M. Gillespie, mengultur sel glioma manusia yang berasal dari pasien di laboratorium.

Mereka kemudian menggunakan NLGN3 sebagai umpan untuk melihat protein mana dari membran sel glioma tersebut yang akan berikatan dengannya.

Satu protein tampak menonjol, yakni chondroitin sulfate proteoglycan 4 (CSPG4), yang banyak ditemukan di permukaan OPC maupun sel glioma.

Ketika NLGN3 menempel pada CSPG4, sesuatu yang menarik terjadi. Membran sel glioma menegang secara fisik.

Perubahan fisik tersebut membantu memicu proses di dalam sel, karena peningkatan ketegangan membran itu mengaktifkan saluran ion bernama PIEZO1.

Perubahan gaya fisik menjadi respons biologis ini dikenal sebagai mekanotransduksi.

Aliran ion yang dihasilkan memicu sinyal di dalam sel yang mendorong proliferasi sel glioma.

Para peneliti kemudian menguji apakah PIEZO1 benar-benar berpengaruh terhadap pertumbuhan glioma.

Dengan menggunakan teknik penyuntingan gen, mereka menghasilkan sel glioma dari pasien yang tidak memiliki PIEZO1, lalu menanamkannya ke dalam otak tikus sembari melakukan eksperimen kontrol menggunakan sel serupa yang memiliki PIEZO1 utuh.

Empat minggu kemudian, sel glioma tanpa PIEZO1 berproliferasi jauh lebih sedikit dibandingkan sel dengan saluran PIEZO1 yang utuh.

Pada tahap ini, para peneliti ingin mengetahui mengapa mekanisme NLGN3-CSPG4-PIEZO1 itu ada sejak awal.

Mereka kembali meneliti OPC yang sehat dan menemukan mekanisme yang sama bekerja di sana.

NLGN3 menempel pada CSPG4 yang kemudian mengaktifkan PIEZO1, namun sinyal di dalam sel menghasilkan efek yang berbeda.

Alih-alih memicu proliferasi OPC, jalur ini justru membuat sel tetap menjadi OPC yang belum matang, dengan menghambat pematangannya menjadi oligodendrosit.

Hal ini mungkin membantu otak mempertahankan cadangan OPC yang sehat.

Untuk memastikannya, para peneliti kemudian menghapus gen NLGN3 dari OPC pada tikus, dan menemukan bahwa cadangan OPC di corpus callosum tikus tersebut berkurang sekitar 30 persen.
Ini berarti sel-sel kanker tidak menciptakan mekanisme mereka sendiri dari nol.

Sebaliknya, mereka membajak dan memanipulasi mekanisme normal otak untuk kepentingan mereka sendiri.

Menurut tim ilmuwan tersebut hal ini memberikan potensi titik kelemahan baru pada glioma untuk diteliti lebih lanjut, karena ketergantungannya pada sinyal yang peka terhadap rangsangan mekanis (mechanosensitive signaling).

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang glioma, tonton video ini.

Namun, langkah ini memerlukan kehati-hatian, sebuah contoh nyata mengapa kanker ini begitu sulit diobati.

Mengingat sel-sel otak yang sehat juga menggunakan mekanisme tersebut, mengubah penemuan ini menjadi metode pengobatan mengharuskan kita menemukan cara untuk menghambat kanker tanpa mengganggu populasi OPC yang normal.

“Temuan yang disajikan di sini menegaskan peran krusial jalur transduksi sinyal mekanis (mekanotransduksi) NLGN3-CSPG4 dalam interaksi antara aktivitas neuron dan perkembangan glioma, sekaligus memperdalam pemahaman mengenai jalur mekanistik utama yang dimanfaatkan glioma untuk menggunakan sinyal neuron demi pertumbuhannya,” tulis para peneliti.

Hasil lengkap studi ini, dapat diakses di sini.

“Identifikasi mekanotransduksi sebagai mediator penting dalam proses ini membuka peluang terapi baru, serta menyoroti potensi penargetan jalur yang peka terhadap rangsangan mekanis pada glioma dan kemungkinan juga pada jenis kanker lainnya,” tambah tim peneliti tersebut. (rus)