Oleh: Dr Taruna Ikrar
(University of California, School of Medicine, Irvine, USA

Berita yang sangat menghebohkan di jurnal ilmuwan yang sangat bergengsi seperti: Nature, Sciences, Cell, dan New England Journal of Medicine telah menyiarkan mengenai penemuan yang luar biasa di bidang neurosains.
Keempat jurnal internasional tersebut merupakan kiblat atau kitab sucinya para ilmuwan seluruh dunia.
Penemuan neurosains tersebut sangat penting, mendasar dan fundamental terhadap pemahaman dan manfaatnya dalam mengobati untuk mengatasi berbagai kelainan pada gangguan sistem neuron atau sistem saraf serta kelainan otak manusia.

Teknologi yang menghebohkan tersebut, oleh para ilmuwan neurosains menyebutnya “Optogenetics”. Optogenetics menjadi harapan penyembuhan penyakit otak dan sistem neurosains yang diderita, lebih dari satu miliar jiwa penduduk dunia.

(Gambar 1: Ilustasi penelitian yang menggunakan Cahaya optogenetics diotak pada binatang percobaan dan clinical trial pada manusia)

A. Optogenetics Sebagai Teknologi Terkini

Optogenetics, adalah sebuah teknologi penelitian dan akan dikembangkan sebagai suatu metode pengobatan penyakit-penyakit otak dan kelainan sistem saraf, yang cara kerjanya bertumpuh pada manipulasi genetik pada sel-sel saraf yang spesifik di otak.
Selanjutnya sel-sel saraf yang telah mengalami manipulasi tersebut dirangsang dengan cahaya laser yang spesifik untuk mengontrol fungsinya. Sehingga penyakit-penyakit otak dengan aktivitas yang berlebihan bisa dihambat oleh teknologi cahaya tersebut. Demikian pula sebaliknya sel-sel saraf yang mengalami perlambatan aktivitas di otak bisa dirangsang atau diaktivasi, sehingga fungsi otaknya bisa kembali normal.
Metode ini dipercaya lebih baik dan lebih menjanjikan dalam pengobatan secara spesifik fungsi otak, jika dibanding kerja metode pengobatan konvensional selama ini di Rumah Sakit, misalnya: Deep Brain Stimulation, Electro Convulsion Therapy.

(Gambar 2 Ilustasi memasukkan optogenetics lewat pembuluh darah)

Sebagai mana diketahui, bahwa Otak terdiri dari milyaran sel saraf (neuron) yang saling berhubungan. Hubungan antara sel-sel saraf ini disebut Synapses. Pada hubungan sel saraf (synapses) terjadi melalui impuls listrik (electrical synapses) dan kimiawi yang berupa neurotransmitter sebagai bahan perantaranya. Neurotransmitter berperan dalam pengaturan sistem kerja antar neuron, sehingga apabila terjadi gangguan pada neurotransmitter, maka neuron-neuron akan bereaksi abnormal. Ada 2 golongan jenis sel-sel saraf, yang pertama adalah excitatory dengan neurotransmitter kimiawinya (Glutamat) dan yang kedua adalah inhibitory dengan neurotransmitter yang berperan GABA (Gamma Amino Butyric Acid). Kedua jenis sel saraf diatas berfungsi secara harmoni atau seimbang untuk melaksanakan fungsi otak dengan baik.

Dalam pemahaman neurosains dewasa ini, mulai aspek genetik dan sistem organ, serta networking saraf-saraf di otak. Dalam penciptaan teknologi yang mampu mengiplementasikan gagasan tentang pemetaan otak, yang memberikan gambaran diagram sirkuit otak secara rinci, dan selanjutnya melahirkan pemahaman fungsional otak secara detail.

Setelah mendapatkan pemahaman yang sangat detail tentang makro anatomi dan microcircuit susunan fungsi saraf berdasarkan perannya secara normal, serta hubungannya dengan berbagai komponen sistem saraf. Komponen tersebut bisa berupa, komponen elektrikal, komponen kimiawi, dan semua komponen yang dibutuhkan atas kehidupan sistem saraf.

Ternyata penentuan fungsi otak, tergantung pada area dan jenis sel-sel saraf yang menyusunnya. Contohnya, kalau secara makro anatomi, area otak depan (Prefontier Contex) sangat menentukan fungsi motorik, area otak belakang (Occipital Cortex) menentukan fungsi penglihatan atau vision, area otak samping (Parietal Cortex) menentukan fungsi perasaan atau somatosensori, otak tengah (Hippocampus) berperan penting dalam fungsi belajar dan mengerti, serta mengingat (learning and memories).

Selain dintentukan oleh area, fungsional otak secara microcircuit anatomy, sangat ditentukan oleh peran jenis sel-sel otak (Excitatory & Inhibitory), khususnya inhibitory neuron memiliki variasi fungsional yang sangat banyak dan berdasarkan intrinsik fisiologinya terdiri atas: fast spiking, regular spiking, adapting spiking, irregular spiking, dan banyak lagi jenis lainnya.

Berdasarkan makro dan mikro anatomi otak diatas, berkat penemuan optogenetics tool neurosains (Aktivasi Sel neuron ChR2_) dan inhibisi atau penghambatan (NpHr, ArcR). Dengan menggunakan bioteknologi (Bioenginering) dan metode Gene Therapy, protein jenis optogenetics tersebut ditranslasikan kedalam sel-sel neuron di otak, kemudian diberikan sinyal elektrik atau jenis cahaya laser tertentu, misalnya:
Laser cahaya biru (Blue light), Laser Cahaya oranye (Orange Light), ataupun laser cahaya kuning (Yellow Light). Selanjutnya dinamika otak bisa dikontrol berdasarkan spesifikasi cahaya yang dialirkan ke dalam otak lewat fiber tertentu sehingga berbagai penyakit neurologi dan kelaianan otak, akibat terganggunya fungsi sel-sel saraf tertentu dapat dimodifikasi untuk berperan mengaktivasi (ChR2) atau sebaliknya menginhibisi (NhpR dan AcHR), hingga tercapai keadaan fungsi normal otak.

(Gambar 3 Jenis cahaya laser biru dan kuning, serta jenis sel-sel saraf yang teraktivasi dan terinhibisi)

B. Pemanfaatan Cahaya Laser Untuk Pengobatan Berbagai Penyakit Otak

Berbagai penyakit kelainan dan penyakit otak dan sistem saraf yang bisa disembuhkan lewat penggunaan teknologi ini, seperti: 1). Harapan penyembuhan kebutaan yang diakibatkan oleh kerusakan sistem retina yang selama ini mustahil disembuhkan. Para ilmuwan neurosains berkeyakinan bahwa, kita telah mampu memproduksi retina prosthesis (retina buatan) dan optogenetics (Sinar atau cahaya yang spesifik) untuk membantu ataupun sebagai pengganti retina. Sehingga orang buta akan mampu melihat dalam kisaran panjang gelombang cahaya dari inframerah hingga ultraviolet. Dengan demikian tujuan utama dari teknologi ini sebagai terapi untuk memulihkan penglihatan pada pasien yang menderita retinitis pigmentosa (suatu kondisi degeneratif yang melibatkan kerusakan sensing/filter cahaya di sel-sel retina mata dan akhirnya menyebabkan kebutaan total), akan menjadi kenyataan.

(Gambar 4 Retina prosthesis [retina buatan] dan optogenetics [Sinar atau cahaya yang spesifik])

2). Penyembuhan penyakit Parkinson sebagai pengganti teknik pengobatan DBS (Deep Brain Stimulation). 3). Penyembuhan gangguan memori dan ingatan. 4). Gangguan jiwa menahun (Skizofrenia) yang diakibatkan oleh ketidak-normalan inhibitory synapses. 5). Dan berbagai gangguan fungsional dan dinamik otak akan tersembuhkan.

(Gambar 5 Ilustrasi otak manusia dengan pantulan sinar optogenetics)

Untuk share artikel ini, Klik www.KabariNews.com/?50774

Untuk melihat artikel Amerika / Kesehatan lainnya, Klik disini

Mohon beri nilai dan komentar di bawah artikel ini

____________________________________________________

Supported by :