‘Fiksi ilmiah yang layak’: Tim peneliti Toronto bekerja sama untuk memajukan perawatan untuk memperbaiki otak
All Business stories

‘Fiksi ilmiah yang layak’: Tim peneliti Toronto bekerja sama untuk memajukan perawatan untuk memperbaiki otak

Isabelle Aubert, seorang ilmuwan senior di Sunnybrook Research Institute dan ketua penelitian Tier 1 Canada dalam perbaikan dan regenerasi otak, telah melihat seperti apa usia tua yang sehat itu. Neneknya, yang hidup sampai 104, suka menyanyi, menari, dan bahkan panco.

“Saya pikir sikap positif dan selera humornya sangat membantunya untuk bahagia dan sehat untuk waktu yang lama,” kata Aubert, yang juga profesor di departemen kedokteran laboratorium dan patobiologi di University of Toronto. “Saya ingin penuaan yang sehat menjadi mungkin bagi semua orang.”

Sangat kontras dengan neneknya, seseorang yang dekat dengan Aubert sekarang menderita penyakit Alzheimer. “Sangat sulit melihat orang yang dicintai berjuang untuk berfungsi, melihat mereka menyadari ingatan mereka memudar dan kapasitas mereka menurun,” katanya.

Namun itu adalah sesuatu yang lebih dan lebih dari kita harus menghadapi.

Selama abad terakhir, harapan hidup di Kanada telah melonjak lebih dari dua dekade menjadi sekitar 80 untuk pria dan 84 untuk wanita. Tetapi usia merupakan faktor risiko utama untuk gangguan neurodegeneratif seperti Alzheimer, Parkinson, amyotrophic lateral sclerosis (ALS) dan stroke. Alzheimer, gangguan neurodegeneratif yang paling umum, mempengaruhi satu dari sembilan orang di atas usia 65 dan satu dari tiga di atas usia 85, menurut Asosiasi Alzheimer yang berbasis di AS.

“Kita akan menghadapi tsunami gangguan penuaan,” kata Aubert.

Pada gangguan neurodegeneratif, neuron rusak atau hancur, menyebabkan gangguan fungsi, baik fisik, mental atau keduanya. Mereka tidak memiliki obat, beberapa pilihan pengobatan dan efek yang menghancurkan. Obat untuk Alzheimer dan ALS, misalnya, hanya memperlambat perkembangan penyakit. Untuk penderita stroke, rehabilitasi adalah satu-satunya pilihan setelah perawatan darurat dan keberhasilannya terbatas.

Aubert dan ilmuwan lain mencoba mengubahnya dengan mengembangkan perawatan untuk melindungi otak dan memperbaikinya setelah sakit atau cedera. Untuk membantu mempercepat pengembangan perawatan yang berpotensi memperpanjang hidup ini, Medicine by Design, pusat pengobatan regeneratif di University of Toronto, menyatukan beberapa ilmuwan ini. Misalnya, Aubert berada di tim yang sedang mengerjakan terapi gen baru untuk memprogram ulang sel-sel otak. Seperti yang dikatakan Michael Sefton, direktur eksekutif Medicine by Design, “ini adalah fiksi ilmiah yang layak.”

Penelitian ini memiliki potensi untuk mengubah cara pengobatan gangguan neurodegeneratif, membuka kualitas hidup yang jauh lebih tinggi dan mengubah apa artinya usia.

“Seratus tahun dari sekarang, banyak penyakit yang kita khawatirkan hari ini akan lama berlalu,” kata Sefton.

Membuat pass keamanan sementara ke otak

Otak dibangun untuk bertahan. Tidak hanya dilindungi oleh tengkorak, tetapi juga diisolasi oleh jaringan sel dan jaringan yang disebut sawar darah-otak. Sistem ini bertindak seperti filter, melindungi otak dari racun, tetapi juga memblokir terapi yang berpotensi membantu – obat-obatan, enzim, antibodi, dan gen.

Aubert bertujuan untuk melewati sawar darah-otak dan memberikan terapi ke area otak tertentu melalui metode yang menarik: menggunakan ultrasound terfokus berintensitas rendah yang dipandu oleh MRI — teknologi yang dipelopori oleh sesama peneliti Sunnybrook, Kullervo Hynynen.

Aubert menunjukkan bahwa beberapa terapi yang bekerja dengan baik ketika dimasukkan langsung ke dalam otak dalam tes tidak bekerja ketika mereka disuntikkan ke dalam aliran darah. Misalnya, penelitian telah menunjukkan bahwa kurang dari 0,1 persen antibodi yang dapat membantu mengobati Alzheimer berhasil melewati sawar darah-otak. Beberapa dari terapi tersebut dapat “diselamatkan” dengan ultrasound terfokus, katanya.

Ultrasonografi terfokus seperti kartu keamanan sementara, yang memungkinkan akses jangka pendek ke otak sehingga terapi dapat mencapai tujuan yang diinginkan. Begini cara kerjanya: Aubert dan rekan-rekannya menggunakan MRI untuk memvisualisasikan bagian otak yang ingin mereka tangani. Mereka kemudian menyuntikkan gelembung mikro ke dalam aliran darah dan menggunakan ultrasound terfokus untuk membuat gelembung mikro bergetar di area tertentu, yang untuk sementara membuka penghalang darah-otak. Langkah selanjutnya adalah menyuntikkan terapi ke dalam aliran darah, yang akan sampai ke area yang ditargetkan. Setelah perawatan, penghalang darah-otak menutup lagi dalam beberapa jam.

Aubert mengatakan teknik invasif minimal ini dapat digunakan untuk membantu mengobati kondisi apa pun yang memerlukan terapi untuk masuk ke otak atau sumsum tulang belakang secara lebih efisien. Penelitiannya berfokus pada Alzheimer dan dia juga bekerja sama dengan para ilmuwan yang bekerja di Parkinson, ALS, dan stroke.

Karya Aubert pada model tikus Alzheimer telah menunjukkan bahwa mengirimkan antibodi ke otak melalui ultrasound terfokus mengurangi plak amyloid-beta, ciri khas Alzheimer. Dia juga menemukan bahwa meningkatkan permeabilitas penghalang darah-otak menggunakan ultrasound terfokus dan gelembung mikro saja mengurangi plak ini dan merangsang pertumbuhan neuron baru. “Fungsi pembelajaran dan memori tikus-tikus itu meningkat,” katanya.

Uji klinis yang dilakukan oleh para peneliti di Sunnybrook dan institusi lain juga menemukan bahwa aman menggunakan ultrasound terfokus pada pasien dengan Alzheimer dan gangguan neurodegeneratif lainnya. Langkah selanjutnya adalah melakukan uji klinis pada terapi yang diberikan dengan cara ini untuk melihat apakah mereka aman dan efektif, beberapa di antaranya sudah berlangsung.

Satu perhatian besar dengan terapi apa pun adalah berapa lama itu berlangsung, kata Aubert. Jika Anda memiliki penyakit yang berlangsung puluhan tahun dan terapi hanya berlangsung beberapa hari, Anda akan memerlukan perawatan berkelanjutan. Salah satu solusi potensial adalah terapi gen, yang memodifikasi gen seseorang untuk mengobati penyakit. “Ini bisa menjadi revolusioner dalam hal memiliki satu perawatan untuk manfaat seumur hidup,” kata Aubert.

Medicine by Design telah memberikan Aubert dan empat ilmuwan lain dari berbagai disiplin ilmu dan institusi lebih dari $1 juta untuk menyelidiki kemungkinan ini. “Tidak ada orang yang bekerja di lab mereka sendiri yang memiliki semua jawaban,” kata Sefton. “Kami menyatukan orang-orang kreatif yang mengerjakan ide-ide baru yang akan mengubah cara kami berpikir tentang penyakit dan kesehatan.”

Memprogram ulang otak

Cindi Morshead, seorang profesor dan ketua divisi anatomi di departemen bedah di University of Toronto, memimpin tim Medicine by Design yang mengerjakan terapi gen untuk mengobati gangguan neurodegeneratif.

“Ketika Anda kehilangan neuron,” katanya, “tidak ada cara untuk menggantikannya dan Anda mengalami gangguan fungsi, jadi kami ingin mencoba membuat neuron baru di otak.”

Untuk melakukan ini, para peneliti mengubah astrosit, sejenis sel otak, menjadi neuron. Astrosit memiliki banyak fungsi penting — misalnya, menjaga otak dalam keadaan seimbang — tetapi jumlahnya jauh lebih banyak daripada neuron dan dapat menjadi racun pada beberapa gangguan neurodegeneratif, bahkan membunuh lebih banyak neuron. “Dengan mengonversinya, itu seperti pukulan ganda,” kata Morshead.

Untuk memprogram ulang sel-sel otak, Morshead dan rekan-rekannya merancang gen baru yang membuat neuron dan mengirimkannya ke astrosit. Untuk memastikan gen-gen ini sampai ke bagian otak yang tepat, mereka menggunakan ultrasound terfokus, di situlah keahlian Aubert masuk.

Perawatan inovatif ini dapat menghentikan perkembangan atau membalikkan efek dari gangguan neurodegeneratif. Seorang pasien stroke dapat kembali tersenyum penuh setelah mengalami kelumpuhan wajah. Seorang pasien ALS bisa bermain ski lagi setelah mengalami kelemahan pada kakinya. Dan seorang pasien Alzheimer dapat mengingat kembali nama anak dan cucunya setelah mengalami kehilangan ingatan. “Orang-orang ini saat ini tidak memiliki obat, hanya perawatan,” kata Morshead. “Kami akan menawarkan harapan kepada orang-orang yang benar-benar tidak memiliki harapan.”

Bekerja dengan model hewan pengerat stroke, Morshead dan rekan-rekannya telah menemukan bahwa terapi gen mereka mengarah ke lebih banyak neuron di otak hewan dan membantu mereka pulih. Setelah perawatan, tikus berjalan lebih baik — mereka tidak terpeleset atau menyeret kaki mereka seperti sebelumnya. Jika dan ketika orang dapat menerima perawatan ini, mereka mungkin melihat peningkatan serupa. “Untuk pasien cedera stroke, kemampuan untuk mendapatkan kembali fungsinya untuk dapat mengambil peralatan makan sehingga mereka dapat makan sendiri akan berdampak besar pada kualitas hidup mereka,” kata Morshead.

Aubert mengatakan orang mungkin dapat menerima terapi tertentu melalui ultrasound terfokus dalam beberapa tahun – bahkan berbulan-bulan dalam kasus antibodi untuk Alzheimer – tetapi dia dan Morshead setuju bahwa perlu beberapa dekade sebelum orang dapat menerima terapi gen melalui ultrasound terfokus bahwa mereka bekerja pada. Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan dan pertanyaan yang harus dijawab.

Bagi Aubert, tujuan utamanya adalah membantu sebanyak mungkin orang agar panjang umur, sehat, dan bahagia seperti neneknya. “Ini adalah upaya kolektif yang akan mewujudkannya,” katanya. “Saya optimis.”

Raina Delilse menulis tentang teknologi untuk MaRS. Torstar, perusahaan induk dari Toronto Star, telah bermitra dengan MaRS untuk menyoroti inovasi di perusahaan Kanada.

Penafian Konten ini diproduksi sebagai bagian dari kemitraan dan oleh karena itu mungkin tidak memenuhi standar jurnalisme yang tidak memihak atau independen.


Posted By : no hk