Pencitraan Sinaptik Terobosan Mengungkap Akar Biologis Autisme, Skizofrenia, dan Banyak Lagi

Para peneliti menggunakan teknik inovatif untuk memvisualisasikan molekul penting yang terlibat dalam transmisi saraf pada pasien dengan beragam gangguan kejiwaan.

Gangguan kejiwaan seperti skizofrenia, gangguan bipolar, dan gangguan spektrum autisme (ASD) relatif umum terjadi, namun diagnosis dan pengobatannya masih rumit. Meskipun dokter dapat mengidentifikasi gejala klinis yang berhubungan dengan gangguan ini, pengetahuan kita tentang karakteristik biologis dan penyebab fisiologis yang mendasarinya masih terbatas.

Para ahli sepakat bahwa masalah sinapsis—koneksi yang memungkinkan komunikasi antar neuron—mungkin merupakan ciri khas dari banyak gangguan kejiwaan. Secara teori, jika kita dapat menganalisis karakteristik sinapsis pada pasien dengan gangguan kejiwaan, maka kita dapat memahami dasar biologisnya. Namun, sejauh ini, mengamati sinapsis pada manusia hidup masih merupakan tantangan, dan kemajuan dalam bidang ini masih terbatas.

ADVERTISEMENT

SCROLL TO RESUME CONTENT

Untungnya, para peneliti dari Yokohama City University (YCU) dan institusi lain di Jepang telah secara aktif berupaya mencari solusi untuk masalah ini.

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan di Psikiatri Molekuler pada tanggal 15 Oktober 2024, tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Takuya Takahashi dari YCU melaporkan teknologi baru untuk memvisualisasikan α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic asam (AMPA) reseptor menggunakan tomografi emisi positron (PET) dan pelacak kimia khusus yang disebut (¹¹C)K-2. Karena reseptor AMPA adalah salah satu molekul terpenting dalam transmisi saraf, metode ini berpotensi mengajarkan kita banyak hal tentang mekanisme gangguan kejiwaan.

Studi Pencitraan PET tentang Gangguan Psikiatri

Dalam penelitian ini, Takahashi dan rekannya melakukan pemindaian PET pada otak 149 pasien dengan gangguan kejiwaan. Menggunakan (¹¹C)Pelacak K-2, mereka memvisualisasikan kepadatan reseptor AMPA di berbagai wilayah otak dan mengeksplorasi hubungannya dengan tingkat keparahan penyakit ASD, depresi, skizofrenia, dan gangguan bipolar. Selain itu, tim juga membandingkan kepadatan reseptor AMPA antara pasien dengan gangguan tersebut dan subjek sehat. “Mengidentifikasi wilayah otak yang unik dan berbagi dengan perubahan kepadatan reseptor AMPA menawarkan wawasan baru tentang mekanisme biologis gangguan kejiwaan,” tegas Takahashi.

Analisis mereka menunjukkan bahwa pengurangan keseluruhan dan/atau distribusi reseptor AMPA yang tidak seimbang dapat mendasari asal mula berbagai gangguan kejiwaan. Hal ini juga mengungkapkan karakteristik menarik dari masing-masing penyakit. Misalnya, pada skizofrenia, area yang terkait dengan gejala positif (seperti halusinasi) tidak selalu tumpang tindih dengan area yang terkait dengan gejala negatif (seperti kurangnya motivasi dan berkurangnya ekspresi emosi).

Hal ini menunjukkan bahwa interaksi antara area otak yang umum dan spesifik gejala mengatur ekspresi gejala yang berbeda. Sementara itu, pada ASD, keparahan gejala sebagian besar dikaitkan dengan peningkatan kepadatan AMPA yang signifikan di sebagian besar korteks. Peningkatan aktivitas sinaptik ini mungkin bertanggung jawab untuk mengganggu proses persepsi sensorik, yang mungkin menjadi penyebab meluapnya informasi sensorik eksternal, yang sering dialami oleh pasien ASD.

Pola Reseptor AMPA Khusus Gangguan

Kecuali depresi, tiga gangguan kejiwaan lainnya mengakibatkan perbedaan nyata dalam kepadatan reseptor AMPA di berbagai area otak dibandingkan dengan subyek sehat. Meskipun beberapa area yang terkena dampak sama di semua kelainan, masing-masing menunjukkan distribusi reseptor AMPA yang unik secara keseluruhan.

Menariknya, hampir tidak ada tumpang tindih antara wilayah di mana kepadatan reseptor AMPA berkorelasi dengan tingkat keparahan penyakit (wilayah negara bagian) dan wilayah yang berbeda antara subjek sehat dan sakit (wilayah sifat). Meskipun alasannya masih belum jelas, para peneliti berhipotesis bahwa wilayah sifat mungkin berkembang terlebih dahulu dan menjadi indikator pasif penyakit tertentu, sedangkan wilayah negara bagian mungkin berkembang kemudian dan lebih bertanggung jawab langsung atas manifestasi gejala dan tingkat keparahannya. Tentu saja, teori ini memerlukan penelitian lebih lanjut pada model hewan dan manusia untuk mengumpulkan bukti yang lebih substansial.

Secara keseluruhan, temuan penelitian ini menunjukkan kekuatan teknologi yang dikembangkan untuk memvisualisasikan reseptor sinaptik penting dan mengkarakterisasi penyakit kejiwaan pada tingkat biologis. “Temuan ini dapat memberikan dampak yang signifikan terhadap industri kesehatan dan farmasi dengan menyediakan metode baru untuk mendiagnosis dan memahami gangguan kejiwaan melalui pencitraan reseptor AMPA,” simpul Takahashi dengan optimis. Lebih jauh lagi, ia mengatakan, “Hal ini dapat mengarah pada terapi dan diagnostik baru yang ditargetkan berdasarkan fungsi sinaptik, sehingga meningkatkan ketepatan dan hasil pengobatan.”

Jika beruntung, diagnosis akurat dan terapi efektif yang difasilitasi oleh metode baru ini akan membuka jalan menuju kualitas hidup yang lebih baik bagi pasien dengan gangguan kejiwaan.

Referensi: “Karakterisasi pasien dengan gangguan kejiwaan mayor dengan tomografi emisi positron reseptor AMPA” oleh Mai Hatano, Waki ​​​​​​Nakajima, Hideaki Tani, Hiroyuki Uchida, Tomoyuki Miyazaki, Tetsu Arisawa, Yuuki Takada, Sakiko Tsugawa, Akane Sano, Kotaro Nakano, Tsuyoshi Eiro, Hiroki Abe, Akira Suda, Takeshi Asami, Akitoyo Hishimoto, Nobuhiro Nagai, Teruki Koizumi, Shinichiro Nakajima, Shunya Kurokawa, Yohei Ohtani, Kie Takahashi, Yuhei Kikuchi, Taisuke Yatomi, Shiori Honda, Masahiro Jinzaki, Yoji Hirano, Ryo Mitoma, Shunsuke Tamura, Shingo Baba, Osamu Togao, Hirotaka Kosaka, Hidehiko Okazawa , Yuichi Kimura, Masaru Mimura dan Takuya Takahashi, 15 Oktober 2024, Psikiatri Molekuler.
DOI: 10.1038/s41380-024-02785-1

Pendanaan: Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Sains dan Teknologi, Badan Penelitian dan Pengembangan Medis Jepang, Masyarakat Jepang untuk Promosi Sains, Yayasan Sains Takeda, Masyarakat Jepang untuk Promosi Sains, Program Proyek Penelitian Generasi Berikutnya Keio, Yayasan Penelitian Medis SENSHIN, Yayasan Penelitian Farmakologi Klinis Jepang