Tupai ini Memberikan Petunjuk Untuk Mengobati Kerusakan Otak Terkait Stroke

Washington: Tupai telah memberikan petunjuk tentang pengobatan baru untuk kerusakan otak akibat stroke. Sementara otak hewan secara dramatis mengurangi aliran darah selama hibernasi, tupai muncul dari tidur siang mereka yang tidak menderita efek buruk.



Sekarang, tim ilmuwan yang didanai NIH mengidentifikasi obat potensial yang dapat memberi ketahanan yang sama pada otak penderita stroke iskemik dengan meniru perubahan seluler yang melindungi otak hewan tersebut.

"Selama beberapa dekade para ilmuwan telah mencari terapi stroke yang melindungi otak secara efektif tanpa hasil. Jika senyawa yang diidentifikasi dalam penelitian ini berhasil mengurangi kematian jaringan dan memperbaiki pemulihan pada percobaan lebih lanjut, hal itu dapat menyebabkan pendekatan baru untuk melestarikan sel otak setelah iskemik. stroke, "kata peneliti Francesca Bosetti.

Saat ini, satu-satunya cara untuk meminimalkan kematian sel yang disebabkan stroke adalah dengan mengeluarkan gumpalan sesegera mungkin. Pengobatan untuk membantu sel-sel otak bertahan dalam kekurangan oksigen dan glukosa yang disebabkan stroke dapat secara dramatis memperbaiki hasil pasien, namun tidak ada agen neuroprotektif untuk pasien stroke.

Baru-baru ini, periset yang dipimpin oleh John Hallenbeck menemukan bahwa proses seluler yang disebut SUMOylation menjadi overdrive pada spesies tupai tanah tertentu selama hibernasi. Hallenbeck menduga ini adalah bagaimana otak hewan bertahan dari berkurangnya aliran darah yang disebabkan oleh hibernasi, dan percobaan selanjutnya pada sel dan tikus mengkonfirmasi kecurigaannya.

SUMOylation terjadi ketika sebuah enzim melampirkan sebuah tag molekuler yang disebut Small Ubiquitin-like Modifier (SUMO) ke protein, mengubah aktivitas dan lokasinya di dalam sel. Enzim lain yang disebut SUMO-specific proteases (SENPs) kemudian dapat melepaskan tag tersebut, sehingga mengurangi SUMOylation.

Penulis utama Joshua Bernstock dan rekan-rekannya memeriksa apakah ada lebih dari 4.000 molekul dari koleksi molekul kecil NCATS yang dapat meningkatkan SUMOylation dengan menghalangi SENP yang disebut SENP2, yang secara teoritis akan melindungi sel dari kekurangan zat pendukung kehidupan.

Para peneliti pertama kali menggunakan proses otomatis untuk memeriksa apakah senyawa tersebut mencegah SENP2 untuk memutuskan hubungan antara manik logam kecil dan protein SUMO buatan yang dibuat di laboratorium Wei Yang, Ph.D., penulis senior studi lainnya dan seorang profesor di Duke University di Durham, NC. Sistem ini, bersamaan dengan pemodelan komputer dan tes lebih lanjut yang dilakukan baik di dalam maupun di luar sel, mengurangi ribuan molekul kandidat menjadi delapan yang dapat mengikat SENP2 dalam sel dan tidak beracun. Dua dari mereka - ebselen dan 6-thioguanine - kemudian ditemukan untuk keduanya meningkatkan SUMOylation pada sel tikus dan membuat mereka tetap hidup tanpa adanya oksigen dan glukosa.

Sebuah percobaan terakhir menunjukkan bahwa ebselen meningkatkan SUMOylation di otak tikus sehat lebih dari sekedar suntikan kontrol. 6-thioguanine tidak diuji karena merupakan obat kemoterapi dengan efek samping yang membuatnya tidak sesuai sebagai pengobatan stroke potensial. Para peneliti sekarang berencana untuk menguji apakah ebselen dapat melindungi otak model stroke hewan.

Karena SUMOylation mempengaruhi berbagai molekul, Bernstock percaya bahwa pendekatan kelompoknya dapat mengilhami upaya serupa untuk mengatasi kondisi neurologis dengan menargetkan jalur dengan efek yang luas. Dia juga berharap ini akan mendorong orang lain untuk melihat model alami, seperti yang dia dan Hallenbeck lakukan dengan tupai tanah.