Studi baru di Penuaan Alam menggambarkan struktur anatomi baru di otak yang disebut SLYM, singkatan dari Subarachnoidal LYmphatic-like Membrane, yang bertindak sebagai penghalang dan platform tempat sel-sel kekebalan dapat memantau otak. Kredit: Universitas Kopenhagen
Dari kompleksitas jaringan saraf hingga fungsi dan struktur biologis dasar, otak manusia hanya dengan enggan mengungkapkan rahasianya. Kemajuan dalam pencitraan saraf dan biologi molekuler baru-baru ini memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari otak yang hidup pada tingkat detail yang sebelumnya tidak dapat dicapai, membuka banyak misterinya. Penemuan terbaru, yang dijelaskan hari ini di jurnal Science, adalah komponen anatomi otak yang sebelumnya tidak diketahui yang bertindak sebagai penghalang pelindung dan platform dari mana sel-sel kekebalan memantau otak untuk infeksi dan peradangan.
Studi baru ini berasal dari laboratorium Maiken Nedergaard, co-direktur Center for Translational Neuromedicine di University of Rochester dan University of Copenhagen dan Kjeld Møllgård, MD, seorang profesor neuroanatomy di University of Copenhagen. Nedergaard dan rekan-rekannya telah mengubah pemahaman kita tentang mekanisme dasar otak manusia dan membuat temuan signifikan di bidang ilmu saraf, termasuk merinci banyak fungsi penting dari sel-sel yang sebelumnya diabaikan di otak yang disebut glia dan proses unik otak untuk membuang limbah, yang lab bernama sistem glymphatic.
“Penemuan struktur anatomi baru yang memisahkan dan membantu mengontrol aliran cairan serebrospinal (CSF) di dalam dan sekitar otak sekarang memberi kita apresiasi yang jauh lebih besar dari peran canggih yang dimainkan CSF tidak hanya dalam mengangkut dan membuang limbah dari otak, tetapi juga dalam mendukung pertahanan kekebalannya,” kata Nedergaard.
Studi ini berfokus pada selaput yang membungkus otak, yang menciptakan penghalang dari bagian tubuh lainnya, dan menjaganya agar tetap bermandikan CSF. Pemahaman tradisional tentang apa yang secara kolektif disebut lapisan meningeal, penghalang terdiri dari lapisan individu yang dikenal sebagai materi dura, arachnoid, dan pia.
Lapisan baru yang ditemukan oleh tim peneliti yang berbasis di AS dan Denmark selanjutnya membagi ruang di bawah lapisan arachnoid, ruang subarachnoid, menjadi dua kompartemen, dipisahkan oleh lapisan yang baru dijelaskan, yang oleh para peneliti diberi nama SLYM, singkatan dari Subarachnoidal LYmphatic- seperti Membran. Sementara sebagian besar penelitian di makalah menjelaskan fungsi SLYM pada tikus, mereka juga melaporkan keberadaannya yang sebenarnya di otak manusia dewasa.
SLYM adalah sejenis membran yang disebut mesothelium, yang diketahui melapisi organ lain di dalam tubuh, termasuk paru-paru dan jantung. Mesothelia biasanya mengelilingi dan melindungi organ, dan menyimpan sel-sel kekebalan. Gagasan bahwa membran serupa mungkin ada di sistem saraf pusat adalah pertanyaan yang pertama kali diajukan oleh Møllgård, penulis pertama studi tersebut. Penelitiannya berfokus pada neurobiologi perkembangan, dan pada sistem penghalang yang melindungi otak.
Selaput baru sangat tipis dan halus, dan hanya terdiri dari satu atau beberapa sel dengan ketebalan. Namun SLYM adalah penghalang yang ketat, dan hanya memungkinkan molekul yang sangat kecil untuk transit; tampaknya memisahkan CSF “bersih” dan “kotor”. Pengamatan terakhir ini mengisyaratkan kemungkinan peran yang dimainkan oleh SLYM dalam sistem glymphatic, yang membutuhkan aliran terkontrol dan pertukaran CSF, memungkinkan masuknya CSF segar sambil membuang protein beracun yang terkait dengan Alzheimer dan penyakit neurologis lainnya dari sistem saraf pusat. Penemuan ini akan membantu para peneliti lebih tepat memahami mekanisme sistem glymphatic, yang merupakan subjek dari hibah baru-baru ini sebesar $13 juta dari Inisiatif BRAIN National Institutes of Health ke Center for Translational Neuromedicine di University of Rochester.
SLYM juga tampak penting untuk pertahanan otak. Sistem saraf pusat mempertahankan populasi sel imun aslinya sendiri, dan integritas membran mencegah masuknya sel imun dari luar. Selain itu, SLYM tampaknya menampung populasi sel kekebalan sistem saraf pusatnya sendiri yang menggunakan SLYM untuk pengawasan di permukaan otak, memungkinkan mereka memindai CSF yang lewat untuk mencari tanda-tanda infeksi.
Penemuan SLYM membuka pintu untuk studi lebih lanjut tentang perannya dalam penyakit otak. Misalnya, para peneliti mencatat bahwa konsentrasi sel kekebalan yang lebih besar dan lebih beragam berkumpul di membran selama peradangan dan penuaan. Ketika selaput itu pecah selama cedera otak traumatis, gangguan yang dihasilkan dalam aliran CSF merusak sistem glymphatic dan memungkinkan sel-sel kekebalan sistem saraf non-pusat memasuki otak.
Pengamatan ini dan yang serupa menunjukkan bahwa penyakit yang beragam seperti multiple sclerosis, infeksi sistem saraf pusat, dan Alzheimer mungkin dipicu atau diperburuk oleh kelainan pada fungsi SLYM. Mereka juga menyarankan bahwa pengiriman obat dan terapi gen ke otak dapat dipengaruhi oleh fungsi SLYM, yang perlu dipertimbangkan saat terapi biologis generasi baru sedang dikembangkan.
Rekan penulis tambahan termasuk Felix Beinlich, Peter Kusk, Leo Miyakoshi, Christine Delle, Virginia Pla, Natalie Hauglund, Tina Esmail, Martin Rasmussen, Ryszard Gomolka, dan Yuki Mori dengan Center for Translational Neuromedicine di University of Copenhagen.
Informasi lebih lanjut: Kjeld Møllgård et al, A mesothelium membagi ruang subarachnoid menjadi kompartemen fungsional, Sains (2023). DOI: 10.1126/science.adc8810. www.science.org/doi/10.1126/science.adc8810 Disediakan oleh University of Rochester Medical Center
Kutipan: Pelindung anatomi dan monitor otak yang baru ditemukan (2023, 5 Januari) diambil 6 Januari 2023 dari https://medicalxpress.com/news/2023-01-newly-anatomy-shields-brain.html
Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.