Para ilmuwan di Cedars-Sinai Medical Center melaporkan bahwa subkelompok astrosit yang terletak jauh dari cedera tulang belakang dapat membantu mendorong perbaikan pada tikus dengan melepaskan protein CCN1, yang mengubah metabolisme mikroglias untuk meningkatkan pembersihan puing saraf kaya lipid. Penelitian, yang diterbitkan di Nature, juga menemukan bukti respons serupa terkait CCN1 pada jaringan tulang belakang manusia dari orang dengan multiple sclerosis.
Neurocientis Joshua Burda dan rekan-rekannya di Cedars-Sinai menyelidiki bagaimana sumsum tulang belakang merespons cedera traumatis pada tikus, dengan fokus pada bagaimana kerusakan memicu peradangan dan memengaruhi perbaikan jaringan. Sumsum tulang belakang adalah ikatan panjang jaringan saraf yang berjalan dari otak ke punggung. Ia mengandung wilayah materi abu-abu bagian dalam dengan badan sel saraf dan sel pendukung yang disebut astrosit, serta wilayah materi putih luar yang sebagian besar terdiri dari serat saraf panjang dan astrosit. Saat sumsum tulang belakang terluka, serat saraf bisa putus, yang dapat menyebabkan kelumpuhan dan mengganggu sensasi seperti sentuhan dan suhu. Serat yang rusak terurai menjadi puing, dan karena serat saraf membentang jarak jauh, peradangan dan degenerasi bisa menyebar melampaui situs cedera asli. Dalam eksperimen tikus, tim mengidentifikasi astrosit yang terletak jauh dari cedera yang menjadi reaktif setelah kerusakan. Peneliti menyebut sel-sel ini “astrosit jauh dari lesi” (LRAs) dan melaporkan bahwa LRAs mencakup beberapa subtipe. Satu subtipe LRA, menurut studi, menghasilkan protein yang disekresikan CCN1 (juga dikenal sebagai CYR61). Burda mengatakan CCN1 membantu memberi sinyal kepada mikroglias—sel imun di sistem saraf pusat—untuk menangani puing kaya lipid yang dihasilkan saat serat saraf dan mielin rusak. “Salah satu fungsi mikroglias adalah sebagai pengumpul sampah utama di sistem saraf pusat,” kata Burda. “Setelah kerusakan jaringan, mereka memakan potongan puing serat saraf—yang sangat berlemak dan bisa menyebabkan semacam gangguan pencernaan. Eksperimen kami menunjukkan bahwa sinyal CCN1 dari astrosit memberi tahu mikroglias untuk mengubah metabolisme mereka agar bisa mencerna lemak itu lebih baik.” Makalah Nature melaporkan bahwa ketika CCN1 yang berasal dari astrosit dihilangkan pada model tikus, pembersihan puing terganggu dan mikroglias menunjukkan aktivasi abnormal serta penanganan lipid yang terganggu, dengan peningkatan pengelompokan mikroglias yang sarat puing dan pengukuran perbaikan serta pemulihan neurologis yang berkurang. Peneliti juga memeriksa jaringan sumsum tulang belakang manusia dari penderita multiple sclerosis dan melaporkan bukti yang konsisten dengan respons astrosit terkait CCN1 di area kerusakan mielin, menunjukkan bahwa program perbaikan terkait mungkin juga diaktifkan pada penyakit desmielinisasi. “Peran astrosit dalam penyembuhan sistem saraf pusat sangat kurang dipelajari,” kata David Underhill, ketua Departemen Ilmu Biomedis Cedars-Sinai. “Pekerjaan ini sangat menunjukkan bahwa astrosit jauh dari lesi menawarkan jalur yang layak untuk membatasi peradangan kronis, meningkatkan regenerasi yang bermakna secara fungsional, dan mempromosikan pemulihan neurologis setelah cedera otak dan sumsum tulang belakang serta pada penyakit.” Kelompok Burda mengatakan mereka sekarang sedang mengerjakan strategi untuk memanfaatkan jalur CCN1 guna meningkatkan penyembuhan sumsum tulang belakang, sambil juga mengeksplorasi apakah mekanisme serupa relevan dengan cedera dan gangguan sistem saraf pusat lainnya. Penelitian ini didukung oleh hibah dari National Institutes of Health AS dan pendana lainnya, termasuk Paralyzed Veterans Research Foundation of America dan Wings for Life.
