Peneliti Universitas Michigan menggunakan lalat buah melaporkan bahwa perubahan metabolisme gula dapat memengaruhi apakah neuron yang terluka dan aksonnya memburuk atau bertahan. Pekerjaan tersebut, yang diterbitkan di *Molecular Metabolism*, menggambarkan respons tergantung konteks yang melibatkan protein DLK dan SARM1 yang dapat memperlambat degenerasi akson secara singkat setelah cedera, temuan yang menurut tim dapat memberi informasi untuk strategi masa depan penelitian penyakit neurodegeneratif.
Neuron, sel yang memberi daya pada sistem saraf, umumnya tidak mengganti diri setelah kerusakan seperti banyak jenis sel lainnya. Setelah kejadian seperti stroke atau gegar otak—dan pada penyakit neurodegeneratif—neuron dan aksonnya, perpanjangan panjang yang membawa sinyal listrik, sering kali lebih mungkin memburuk daripada diperbaiki. Peneliti di Universitas Michigan melaporkan bukti bahwa nasib neuron setelah cedera dapat dipengaruhi oleh cara ia memproses gula. Dalam eksperimen menggunakan Drosophila melanogaster (lalat buah), tim menemukan bahwa mengganggu glikolisis dengan mengurangi aktivitas piruvat kinase—enzim kunci dalam metabolisme gula—dapat merusak integritas akson dan sinapsis pada neuron sehat secara lain. Tetapi ketika neuron sudah terluka, gangguan metabolisme yang sama menunda degenerasi Wallerian, bentuk kerusakan akson yang mengikuti kerusakan saraf. Studi tersebut, yang dipimpin oleh penulis senior Monica Dus, profesor associate biologi molekuler, seluler, dan perkembangan di Universitas Michigan, berargumen bahwa perubahan metabolisme yang terlihat pada cedera otak dan gangguan seperti penyakit Alzheimer mungkin bukan sekadar produk sampingan penyakit. “Metabolisme sering berubah pada cedera otak dan penyakit seperti Alzheimer, tapi kami tidak tahu apakah ini penyebab atau akibat dari penyakit,” kata Dus dalam laporan universitas tentang pekerjaan tersebut. Penulis utama TJ Waller, peneliti pascadoktor, dan rekan-rekannya fokus pada dua protein yang telah lama dipelajari dalam jalur cedera akson: dual leucine zipper kinase (DLK), yang berfungsi sebagai sensor kerusakan neuronal, dan SARM1 (Sterile Alpha and TIR Motif-containing 1), enzim yang erat terkait dengan degenerasi akson. Peneliti melaporkan bahwa ketika metabolisme gula terganggu, pensinyalan DLK dan aktivitas SARM1 bersama-sama diperlukan untuk degenerasi akson dan sinapsis progresif dalam sistem saraf lalat. Pada saat yang sama, tim menemukan bahwa dalam jendela awal setelah cedera—sebelum degenerasi progresif mengambil alih—gangguan metabolisme memicu respons pelindung yang bertepatan dengan pengurangan lokalisasi SARM1 di akson, dan ini terkait dengan degenerasi yang lebih lambat setelah cedera saraf. Penulis menggambarkan hasilnya sebagai “rheostat” tergantung konteks di mana pensinyalan DLK dapat berkontribusi pada perlindungan jangka pendek dalam beberapa kondisi tetapi, ketika berkelanjutan, terkait dengan neurodegenerasi progresif. Peran ganda itu dapat mempersulit upaya menargetkan DLK secara terapeutik, kata para peneliti, karena memblokir jalur secara keseluruhan juga dapat mengganggu respons stres yang berpotensi bermanfaat. “Jika kami ingin menunda kemajuan penyakit, kami ingin menghambat aspek negatifnya,” kata Waller. “Kami ingin memastikan bahwa kami tidak menghambat sama sekali aspek yang lebih positif yang mungkin benar-benar membantu memperlambat penyakit secara alami.” Pekerjaan tersebut didukung oleh National Institutes of Health AS, National Science Foundation AS, Rita Allen Foundation, dan Klingenstein Fellowship in the Neurosciences, menurut universitas. Temuan tersebut diterbitkan sebagai: Thomas J. Waller, Catherine A. Collins, dan Monica Dus, “Pyruvate kinase deficiency links metabolic perturbations to neurodegeneration and axonal protection,” Molecular Metabolism (2025).
