Mengungkap Dampak Mutasi Genetik Bisa Menyebabkan Penyakit Kejiwaan

Dalam artikel ini kita akan menelusuri penemuan terkini tentang mutasi – mutasi genetik DISC1 dan hubungannya dengan penyakit kejiwaan seperti skizofrenia dan gangguan bipolar, dalam studi ilmiah yang mendalam.

Pendahuluan

Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah menemukan mutasi-mutasi genetik yang terkait dengan resiko yang lebih besar terhadap penyakit kejiwaan, seperti skizofrenia dan gangguan bipolar. Salah satu mutasi tersebut, yang dikenal sebagai DISC1, pertama kali teridentifikasi dalam sebuah keluarga besar di Skotlandia yang memiliki tingkat tinggi skizofrenia, gangguan bipolar dan depresi.

Berbagai penelitian telah menunjukkan bahwa mutasi genetik DISC1 dapat menyebabkan struktur otak berubah dan kognisi terganggu, namun tidak diketahui persis bagaimana hal itu terjadi. Sebuah studi baru dari Li-Huei Tsai, direktur Institut Picower untuk Pembelajaran dan Memori MIT, menunjukkan bahwa mutasi DISC1 mengganggu jalur sinyal tertentu dalam neuron yang sangat penting untuk perkembangan otak normal.

Dalam dunia penelitian medis, mutasi genetik telah menjadi topik yang menarik perhatian khusus. Khususnya, mutasi genetik DISC1 telah menjadi fokus penelitian intensif karena kaitannya dengan risiko yang lebih tinggi terhadap penyakit kejiwaan, termasuk skizofrenia dan gangguan bipolar. Artikel ini akan menggali lebih dalam tentang bagaimana mutasi ini mempengaruhi struktur otak dan fungsi kognitif.

Sejarah Penemuan DISC1

Mutasi DISC1 pertama kali teridentifikasi dalam sebuah studi keluarga besar di Skotlandia, di mana anggota keluarga menunjukkan prevalensi tinggi skizofrenia, gangguan bipolar, dan depresi. Penemuan ini membuka jalan bagi penelitian lebih lanjut tentang bagaimana mutasi genetik dapat mempengaruhi kesehatan mental.

Dalam layar genetik 750 orang – sebagian dari mereka sehat dan beberapa di antaranya memiliki penyakit kejiwaan – para peneliti menemukan beberapa varian umum gen DISC1. Namun, meskipun mutasi-mutasi ini mengganggu perkembangan otak yang normal, mereka tidak selalu cukup untuk menyebabkan penyakit pada mereka sendiri.

Baca Juga  Pentingnya Pendidikan di Tahun 2024: Menghadapi Tantangan dan Membangun Masa Depan

“Banyak populasi manusia yang dapat membawa [cacat genetik] ini, dan mereka mungkin benar-benar memiliki beberapa cacat dalam perkembangan otak mereka. Namun, juga cukup jelas bahwa terjadi dengan sendirinya tidak cukup untuk menyebabkan gangguan kejiwaan,” kata Tsai. “Itu sangat konsisten dengan gagasan bahwa mungkin ada kombinasi dari beberapa variasi genetik yang berbeda untuk memicu hasil klinis yang terukur.”

Studi ini muncul dalam edisi 17 November jurnal Neuron. Penulis utama makalah ini adalah Karun Singh, seorang pascadoktoral di Institut Picower.

penelitian efek mutasi genetik terhadap penyakit jiwa

Perkembangan yang terganggu

Dalam penelitian yang dipublikasikan pada tahun 2009, Tsai bersama rekan-rekannya menunjukkan bahwa gen DISC1 mengatur jalur sinyal pada sel yang dikenal sebagai Wnt. Jalur ini telah ditemukan merangsang proliferasi sel punca selama perkembangan embrio. Yang paling penting dalam hal penyakit kejiwaan, pensinyalan Wnt mempromosikan proliferasi sel-sel neuroprogenitor, sel-sel dewasa yang akhirnya menjadi neuron.

“Apa yang kami temukan, sebenarnya mutasi genetik DISC1 mempertahankan integritas pensinyalan Wnt,” kata Tsai. “Jadi jika DISC1, untuk alasan apapun, menjadi menghilang, maka sinyal Wnt terganggu. Hal ini juga mengakibatkan proliferasi neuroprogenitor dan perkembangan otak menjadi terganggu. “

Tsai dan rekan-rekannya menunjukkan bahwa DISC1 mengatur pensinyalan Wnt dengan mematikan enzim yang dikenal sebagai GSK3-beta. (Secara khusus, GSK3-beta juga target lithium, pengobatan yang umum untuk penyakit bipolar.) “Kami mengusulkan dalam makalah itu bahwa pada dasarnya DISC1 adalah lithium endogen, untuk menjaga integritas pensinyalan Wnt,” kata Tsai.

Dalam makalah Neuron, laboratorium Tsai menyelidiki dampak mutasi genetik DISC1 pada populasi manusia. Bersama dengan para peneliti dari Pusat Stanley untuk Riset Kejiwaan di Institut Broad, mereka mengurutkan gen DISC1 pada lebih dari 700 orang – sekitar setengah dari mereka memiliki skizofrenia atau gangguan bipolar, sisanya sehat – serta mengidentifikasi beberapa varian gen DISC1.

Baca Juga  Sosialisasi Program Sekolah Tahun Ajaran 2023/2024: Menuju Masa Depan Pendidikan yang Lebih Berdaya Saing

Bagaimanapun juga, tidak satupun dari mutasi-mutasi genetik tunggal itu secara signifikan lebih umum pada populasi yang sakit daripada populasi yang sehat. “Itu menunjukkan bahwa varian DISC1 pada manusia, dengan sendirinya, tidak menyebabkan penyakit,” kata Tsai.

Para peneliti mengambil empat dari mutasi DISC1 yang paling umum dan efek masing-masing diuji pada tikus, ikan zebra dan sel-sel manusia. Ternyata tiga dari varian-varian itu menyebabkan gangguan pensinyalan Wnt. Namun, beberapa dari mutasi tersebut ditemukan pula pada orang sehat, sehingga mereka tidak cukup untuk menyebabkan penyakit pada mereka sendiri.

Varian keempat tidak mempengaruhi pensinyalan Wnt selain merusak kemampuan neuron untuk pindah ke lokasi yang tepat selama perkembangan otak dan membentuk sirkuit dengan sel-sel lain.

Albert Wong, seorang profesor farmakologi di University of Toronto, mengatakan bahwa temuan ini merupakan “langkah maju yang penting” dalam memahami bagaimana mutasi DISC1 dapat menyebabkan struktur dan fungsi otak yang abnormal. “Makalah dari laboratorium Tsai membuat hubungan penting antara penyakit terkait varian DISC1 manusia dan pensinyalan Wnt/Gsk3-beta serta perkembangan otak,” kata Wong, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Dampak Mutasi Genetik DISC1 pada Otak Manusia

Penelitian dampak mutasi geneitk DISC1 yang dipimpin oleh Li-Huei Tsai, direktur Institut Picower untuk Pembelajaran dan Memori di MIT, menyoroti bahwa mutasi DISC1 mengganggu jalur sinyal penting dalam neuron. Gangguan ini berdampak pada perkembangan otak normal, namun mekanisme spesifiknya masih menjadi subjek penelitian.

Penelitian Mutasi Genetik dan Temuan Baru

Dalam studi mutasi genetik yang melibatkan 750 individu, beberapa di antaranya mengalami penyakit kejiwaan, peneliti menemukan varian umum gen DISC1. Temuan ini menunjukkan bahwa meskipun mutasi-mutasi ini dapat mengganggu perkembangan otak normal, mereka tidak selalu cukup untuk menyebabkan penyakit secara mandiri.

Hubungan DISC1 dengan Penyakit Kejiwaan

Tsai menekankan bahwa keberadaan mutasi genetik seperti DISC1, meskipun berpotensi menyebabkan defisit dalam perkembangan otak, tidak secara otomatis mengarah pada gangguan kejiwaan. Hal ini menunjukkan bahwa kombinasi dari berbagai variasi genetik mungkin diperlukan untuk memicu kondisi kejiwaan yang signifikan.

Baca Juga  The Best eLearning Berbasis Web

Peran DISC1 dalam Pensinyalan Wnt

Penelitian mutasi genetik ini lebih lanjut oleh Tsai dan timnya mengungkapkan bahwa DISC1 memainkan peran kritis dalam menjaga integritas jalur sinyal Wnt, yang penting untuk proliferasi sel neuroprogenitor. Gangguan dalam jalur ini dapat menyebabkan perkembangan otak yang tidak normal.

Implikasi Penelitian untuk Pengobatan

Temuan ini membuka kemungkinan baru dalam pengobatan penyakit kejiwaan. Misalnya, GSK3-beta, yang diatur oleh DISC1, juga merupakan target dari lithium, pengobatan umum untuk gangguan bipolar. Penelitian ini dapat membantu dalam mengembangkan terapi yang lebih efektif dan ditargetkan.

‘Sebuah organ yang luar biasa’

Tsai mengatakan tidak mengherankan bahwa meskipun cacat mutasi genetik jelas menyebabkan beberapa kerusakan pada tingkat sel, namun tidak selalu menyebabkan penyakit. “Otak merupakan organ yang benar-benar luar biasa. Hanya saja begitu ‘plastik’ dan memiliki kapasitas yang sangat besar untuk mengkompensasi setiap jenis cacat,” katanya.

Dia mengharapkan bahwa penelitian masa depan akan mengungkapkan mutasi-mutasi genetik lainnya yang juga terlibat dalam menghasilkan skizofrenia dan gangguan kejiwaan lainnya.

Dalam makalah Neuron ini, para peneliti juga memeriksa kadar pensinyalan Wnt pada penderita penyakit bipolar dan menemukan bahwa kadarnya jauh lebih rendah dibandingkan pada orang sehat, menunjukkan bahwa penyakit bipolar dan skizofrenia dapat berbagi beberapa sumber yang sama. “Banyak gen yang terlibat dalam skizofrenia juga terlibat dalam bipolar. Sekarang, secara biokimiawi, ini tampaknya menjadi kasus juga,” kata Tsai.

Kesimpulan

Penelitian tentang dampak mutasi genetik DISC1 memberikan wawasan penting tentang bagaimana struktur dan fungsi otak yang abnormal dapat berkembang, dan bagaimana ini berhubungan dengan penyakit kejiwaan. Dengan pemahaman yang lebih dalam, para ilmuwan berharap dapat mengembangkan strategi pengobatan yang lebih baik untuk skizofrenia, gangguan bipolar, dan kondisi terkait lainnya.

Kredit: Massachusetts Institute of Technology
Jurnal: Karun K. Singh, Gianluca De Rienzo, Laurel Drane, Yingwei Mao, Zachary Flood, Jon Madison, Manuel Ferreira, Sarah Bergen, Cillian King, Pamela Sklar, Hazel Sive, Li-Huei Tsai. Common DISC1 Polymorphisms Disrupt Wnt/GSK3ß Signaling and Brain DevelopmentNeuron, Volume 72, Issue 4, 545-558, 17 November 2011. DOI: 10.1016/j.neuron.2011.09.030