Saluran tengkorak yang baru ditemukan berperan dalam kekebalan
Para peneliti kini telah menemukan “saluran kecil” yang memungkinkan otak yang terluka berkomunikasi dengan sumsum tulang dalam proses peradangan. "Terowongan" ini adalah kunci untuk memastikan respons imun yang cepat.
Peradangan terjadi sebagai respons kekebalan terhadap kejadian infeksi atau cedera di dalam tubuh.
Respon imun tunduk pada proses koordinasi yang kompleks yang melibatkan jenis jaringan spons yang dikenal sebagai sumsum tulang.
Sumsum tulang dapat ditemukan di dalam sejumlah tulang, termasuk tengkorak, ruas tulang belakang, dan tulang kaki, seperti tibia.
Jaringan ini menghasilkan sel darah merah dan beberapa jenis sel kekebalan, yang semuanya terlibat dalam peradangan, menanggapi cedera atau infeksi.
Sekarang, sebuah studi yang dilakukan oleh para peneliti dari Harvard Medical School di Boston, MA, dan sebagian didanai oleh National Institutes of Health (NIH), telah menemukan bagaimana otak dan sumsum tulang berkoordinasi untuk memastikan respons imun yang cepat dan tepat sasaran.
Jawabannya, para pakar menjelaskan dalam makalah yang dimuat di jurnal tersebut Alam Neuroscience, terletak pada saluran yang sebelumnya tidak diketahui yang memungkinkan keduanya untuk berkomunikasi.
“Kami selalu berpikir bahwa sel-sel kekebalan dari lengan dan kaki kami bergerak melalui darah ke jaringan otak yang rusak. Penemuan ini menunjukkan bahwa sel-sel kekebalan mungkin mengambil jalan pintas untuk tiba di area peradangan dengan cepat, ”jelas Francesca Bosetti, direktur program di Institut Gangguan Neurologis dan Stroke Nasional NIH.
“Peradangan memainkan peran penting dalam banyak gangguan otak dan ada kemungkinan bahwa saluran yang baru dijelaskan mungkin penting dalam sejumlah kondisi. Penemuan saluran ini membuka banyak jalan penelitian baru. "
Francesca Bosetti
Otak yang terluka merekrut bantuan dari tengkorak
Para peneliti pertama kali melakukan penelitian mereka pada model tikus, dan begitu mereka tahu apa yang harus dicari, mereka juga dapat mereplikasi temuan mereka pada manusia.
Dengan menggunakan teknik pencitraan optik canggih, mereka melacak pergerakan neutrofil, sejenis sel kekebalan yang biasanya pertama kali bermigrasi ke tempat-tempat di tubuh yang mengalami cedera.
Secara khusus, para peneliti dapat mengetahui apakah neutrofil yang mencapai jaringan otak rusak akibat stroke atau meningitis yang dilepaskan dari sumsum tulang yang ditemukan di tengkorak atau dari sumsum yang ditemukan di tibia.
Melihat otak tikus, para ilmuwan melihat bahwa selama stroke, jaringan otak yang terluka menerima neutrofil dari tengkorak, bukan dari tibia, dalam banyak kasus.
Namun, selama serangan jantung, para peneliti mengungkapkan bahwa jantung kemungkinan menerima jumlah neutrofil yang sama dari tengkorak dan sumsum tulang kering, mengingat jantung terletak lebih jauh dari kedua struktur tulang tersebut.
Juga, mereka mencatat bahwa 6 jam setelah stroke terjadi, ada lebih sedikit neutrofil di sumsum tengkorak daripada di tibia.
Hal ini menunjukkan bahwa jaringan otak yang terluka dan sumsum yang ditemukan di tengkorak memiliki alat "komunikasi" langsung, yang memungkinkan respons kekebalan yang cepat dan terarah dari "responden" terdekat.
Penemuan yang 'tidak terduga'
Bagaimana ini semua bisa terjadi? Petunjuk pertama tentang mekanisme yang terlibat berasal dari protein sumsum tulang yang dikenal sebagai faktor turunan sel stroma-1 (SDF-1), yang berperan untuk mengatur kapan sel-sel kekebalan disimpan di sumsum tulang dan kapan mereka dilepaskan.
Ketika kadar SDF-1 turun, sumsum tulang melepaskan neutrofil, sehingga mereka dapat merawat jaringan yang terluka.
Tim mencatat bahwa tingkat SDF-1 menurun 6 jam setelah stroke hanya di sumsum yang ditemukan di tulang tengkorak, yang menunjukkan bahwa sumsum tulang yang ditemukan di tengkorak berhubungan langsung dengan otak, yang "memperingatkan" kerusakan tersebut, "Merekrut" sumber bantuan terdekat.
“Kami [kemudian] mulai memeriksa tengkorak dengan sangat hati-hati, melihatnya dari semua sudut, mencoba mencari tahu bagaimana neutrofil sampai ke otak,” jelas rekan penulis studi Dr. Matthias Nahrendorf.
“Tanpa diduga, kami menemukan saluran kecil yang menghubungkan sumsum secara langsung dengan lapisan luar otak,” tambahnya.
Dr. Nahrendorf dan timnya mengidentifikasi “saluran kecil” komunikasi tidak hanya di seluruh tengkorak, tetapi juga di tibia.
Mengikuti temuan ini pada tikus, para peneliti kemudian mencari struktur yang sama pada manusia dan menemukannya; Saluran yang mereka amati pada tengkorak manusia lima kali lebih besar daripada yang terlihat pada tikus, lapor mereka.
Selain itu, pada tikus maupun manusia, saluran muncul baik di lapisan dalam dan luar tengkorak.
Di masa depan, para ilmuwan sangat ingin melihat jenis sel apa yang mungkin bergerak melalui saluran yang baru ditemukan ini dan untuk mengungkap lebih banyak informasi tentang bagaimana bagian kecil ini memediasi respons kekebalan.
