Ikan Gegar Otak Dapat Memegang Kunci Masalah Cedera Otak NFL

Cidera otak traumatis pada NFL bersifat rutin dan menyebabkan masalah kognitif, termasuk ensefalopati traumatis kronis, suatu kondisi degeneratif yang dapat menyebabkan depresi, agresi, dan demensia. Peneliti medis sedang mengerjakan solusi untuk mengurangi efek jangka panjang dari cedera otak traumatis pada atlet dan orang lain dalam profesi berisiko tinggi seperti anggota dinas militer, tetapi solusi ini mungkin masih beberapa tahun lagi. Untuk mendapatkan penanganan yang lebih baik tentang masalah ini, para peneliti medis mencari spesies yang tidak terduga untuk solusi.

Salah satu masalah terbesar dengan cedera otak pada manusia adalah bahwa begitu sel-sel saraf otak mati, mereka biasanya tidak beregenerasi. Tapi itu tidak berlaku untuk semua hewan: Dalam sebuah makalah yang diterbitkan Selasa di jurnal eNeuro, tim peneliti di W.M. Pusat Sains Keck menunjukkan bahwa ikan zebra (Danio rerio) meregenerasi sel-sel otak setelah cedera otak traumatis ringan - juga dikenal sebagai gegar otak - dan mengeksplorasi mekanisme mereka untuk melakukannya, dengan harapan bahwa mereka dapat menemukan paralel di otak manusia.

Dalam studi tersebut, para peneliti memeriksa bagaimana ikan berperilaku setelah cedera otak traumatis ringan, dan pada saat yang sama, mereka menyelidiki gen mana yang aktif selama periode pemulihan cedera, dengan harapan menemukan gen mana yang berkorelasi dengan pertumbuhan kembali neuron.

Untuk memberikan gegar otak pada ikan, para ilmuwan menempatkan ikan zebra ke dalam alat yang tujuan utamanya adalah memberi ikan cedera otak traumatis ringan dengan menjatuhkan bantalan bola di kepalanya. Ikan dibius untuk prosedur ini, tetapi ketika mereka pulih dari pukulan, mereka menunjukkan tanda gegar otak klasik: kesulitan menavigasi masalah spasial. Zebrafish biasanya menavigasi di sekolah untuk menghindari predator dan meningkatkan kemampuan mereka untuk mengumpulkan makanan - perilaku yang biasanya mereka lakukan secara alami. Namun, mereka yang mengalami gegar otak, mengalami kesulitan mengingat bagaimana cara kembali ke teman-teman mereka yang suka mengoceh. Manusia dan hewan lain menunjukkan kesulitan spasial setelah cedera otak traumatis juga.

Setelah tiga minggu, ketika ikan tampaknya sebagian besar sudah pulih dari cedera mereka, para peneliti membunuh ikan dan mengurutkan RNA mereka untuk mengetahui gen mana yang terkait dengan pertumbuhan neuron baru. Data menunjuk beberapa gen - yang kelompok-kelompok sebelumnya telah ditandai dalam hal identitas dan fungsi - tetapi apa yang membuat penelitian ini berbeda adalah bahwa hal itu menunjukkan hubungan yang jelas antara pola ekspresi gen dan pemulihan dari cedera otak traumatis. Hasil ini, para penulis mencatat, mirip dengan hasil penelitian serupa yang dilakukan pada tikus dewasa.

Mungkin terdengar aneh bagi para ilmuwan untuk mempelajari otak ikan sebagai cara untuk memahami otak manusia, tetapi pada kenyataannya, otak ikan zebra dan manusia memiliki kesamaan yang mengejutkan. Sekitar 70 persen gen manusia memiliki setidaknya satu gen yang melakukan fungsi yang sama atau serupa pada ikan zebra, para penulis mencatat, dan dalam penelitian ini, garis genetik ikan zebra yang digunakan para peneliti memiliki genom yang sangat mirip dengan manusia.

Penelitian ini mungkin belum menghasilkan hasil yang dapat ditindaklanjuti, tetapi semakin kita tahu tentang bagaimana otak dapat pulih dari cedera otak traumatis, semakin dekat kita untuk dapat membantu manusia yang menderita kerusakan otak. Mungkin terapi gen dapat membantu kita meniru elemen neuroregenerasi tertentu yang muncul. Dan meskipun NFL telah terkenal di balik masa ketika menerima bukti ilmiah, mereka telah mulai mengambil peran aktif dalam mendorong penelitian tentang cedera otak.

Abstrak: Cedera otak traumatis ringan (mTBI) adalah salah satu gangguan neurologis yang paling umum; namun, manusia sangat terbatas dalam kemampuannya untuk memperbaiki dan meregenerasi jaringan pasca sistem saraf pusat (SSP). Namun, ikan zebra (* Danio rerio) mempertahankan kemampuan luar biasa untuk menjalani degenerasi saraf yang lengkap dan fungsional sebagai orang dewasa. Kami ingin memperluas pengetahuan tentang mekanisme neuroregenerasi yang diketahui dengan menganalisis gen-gen yang diekspresikan secara berbeda (DEG) dalam model zebrafish dewasa dari mTBI. Dalam penelitian ini, model penurunan berat badan tikus dari mTBI diadaptasi ke ikan zebra dewasa. Tes memori menunjukkan defisit signifikan dalam memori spasial pada kelompok mTBI. Kami kemudian mengidentifikasi DEG pada 3 dan 21 hari pasca cedera (dpi) melalui analisis sekuensing RNA. DEG yang dihasilkan dikategorikan menurut kategori ontologi gen (GO). Pada 3 dpi GO kategori terdiri dari jalur respons cedera puncak. Secara signifikan, pada 21 dpi, kategori GO terdiri dari jalur neuroregenerasi. Pada akhirnya, hasil ini memvalidasi model zebrafish novel mTBI dan menjelaskan DEG signifikan yang menarik pada cedera SSP dan neuroregenerasi.