» » penelitian terbaru, kita dapat meniru jantung atlet tanpa olah raga hanya dengan mengubah gen tertentu

penelitian terbaru, kita dapat meniru jantung atlet tanpa olah raga hanya dengan mengubah gen tertentu

Kardiomiosit berkembang ke ukuran yang setara dengan jantung mereka yang berolahraga. Tikus ini juga mengalami peningkatan kapasitas latihan maksimal sekalipun tidak pernah berolahraga.
Dengan mengakali sebuah gen tunggal, para ilmuwan mampu meniru efek dari latihan olahraga yang menguatkan otot-otot jantung secara maksimal pada tikus, demikian  menurut laporan dari Dana-Farber Cancer Institute dan Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC). Manipulasi genetik ini memacu sel-sel otot jantung hewan – yang disebut kardiomiosit – untuk berkembang dan bertumbuh menjadi lebih besar ke dalam jumlah yang sebanding dengan tikus normal yang berenang selama tiga jam sehari, catat para penulis dalam jurnal Cell.
Manipulasi gen tertentu tidak bisa dilakukan pada manusia, tetapi temuan ini mungkin menyarankan strategi masa depan dengan memperbaiki cedera jantung melalui regenerasi otot.
“Jika kami mempelajari untuk memanipulasi jalur ini dengan pengaturan latihan tertentu atau dengan obat-obatan, kami mungkin bisa mencapai beberapa manfaat yang dihasilkan dari olahraga yang terkait dengan pembesaran jantung,” kata Bruce Spiegelman, PhD, dari Dana-Farber, penulis pembimbing senior, bersama dengan Anthony  Rosenzweig, MD, dari BIDMC Pontus Bostrom, PhD, MD, pasca-doktor di Dana-Farber, yang adalah penulis pertama.
Para peneliti menemukan bahwa jantung tikus yang agak membesar setelah diubah secara genetik, secara mengejutkan terbukti resisten terhadap model tekanan jantung yang meniru penyakit jantung atau efek tekanan darah tinggi. Suatu hari nanti, observasi ini bisa menghasilkan langkah-langkah terapi untuk mengobati atau mencegah gagal jantung, kata Spiegelman.
Baru-baru ini, para ilmuwan menemukan bahwa kardiomiosit orang dewasa mempertahankan potensi untuk mulai membagi dan memunculkan sel-sel otot baru. Dalam publikasi terbaru mereka, penulis studi untuk pertama kalinya mendeskripsikan pemicu genetik yang merespon latihan fisik dan menghidupkan jalur molekuler yang memicu pertumbuhan kardiomiosit.
“Sudah banyak penelitian yang membuktikan bahwa olahraga memiliki efek yang menguntungkan bagi metabolisme dan otot rangka, tapi kami menghipotesis bahwa olahraga juga mungkin memiliki efek yang lebih menguntungkan secara langsung pada jantung itu sendiri, yang bisa dimanfaatkan untuk terhindar dari gagal jantung,” kata Rosenzweig, seorang pakar jantung di BIDMC.
Sementara studi sebelumnya sebagian besar meneliti penyakit jantung, para peneliti berfokus pada perubahan yang terjadi pada jantung setelah aktivitas olahraga ketahanan tubuh. Pembesaran otot jantung, atau hipertrofi, sebagai respons dari olahraga, sangat dikenal sebagai “jantung atlet” pada manusia. Proses pertumbuhan jinak otot jantung ini melibatkan serangkaian peristiwa molekul yang berbeda dari otot lain yang menyebabkan hipertropi patologis – yaitu pembesaran dan kerusakan jantung pada pasien yang menderita faktor-faktor seperti tekanan darah tinggi.
Sementara jaringan molekul yang terlibat dalam hipertropi patologis telah dipelajari secara ekstensif, ada sedikit penelitian tentang jalur yang mengarah ke pembesaran jinak pada jantung, meskipun faktanya “olahraga melindungi jantung pada tingkat yang sangat banyak,” kata Bostroom. “Kami memutuskan untuk mencoba dan menemukan gen yang bisa mendorong beberapa perubahan penting yang pernah kami lihat dalam latihan olahraga.”
Pertama, mereka mengarahkan tikus dewasa untuk berenang setiap hari. Dan setelah 14 hari, mereka menemukan bahwa jantung tikus agak membesar sebagai hasil dari olahraga. Tikus lain yang memiliki aliran darah dalam aortanya juga menunjukkan pembesaran, namun pembesaran ini adalah jenis yang berhubungan dengan penyakit jantung, bukan hasil dari olahraga. Para peneliti kemudian memindai kedua set hewan ini terhadap koleksi segala faktor transkripsi yang diketahui – protein yang mengubah aktivitas gen naik atau turun – dan membandingkan ekspresi mereka dalam dua jenis pembesaran jantung.
Perbedaan utamanya ternyata berada dalam sepasang faktor transkripsi yang bertindak dalam penyelenggaraan. Satu, C/EPB-beta, telah berkurang aktivitasnya pada tikus yang berolahraga, sedangkan yang lainnya, yaitu CITED4, lebih aktif.
Jadi, bisakah menurunkan C/EPB-beta pada tikus normal menyebabkan jantung mereka bertumbuh seolah-olah mereka telah berolahraga – meskipun mereka tidak melakukan olahraga ekstra sama sekali? Jawabannya adalah ya: manipulasi genetik dengan mengurangi ekspresi C/EPB-beta bisa meningkatkan aktivitas CITED4, dan pada tikus, kardiomiosit mulai terbagi dan berkembang ke dalam ukuran yang setara dengan otot-otot jantung mereka yang melakukan olahraga renang. Tikus ini juga mengalami peningkatan kapasitas latihan maksimal sekalipun tidak pernah berolahraga.
Yang terpenting, menurunkan ekspresi C/EPB-beta juga melindungi tikus tersebut dari pengembangan gagal jantung sebagai akibat dari aliran darah aorta. Kemungkinan bahwa kardiomiosit yang lebih kuat memainkan peran penting dalam ketahanan terhadap gagal jantung, namun mereka tidak bisa mengesampingkan bahwa tindakan mengurangi C/EPB-beta dan meningkatkan CITED4 juga berkontribusi.
Para penulis studi menyimpulkan bahwa mengembangkan wawasan yang lebih besar terhadap jalur yang mempengaruhi ekspresi protein C/EPB-beta, atau obat yang menekan ekspresi C/EPB-beta dalam jantung, bisa menjadi nilai klinis yang signifikan. “Dengan memahami jalur yang bermanfaat bagi jantung dengan olahraga, kita mungkin bisa memanfaatkannya pada pasien yang tidak mampu berolahraga,” kata Rosenzweig. “Jika ada cara memodulasi jalur yang sama dengan cara yang menguntungkan, itu akan membuka jalan baru untuk pengobatan.”
Penulis studi lainnya berasal dari Dana-Farber, BIDMC, dan Brigham and Women’s Hospital.
Dukungan bagi penelitian ini disediakan sebagian oleh Leducq Foundation Network of Research Excellence dan National Institutes of Health.

0 Response to "penelitian terbaru, kita dapat meniru jantung atlet tanpa olah raga hanya dengan mengubah gen tertentu"

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)