Penelitian terbaru dari National Jewish Health menemukan bahwa penyakit asma, selain mengubah jalan nafas manusia menjadi lebih sempit ternyata juga dapat mengurangi kemampuan sel untuk menghilangkan polutan dan melawan infeksi.
Alergi asma sendiri disebabkan oleh molekul pemberi sinyal IL-13. Ketika peneliti menambahkan IL-13 kedalam sel yang diekstrak dari saluran nafas manusia, molekul tersebut ternyata melemahkan pertahanan kekebalan bawaan sel.
Tak hanya itu, IL-13 juga meningkatkan produksi lender atau mucus "patologis" dan mengurangi kemampuan silia seperti rambut pada sel untuk menghilangkan polutan dan mikroorganisme.
"Dengan mengurutkan RNA dari hampir 2.000 sel individu pada saluran nafas, kami dapat menyajikan pandangan yang lebih bernuansa patologi di sana,” ungkap Max A. Seibold, Ph.D. yang merupakan profesor Pediatri dan Pusat Gen, Lingkungan & Kesehatan.
Selain itu, mereka juga menemukan penurunan dramatis dalam pertahanan jalan nafas seperti hilangnya fungsi siliaris dan sel sekretori baru yang menghasilkan lendir perekat yang kental.
Hal ini memberikan penjelasan mekanis untuk peningkatan kerentanan penderita asma terhadap infeksi saluran pernapasan yang memperburuk penyakitnya.
Sebagai gambaran, protein signal IL-13 adalah pendorong utama alergi asma. Protein ini juga dikenal sebagai pencetus asma tipe 2-high atau T2-high yang merupakan bentuk penyakit yang paling umum.
Dr. Seibold dan koleganya menambahkan IL-13 ke dalam kultur sel epitel saluran napas yang merupakan derivat dari trakea dua orang donor. Mereka kemudian menerapkan teknologi baru yaitu pengurutan RNA sel tunggal, pada 1.025 sel yang distimulasi oleh IL-13 dan 869 sel yang tidak menerima perlakuan IL-13.
Analisis urutan RNA tersebut memungkinkan para peneliti untuk mengidentifikasi semua jenis sel yang berbeda dalam kultur dan semua gen aktif pada masing-masing jenis sel tersebut.
Dalam studinya, para peneliti menemukan bahwa jumlah sel bersilia di saluran udara berkurang 26 persen dari keseluruhan. Silia adalah struktur seperti rambut kecil yang gerakan menyapunya menggerakkan lendir yang sarat dengan partikel dan mikroorganisme naik ke saluran napas dan nantinya akan dikeluarkan dari tubuh.
Selain itu, mereka menemukan sel-sel yang biasanya mengeluarkan lendir yang sehat, berbagai antioksidan dan protein pertahanan lainnya diubah menjadi jenis baru yang menghasilkan lendir perekat kental yang mengandung sedikit protein pertahanan.
Baca juga:
- Biomarker Fosfoprotein Bantu Identifikasi Dalam Terapi Kanker
- Peneliti Temukan Cara Untuk Tumbuhkan Rambut
- Ditemukan Bakteri Yang Dapat Hasilkan Elektron Listrik
"Lendirnya sangat tebal sehingga silia yang tersisa bergerak lebih lambat dan tidak efektif dalam menyapu partikel kotoran dan mikroorganisme," ungkap Nathan Jackson, Ph.D, salah satu penulis utama makalah yang diterbitkan di Cell Reports.
Hasil studi tersebut menunjukkan bahwa IL-13 mengubah saluran napas dan mengurangi kemampuannya untuk bertahan melawan infeksi yang menyebabkan sebagian besar eksaserbasi asma.
Para peneliti mengidentifikasi 980 protein unik dalam kultur yang distimulasi IL-13 dan menegaskan bahwa RNA memang menghasilkan campuran protein yang berubah secara dramatis. Selain itu, urutan RNA dalam sel yang dibiakkan sangat mirip dengan RNA yang diperoleh dari epitel hidung dari 441 anak penderita asma.
Informasi di atas memberikan bukti tambahan bahwa urutan RNA dalam kultur sel secara akurat mencerminkan proses yang terjadi di saluran napas manusia dengan asma alergi.
Penemuan ini menunjukkan strategi terapeutik yang potensial untuk "merombak ulang" epitel saluran napas dengan menargetkan jalur yang mengendalikan metaplasia lender atau mukus yang diinduksi IL-13 dan diferensiasi seluler patologis lainnya, serta membalikkan peristiwa transformatif yang mendasari obstruksi mukus dan hilangnya kekebalan dari para penderita Asma.
