Perawatan Non-invasif untuk Otak saat Kemoterapi

Merangsang gelombang otak gamma dapat melindungi pasien kanker dari gangguan memori dan efek kognitif lainnya dari kemoterapi.

Inovasi – Pasien yang menjalani kemoterapi sering kali mengalami efek kognitif seperti gangguan memori dan kesulitan berkonsentrasi – suatu kondisi yang umumnya dikenal sebagai “otak kemo”.

Peneliti MIT kini telah menunjukkan bahwa pengobatan non-invasif yang menstimulasi gelombang otak frekuensi gamma mungkin menjanjikan untuk mengobati kemo otak. Dalam sebuah penelitian terhadap tikus, mereka menemukan bahwa paparan cahaya dan suara setiap hari dengan frekuensi 40 hertz melindungi sel-sel otak dari kerusakan akibat kemoterapi. Perawatan ini juga membantu mencegah kehilangan ingatan dan gangguan fungsi kognitif lainnya.

Pengobatan ini, yang awalnya dikembangkan sebagai cara untuk mengobati penyakit Alzheimer, tampaknya memiliki efek luas yang dapat membantu berbagai gangguan neurologis, kata para peneliti.

“Perawatan ini dapat mengurangi kerusakan DNA, mengurangi peradangan, dan meningkatkan jumlah oligodendrosit, yaitu sel yang memproduksi mielin yang mengelilingi akson,” kata Li-Huei Tsai, direktur Institut Pembelajaran dan Memori Picower MIT dan Profesor Picower di Departemen Ilmu Otak dan Kognitif MIT. “Kami juga menemukan bahwa pengobatan ini meningkatkan pembelajaran dan memori, serta meningkatkan fungsi eksekutif pada hewan.”

Tsai adalah penulis senior studi baru ini, yang diterbitkan hari ini di Science Translational Medicine . Penulis utama makalah ini adalah TaeHyun Kim, seorang postdoc MIT.

Gelombang otak pelindung
Beberapa tahun lalu, Tsai dan rekan-rekannya mulai mengeksplorasi penggunaan kedipan cahaya pada kecepatan 40 hertz (siklus per detik) sebagai cara untuk memperbaiki gejala kognitif penyakit Alzheimer. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa pasien Alzheimer mengalami gangguan osilasi gamma – gelombang otak yang berkisar antara 25 hingga 80 hertz (siklus per detik) dan diyakini berkontribusi pada fungsi otak seperti perhatian, persepsi, dan memori.

Penelitian Tsai pada tikus menemukan bahwa paparan cahaya yang berkedip pada 40 hertz atau suara dengan nada 40 hertz dapat merangsang gelombang gamma di otak, yang memiliki banyak efek perlindungan, termasuk mencegah pembentukan plak beta amiloid.

Menggunakan cahaya dan suara secara bersamaan memberikan perlindungan yang lebih signifikan. Pengobatan ini juga tampak menjanjikan pada manusia: Uji klinis fase 1 pada orang dengan penyakit Alzheimer tahap awal menunjukkan bahwa pengobatan tersebut aman dan menawarkan beberapa manfaat neurologis dan perilaku.

Dalam studi baru, para peneliti ingin melihat apakah pengobatan ini juga dapat melawan efek kognitif dari pengobatan kemoterapi. Penelitian telah menunjukkan bahwa obat-obatan ini dapat menyebabkan peradangan di otak, serta efek merugikan lainnya seperti hilangnya materi putih – jaringan serabut saraf yang membantu berbagai bagian otak berkomunikasi satu sama lain. Obat kemoterapi juga menyebabkan hilangnya mielin, lapisan lemak pelindung yang memungkinkan neuron menyebarkan sinyal listrik. Banyak dari efek ini juga terlihat pada otak penderita Alzheimer.

“Otak kemo menarik perhatian kami karena hal ini sangat umum terjadi, dan ada cukup banyak penelitian tentang seperti apa otak setelah pengobatan kemoterapi,” kata Tsai. “Dari penelitian kami sebelumnya, kami mengetahui bahwa stimulasi sensorik gamma ini memiliki efek anti-inflamasi, jadi kami memutuskan untuk menggunakan model kemo otak untuk menguji apakah stimulasi sensorik gamma dapat bermanfaat.”

Sebagai model eksperimental, para peneliti menggunakan tikus yang diberi cisplatin, obat kemoterapi yang sering digunakan untuk mengobati kanker testis, ovarium, dan lainnya. Tikus diberi cisplatin selama lima hari, kemudian dihentikan selama lima hari, dan diberikan lagi selama lima hari. Satu kelompok hanya menerima kemoterapi, sedangkan kelompok lainnya juga diberikan terapi cahaya dan suara 40 hertz setiap hari.

Setelah tiga minggu, tikus yang menerima cisplatin tetapi tidak menerima terapi gamma menunjukkan banyak efek kemoterapi yang diharapkan: penyusutan volume otak, kerusakan DNA, demielinasi, dan peradangan. Tikus-tikus ini juga mengalami penurunan populasi oligodendrosit, sel otak yang bertanggung jawab memproduksi mielin.

Namun, tikus yang menerima terapi gamma dan pengobatan cisplatin menunjukkan penurunan yang signifikan pada semua gejala tersebut. Terapi gamma juga memiliki efek menguntungkan pada perilaku: Tikus yang menerima terapi memiliki kinerja lebih baik pada tes yang dirancang untuk mengukur memori dan fungsi eksekutif.

Mekanisme mendasar

Dengan menggunakan pengurutan RNA sel tunggal, para peneliti menganalisis perubahan ekspresi gen yang terjadi pada tikus yang menerima pengobatan gamma. Mereka menemukan bahwa pada tikus tersebut, gen terkait peradangan dan gen yang memicu kematian sel ditekan, terutama pada oligodendrosit, sel yang bertanggung jawab memproduksi mielin.

Pada tikus yang menerima pengobatan gamma bersama dengan cisplatin, beberapa efek menguntungkan masih terlihat hingga empat bulan kemudian. Namun, pengobatan gamma kurang efektif jika dimulai tiga bulan setelah kemoterapi berakhir.

Para peneliti juga menunjukkan bahwa pengobatan gamma memperbaiki tanda-tanda kemo otak pada tikus yang menerima obat kemoterapi berbeda, metotreksat, yang digunakan untuk mengobati kanker payudara, paru-paru, dan jenis kanker lainnya.

“Saya pikir ini adalah mekanisme yang sangat mendasar untuk meningkatkan mielinisasi dan meningkatkan integritas oligodendrosit. Tampaknya hal ini tidak spesifik pada agen yang menginduksi demielinasi, baik itu kemoterapi atau sumber demielinasi lainnya,” kata Tsai.

Karena dampaknya yang luas, laboratorium Tsai juga menguji pengobatan gamma pada model tikus untuk penyakit neurologis lainnya, termasuk penyakit Parkinson dan multiple sclerosis. Cognito Therapeutics, sebuah perusahaan yang didirikan oleh Tsai dan Profesor MIT Edward Boyden, telah menyelesaikan uji coba fase 2 terapi gamma pada pasien Alzheimer, dan berencana memulai uji coba fase 3 tahun ini.

“Fokus utama laboratorium saya saat ini, dalam hal penerapan klinis, adalah Alzheimer, tapi mudah-mudahan kita juga bisa menguji pendekatan ini untuk b yaeberapa indikasi lainnya,” kata Tsai.

Penelitian ini didanai oleh JPB Foundation, Ko Hahn Seed Fund, dan National Institutes of Health.


Tayang di news.mit.edu dengan judul A noninvasive treatment for “chemo brain”.

Komentar