Lebih dari 10.000 orang di Amerika Serikat mengalami kehilangan ingatan dan masalah neurologis persisten lainnya yang terjadi setelah virus West Nile menginfeksi otak. Kini, sebuah studi baru pada tikus menunjukkan bahwa defisit neurologis yang berkelanjutan tersebut mungkin disebabkan oleh peradangan yang belum teratasi yang menghambat kemampuan otak untuk memperbaiki neuron yang rusak dan menumbuhkan neuron baru. Ketika peradangan dikurangi dengan pengobatan obat radang sendi, kemampuan hewan untuk belajar dan mengingat tetap tajam setelah penyakit West Nile.
“Gangguan memori ini membuat orang sulit mempertahankan pekerjaan, mengemudi, dan melakukan semua tugas kehidupan sehari-hari,” kata penulis senior Robyn Klein, MD, PhD, seorang profesor kedokteran di Fakultas Kedokteran Universitas Washington di St. Louis. “Kami menemukan bahwa menargetkan peradangan dengan obat radang sendi dapat mencegah beberapa masalah memori ini.”
Temuan ini tersedia daring di Nature Immunology .
Disebarkan melalui gigitan nyamuk, virus West Nile dapat menyebabkan demam dan terkadang infeksi otak yang mengancam jiwa yang dikenal sebagai ensefalitis West Nile. Sekitar setengah dari orang yang selamat dari ensefalitis mengalami masalah neurologis permanen seperti kelelahan yang melumpuhkan, kelemahan, kesulitan berjalan, dan kehilangan ingatan. Masalah-masalah ini tidak hanya bertahan lama tetapi sering kali memburuk seiring berjalannya waktu.
Klein dan rekannya sebelumnya telah menunjukkan bahwa selama ensefalitis West Nile, sistem kekebalan tubuh pasien menghancurkan bagian neuron, yang menyebabkan masalah ingatan.
“Kami mulai bertanya-tanya mengapa kerusakan tidak diperbaiki setelah virus dibersihkan dari otak,” kata Klein, wakil rektor dan dekan asosiasi untuk pendidikan pascasarjana di Divisi Biologi & Ilmu Biomedis. “Kami tahu bahwa neuron diproduksi di bagian otak yang terlibat dalam pembelajaran dan memori, jadi mengapa neuron baru tidak terbentuk setelah infeksi West Nile?”
Untuk mengetahuinya, Klein; penulis utama Michael Vasek, PhD, peneliti postdoc, dan asisten peneliti pascasarjana Charise Garber; dan rekan-rekannya menyuntikkan virus West Nile atau air garam ke tikus. Selama infeksi akut, tikus menerima beberapa dosis senyawa kimia yang menandai sel-sel saraf saat terbentuk. Empat puluh lima hari setelah infeksi, para peneliti mengisolasi sel-sel yang ditandai dari otak tikus dan menilai berapa banyak dan jenis sel apa yang telah terbentuk selama minggu pertama infeksi.
Tikus yang sakit akibat penyakit West Nile menghasilkan lebih sedikit neuron dan lebih banyak astrosit (sel saraf berbentuk bintang) daripada tikus yang tidak terinfeksi. Astrosit biasanya menyediakan nutrisi bagi neuron, tetapi yang terbentuk selama infeksi West Nile berperilaku seperti sel imun, menghasilkan protein inflamasi yang dikenal sebagai IL-1.
IL-1 merupakan bagian penting dari sistem kekebalan tubuh. IL-1 diproduksi oleh sel-sel kekebalan yang menyerbu otak untuk melawan virus yang menyerang. Setelah pertempuran dimenangkan, sel-sel kekebalan akan pergi dan kadar IL-1 di otak akan menurun.
Namun pada tikus yang pulih dari infeksi West Nile, astrosit terus memproduksi IL-1 bahkan setelah virusnya hilang. Karena IL-1 memandu sel prekursor menuju pembentukan astrosit dan menjauhi perkembangan menjadi neuron, lingkaran setan pun muncul: Astrosit memproduksi IL-1, yang menghasilkan lebih banyak astrosit sekaligus mencegah munculnya neuron baru.
Terhambat oleh ketidakmampuan untuk menumbuhkan neuron baru, otak gagal memperbaiki kerusakan neurologis yang terjadi selama infeksi, kata para peneliti.
“Hampir seperti otak terperangkap dalam lingkaran yang membuat kadar IL-1 tetap tinggi dan mencegahnya memperbaiki dirinya sendiri,” kata Klein, yang juga seorang profesor ilmu saraf, patologi, dan imunologi.
Untuk melihat apakah siklus tersebut dapat diputus, Klein dan rekan-rekannya menginfeksi tikus dengan virus West Nile atau air asin sebagai infeksi tiruan. Sepuluh hari kemudian, mereka mengobati kedua kelompok tikus dengan plasebo atau dengan anakinra, obat radang sendi yang disetujui FDA yang mengganggu IL-1.
Setelah memberi waktu satu bulan bagi tikus untuk pulih, mereka menguji kemampuan hewan untuk belajar dan mengingat dengan menempatkan mereka di dalam labirin. Tikus yang telah terinfeksi virus West Nile dan diobati dengan plasebo membutuhkan waktu lebih lama untuk mempelajari labirin daripada tikus yang terinfeksi palsu. Tikus yang terinfeksi dan diobati dengan penghambat IL-1 belajar sama cepatnya dengan tikus yang terinfeksi palsu, yang menunjukkan bahwa pemblokiran IL-1 melindungi tikus dari masalah memori.
“Ketika kami mengobati tikus selama fase akut dengan obat yang memblokir sinyal IL-1, kami mencegah gangguan memori,” kata Klein. “Siklusnya berbalik kembali: Mereka berhenti membuat astrosit, mereka mulai membuat neuron baru, dan mereka memperbaiki koneksi yang rusak antara neuron.”
Namun, Klein memperingatkan, IL-1 sendiri mungkin bukan target obat yang baik bagi manusia karena perannya yang penting dalam melawan virus. Menekan IL-1 saat virus masih berada di otak dapat memperburuk ensefalitis, yang sudah merupakan kondisi yang berpotensi mematikan.
“Ini adalah bukti konsep bahwa obat dapat mencegah gangguan kognitif yang disebabkan oleh ensefalitis virus,” kata Klein. “Studi ini tidak hanya menyoroti gangguan memori pasca-virus tetapi juga jenis gangguan memori lainnya. Mungkin ternyata IL-1 bukanlah target yang layak selama infeksi virus, tetapi temuan ini dapat mengarah pada target terapi baru yang tidak terlalu bermasalah untuk membersihkan virus atau terapi untuk penyakit neurologis gangguan memori yang tidak disebabkan oleh virus.”
