Cacat yang parah dan terus-menerus sering merusak manfaat pengobatan kanker yang menyelamatkan jiwa. Rasa sakit dan kelelahan – bersama dengan gangguan sensorik, motorik, dan kognitif – adalah yang utama di antara konstelasi efek samping yang terjadi dengan agen berbasis platinum yang digunakan secara luas di perawatan kemoterapi di seluruh dunia.
Sebuah studi baru oleh para peneliti Georgia Tech di lab of Timothy C. Cope telah menemukan jalur baru untuk memahami mengapa kondisi yang melemahkan ini terjadi pada pasien kanker dan mengapa para ilmuwan harus fokus pada semua kemungkinan proses saraf yang memberikan masalah sensorik atau motorik ke otak pasien – termasuk sistem saraf pusat – dan bukan hanya “perifer degenerasi neuron sensorik” yang terjadi jauh dari pusat tubuh.
Temuan baru “Mekanisme sirkuit saraf kecacatan sensorimotor dalam pengobatan kanker” diterbitkan di Prosiding National Academy of Sciences (PNAS) dan dapat berdampak pada pengembangan pengobatan efektif yang belum tersedia untuk memulihkan kemampuan normal pasien dalam menerima dan memproses masukan sensorik sebagai bagian dari pengobatan pasca kanker, khususnya.
Stephen N. (Nick) Housley, seorang peneliti postdoctoral di Sekolah Ilmu Biologi, itu Pusat Penelitian Kanker Terintegrasi, dan Institut Parker H. Petit untuk Bioteknologi dan Biosains di Georgia Tech, adalah penulis utama studi tersebut. Rekan penulis termasuk Paul Nardelli, ilmuwan penelitian dan Travis Rotterman, rekan postdoctoral (keduanya dari School of Biological Sciences), bersama dengan Timotius Mengatasi, yang menjabat sebagai profesor dengan janji bersama di School of Biological Sciences di Georgia Tech dan di Coulter Departemen Teknik Biomedis di Emory University dan Georgia Tech.
Konsekuensi neurologis
“Kemoterapi tidak diragukan lagi secara negatif mempengaruhi sistem saraf perifer, yang sering dipandang sebagai penyebab utama gangguan neurologis selama pengobatan kanker,” Housley berbagi. Namun, katanya, agar sistem saraf dapat bekerja secara normal, baik sistem saraf tepi maupun pusat harus bekerja sama.
“Ini terjadi melalui komunikasi sinaptik antar neuron. Melalui serangkaian studi yang elegan, kami menunjukkan bahwa pusat komunikasi di sistem saraf pusat juga rentan terhadap efek samping pengobatan kanker,” Housley berbagi, menambahkan bahwa temuan tersebut memaksa “pengenalan banyak tempat di seluruh sistem saraf yang kita miliki. untuk mengobati jika kita ingin memperbaiki konsekuensi neurologis dari pengobatan kanker — karena mengoreksi salah satu saja mungkin tidak cukup untuk meningkatkan fungsi dan kualitas hidup manusia.”
“Kecacatan ini tetap tidak berkurang secara klinis dan tidak dapat dijelaskan secara empiris karena penelitian berkonsentrasi pada degenerasi perifer neuron sensorik,” tim peneliti menjelaskan dalam penelitian tersebut, “sambil mengecilkan kemungkinan keterlibatan proses saraf dalam sistem saraf pusat. Temuan ini menunjukkan cacat fungsional dalam sifat dasar pemrosesan informasi yang terlokalisasi di dalam sistem saraf pusat, menyimpulkan bahwa sensorimotor tahan lama dan kemungkinan cacat lain yang disebabkan oleh pengobatan kanker dihasilkan dari cacat saraf independen yang diperparah di kedua sistem saraf perifer dan pusat. ”
Cacat sensorimotor dan ‘coin’
Tim peneliti mencatat bahwa penyintas kanker ”memeringkatkan kecacatan sensorimotor di antara konsekuensi kemoterapi jangka panjang yang paling menyedihkan. Gangguan dalam gaya berjalan, keseimbangan, dan gerakan terampil biasanya dikaitkan dengan kerusakan kemotoksik neuron sensorik perifer tanpa mempertimbangkan peran deterministik yang dimainkan oleh sirkuit saraf yang menerjemahkan informasi sensorik ke dalam gerakan,” menambahkan bahwa pengawasan ini “menghalangi pemahaman mekanistik yang memadai dan berkontribusi dengan tidak adanya pengobatan yang efektif untuk membalikkan kecacatan akibat kemoterapi.”
Cope mengatakan tim menyelesaikan kelalaian ini “melalui penggunaan kombinasi elektrofisiologi, perilaku, dan pemodelan untuk mempelajari pengoperasian sirkuit sensorimotor tulang belakang in vivo” dalam model hewan pengerat dari “neuropati yang diinduksi oxaliplatin (kemoterapi) kronis: cOIN .”
Peristiwa berurutan kunci dipelajari dalam pengkodean informasi “propriosensori” (pikirkan kinesthesia: kemampuan tubuh untuk merasakan lokasi, gerakan, dan tindakannya) dan terjemahan sirkuitnya ke dalam potensi sinaptik yang dihasilkan di motoneuron.
Pada tikus “cOIN”, tim mencatat beberapa kelas neuron propriosensori yang mengekspresikan penembakan yang rusak yang mengurangi representasi sensorik yang akurat dari respons mekanis otot untuk meregangkan, menambahkan bahwa akurasi “menurun lebih jauh dalam terjemahan sinyal propriosensori menjadi potensi sinaptik sebagai akibat dari kerusakan. mekanisme yang berada di dalam sumsum tulang belakang.
Ekspresi bersama, cacat independen
“Cacat sekuensial, perifer, dan sentral ini diperparah untuk mendorong sirkuit sensorimotor menjadi keruntuhan fungsional yang konsekuensial dalam memprediksi kesalahan signifikan dalam perilaku gerakan yang dipandu propriosensori yang ditunjukkan di sini dalam model tikus kami dan dilaporkan untuk orang dengan cOIN,” Cope dan Housley laporan. “Kami menyimpulkan bahwa kecacatan sensorimotor yang disebabkan oleh pengobatan kanker muncul dari ekspresi bersama dari cacat independen yang terjadi di elemen periferal dan sentral dari sirkuit sensorimotor.”
“Temuan ini memiliki dampak luas pada bidang ilmiah dan manajemen klinis konsekuensi neurologis dari pengobatan kanker,” kata Housley. “Sebagai dokter dan ilmuwan, saya dapat membayangkan kebutuhan mendesak untuk bersama-sama mengembangkan tes klinis kuantitatif yang memiliki kapasitas untuk mengidentifikasi bagian mana dari sistem saraf pasien yang terpengaruh oleh pengobatan kanker mereka.”
Housley juga mengatakan bahwa memiliki kapasitas untuk memantau fungsi saraf di berbagai situs selama pengobatan “akan memberikan biomarker di mana kita dapat mengoptimalkan pengobatan — misalnya memaksimalkan efek anti-neoplastik sambil meminimalkan efek samping,” menambahkan bahwa, saat kita bergerak ke dalam perawatan kanker generasi berikutnya, “tes klinis yang dapat secara objektif memantau aspek-aspek tertentu dari sistem saraf akan sangat penting untuk menguji adanya efek di luar target.”
Sumber: Georgia Tech