Penyakit Alzheimer dan Parkinson adalah penyakit neurodegeneratif yang memicu kerusakan sel saraf otak manusia. Salah satu struktur penting yang mengalami kerusakan pada kedua penyakit tersebut adalah nucleus basalis of Meynert (NBM), bagian dari sistem kolinergik otak yang mengirimkan sinyal ke hampir seluruh korteks. Pada penyakit Alzheimer dan Parkinson, kerusakan pada sistem kolinergik ini muncul sangat awal, bahkan sebelum gejala gangguan memori atau gangguan berjalan tampak. Memahami bagaimana kerusakan tersebut terjadi menjadi langkah krusial untuk mengembangkan terapi yang lebih efektif.
Tim peneliti dari Universitas Airlangga, University Medical Center Groningen, dan Biomedical Primate Research Centre (BPRC), berupaya menjawab pertanyaan kunci: dapatkah kita menciptakan model kerusakan NBM pada primata yang mirip manusia, sehingga penyakit Alzheimer dan Parkinson dapat dipelajari dengan lebih akurat? Studi ini berfokus pada cara menghasilkan kerusakan selektif pada sel kolinergik NBM dan mengevaluasi dampaknya melalui pencitraan otak modern dan pengujian fungsi kognitif.
Penelitian dilakukan pada seekor monyet rhesus (Macaca mulatta). Prosesnya dilakukan secara bertahap. Pertama, peneliti melakukan MRI dan CT otak untuk memetakan lokasi NBM secara presisi. Selanjutnya, mereka memasang sebuah cranial chamber, implan kecil yang dipasang di tulang kepala untuk memandu jarum injeksi secara stereotaktik. Melalui ruang tersebut, peneliti menyuntikkan imunotoksin ME20.4 Saporin, racun selektif yang hanya menyerang neuron kolinergik. Penyuntikan dilakukan dalam dua tahap dengan dosis berbeda agar diperoleh gambaran mengenai kerusakan ringan hingga sedang. Untuk menilai dampak injeksi, peneliti menggunakan PET-CT dengan tracer kolinergik modern, [18F]-FEOBV, yang mampu mendeteksi penurunan fungsi sel saraf kolinergik. Selain itu, kemampuan kognitif hewan diuji menggunakan tugas diskriminasi visual melalui layar sentuh.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa injeksi ME20.4 Saporin berhasil menurunkan fungsi kolinergik di berbagai area otak yang terhubung dengan NBM. Penurunan aktivitas terlihat jelas pada PET-CT, terutama di daerah basal forebrain, amigdala, cingulum anterior, orbitofrontal, hingga sebagian area sensorimotor, dengan reduksi mencapai 10–40 persen. Pemeriksaan jaringan otak setelah penelitian selesai memperkuat temuan ini: jumlah sel kolinergik berkurang secara signifikan di area yang berhubungan langsung dengan titik injeksi. Menariknya, performa kognitif hewan tidak menunjukkan penurunan yang berarti. Hal ini kemungkinan karena beberapa faktor, seperti masih adanya sel kolinergik yang tersisa sehingga otak mampu melakukan kompensasi, serta tingkat kesulitan tugas kognitif yang relatif ringan. Temuan ini menggambarkan bahwa pada fase awal kerusakan, otak dapat mempertahankan fungsinya meskipun terjadi penurunan sel saraf, sebuah fenomena yang diduga mirip dengan fase prodromal pada Alzheimer dan Parkinson.
Perbedaan hasil antara pemeriksaan pencitraan dan performa kognitif dapat dijelaskan melalui mekanisme kompensasi otak. Ketika sebagian sel kolinergik hilang, sel-sel lain yang masih tersisa dapat meningkatkan aktivitasnya untuk mempertahankan fungsi. Selain itu, sistem kolinergik memiliki jaringan proyeksi yang luas, sehingga kerusakan parsial tidak selalu langsung berdampak pada perilaku. Di sisi lain, tugas kognitif dengan beban memori rendah tidak cukup menantang untuk memperlihatkan perubahan halus akibat berkurangnya asetilkolin di korteks.
Penelitian ini memberikan pesan penting bagi pengembangan riset neurodegeneratif. Pertama, model kerusakan NBM pada primata non-manusia kini dapat dilakukan secara presisi tinggi dengan panduan MRI-CT dan sistem stereotaktik khusus. Kedua, model ini membuka peluang untuk menguji terapi baru seperti stimulasi otak dalam (DBS), obat kolinergik, atau terapi regeneratif secara lebih realistis sebelum diterapkan pada manusia. Ketiga, penelitian ini mengonfirmasi bahwa kerusakan awal pada sistem kolinergik tidak selalu terlihat melalui gangguan kognitif sederhana, sehingga metode penilaian klinis pada pasien perlu mempertimbangkan alat ukur yang lebih sensitif.
Artikel asli:
Nazmuddin, M., Stammes, M. A., Klink, P. C., Vernes, M. K., Bakker, J., Langermans, J. A. M., van Laar, T., & Philippens, I. H. C. H. M. (2025). Stereotactic lesioning of cholinergic cells by injection of ME20.4 Saporin in the nucleus basalis of Meynert in a rhesus monkey (Macaca mulatta). Journal of Neuropathology & Experimental Neurology, 1–13. https://doi.org/10.1093/jnen/nlaf081
