Kemajuan Riset Sinyal Biomedis dan Inovasi Organ Buatan

Penelitian terbaru dari Institut Sains Weizmann di Israel mengungkap faktor-faktor yang memengaruhi lamanya seseorang hidup. Selain gaya hidup dan kebetulan, genetik berperan penting hingga sekitar 50% dalam menentukan umur manusia. Para peneliti menggunakan data dari orang kembar untuk mempelajari pengaruh gen dan faktor eksternal seperti kecelakaan dan penyakit menular yang belum diperhitungkan dalam studi sebelumnya. Mortalitas ekstrinsik ini kini dihitung dengan rumus matematika baru. Studi menunjukkan bahwa penyebab kematian luar tubuh, seperti penyakit yang dulu sulit diobati, kini jauh berkurang berkat kemajuan medis, sehingga mortalitas ekstrinsik berkurang drastis dibanding masa lalu. Penelitian juga menegaskan bahwa ada gen tertentu yang bisa melindungi seseorang dari penyakit serius, sehingga memungkinkan umur panjang melebihi 100 tahun. Namun, usia panjang biasanya dipengaruhi oleh ribuan gen sekaligus. Dengan data dan metode yang inovatif ini, para ilmuwan dapat lebih tepat mengukur kontribusi gen dan faktor eksternal terhadap harapan hidup, membuka jalan untuk riset kesehatan yang lebih akurat dan solusi pencegahan penyakit yang efektif.

Seorang pria berusia 33 tahun mengalami kegagalan paru yang parah akibat infeksi virus influenza dan bakteri resisten obat. Kondisinya memburuk hingga jantung dan ginjal mulai gagal, membuatnya tidak mungkin langsung menjalani transplantasi paru. Tim medis dari Northwestern University mengembangkan sistem paru buatan eksternal yang mampu menjaga aliran darah dan fungsi jantung secara normal tanpa adanya paru-paru asli selama 48 jam. Sistem ini unik karena dapat mempertahankan aliran darah seimbang dan kontinu ke jantung, sehingga mengurangi risiko pembekuan darah, berbeda dengan alat lain yang hanya menjaga kadar oksigen. Setelah pengangkatan paru-paru yang terinfeksi dan penggunaan alat ini, kondisi pasien membaik secara signifikan, sehingga ia dapat menerima transplantasi paru ganda dengan sukses. Hingga hampir tiga tahun kemudian, pasien tersebut tetap sehat tanpa tanda penolakan organ, menunjukkan potensi besar teknologi ini dalam perawatan pasien dengan kegagalan paru berat.

Para ilmuwan menginvestigasi bagaimana gelombang otak berubah saat seseorang diberikan obat anestesi yang sering digunakan, yaitu propofol. Dengan memasang 128 elektroda di kepala para pasien yang akan menjalani operasi, mereka merekam aktivitas listrik otak untuk dijadikan data. Mereka fokus pada komunikasi antara area-area tertentu di otak yang berperan dalam kesadaran, seperti korteks parietal, korteks oksipital, dan talamus. Sebelum anestesi diberikan, terdapat sinkronisasi tinggi dalam gelombang alfa, yang menunjukkan komunikasi erat antara bagian-bagian otak tersebut. Saat anestesi mulai bekerja, sinkronisasi ini menurun dan menunjukkan gangguan dalam komunikasi antar area otak tersebut. Perubahan ini bisa menjadi tanda biologis yang mengindikasikan bahwa pasien mulai kehilangan kesadaran. Penemuan ini dianggap penting karena bisa menjadi biomarker yang dapat dipakai untuk memantau tingkat kesadaran pasien secara objektif, sehingga dosis obat dapat disesuaikan agar pasien tidak terlalu dalam ataupun kurang teranestesi. Penelitian ini masih harus dikembangkan lebih lanjut dengan berbagai jenis anestesi dan populasi pasien yang berbeda agar biomarker ini dapat digunakan secara luas dan memberikan manfaat terbaik dalam praktik klinis.

Serangan jantung dikenal sebagai kondisi serius yang merusak otot jantung akibat tersumbatnya aliran darah. Namun, penelitian baru pada tikus menunjukkan bahwa kerusakan ini juga dipengaruhi oleh interaksi kompleks antara otak, jantung, dan sistem imun dalam tubuh kita. Setelah serangan jantung, saraf vagus, yang menghubungkan jantung dan otak, mengirimkan sinyal yang ternyata memicu respons imun berlebihan dan inflamasi yang memperburuk kerusakan jantung. Para ilmuwan menemukan sekelompok neuron sensorik pada saraf vagus yang menumbuhkan cabang-cabang baru di area jantung yang terluka. Neuron ini berperan penting dalam mengkomunikasikan kondisi jantung yang rusak ke otak. Ketika neuron ini diblokir, kerusakan dan peradangan jantung berkurang signifikan. Ini berarti bahwa sinyal saraf dapat mempengaruhi seberapa parah luka pada jantung setelah serangan. Pengaktifan sistem saraf simpatis yang dikenal dengan respons 'fight or flight' akibat sinyal dari jantung ke otak juga ditemukan memicu proses inflamasi dan memperburuk fungsi jantung. Akibatnya, pasien pasca serangan jantung bisa mengalami gagal jantung karena jaringan jantung yang semakin rusak. Penemuan ini menjelaskan mengapa serangan jantung tidak hanya masalah pada pembuluh darah tapi melibatkan sistem saraf dan imun secara kompleks. Peneliti seperti Vineet Augustine dan koleganya di University of California, San Diego menguji ini dengan memblokir jalur neuron pada tikus yang mengalami serangan jantung dan melihat hasil yang signifikan dalam mengurangi kerusakan. Hal ini membuka jalan bagi penelitian terapi baru yang dapat memblokir komunikasi antara jantung, otak, dan sistem imun untuk mengendalikan peradangan dan menjaga fungsi jantung lebih baik setelah serangan. Kesimpulannya, serangan jantung bukan hanya masalah jantung secara lokal saja, tetapi melibatkan sumbu komunikasi antara jantung, otak, dan sistem imun yang memperburuk kondisi setelah kejadian tersebut. Penelitian ini memberikan harapan bahwa pengembangan terapi neuro-imun dapat menjadi kunci masa depan dalam mencegah dan mengobati komplikasi serius dari serangan jantung.