Kita sering menjelaskan fenomena bertambahnya kerutan, menurunnya stamina, dan meningkatnya risiko penyakit sebagai ‘akibat usia’. Kapan tepatnya tubuh manusia mulai menua, dan dari mana? Tidak ada peta yang jelas apakah hanya organ tertentu yang mulai menua lebih dulu, atau seluruh tubuh mengalami perubahan secara bersamaan.
Dalam hal ini, sebuah penelitian yang baru-baru ini diterbitkan di jurnal ilmiah terkemuka ⟪Science⟫ oleh tim profesor Junyi Chao dari Laboratorium Genomik Sel Tunggal dan Epidemiologi Populasi Universitas Rockefeller di Amerika Serikat, menganalisis sekitar 7 juta sel dari 21 organ dan mengonfirmasi bahwa penuaan dimulai lebih awal dari yang diperkirakan dan berlangsung secara sinkron di seluruh tubuh.
Tim peneliti mengambil 21 jaringan dari 32 tikus yang mewakili usia 1 bulan (dewasa muda), 5 bulan (paruh baya), dan 21 bulan (lanjut usia) dan menganalisis hampir 7 juta sel. Meskipun tidak dapat langsung dikaitkan dengan usia manusia, penelitian ini menyoroti perbandingan bertahap dari perubahan sepanjang kehidupan dari dewasa muda ke paruh baya dan lanjut usia.
Penelitian ini menggunakan teknologi yang disebut ‘ATAC-seq sel tunggal’. Metode ini mengukur seberapa terbuka (atau dapat diakses) DNA di dalam sel untuk mengetahui gen mana yang siap diaktifkan. Dengan kata lain, penelitian ini melihat bagaimana ‘rancangan kerja’ sel berubah. Melalui ini, tim peneliti berhasil mengidentifikasi lebih dari 1800 subtipe sel yang berbeda. Beberapa di antaranya adalah kelompok sel langka yang sebelumnya tidak terdefinisi dengan baik.
Hasil analisis menunjukkan bahwa beberapa pemahaman sebelumnya terbalik. Selama ini, penuaan dipahami sebagai proses penurunan ‘fungsi’ sel, tetapi penelitian ini menunjukkan bahwa sekitar seperempat dari semua jenis sel mengalami perubahan signifikan dalam ‘jumlah’ seiring bertambahnya usia.
Misalnya, beberapa kelompok sel otot dan sel ginjal mengalami penurunan, sementara sel imun meningkat secara signifikan. Ini menunjukkan bahwa bukan hanya penurunan fungsi, tetapi komposisi sel itu sendiri yang mengalami reorganisasi.
Yang menarik adalah bahwa perubahan ini dimulai lebih awal dari yang diperkirakan. Pada tahap usia 5 bulan, yang setara dengan paruh baya, beberapa kelompok sel sudah mulai berkurang. Tim peneliti menginterpretasikan ini sebagai perubahan bertahap yang tidak dimulai secara tiba-tiba di usia lanjut, tetapi merupakan bagian dari proses perkembangan yang berkelanjutan.
Penemuan kunci lainnya adalah ‘sinkronisasi’. Pola perubahan status sel yang serupa terdeteksi meningkat atau menurun secara bersamaan di berbagai organ. Ini menunjukkan bahwa penuaan tidak berlangsung terpisah di setiap organ, tetapi mungkin diatur oleh sinyal sistemik. Tim peneliti menjelaskan bahwa zat yang beredar melalui darah dapat terlibat dalam pengaturan ini.
Perbedaan gender juga terlihat jelas. Sekitar 40% dari perubahan terkait penuaan muncul berbeda antara pria dan wanita. Misalnya, pada wanita, aktivasi imun selama proses penuaan diamati lebih luas. Tim peneliti menyebutkan bahwa hasil ini dapat menjadi petunjuk untuk menjelaskan fenomena tingginya prevalensi penyakit autoimun pada wanita. Namun, ini hanya merupakan kemungkinan, dan bukan hubungan sebab akibat yang pasti.
Selain perubahan jumlah sel, perubahan pada tingkat genom juga dianalisis. Tim peneliti menyelidiki sekitar 1,3 juta wilayah genom, dan sekitar 300 ribu di antaranya menunjukkan perubahan signifikan terkait penuaan. Khususnya, sekitar 1000 wilayah mengalami perubahan yang umum di berbagai jenis sel. Wilayah ini terkait dengan pengaturan gen yang berhubungan dengan fungsi imun, peradangan, dan pemeliharaan sel punca. Ini menunjukkan bahwa penuaan bukan hanya kerusakan genom yang acak, tetapi kemungkinan perubahan sistematis yang muncul berulang kali di ‘hotspot’ pengaturan tertentu.
Tim peneliti mengonfirmasi bahwa zat sinyal imun yang disebut ‘sitokin’ dapat memicu perubahan serupa yang diamati dalam penelitian ini. Oleh karena itu, ada kemungkinan bahwa obat yang mengatur sitokin dapat memperlambat proses penuaan di seluruh tubuh, tetapi ini masih memerlukan verifikasi di masa depan.
Atlas sel tunggal yang menganalisis perubahan penuaan secara mendetail akan disediakan untuk para peneliti melalui platform publik (epiage.net). Ini diharapkan dapat digunakan sebagai data dasar untuk mengidentifikasi mekanisme penuaan dan mengembangkan strategi terapi yang ditargetkan di masa depan.
