Jalan untuk menggantikan pemeriksaan MRI yang harus dilakukan berulang kali oleh pasien penyakit otak dengan pemeriksaan darah sederhana telah dibuka.
Tim peneliti yang terdiri dari Profesor Lee Eun-jae dari Departemen Neurologi Rumah Sakit Asan Seoul, Dr. Kim Jin-hee dari Institut Penelitian Biomedis, dan Profesor Shin Yong dari Departemen Bioteknologi Universitas Yonsei mengumumkan bahwa mereka telah mengembangkan teknologi biomarker baru yang dapat melacak aktivitas penyakit otak dengan memilih sinyal yang berasal dari sel otak tertentu dalam darah. Hasil penelitian ini baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal ilmiah internasional di bidang nanoteknologi 《Nano Today》.
Sebagian besar penyakit otak memburuk seiring waktu, dan sel saraf yang rusak tidak mudah pulih, sehingga diagnosis dini dan pemantauan berkelanjutan terhadap kekambuhan penyakit sangat penting. Namun, otak sulit untuk diperiksa jaringan, dan pemeriksaan gambar seperti MRI memiliki batasan dalam melacak perubahan halus penyakit secara akurat. Selain itu, pemeriksaan MRI mahal dan pasien harus tetap dalam posisi yang sama untuk waktu yang lama, sehingga membebani pasien.
Oleh karena itu, tim peneliti mengembangkan teknologi nano baru yang dapat secara selektif memisahkan dan menganalisis sinyal yang berasal dari sel otak tertentu dalam darah, dan berhasil mengonfirmasi perubahan molekuler yang mencerminkan aktivitas penyakit.
Yang menjadi perhatian tim peneliti adalah 'vesikel ekstraseluler'. Vesikel ekstraseluler adalah kantong kecil yang disekresikan oleh sel ke luar, yang mengandung informasi biologis dari dalam sel seperti protein dan mikro-RNA. Namun, dalam darah terdapat vesikel ekstraseluler yang berasal dari banyak sel di seluruh tubuh yang tercampur, sehingga sulit untuk secara selektif memisahkan vesikel ekstraseluler yang berasal dari sel tertentu.
Untuk mengatasi hal ini, tim peneliti mengembangkan nanokomposit peptida yang meniru struktur protein tertentu untuk mengenali molekul target dengan presisi. Teknologi ini dirancang untuk mengenali protein permukaan sel astrosit, sehingga dapat secara selektif memisahkan vesikel ekstraseluler yang berasal dari sel astrosit di antara banyak vesikel ekstraseluler dalam darah. Proses pemisahan ini selesai dalam waktu kurang dari 40 menit.
Tim peneliti menerapkan teknologi ini pada pasien dengan 'gangguan spektrum neuromyelitis optica (NMOSD)' untuk melakukan verifikasi klinis. Gangguan spektrum neuromyelitis optica adalah penyakit autoimun di mana sistem kekebalan tubuh secara berulang menyerang sel astrosit, yang menyebabkan penurunan penglihatan dan kelumpuhan akibat akumulasi gangguan neurologis seiring dengan kekambuhan akut. Oleh karena itu, penting untuk dengan cepat dan akurat menentukan apakah terjadi kekambuhan.
Tim peneliti menganalisis 147 sampel serum yang disimpan di biobank Rumah Sakit Asan Seoul dalam dua tahap. Pada analisis pertama, serum dari 39 pasien dengan kekambuhan akut, 49 pasien dalam fase stabil, dan 20 kontrol sehat dibandingkan.
Selanjutnya, untuk memverifikasi apakah juga dapat membedakan penyakit sistem saraf lainnya, analisis verifikasi dilakukan pada 39 pasien dengan sklerosis multipel dan penyakit Parkinson yang datang antara tahun 2024 dan 2025.
Hasil analisis menunjukkan bahwa kadar 'protein asam glial fibrillary (GFAP)', yang merupakan indikator kerusakan sel astrosit, lebih tinggi pada pasien dengan kekambuhan dibandingkan dengan pasien dalam fase stabil. Sebaliknya, kadar 'protein saluran air 4 (AQP4) imunoglobulin G', yang merupakan indikator diagnosis utama untuk gangguan spektrum neuromyelitis optica, cenderung menurun pada pasien dengan kekambuhan. Kadar ini mencerminkan status kekambuhan terlepas dari usia pasien atau tingkat gangguan neurologis.
Ketika dibandingkan dengan pasien sklerosis multipel dan Parkinson, gangguan spektrum neuromyelitis optica menunjukkan pola molekuler yang berbeda, sehingga kemungkinan untuk membedakan antar penyakit juga terkonfirmasi. Sinyal molekuler yang secara khas berubah selama periode kekambuhan juga diamati dalam mikro-RNA yang terkandung dalam vesikel ekstraseluler.
Profesor Lee Eun-jae dari Departemen Neurologi Rumah Sakit Asan Seoul mengatakan, "Penelitian ini menunjukkan kemungkinan untuk memantau perubahan otak tanpa pemeriksaan gambar berulang, dan diharapkan dapat digunakan untuk memprediksi respons pengobatan dan merumuskan strategi pengobatan yang dipersonalisasi di masa depan."
Profesor Shin Yong dari Departemen Bioteknologi Universitas Yonsei menyatakan, "Ini sangat berarti bahwa kami telah memverifikasi efektivitas teknologi melalui serum pasien klinis, dan diharapkan menjadi teknologi dasar yang dapat diperluas ke berbagai penyakit otak."
