Mitokondria merupakan sumber energi sel, berfungsi untuk mengubah nutrisi menjadi energi. Ketika struktur ini mengalami kegagalan, sel-sel kesulitan untuk berfungsi dengan optimal.
Disfungsi mitokondria telah dihubungkan dengan gangguan metabolisme, termasuk diabetes tipe 2, di mana tubuh kekurangan insulin yang cukup atau tidak dapat menggunakannya secara efektif untuk mengontrol kadar gula darah.
Penelitian menunjukkan bahwa sel-β pankreas yang memproduksi insulin pada pasien diabetes mengandung mitokondria yang mengalami kerusakan. Namun, penelitian sebelumnya belum sepenuhnya mengungkap bagaimana kerusakan ini memengaruhi fungsi sel-β dan kontribusinya terhadap perkembangan penyakit.
Penelitian terbaru yang dipublikasikan dalam jurnal Science oleh tim peneliti dari University of Michigan memberikan penjelasan baru mengenai masalah ini. Dalam studi dengan menggunakan tikus, mereka menemukan bahwa kerusakan mitokondria mengaktifkan respons stres yang mengubah perkembangan dan fungsi sel-β, serta menunjukkan mekanisme yang sebelumnya tidak diketahui yang bisa menjadi pusat diabetes.
Pengaruh Disfungsi Mitokondria Terhadap Identitas Sel
Produksi energi adalah fungsi utama mitokondria, dan ketika ada kerusakan pada struktur ini, hal itu dapat memicu gangguan metabolisme yang serius.
Pada diabetes tipe 2, kerusakan ini juga berdampak pada sel-sel otot, lemak, dan hati, yang semuanya berperan dalam regulasi insulin. Jika sel-sel ini tidak berfungsi dengan baik, kontrol kadar gula darah pun akan terganggu.
Para ilmuwan telah mengamati bahwa sel-β pada pasien diabetes mengalami kerusakan mitokondria dan kesulitan dalam produksi energi. Gangguan yang sama juga ditemukan pada sel otot, lemak visceral, dan sel-sel hati, memperburuk kemampuan tubuh dalam memproses insulin. Meskipun hal tersebut telah diobservasi, jalur molekuler yang menyokong kesehatan mitokondria masih kurang dipahami.
Penelitian ini, yang dipimpin oleh Emily M. Walker, Ph.D., berupaya untuk mengungkap mekanisme di balik hal ini. Tim peneliti meneliti bagaimana mitokondria memengaruhi fungsi sel-β di tingkat molekuler, berusaha mengidentifikasi faktor-faktor kunci yang memicu penyakit.
Mereka mengganggu tiga proses utama di dalam mitokondria pada tikus: integritas DNA mitokondria, daur ulang mitokondria melalui mitofagi, dan mekanisme kontrol kualitas mitokondria. Dalam semua kasus ini, mereka menemukan respon stres yang sama diaktifkan, yang menyebabkan sel-β tidak matang dan berhenti memproduksi insulin yang cukup.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa mitokondria yang tidak berfungsi dengan baik dapat memicu sinyal bahaya kepada inti sel, menyebabkan perubahan pada nasib sel itu sendiri. Temuan ini juga diverifikasi pada sel-sel pankreas manusia.
Disfungsi Mitokondria Mempengaruhi Lebih dari Sel Pankreas
Karena diabetes memengaruhi banyak organ, tim peneliti telah memperluas penyelidikan mereka ke sel-sel hati dan sel lemak pada tikus untuk mencari pola respon stres yang sama.
Diabetes merupakan penyakit sistem multi dan mempengaruhi berbagai aspek tubuh, termasuk berat badan, produksi gula oleh hati, dan fungsi otot. Oleh karena itu, penting untuk meneliti jaringan lain juga.
Penelitian menemukan bahwa sel-sel hati dan lemak menunjukkan respon stres yang mirip dengan sel-β pankreas, di mana sel-sel ini juga mengalami gangguan perkembangan dan fungsi, memperkuat keyakinan bahwa disfungsi mitokondria memainkan peran yang signifikan dalam komplikasi terkait diabetes.
Peluang Baru untuk Pengobatan Diabetes
Menariknya, penelitian ini menemukan bahwa kerusakan mitokondria tidak mengakibatkan kematian sel; sel-sel tersebut tetap hidup namun dalam keadaan disfungsional. Hal ini menciptakan harapan bahwa kerusakan mitokondria dapat dibalikkan.
Peneliti mengobati tikus diabetes dengan ISRIB, sebuah obat yang menghalangi respons stres yang diinduksi oleh disfungsi mitokondria. Setelah empat minggu, sel-β berhasil mendapatkan kembali kemampuannya dalam mengontrol kadar glukosa, menunjukkan bahwa kerusakan dapat dipulihkan.
“Kehilangan sel-β adalah penyebab langsung dari diabetes tipe 2. Temuan kami memberikan gambaran tentang apa yang mungkin terjadi dan bagaimana kami dapat mengintervensi untuk memperbaiki akar penyebabnya,” kata Soleimanpour.
Masa Depan Penelitian Diabetes
Temuan ini memberikan pendekatan baru yang inovatif dalam mengobati diabetes dengan menangani akar permasalahannya, bukan hanya sekadar mengelola gejalanya. Tim peneliti kini berusaha lebih jauh untuk mengeksplorasi jalur molekuler yang terlibat dalam respons stres mitokondria, serta memulai upaya untuk mereplikasi hasil mereka dengan menggunakan sampel sel dari pasien diabetes.
Disfungsi mitokondria adalah salah satu ciri khas penyakit metabolik, dan penelitian ini memberikan bukti bahwa disfungsi mitokondria secara aktif berkontribusi pada perkembangan penyakit dengan mengubah identitas sel. Dengan menargetkan respons stres mitokondria, para ilmuwan mungkin dapat memulihkan fungsi sel yang tepat dan mengembangkan metode pengobatan yang lebih efektif untuk kondisi diabetes.
Temuan ini tidak hanya berimplikasi untuk diabetes, tetapi juga untuk berbagai gangguan metabolik lain, karena memahami cara mitokondria berinteraksi dengan inti sel dapat membuka jalan baru dalam pengobatan berbagai penyakit. Dengan penelitian yang lebih mendalam, hasil ini berpotensi mengubah cara diabetes dan kondisi metabolik lainnya ditangani di masa depan.
.
