Alzheimers DiseaseAlzheimers Disease (AD) merupakan suatu penyakit kronis yang biasanya dimulai secara lambat dan semakin buruk seiring berjalannya waktu dengan penurunan fungsi saraf otak secara kompleks dan progresif. Gejala awal yang biasa ditemui yaitu kesulitan dalam mengingat peristiwa yang baru saja terjadi (short term memory loss). Alzheimer digolongkan ke dalam salah satu dari jenis demensia yang dicirikan dengan melemahkan percakapan, kewarasan ingatan, pertimbangan, perubahan kepribadian dan tingkah laku yang tidak terkendali. Secara bertahap, fungsi tubuh yang hilang, akhirnya menyebabkan kematian. Meskipun kecepatan perkembangan dapat bervariasi, biasanya penderita dapat bertahan hidup selama 3-9 tahun.Penyebab penyakit Alzheimer masih kurang dipahami. Sekitar 70% dari risiko dipercaya disebabkan oleh faktor genetik yang melibatkan banyak gen. Faktor resiko lain diantaranya yaitu sejarah cedera kepala, depresi atau hipertensi . Proses perkembangan penyakit berhubungan dengan ditemukannya plak di otak. Diagnosis didasarkan pada sejarah penyakit dan pengujian kemampuan kognitif sebagai gangguan neurodegenerative.Figure 1perbedaan otak sehat dan otak penderita AD

Klasifikasi tahapan penyakit alzheimer ini dibagi menjadi empat tahap, dilihat dari kemampuan kognitif dan gangguan fungsionalnya.EARLY STAGEPada beberapa orang yang bertambah tua, mereka memiliki masalah ingatan lebih besar dari masalah ingatan yang seharusnya ada di usia nya. Tapi mereka tidak mengalami perubahan kepribadian atau masalah lain yang merupakan ciri khas dari AD. keadaan ini mungkin kondisi yang disebut gangguan kognitif ringan (Mild Cognitive Impairment). Gejala pertama ini dapat mempengaruhi kegiatan hidup sehari-hari.Mild ADDalam AD ringan, seseorang mungkin tampak sehat, tetapi sebenarnya memiliki lebih banyak kesulitan dalam menjalani kehidupannya. Kesadaran bahwa ada sesuatu yang salah biasanya disadari oleh orang terdekat dan keluarganya. Pada tahap ini, terjadi penyebaran jumlah plak di otak, dan adanya perubahan pada korteks serebral seperti terjadinya penyusutan dan kisut . Hilangnya ingatan terus berkembang dan perubahan dalam kemampuan kognitif lain mulai muncul. Diagnosis klinis AD biasanya dilakukan selama tahap ini. Tanda-tanda AD ringan dapat mencakup hilangnya ingatan, kebingungan menemukan lokasi yang familiar (tersesat mulai terjadi), penilaian buruk yang mengarah ke keputusan yang buruk, kehilangan spontanitas, perubahan kepribadian, peningkatan kecemasan dan lainnya.

Figure 2. Profil otak pada tahap mild to moderate AD

Moderat STAGE Pada tahap ini, kerusakan AD telah menyebar ke daerah korteks serebral yang mengontrol bahasa, penalaran, pengolahan sensorik, dan pikiran sadar. Daerah yang terkena dampak terus menyusut, ventrikel membesar, dan tanda serta gejala penyakit menjadi lebih jelas dan luas. Masalah perilaku dapat terjadi. Pengawasan harus lebih intensif dan sangat dibutuhkan perawatan. Gejala tahap ini dapat mencakup meningkatkan hilangnya memori dan kebingungan, terdapat masalah dalam megenali teman dan anggota keluarga, kesulitan dengan bahasa dan masalah dengan membaca, menulis, dan bekerja dengan angka, kesulitan mengatur pikiran dan berpikir logis, ketidakmampuan untuk belajar hal-hal baru atau untuk mengatasi situasi baru atau tidak terdugaSEVERE STAGEFigure 3. Profil otak penderita severe AD

tahap AD yang parah ini terdapat plak dan kusut yang luas di seluruh otak, sebagian besar wilayah otak telah menyusut jauh, dan ventrikel telah membesar. Orang dengan AD tidak bisa mengenali atau berkomunikasi dengan cara apapun kepada keluarga dan orang yang dicintai. Mereka benar-benar bergantung pada orang lain untuk perawatan. Orang dengan penyakit Alzheimer akhirnya tidak akan mampu untuk melakukan bahkan tugas-tugas sederhana secara mandiri; massa otot dan mobilitas memburuk ke titik di mana mereka terbaring di tempat tidur dan tidak mampu makan sendiri. Penyebab kematian biasanya merupakan faktor eksternal, seperti infeksi ulkus tekanan atau pneumonia, bukan karena penyakit itu sendiri.

Adapun factor yang dapat menyebabkan terjangkitnya penyakit Alzheimer ini dapat diakibatkan adanya perubahan pada genetik ataupun faktor nongenetik.Studi genetik mengenai penyakit neurodegenerative kompleks seperti AD terfokus pada dua isu utama. Isu pertama yaitu risiko seseorang terkena penyakit hanya di pengaruhi oleh gen dan isu kedua adalah apakah gen dapat mampengaruhi beberapa aspek tertentu saja dari risiko seseorang, seperti usia di mana penyakit dimulai. Para ilmuwan telah berhasil menemukan adanya dua tipe pada penyakit AD yaitu Early-Onset Alzheimer Disease dan Late-Onset Alzheimer Disease.Tipe yang pertama dikenal dengan nama Early-Onset Alzheimer Disease. Tipe ini merupakan penyakit turunan atau disebut familial AD (FAD). Jenis ini diderita oleh orang yang berusia 30-60 tahun. Pada penderita AD tipe ini, terdapat mutasi pada salah satu dari tiga gen: protein prekursor amiloid encoding (APP) pada kromosom 21, mutasi pada gen pengkode presenilins 1 pada kromosom 14 atau mutasi pada gen pengkode presenilins 2 pada kromosom 1. Sebagian besar mutasi pada gen APP dan presenilin meningkatkan produksi protein kecil yang disebut A42, yang merupakan komponen utama plak pikun. Beberapa mutasi hanya mengubah rasio antara A42 dan bentuk utama lainnya, seperti A40, tanpa meningkatkan kadar A42.Adapun jenis AD yang kedua yaitu yang disebut dengan Late-Onset Alzheimer Disease. Ini jenis yang lebih umum terjadi pada orang berusia 60 atau lebih tua. Sebagian besar kasus penyakit Alzheimer tidak menunjukkan adanya mutasi pada autosomal dominan dan disebut sporadis AD, di mana perbedaan lingkungan dan genetik dapat bertindak sebagai faktor risiko. Yang paling dikenal faktor risiko genetik adalah warisan dari alel 4 dari apolipoprotein E (APOE) pada kromosom 19. Risiko timbulnya terlihat dengan perbandingan tiga kali dalam heterozigot dan 15 kali di homozigot. Faktor lain yang menyebabkan timbulnya penyakit Alzheimer ini selain faktor genetik yaitu dijelaskan melalui amyloid cascade hypothesis dan Tau hypothesis. hipotesis amyloid cascade merupakan hipotesis utama untuk penyebab penyakit Alzheimer. Hipotesis ini menyatakan bahwa ketidakseimbangan antara produksi dan pembersihan A di otak dapat menyebabkan degenerasi neuronal dan dukungan demensia. Temuan bahwa adanya implikasi dari mutasi pada gen untuk kedua substrat (APP) dan enzim kunci (presenilin) yang berperan dalam regenerasi A ini mendukung hipotesis ini. Pendukung lainnya yaitu fakta bahwa kebanyakan mutasi APP juga berkumpul di sekitar situs secretase, dan mutasi APP serta mutasi presenilin meningkatkan produksi A42. Selain itu, pengetahuan bahwa orang-orang dengan syndrom Down, yang memiliki gen APP ekstra terdapat perkembangan plak A pada awal kehidupannya, dan temuan terbaru dari duplikasi lokus, memberikan dukungan kepada gagasan bahwa APP yang berumur panjang dan jumlahnya besar memicu deposisi A.

Figure 4 Amyloid cascade hypothesis

Analisis ekspresi gen1. Hibridisasi In Situ (ISH)Adalah suatu metode yang dapat digunakan untuk menentukan lokalisasi yang tepat dari segmen tertentu pada asam nukleat didalam suatu jaringan dengan adanya penanda (probe) tertentu. Teori yang mendasari ISH adalah bahwa asam nukleat, jika diawetkan secara benar dan sesuai dalam spesimen histologis dapat dideteksi melalui penempelan dengan untai komplementernya, bisa DNA atau RNA yang sudah di tandai dengan reporter tertentu. Visualisasi molekul reporter memungkinkan untuk mendeteksi lokalisasi urutan DNA atau RNA dalam populasi sel heterogen termasuk sampel jaringan dan sampel lingkungan. Riboprobes juga memungkinkan untuk melokalisasi dan menilai tingkat ekspresi gen.Proses yang terjadi pada hibridisasi in situ yaitu, disiapkan sel sampel dan jaringan di tempat plate agar dapat mudah di akses oleh probe. Probe dihibridisasi ke urutan target pada suhu tinggi, dan kemudian kelebihan probe di wash (setelah hidrolisis sebelum menggunakan RNase dalam kasus unhybridized, kelebihan penyelidikan RNA). Parameter solusi seperti suhu, garam dan / atau konsentrasi deterjen dapat dimanipulasi untuk menghilangkan interaksi non-identik (yaitu hanya urutan yang tepat pertandingan akan tetap terikat). Kemudian, probe yang diberi label baik dengan radio, fluorescent atau antigen-label basis (misalnya, digoksigenin) terlokalisir dan diukur dalam jaringan baik menggunakan autoradiografi, mikroskop fluoresensi atau imunohistokimia. ISH juga dapat menggunakan dua atau lebih probe, diberi label dengan radioaktivitas atau label non-radioaktif lainnya, untuk secara bersamaan mendeteksi dua atau lebih target.

Figure 5. Prinsip In Situ Hybridisation

Metode in situ hybridization dapat diaplikasikan untuk mendeteksi analisis ekspresi gen tertentu yang terlibat dalam penyakit penuaan. Misalnya untuk analisis ekspresi gen GABRA5, Hspa5 dan SynI pada orang tua dan muda. Penanda template dibuat dengan metode PCR yang diperoleh dari RNA hippocampus dan dikloning di vektor pGem7zf atau dimodifikasi agar mengandung SP6 dan mengandung sisi pengikatan T7 RNA polimerase. Lalu dibuat HSPA5 primer. S-UTP riboprobes berlabel dihasilkan menggunakan kit Maxiscript (Ambion). tikus usia tua dan tikus muda dibius dengan isoflurane dan transcardially perfusi dengan 0,1 M buffer fosfat di suhu kamar diikuti oleh dingin 4% paraformaldehyde di 0,1 M buffer fosfat (PB).

Figure 6. Prosedur In Situ Hybridisation

Dari metode ini dapat dihasilkan gambaran perbedaan tingkat ekspresi dari gen Gabra5, Hspa5, dan Syn1 antara tikus tua dan tikus muda. Hal ini terkait dengan adanya penurunan ekspresi mRNA seiring dengan penambahan usia pada target gen, dalam hal ini gen-gen yang digunakan adalah gen yang bertanggungjawab dalam neurofisiologis dan perkembangan otak. Dan penurunan ekspresi dari gen-gen tersebut diakibatkan adanya metilasi di bagian promotor pada gen-gen tersebut yaitu di CpG island promotor.

Figure 7 Penurunan Ekspresi Gen Pada Target Gen. Hasil In Situ Hybridization Quantification Gen Gabra5, Hspa5 Dan Syn1. Batang Hitam : Tikus Muda, Batang Merah : Tikus Tua

Daftar pustakaBlennow K, de Leon MJ, Zetterberg H. Alzheimer's Disease.Lancet. 2006;368(9533):387403."About Alzheimer's Disease: Symptoms". National Institute on Aging.28 December2011.Jin, L; Lloyd, RV (1997). "In situ hybridization: methods and applications".Journal of clinical laboratory analysis.