Penulis: Suko Waspodo
Sel pendukung penciuman, bukan neuron, rentan terhadap infeksi virus corona baru.
Kehilangan bau sementara, atau anosmia, adalah gejala neurologis utama dan salah satu indikator COVID-19 yang paling awal dan paling sering dilaporkan. Studi menunjukkan lebih baik memprediksi penyakit daripada gejala terkenal lainnya seperti demam dan batuk, tetapi mekanisme yang mendasari untuk kehilangan bau pada pasien dengan COVID-19 belum jelas.
Sekarang, tim peneliti internasional yang dipimpin oleh ahli saraf di Harvard Medical School telah mengidentifikasi jenis sel penciuman yang paling rentan terhadap infeksi oleh SARS-CoV-2, virus penyebab COVID-19.
Anehnya, neuron sensorik yang mendeteksi dan mengirimkan indra penciuman ke otak bukan termasuk jenis sel yang rentan.
Dilaporkan dalam Science Advance pada 24 Juli yang lalu, tim peneliti menemukan bahwa neuron sensorik penciuman tidak mengekspresikan gen yang mengkode protein reseptor ACE2, yang digunakan SARS-CoV-2 untuk masuk ke sel manusia. Sebaliknya, ACE2 diekspresikan dalam sel yang memberikan dukungan metabolik dan struktural untuk neuron sensorik penciuman, serta populasi sel induk dan sel pembuluh darah tertentu.
Temuan menunjukkan bahwa infeksi jenis sel nonneuronal mungkin bertanggung jawab atas anosmia pada pasien COVID-19 dan membantu menginformasikan upaya untuk lebih memahami perkembangan penyakit.
“Temuan kami menunjukkan bahwa virus corona baru mengubah indra penciuman pada pasien tidak dengan langsung menginfeksi neuron tetapi dengan memengaruhi fungsi sel pendukung,” kata penulis studi senior Sandeep Robert Datta, profesor neurobiologi di Blavatnik Institute di HMS.
Ini menyiratkan bahwa dalam kebanyakan kasus, infeksi SARS-CoV-2 tidak mungkin merusak sirkuit saraf penciuman secara permanen dan menyebabkan anosmia yang terus-menerus, tambah Datta, suatu kondisi yang terkait dengan berbagai masalah kesehatan mental dan sosial, terutama depresi dan kecemasan.
“Saya pikir itu kabar baik, karena begitu infeksinya sembuh, neuron penciuman tampaknya tidak perlu diganti atau dibangun kembali dari awal,” katanya. “Tetapi kami membutuhkan lebih banyak data dan pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme yang mendasari untuk mengkonfirmasi kesimpulan ini.”
Mayoritas pasien COVID-19 mengalami beberapa tingkat anosmia, paling sering hanya sementara, menurut data yang muncul. Analisis catatan kesehatan elektronik menunjukkan bahwa pasien COVID-19 27 kali lebih mungkin mengalami kehilangan bau tetapi hanya sekitar 2,2 hingga 2,6 kali lebih mungkin mengalami demam, batuk atau kesulitan bernapas, dibandingkan dengan pasien tanpa COVID-19.
Beberapa penelitian telah mengisyaratkan bahwa anosmia pada COVID-19 berbeda dari anosmia yang disebabkan oleh infeksi virus lain, termasuk oleh coronavirus lain.
Misalnya, pasien COVID-19 biasanya memulihkan indera penciuman mereka selama berminggu-minggu – jauh lebih cepat daripada waktu yang dibutuhkan untuk pulih dari anosmia yang disebabkan oleh subset infeksi virus yang diketahui secara langsung merusak neuron sensorik penciuman. Selain itu, banyak virus yang menyebabkan hilangnya penciuman sementara dengan memicu masalah pernapasan bagian atas seperti hidung tersumbat. Namun beberapa pasien COVID-19 mengalami anosmia tanpa sumbatan hidung.
Menunjukkan Kerentanan
Dalam studi saat ini, Datta dan rekannya berusaha untuk lebih memahami bagaimana indera penciuman diubah pada pasien COVID-19 dengan menentukan jenis sel yang paling rentan terhadap infeksi SARS-CoV-2.
Mereka mulai dengan menganalisis data sekuensing sel tunggal yang ada yang secara total mengatalogkan gen yang diekspresikan oleh ratusan ribu sel individu di rongga hidung bagian atas manusia, tikus dan primata bukan manusia.
Tim fokus pada gen ACE2, yang banyak ditemukan di sel-sel saluran pernapasan manusia, yang mengkode protein reseptor utama yang ditargetkan SARS-CoV-2 untuk masuk ke dalam sel manusia. Mereka juga melihat gen lain, TMPRSS2, yang mengkode enzim yang dianggap penting untuk masuknya SARS-CoV-2 ke dalam sel.
Analisis mengungkapkan bahwa ACE2 dan TMPRSS2 diekspresikan oleh sel-sel di epitel olfaktorius – jaringan khusus di atap rongga hidung yang bertanggung jawab untuk mendeteksi bau yang menampung neuron sensorik penciuman dan berbagai sel pendukung.
Tidak ada gen, bagaimanapun, diekspresikan oleh neuron sensorik penciuman. Sebaliknya, neuron ini mengekspresikan gen yang terkait dengan kemampuan virus corona lain untuk memasuki sel.
Para peneliti menemukan bahwa dua jenis sel spesifik di epitel olfaktorius mengekspresikan ACE2 pada tingkat yang sama dengan apa yang telah diamati dalam sel-sel saluran pernapasan bagian bawah, target paling umum dari SARS-CoV-2, yang menunjukkan kerentanan terhadap infeksi.
Ini termasuk sel yang mendukung, yang membungkus neuron sensorik dan dianggap memberikan dukungan struktural dan metabolik, dan sel basal, yang bertindak sebagai sel induk yang meregenerasi epitel olfaktorius setelah kerusakan. Kehadiran protein yang dikodekan oleh kedua gen dalam sel ini dikonfirmasi dengan imunostaining.
Dalam percobaan tambahan, para peneliti menemukan bahwa sel-sel induk epitel penciuman mengekspresikan protein ACE2 pada tingkat yang lebih tinggi setelah kerusakan yang diinduksi secara buatan, dibandingkan dengan sel-sel induk yang beristirahat. Ini mungkin menyarankan tambahan kerentanan SARS-CoV-2, tetapi masih belum jelas apakah atau bagaimana ini penting untuk perjalanan klinis anosmia pada pasien dengan COVID-19, kata para peneliti.
Datta dan rekannya juga menganalisis ekspresi gen di hampir 50.000 sel individu dalam bola penciuman tikus, struktur di otak depan yang menerima sinyal dari neuron sensorik penciuman dan bertanggung jawab untuk pemrosesan bau awal.
Neuron di olfaktorius tidak mengekspresikan ACE2. Gen dan protein terkait hanya ada di sel pembuluh darah, terutama pericytes, yang terlibat dalam regulasi tekanan darah, pemeliharaan sawar darah otak, dan respons inflamasi. Tidak ada tipe sel dalam olfaktorius yang mengekspresikan gen TMPRSS2.
Petunjuk Kehilangan Bau
Bersama-sama, data ini menunjukkan bahwa anosmia terkait COVID-19 mungkin timbul dari hilangnya fungsi sementara sel pendukung di epitel olfaktorius, yang secara tidak langsung menyebabkan perubahan pada neuron sensorik penciuman, kata para penulis.
“Kami belum sepenuhnya memahami apa saja perubahan itu,” kata Datta. “Sel sustentakular sebagian besar telah diabaikan, dan sepertinya kita perlu memperhatikannya, serupa dengan bagaimana kita semakin menghargai peran penting yang dimainkan sel glial di otak.”
Temuan ini juga menawarkan petunjuk menarik tentang masalah neurologis terkait COVID-19. Pengamatan konsisten dengan hipotesis bahwa SARS-CoV-2 tidak secara langsung menginfeksi neuron tetapi sebaliknya dapat mengganggu fungsi otak dengan mempengaruhi sel-sel vaskular dalam sistem saraf, kata para penulis. Ini membutuhkan penyelidikan lebih lanjut untuk memverifikasi, mereka menambahkan.
Hasil studi sekarang membantu mempercepat upaya untuk lebih memahami kehilangan bau pada pasien dengan COVID-19, yang pada gilirannya dapat mengarah pada perawatan anosmia dan pengembangan diagnostik berbasis bau yang lebih baik untuk penyakit tersebut.
“Anosmia tampaknya seperti fenomena yang aneh, tetapi bisa sangat menghancurkan bagi sebagian kecil orang yang gigih bertahan,” kata Datta. “Ini dapat memiliki konsekuensi psikologis yang serius dan bisa menjadi masalah kesehatan masyarakat yang besar jika kita memiliki populasi yang terus bertambah dengan kehilangan penciuman yang permanen.”
Tim juga berharap data tersebut dapat membantu membuka jalan bagi pertanyaan tentang perkembangan penyakit seperti apakah hidung bertindak sebagai reservoir SARS-CoV-2. Upaya tersebut akan memerlukan studi di fasilitas yang memungkinkan percobaan dengan coronavirus hidup dan analisis data otopsi manusia, kata para peneliti, yang masih sulit didapat. Namun, semangat kolaboratif penelitian ilmiah era pandemi menyerukan optimisme.
“Kami memulai pekerjaan ini karena lab saya memiliki beberapa set data yang siap dianalisis ketika pandemi melanda, dan kami menerbitkan cetakan awal,” kata Datta. “Apa yang terjadi setelah itu luar biasa, peneliti di seluruh dunia menawarkan untuk berbagi dan menggabungkan data mereka dengan kami dalam semacam konsorsium global dadakan. Ini adalah pencapaian kolaboratif yang nyata.”
(Materials provided by Harvard Medical School)
***
Solo, Jumat, 7 Agustus 2020. 10:12 pm
Suko Waspodo
