BandungBergerak.id - David Julius dan Ardem Patapoutian, dua peneliti asal Amerika Serikat, meraih penghargaan Nobel Kedokteran 2021 atas penemuannya mengenai reseptor suhu dan sentuhan. Mereka dinilai telah menjawab pertanyaan yang selama ini belum terpecahkan, yaitu bagaimana impuls saraf bermula sehingga manusia bisa merasakan suhu dan rangsang sentuhan.

Dalam siaran persnya di nobelprize.org, disebutkan bahwa David Julius menggunakan capsaicin, senyawa pedas dari cabai yang menyebabkan sensasi terbakar, untuk mengidentifikasi sensor di ujung saraf kulit yang merespons panas. Ardem Patapoutian menggunakan sel yang peka terhadap tekanan untuk menemukan kelas sensor baru yang merespons rangsangan mekanis di kulit dan organ dalam.

“Terobosan ini meluncurkan kegiatan penelitian intensif yang mengarah pada peningkatan pesat dalam pemahaman kita tentang bagaimana sistem saraf kita merasakan rangsangan panas, dingin, dan mekanis. Para pemenang (Nobel Kedokteran) mengidentifikasi mata rantai penting yang hilang dalam pemahaman kita tentang interaksi kompleks antara indera kita dan lingkungan,” demikian pernyataan The Nobel Prize.

Temuan tersebut mendapat tanggapan dari Guru Besar Fakultas Kedokteran Universitas Padjadjaran (Unpad), Ahmad Faried. Menurutnya, temuan mereka sangat penting bagi dunia kedokteran, khususnya pada kajian sistem somatosensori.

“Pertanyaannya, siapa yang memulai dan menyebabkan kelistrikan sentuhan untuk gerak badan? Contohnya, kalau kita minum kopi panas, siapa yang menyebabkan tangan kita bisa memegang gelas kopi yang panas? Pertanyaan dasar ini yang dimunculkan oleh kedua penerima Nobel tersebut,” kata Ahmad Faried, pada diskusi Satu Jam Berbincang Ilmu “Sensasi, Rasa, dan Nobel Kedokteran 2021” secara virtual, Sabtu (30/12/2021), sebagaimana dikutip dari laman resmi Unpad.

Sistem somatosensori, kata Faried, merupakan sistem yang melakukan koordinasi dari adanya rangsangan berupa sentuhan, suhu, dan nyeri terhadap gerak tubuh. Sistem ini mengatur sensor yang masuk lalu dikoordinasikan oleh otot yang meresponsnya.

Secara umum, telah diketahui bahwa respons dimulai akibat tiga reaksi, yaitu kimia, suhu, dan mekanik. Namun, yang banyak dipelajari adalah respons dari reaksi kimia. Karena itu, para penerima Nobel Kedokteran 2021 telah memberikan wawasan baru terhadap kajian sistem somatosensori, khususnya pada reseptor suhu dan sentuhan.

Riset David Julius

Menurut Faried, David Julius melakukan riset panjang mengenai reseptor temperatur. Uniknya, temuan Julius berangkat dari kandungan zat aktif pada cabai, yaitu capsaicin yang merupakan zat aktif yang memberikan sensasi pedas pada cabai.

“Namun, yang dilihat bukan rasa pedasnya, tetapi pedas itu akan menyebabkan panas (heat),” jelasnya.

Melalui sensasi panas tadi, David Julius kemudian mencari gen apa yang akan memulai melakukan aktivitasnya pada sistem somatosentri. Melalui riset yang panjang, Julius mencari kandidat protein apa yang dimunculkan saat capsaicin diterima oleh sensor.

Pada 1997, riset David menghasilkan temuan gen kelas protein TRPV1. Gen ini termasuk pada kelas Ion Channel. Pada suhu kamar gen ini tertutup. Namun, ketika terjadi perubahan suhu, gen ini akan terbuka channel-nya dan akan masuk ion dan memulai rangkaian kelistrikan pada neuron. Gen ini akan terbuka pada suhu di atas 40 derajat Celsius.

Seiring David menemukan banyak kelas-kelas baru, secara bersamaan ia menemukan gen yang memiliki aktivasi berlawanan dengan TRPV1. Gen lawan ini oleh David dinamai TRPM8. Gen ini akan terbuka channel-nya pada suhu di bawah 16 derajat Celsius.

“Ini yang diusulkan bahwa sebetulnya mekanisme ini yang memulai semua rangkaian sensasi suhu di tubuh kita. Baik suhu yang terlalu dingin maupun panas, respons ujung-ujungnya adalah nyeri. Ini membuka mata bahwa jika kita bisa menarget, kita bisa membuat antidotumnya,” kata Faried.

David lantas melakukan percobaan kepada tikus. Ia mencoba mematikan salah satu gen pada tikus. Hasilnya, ketika gen TRPM8 dimatikan, tikus bisa masuk ke ruangan dengan suhu di bawah 20 derajat Celsius dengan tanpa merasakan kedinginan.

Faried mengatakan, gen ini memiliki aplikasi klinis untuk mengatasi penyakit dengan nyeri kronik, atau nyeri yang sudah tidak bisa diobati dengan obat-obatan.

Baca Juga: Problem Hiliriasi Hasil Riset Perguruan Tinggi, UPI Bangun TVUPI
Riset Kendaraan Otonom di Indonesia, Penelitian Garapan ITB dan Mobil Pintar ITS
Sungai Cikapayang: Dari Bau tak Sedap, Temuan Bakteri E. Coli, hingga Lelang Rp 8 Miliar

Temuan Ardem Patapoutian

Mengenai Ardem Patapoutian, ia dan timnya berhasil menemukan suatu reseptor yang dengan sentuhan akan mengaktivasi gen untuk membuka ion channel-nya. Gen tersebut dinamakan Piezo1 dan Piezo2. Begitu teraktivasi, gen akan menghasilkan protein dan ionnya akan masuk untuk menghasilkan repons di otak.

Ardem menemukan 72 kandidat gen. Namun, hingga kandidat ke-71, percobaanya belum berhasil. Gen yang terakhir, justru menjadi kunci bahwa percobaannya berhasil. Gen inilah yang dinamakan Piezo1 dan Piezo2, karena memiliki perbedaan subkelas.

“Gen yang ke-72 begitu ditekan, semua kelistrikannya turun, dan menunjukkan bahwa channel-nya terbuka,” kata Faried.

Usai menemukan gen tersebut, Ardem kemudian mencari kemungkinan sel dalam tubuh yang punya tekanan terhadap gen Piezo. Ternyata, ada banyak sel tubuh yang punya tekanan terhadap gen ini.

Hasil temuannya dapat dilakukan aplikasi klinis. Mutasi terhadap tekanan gen Piezo ternyata bisa menyebabkan rasa sakit, kehilangan keseimbangan, dan kelainan pada organ tubuh.

“Jadi, ini menunjukkan bahwa penemuan dasar ini punya aplikasi untuk mengatasi masalah-masalah di klinis,” kata Faried.