Language
Country/Area
No result found
Dari Drosophila ke Mamalia: Bagaimana perjalanan evolusi jalur sinyal landak?
Jalur pensinyalan Hedgehog merupakan jalur pensinyalan penting dalam biologi perkembangan yang mengirimkan pesan yang dibutuhkan oleh sel embrionik untuk mendorong diferensiasi sel yang tepat.
Jalur pensinyalan Hedgehog dinamai berdasarkan molekul ligannya Hedgehog (Hh), yang merupakan molekul pensinyalan endogen yang ditemukan di Drosophila. Jalur ini memberikan sinyal penting selama perkembangan embrionik di Drosophila dan memainkan peran penting dalam semua tahap perkembangan organisme.
Pada tahun 1980-an, Nüsslein-Volhard dan Wieschaus menggunakan teknologi deteksi mutasi untuk melakukan penelitian mendalam tentang proses perkembangan lalat buah, mengungkap banyak gen yang terkait dengan perkembangan segmen tubuh, termasuk gen landak. Para ilmuwan telah menemukan bahwa ketika lalat buah tidak memiliki gen Hh, embrio mereka memiliki bentuk yang tidak normal, pendek dan gemuk seperti landak, yang merupakan asal muasal nama gen ini.
Dari lalat buah hingga mamalia: proses evolusi
Jalur pensinyalan Hedgehog berperan tidak hanya pada lalat buah, tetapi juga penting pada hewan lain. Pada mamalia, tiga gen homolog dari jalur pensinyalan Hedgehog - landak gurun (DHH), landak India (IHH) dan landak sonik (SHH) - semuanya terlibat dalam berbagai proses perkembangan hewan. SHH, khususnya, dianggap sebagai anggota yang paling banyak dipelajari.
Peran utama jalur pensinyalan Hedgehog dalam banyak proses perkembangan menjadikannya topik penelitian penting dalam biologi perkembangan evolusioner.
Mekanisme jalur pensinyalan Hedgehog memiliki dampak yang mendalam pada perkembangan berbagai hewan. Selama perkembangan embrio vertebrata, molekul SHH terlibat dalam perkembangan anggota tubuh. Sejak awal tahun 1968, percobaan klasik Saunders dan Gassling telah menunjukkan bahwa selama perkembangan tunas anggota badan anak ayam, suatu area yang disebut zona aktivitas polarisasi (ZPA) melepaskan faktor yang dapat berdifusi. Kemudian, orang dalam menemukan bahwa faktor ini adalah SHH.
Jalur pensinyalan Hedgehog dan penyakit
Namun, aktivitas abnormal jalur pensinyalan Hedgehog juga telah dikaitkan dengan sejumlah penyakit, yang paling menonjol adalah kanker. Karsinoma sel basal adalah salah satu kanker yang paling umum dan terkait erat dengan perubahan jalur pensinyalan Hedgehog. Para peneliti menemukan bahwa pada pasien dengan jenis kanker ini, hilangnya fungsi gen Patched dan mutasi pengaktifan gen Smoothened saling tumpang tindih, yang menyebabkan aktivasi abnormal jalur pensinyalan Hedgehog, yang pada gilirannya mendorong pembentukan dan perkembangan tumor.
Aktivasi abnormal jalur pensinyalan Hedgehog mendorong pertumbuhan dan penyebaran sel tumor.
Selain itu, jalur pensinyalan Hedgehog telah terlibat dalam perkembangan banyak penyakit serius lainnya, seperti blastoma serebelum dan kelainan perkembangan embrio seperti holoprosencephaly. Penelitian terkini telah menunjukkan bahwa kelainan pada jalur pensinyalan Hh dapat menyebabkan penyakit pernapasan seperti fibrosis paru.
Strategi penelitian dan pengobatan klinis
Penghambat jalur Hedgehog berkembang pesat dalam pengobatan kanker. Obat yang menargetkan Smoothened, seperti vismodegib dan sonidegib, telah disetujui secara klinis dan dianggap memiliki potensi besar untuk mengobati jenis kanker tertentu. Namun, karena efek sampingnya dan masalah resistensi obat, masih ada kebutuhan untuk mengembangkan obat terapeutik generasi baru.
Penelitian terkini telah menunjukkan bahwa faktor lingkungan juga dapat memengaruhi fungsi normal jalur pensinyalan landak, yang selanjutnya menunjukkan bahwa kita perlu lebih berhati-hati dalam mengatur sirkuit ini.
Evolusi jalur pensinyalan landak mengungkap hubungan rumit antara evolusi biologis dan perkembangan penyakit. Ini adalah eksplorasi tidak hanya dalam batasan biologi dasar tetapi juga lintas batas biomedis, mengeksplorasi mekanisme yang mendorong perkembangan dan gangguan yang berpotensi menimbulkan bencana. Misalnya, dari penelitian lalat buah hingga aplikasi manusia, dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, penelitian mendalam tentang jalur pensinyalan landak akan menjadi kunci yang mungkin untuk terobosan biomedis baru. Bisakah evolusi seperti itu mendorong pemahaman kita ke tingkat yang sama sekali baru?
