Pernah merasa jadwal tidur kamu berantakan gara-gara begadang semalaman atau kerja shift malam? Bisa jadi kamu lagi ngalamin apa yang disebut ilmuwan sebagai


social jet lag


.

Istilah ini menggambarkan ketidaksesuaian antara jam biologis internal tubuh kita (ritme sirkadian) dan jadwal sosial kita.

Social jet lag

yang berkaitan dengan pola tidur tidak teratur dan paparan sinar matahari yang tidak konsisten semakin umum terjadi, dan

dikaitkan dengan melemahnya sistem kekebalan tubuh

.

Gangguan ritme sirkadian kita, misalnya karena kerja shift,

terbukti berdampak negatif

pada kemampuan tubuh kita melawan infeksi.

Pengamatan ini memperkuat gagasan bahwa menjaga ritme sirkadian yang kuat melalui paparan sinar matahari secara teratur mendukung sistem kekebalan tubuh yang sehat.

Tapi, gimana sistem kekebalan tubuh kita tahu kalau sudah siang? Nah, itulah yang berhasil diungkap oleh penelitian kami yang

diterbitkan hari ini di

Science Immunology


. Temuan kami ini bisa memberikan manfaat untuk pengobatan kondisi peradangan.

Pasukan Pertama Melawan Infeksi

Ritme sirkadian adalah fitur fundamental dari semua kehidupan di Bumi. Diperkirakan berevolusi sekitar 2,5 miliar tahun yang lalu, ritme ini memungkinkan organisme beradaptasi dengan tantangan yang berkaitan dengan hari surya 24 jam.

Di tingkat molekuler, ritme sirkadian ini diatur melalui penjaga waktu multi-komponen yang dikodekan secara genetik yang disebut jam sirkadian. Hampir semua sel diketahui memiliki komponen jam sirkadian. Tapi, bagaimana fungsinya dalam berbagai jenis sel untuk mengatur perilaku mereka masih sangat sedikit dipahami.

Di laboratorium, kami menggunakan ikan zebra – ikan air tawar kecil yang umum dijual di toko hewan peliharaan – sebagai organisme model untuk memahami respons kekebalan tubuh kita terhadap infeksi bakteri.

Kami menggunakan larva ikan zebra karena susunan genetik dan sistem kekebalan tubuhnya mirip dengan kita. Selain itu, tubuhnya transparan, sehingga mudah mengamati proses biologis di bawah mikroskop.

Kami fokus pada sel kekebalan yang disebut ”

neutrofil

“, sejenis sel darah putih. Kami tertarik pada sel-sel ini karena mereka khusus dalam membunuh bakteri, menjadi penanggap pertama terhadap infeksi, dan merupakan sel kekebalan yang paling melimpah di tubuh kita.

Karena sel-sel ini berumur sangat pendek, neutrofil yang diisolasi dari darah manusia sangat sulit untuk dikerjakan secara eksperimental. Namun, dengan larva ikan zebra yang transparan, kami bisa memfilmkan mereka untuk secara langsung mengamati bagaimana sel-sel ini berfungsi, dalam hewan yang sepenuhnya utuh.

Sel Bisa Tahu Kalau Sudah Siang

Studi awal kami menunjukkan kekuatan respons kekebalan terhadap infeksi bakteri memuncak pada siang hari, saat hewan aktif.

Kami pikir ini merupakan respons evolusioner yang memberikan keuntungan bertahan hidup bagi manusia dan ikan zebra. Karena hewan diurnal seperti manusia dan ikan zebra paling aktif selama jam-jam siang, mereka lebih mungkin bertemu dengan infeksi bakteri.

Pekerjaan ini membuat kami penasaran untuk mengetahui bagaimana respons kekebalan yang meningkat ini disinkronkan dengan siang hari. Dengan membuat video neutrofil membunuh bakteri pada waktu yang berbeda dalam sehari, kami menemukan mereka membunuh bakteri lebih efisien pada siang hari daripada malam hari.

Kami kemudian mengedit genetik neutrofil untuk mematikan jam sirkadian mereka dengan hati-hati menghilangkan komponen jam tertentu. Ini adalah pendekatan yang mirip dengan menghilangkan roda gigi penting dari jam analog sehingga tidak berdetak lagi.

Ini mengarah pada penemuan bahwa sel-sel kekebalan yang penting ini memiliki jam sirkadian internal yang diatur cahaya yang memberi tahu sel-sel tentang siang hari (mirip dengan jam alarm). Ini meningkatkan kemampuan mereka untuk membunuh bakteri.

Tantangan kami selanjutnya adalah memahami secara pasti bagaimana cahaya dideteksi oleh neutrofil, dan apakah neutrofil manusia juga mengandalkan mekanisme pengaturan waktu internal ini untuk mengatur aktivitas antibakteri mereka.

Kami juga penasaran untuk melihat apakah mekanisme pembunuhan ini terbatas pada jenis bakteri tertentu, seperti yang lebih mungkin kita temui pada siang hari. Atau apakah ini respons yang lebih umum terhadap semua ancaman infeksi (termasuk infeksi virus)?

Penelitian ini membuka potensi untuk mengembangkan obat yang menargetkan jam sirkadian neutrofil untuk mengatur aktivitas sel. Mengingat neutrofil adalah sel kekebalan pertama dan paling melimpah yang direkrut ke lokasi peradangan, penemuan ini memiliki implikasi yang sangat luas untuk banyak kondisi peradangan.

Penelitian yang dijelaskan di sini dipimpin oleh kandidat PhD Lucia Du dan Pramuk Keerthisinghe, dan merupakan kolaborasi antara laboratorium Hall dan Kelompok Penelitian Kronobiologi, yang dipimpin oleh Guy Warman dan James Cheeseman, di Fakultas Ilmu Kedokteran dan Kesehatan Universitas Auckland.

Chris Hall

, Associate Professor of Immunology,


University of Auckland, Waipapa Taumata Rau

Artikel ini diterbitkan ulang dari

The Conversation

di bawah lisensi Creative Commons. Baca

artikel aslinya

.