Meskipun pola makan tinggi gula menyebabkan sejumlah komplikasi kesehatan bagi manusia, termasuk diabetes, obesitas, dan bahkan kanker, kelelawar buah ibarat 'pahlawan super' yang dapat mengonsumsi gula dalam jumlah besar yang berpotensi mematikan bagi manusia.
Kini, para peneliti dari Universitas California-San Francisco (UCSF) sedang menyelidiki bagaimana kelelawar ini berevolusi untuk mengatasi asupan gula yang begitu tinggi – dan apakah kemampuan ini dapat membantu manusia yang menderita diabetes.
Angka terbaru dari Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) memperkirakan 422 juta orang di seluruh dunia menderita diabetes. Badan kesehatan internasional tersebut mengatakan sekitar 1,5 juta kematian setiap tahunnya terkait langsung dengan penyakit yang sebenarnya dapat dicegah ini.
“Bagi saya, kelelawar itu seperti pahlawan super, masing-masing memiliki kekuatan super yang luar biasa, baik itu ekolokasi, terbang, menghisap darah tanpa pembekuan, atau makan buah dan tidak terkena diabetes,” kata Nadav Ahituv, PhD, direktur UCSF Institute. untuk Genetika Manusia dan rekan penulis senior makalah ini, dalam rilis universitas.
Prevalensi diabetes regional dan global
Diperkirakan ada satu dari lima orang di UEA yang mengidap diabetes, menurut angka dari Cleveland Clinic Abu Dhabi, dan jumlah tersebut diperkirakan akan meningkat dua kali lipat pada tahun 2040.
Di Arab Saudi, Atlas Federasi Diabetes Internasional (IDF) memperkirakan lebih dari 4,2 juta orang hidup dengan diabetes – jumlah ini diperkirakan akan meningkat menjadi 5,6 juta pada tahun 2030 dan lebih dari 7,5 juta pada tahun 2045.
Secara global, IDF mengatakan 537 juta orang dewasa (20-79 tahun) hidup dengan diabetes – 1 dari 10. Jumlah ini diperkirakan akan meningkat menjadi 643 juta pada tahun 2030 dan 783 juta pada tahun 2045. Pada tahun 2021, diabetes bertanggung jawab atas 6,7 juta – atau satu setiap lima detik.
Diabetes dapat menyebabkan sejumlah komplikasi kesehatan, termasuk gagal ginjal, serangan jantung, kebutaan, stroke, dan amputasi anggota tubuh.
Dengan diabetes, tubuh manusia tidak dapat memproduksi atau mendeteksi insulin, sehingga menyebabkan masalah dalam mengontrol gula darah,” kata Ahituv. “Tetapi kelelawar buah memiliki sistem genetik yang mengontrol gula darah tanpa gagal. Kami ingin belajar dari sistem tersebut untuk membuat terapi penginderaan insulin atau gula yang lebih baik bagi masyarakat.”
Tim Ahituv fokus pada evolusi pankreas kelelawar, yang mengontrol gula darah, dan ginjal. Mereka menemukan bahwa pankreas kelelawar buah, dibandingkan dengan pankreas kelelawar pemakan serangga, memiliki sel penghasil insulin ekstra serta perubahan genetik untuk membantunya memproses gula dalam jumlah besar. Ginjal kelelawar buah telah beradaptasi untuk memastikan bahwa elektrolit penting akan dipertahankan dari makanan encer mereka.
“Bahkan perubahan kecil pada satu huruf DNA pun membuat pola makan ini layak dilakukan oleh kelelawar buah,” kata Wei Gordon, PhD, salah satu penulis pertama makalah ini, lulusan baru program TETRAD UCSF, dan asisten profesor biologi di Menlo College. “Kita perlu memahami metabolisme gula tinggi seperti ini untuk membuat kemajuan dalam membantu satu dari tiga orang Amerika yang menderita pradiabetes.”
Setelah 20 jam tidur setiap hari, kelelawar buah bangun selama empat jam untuk melahap buah-buahan. Kemudian kembali ke tempat bertenggernya.
Peneliti di tempat kerja
Untuk memahami bagaimana kelelawar buah melakukan konsumsi gula ini, Ahituv dan Gordon berkolaborasi dengan ilmuwan dari berbagai institusi, mulai dari Universitas Yonsei di Korea hingga Museum Sejarah Alam Amerika di New York City, untuk membandingkan kelelawar buah Jamaika. hingga kelelawar besar berwarna coklat, yang hanya memakan serangga.
Para peneliti menganalisis ekspresi gen (gen mana yang aktif atau tidak aktif) dan DNA pengatur (bagian DNA yang mengontrol ekspresi gen) menggunakan metode untuk mengukur keduanya dalam sel individual.
“Teknologi sel tunggal yang lebih baru ini dapat menjelaskan tidak hanya jenis sel yang ada di organ tertentu, namun juga bagaimana sel-sel tersebut mengatur ekspresi gen untuk mengatur setiap pola makan,” kata Ahituv.
Pada kelelawar buah, komposisi pankreas dan ginjal berevolusi untuk mengakomodasi pola makan mereka. Pankreas memiliki lebih banyak sel untuk memproduksi insulin, yang memerintahkan tubuh untuk menurunkan gula darah, serta lebih banyak sel untuk memproduksi glukagon, hormon pengatur gula utama lainnya. Sementara itu, ginjal kelelawar buah memiliki lebih banyak sel untuk memerangkap garam yang langka saat menyaring darah.
Jika dilihat lebih dekat, DNA pengatur dalam sel-sel tersebut telah berevolusi untuk mengaktifkan atau menonaktifkan gen yang sesuai untuk metabolisme buah. Sebaliknya, kelelawar coklat besar memiliki lebih banyak sel untuk memecah protein dan menghemat air. Dan ekspresi gen dalam sel-sel tersebut disesuaikan untuk menangani pola makan serangga.
“Organisasi DNA di sekitar gen insulin dan glukagon sangat jelas berbeda antara kedua spesies kelelawar tersebut,” kata Gordon. “DNA di sekitar gen dulunya dianggap 'sampah', namun data kami menunjukkan bahwa DNA pengatur ini kemungkinan besar membantu kelelawar buah bereaksi terhadap peningkatan atau penurunan gula darah secara tiba-tiba.”
Meskipun beberapa biologi kelelawar buah mirip dengan apa yang ditemukan pada manusia penderita diabetes, kelelawar buah tampaknya mengembangkan sesuatu yang hanya bisa diimpikan oleh manusia yang menyukai makanan manis: makanan manis tanpa konsekuensi.
“Sungguh luar biasa untuk menjauh dari organisme model, seperti tikus laboratorium, dan menemukan solusi yang mungkin untuk krisis kesehatan manusia di alam,” kata Gordon. “Kelelawar telah menemukan jawabannya, dan itu semua ada dalam DNA mereka, hasil seleksi alam.”
Penelitian ini mendapat manfaat dari gelombang besar minat dalam mempelajari kelelawar untuk meningkatkan kesehatan manusia. Gordon dan Ahituv melakukan perjalanan ke Belize untuk berpartisipasi dalam Bat-a-Thon tahunan bersama hampir 50 peneliti kelelawar lainnya, melakukan sensus kelelawar liar serta sampel lapangan untuk sains. Salah satu kelelawar buah Jamaika yang ditangkap pada acara ini digunakan dalam studi metabolisme gula.
