Model organ kompleks tumbuh di laboratorium – Sains Terkini


Pada tahun 2006, para peneliti Jepang menemukan cara baru untuk menciptakan sel induk berpotensi majemuk melalui pemrograman ulang epigenetik sel jaringan ikat. Penemuan mereka telah menghasilkan jenis sel yang sangat berharga yang dapat digunakan para ilmuwan untuk menumbuhkan semua sel tubuh manusia dalam cawan Petri.

Ketika membudidayakan apa yang disebut "sel induk berpotensi majemuk" (sel iPS) ini sebagai agregat sel tiga dimensi, versi mini fungsional organ manusia, yang disebut organoid, dapat dibuat dengan menambahkan faktor pertumbuhan secara selektif. Dalam beberapa tahun terakhir, teknik ini telah digunakan untuk membuat model kultur sel dari usus, paru-paru, hati, ginjal dan otak, misalnya.

Organoid sebelumnya masih belum lengkap

Model organoid seperti itu seringkali sangat mirip dengan jaringan embrionik yang sebenarnya. Namun, sebagian besar tetap tidak lengkap karena mereka tidak memiliki sel stroma dan struktur, kerangka kerja pendukung organ yang terdiri dari jaringan ikat. Misalnya, jaringan tidak memiliki pembuluh darah dan sel kekebalan. Selama perkembangan embrionik, semua jenis dan struktur sel ini terlibat dalam proses pertukaran konstan, mereka saling mempengaruhi dan dengan demikian meningkatkan perkembangan dan pematangan jaringan dan organ. Penyakit juga biasanya berkembang dalam konteks jaringan dengan keterlibatan berbagai jenis sel. Penggabungan selektif komponen stroma, dan terutama pembuluh darah yang berfungsi, akan mempromosikan pematangan model organoid yang sudah mapan.

Para ilmuwan dari University of Würzburg sekarang telah mengambil langkah besar menuju pengembangan organoids yang kompleks. Ahli anatomi, Dr. Philipp Wörsdörfer dan Profesor Süleyman Ergün, kepala Institut Anatomi dan Biologi Sel, bertanggung jawab atas proyek ini. Dalam sebuah artikel yang diterbitkan dalam jurnal "Laporan Ilmiah"Pada awal November 2019, kedua peneliti mempresentasikan hasil pekerjaan mereka.

Sel punca mesodermal membuat organ miniatur lengkap

"Kami menggunakan trik untuk mencapai tujuan kami," jelas Philipp Wörsdörfer. "Pertama, kami menciptakan apa yang disebut sel nenek moyang mesodermal dari sel induk pluripoten." Dalam kondisi yang tepat, sel-sel nenek moyang tersebut mampu menghasilkan pembuluh darah, sel-sel imun dan sel-sel jaringan ikat.

Untuk menunjukkan potensi sel-sel nenek moyang mesodermal, para ilmuwan kemudian mencampurkan sel-sel ini dengan sel-sel tumor serta dengan sel-sel batang otak yang sebelumnya dihasilkan dari sel-sel iPS manusia. Campuran ini tumbuh membentuk tumor tiga dimensi kompleks atau organoids otak dalam cawan Petri yang menampilkan pembuluh darah fungsional, jaringan ikat, dan dalam kasus jaringan otak, juga sel-sel imun spesifik otak, yang disebut sel mikroglia.

"Di masa depan, model organ miniatur yang dihasilkan dengan teknik baru ini dapat membantu para ilmuwan menjelaskan proses yang terlibat dalam genesis penyakit dan menganalisis efek zat terapeutik secara lebih rinci sebelum menggunakannya pada hewan dan pasien manusia," kata Suleyman Ergün. Ini akan memungkinkan jumlah percobaan hewan dikurangi. Selain itu, model organ dapat berkontribusi untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang proses perkembangan embrionik dan menumbuhkan jaringan yang dapat ditransplantasikan secara efisien karena mereka sudah memiliki sistem vaskular fungsional.

Referensi:

Material disediakan oleh Universitas Würzburg. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.