Apa yang terjadi di awal perkembangan organ? – Sains Terkini

Apa yang terjadi di awal perkembangan organ? Bagaimana sekelompok kecil sel terorganisir untuk menjadi jantung, otak, atau ginjal?

Masa perkembangan kritis ini telah lama tetap menjadi kotak hitam biologi perkembangan, sebagian karena tidak ada sensor yang cukup kecil atau fleksibel untuk mengamati proses ini tanpa merusak sel.

Sekarang, para peneliti dari Sekolah Teknik dan Ilmu Terapan (SEAS) Harvard John A. Paulson telah menumbuhkan organ-organ yang disederhanakan yang dikenal sebagai organoid dengan sensor terintegrasi penuh.

Organoid yang disebut cyborg ini menawarkan pandangan langka ke tahap awal pengembangan organ.

perkembangan-organ

“Saya sangat terinspirasi oleh proses pengembangan organ alami di sekolah menengah, di mana organ 3D mulai dari beberapa sel dalam struktur 2D.”

“Saya pikir jika kita dapat mengembangkan nanoelektronika yang sangat fleksibel, dapat direnggangkan, dan lunak sehingga mereka dapat tumbuh bersama dengan pengembangan jaringan melalui proses pengembangan alami mereka, sensor tertanam dapat mengukur seluruh aktivitas proses perkembangan ini,” kata Jia Liu, Asisten Profesor Bioteknologi di LAUT dan penulis senior studi ini.

“Hasil akhirnya adalah sepotong jaringan dengan perangkat skala nano yang sepenuhnya didistribusikan dan diintegrasikan di seluruh volume tiga dimensi jaringan.”

Jenis perangkat ini muncul dari pekerjaan yang dimulai Liu sebagai mahasiswa pascasarjana di lab Charles M. Lieber, Joshua dan Profesor Universitas Beth Friedman.

Di laboratorium Lieber, Liu pernah mengembangkan nanoelektronika yang fleksibel dan seperti mesh yang dapat disuntikkan di wilayah jaringan tertentu.

Membangun pada desain itu, Liu dan timnya meningkatkan kelenturan nanoelektronika dengan mengubah bentuk mesh dari garis lurus menjadi struktur serpentin (struktur serupa digunakan dalam elektronik yang dapat dipakai).

Kemudian, tim mentransfer nanoelektronika mesh ke selembar 2D sel punca, di mana sel-sel tertutup dan terjalin dengan nanoelektronika melalui gaya tarik sel-sel.

Ketika sel-sel induk mulai berubah menjadi struktur 3D, nanoelectronics secara mulus mengkonfigurasi ulang diri mereka bersama dengan sel-sel, menghasilkan organoid 3D dewasa dengan sensor tertanam.

Sel-sel induk kemudian dibedakan menjadi kardiomiosit – sel jantung – dan para peneliti dapat memantau dan mencatat aktivitas elektrofisiologis selama 90 hari.

“Metode ini memungkinkan kita untuk terus memantau proses perkembangan dan memahami bagaimana dinamika sel-sel individual mulai berinteraksi dan menyinkronkan selama seluruh proses perkembangan,” kata Liu.

“Ini bisa digunakan untuk mengubah organoid apa pun menjadi organoid cyborg, termasuk organoida otak dan pankreas.”

Selain membantu menjawab pertanyaan mendasar tentang biologi, cyborg organoids dapat digunakan untuk menguji dan memantau perawatan obat khusus pasien dan berpotensi digunakan untuk transplantasi.

Referensi:

Materi disediakan oleh Sekolah Teknik dan Ilmu Pengetahuan Terapan Harvard John A. Paulson. 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.