Ilmuwan Gunakan Lingkungan 3-D untuk Mempercepat Pertumbuhan Sel Induk
Daftar Isi:
- Kita berbicara tentang pengobatan, bukan perawatan. Kevin Whittlesey, California Institute for Regenerative Medicine
- "Dengan menggunakan lingkungan tiga dimensi, kita memilah kekuatan sel secara mekanis untuk tumbuh seperti sel induk," kata Lutolf.
Sekitar satu dekade, para ilmuwan telah mampu mengubah sel matang menjadi sel punca.
Prosesnya melibatkan memasukkan beberapa gen ke dalam nukleus sel yang sudah terdiferensiasi, seperti sel kulit. Gen ini memberitahu sel untuk kembali ke keadaan primordial dan tidak berdiferensiasi seperti yang ditemukan pada embrio awal. Sel tersebut disebut "sel induk pluripoten yang diinduksi," atau sel iPS, dan kemampuan mereka untuk berubah menjadi sel dalam tubuh manusia berarti memiliki potensi ilmiah dan terapeutik yang besar.
Tapi teknik laboratorium yang saat ini digunakan ilmuwan untuk membuat sel iPS memakan waktu lama dan tidak menghasilkan banyak sel. Itu adalah batu sandungan besar untuk penelitian.
Bulan ini, sekelompok peneliti Swiss mengumumkan bahwa mereka mungkin telah menemukan cara untuk mempercepat dan membiarkan mereka membuang hidangan Petri.
"Apa yang kita miliki saat ini adalah permukaan plastik dua dimensi yang banyak, sel induk benar-benar tidak disukai sama sekali," kata Matthias Lutolf, Ph.D., profesor di Ecole Polytechnique Federale de Lausanne di Swiss dan penulis senior studi tersebut, yang dipublikasikan di jurnal Nature Materials.
Read More: Terapi Sel Induk Kemungkinan Pengobatan Rheumatoid Arthritis »
Di dalam tubuh, sel-sel ditangguhkan dalam jaringan kolagen dan molekul lain yang dikenal sebagai matriks ekstraselular. Tim ini bisa memperkirakan lingkungan ini lebih sedikit dengan polimer buatan manusia yang dikenal sebagai gel PEG (polietilen glikol).
Apa yang mereka temukan adalah bahwa kedua mouse dan sel manusia tumbuh di gel berubah menjadi sel iPS lebih efisien dan lebih cepat daripada sel yang dikultur dalam cawan Petri. Sebenarnya, sel-sel gel berubah dalam setengah waktu sehingga sel-sel tumbuh di piring. Inovasi mereka bisa menjadi keuntungan nyata bagi ilmuwan sel induk, kata Kevin Whittlesey, seorang perwira sains senior di California Institute for Regenerative Medicine.Kita berbicara tentang pengobatan, bukan perawatan. Kevin Whittlesey, California Institute for Regenerative Medicine
Saat ini, dibutuhkan waktu berbulan-bulan untuk menumbuhkan sel iPS di laboratorium dan bulan-bulan di luar itu untuk menghasilkan sel spesifik yang mungkin diinginkan ilmuwan dalam jumlah yang dibutuhkan untuk penelitian, katanya. Dan itu berarti membayar banyak peralatan laboratorium mahal.
AdvertisementAdvertisement
"Dalam proses pembuatan ini, waktunya adalah uang," kata Whittlesey kepada Healthline.
Jika prosesnya dapat ditingkatkan, hasilnya sangat besar - dan bukan hanya secara finansial. Secara teoritis, para ilmuwan masa depan dapat mengambil sel dari kulit pasien, mengubahnya menjadi sel induk, dan kemudian menumbuhkan jaringan yang dibutuhkan pasien. Hal ini akan mengakibatkan transplantasi organ yang cocok antara donor dan penerima - karena mereka adalah orang yang sama.
Iklan"Kita berbicara tentang penyembuhan, bukan perawatan," kata Whittlesey.
Sejauh ini, terapi sel induk telah menunjukkan beberapa keberhasilan dalam mengobati pasien multiple sclerosis dan dalam pertumbuhan tulang rawan, tulang, dan ginjal pada model hewan.AdvertisementAdvertisement
Kedua sel embrionik dan iPS juga dapat digunakan untuk mempelajari penyakit pada tingkat sel dan untuk menyaring obat-obatan untuk efek samping di laboratorium sebelum memberikannya kepada pasien.
Read More: Kombinasi Stem Cell, Terapi Narkoba Bisa Membalikkan Diabetes Tipe 2 »
Masalah yang Perlu PerbaikanNamun masih banyak hambatan yang memisahkan pasien dari penyembuhan sel punca. Menurut definisi, sel punca terbagi tak terkendali, sama seperti sel kanker. Memperkenalkan sel induk yang tidak berdiferensiasi menjadi pasien akan membuat pasien berisiko terkena kanker.
Juga, sel induk embrionik dan iPS sangat sulit dikendalikan. Bahkan garis sel berasal dari sel induk yang sama - yang seharusnya identik secara genetik - dapat berperilaku berbeda satu sama lain. Beberapa garis keturunan sel jauh lebih baik daripada yang lainnya menjadi jaringan tertentu. Tidak ada yang benar-benar mengerti mengapa.
AdvertisementAdvertisementEksperimen gel tidak mengatasi salah satu dari masalah ini. Lutolf menjelaskan bahwa timnya hanya menunjukkan "bukti prinsip" bahwa gel tersebut dapat digunakan dengan sukses untuk memproduksi sel induk, walaupun mereka sama sekali tidak yakin mengapa hal itu bekerja dengan baik.
Dia mencurigai hal itu berkaitan dengan cara sel terbentuk saat mereka tumbuh.
"Dengan menggunakan lingkungan tiga dimensi, kita memilah kekuatan sel secara mekanis untuk tumbuh seperti sel induk," kata Lutolf.
Read More: Periset Merusak Proses Penuaan »
Putaran Lebih Baik dari Rata Sel kulit yang darinya sel iPS diturunkan jauh lebih datar daripada sel induk. Bidang yang luas dari cawan Petri mendorong sel menyebar seperti sel kulit orang tua mereka.
Tetapi dalam matriks gel, sel muda yang mudah dipengaruhi terkurung di semua sisi, menciptakan lingkungan yang jauh lebih sesuai untuk mengelilingi sel induk daripada sel kulit datar.
Kami pikir ini benar-benar akan mengubah cara orang menemukan obat terlarang dan obat uji. Matthias Lutolf, Ecole Polytechnique Federale de LausanneIni bukan pertama kalinya sel dikultur di lingkungan 3-D. Sebenarnya, para ilmuwan telah mengembangkan organ miniatur dengan membiarkan sel induk diatur sendiri dalam matriks gel. Laboratorium Belanda mengembangkan usus tikus miniatur dengan cara ini di tahun 2009.
Penemuan itu telah mengilhami Lutolf untuk beralih ke investigasi organ miniatur tersebut, yang juga dikenal sebagai "organoids."Kami pikir ini benar-benar akan mengubah cara orang menemukan narkoba dan tes narkoba," katanya.
Dan mungkin, suatu hari, mengobati pasien.
