Ilmuwan Tumbuhkan Jaringan Otak dari Sel Punca

 

Sel punca yang ditumbuhkan di laboratorium berhasil dijadikan organoid serebral atau organoid otak. Dengannya, ilmuwan berharap bisa mendalami kondisi yang disebut „kelainan jiwa“. 

Otak manusia merupakan struktur yang paling kompleks di dunia. Kini sejumlah ilmuwan telah mengembangkan otak dalam bentuk sangat mini. Para ilmuwan di Wina itu mengaku, keberhasilannya bisa menambah pengetahuan mengenai cara otak berkembang dan penyebab penyakit atau kelainan jiwa, seperti skizofrenia dan autisme.

 

Fungsi otak yang dikenal pada abad ke-19

Para peneliti di Austrian Academy of Science, Wina itu menggunakan sel punca manusia, lalu membiarkan sel-sel itu tumbuh.


Dalam proses yang membutuhkan waktu panjang, sel-sel itu kemudian tumbuh menjadi “organoid serebral” atau jaringan otak yang sangat kecil, tapi sudah terdiri dari bagian-bagian yang distinktif. Ini merupakan pertama kalinya kaum ilmuwan berhasi mereplikasi perkembangan jaringan otak dalam bentuk tiga dimensi.

Menggunakan kumpulan organoid itu, para peneliti bisa memproduksi model biologis yang menunjukkan kondisi-kondisi otak yang relatif langka. Menurut mereka, teknik ini nantinya bisa digunakan untuk mempelajari kelainan seperti autisme dan skizofrenia. Gangguan pada jaringan otak dialami oleh jutaan manusia di seluruh dunia.

"Penelitian ini menjanjikan pengetahuan lebih luas tentang kelainan-kelainan pada jaringan otak. Dan, memungkinkan ujicoba cara perawatannya, “ ujar Paul Matthews, seorang professsor neurologi di Imperial College London, yang meski tidak terlibat dalam penelitian itu, amat mengagumi hasilnya.

Zameel Cader, seorang konsultan di Rumah Sakit John Radcliffe di Oxford, menyebut penelitian ini sebagai "menarik dan mendebarkan". Menurut dia, capaian ini berpeluang mengembangkan teknologi sel punca, bukan saja untuk menambah pengetahuan mengenai pertumbuhan otak dan mekanisme penyakit, tapi untuk menciptakan obat-obatan baru.

Mengembangkan sel punca
Untuk mengembangkan jaringan otak, Juergen Knoblich and Madeline Lancaster dari institut Bioteknologi Molekular dan sejumlah peneliti Inggris dari Unit Genetika Manusia dari Universitas Edinburgh menggunakan sel punca dan membiarkan sel-sel itu tumbuh selama beberapa hari dalam piring.

Setelah itu para peneliti menyuntikkan sel-sel itu dengan gel yang berfungsi sebagai perancah, yang mendorong pertumbuhan jaringan neuroectoderm. Pada langkah akhir fragmen- fragmen yang terbentuk dimasukkan kedalam bioreaktor yang berputar – sebuah sistem yang mengedarkan oksigen dan nutrisi yang dibutuhkan agar bisa tumbuh menjadi organoid serebral atau organoid otak.

Setelah satu bulan, fragmen akan berkembang menjadi struktur primitif otak,yang bagiannya bisa dikenali sebagai retina, choroid plexus dan cerebral cortex.

Setelah sekitar 2 bulan, organoid itu akan tumbuh mencapai ukuran maksimum, dengan diameter sekitar 4 milimeter. Begitu penjelasan Knoblich. Meski kecil dan sangat jauh dari struktur rumit sebuah otak manusia dewasa, organoid itu memiliki neuron dan jenis-jenis tertentu jaringan otak. 

 

Seorang bocah penderita autisme

“Ini merupakan salah satu kasus di mana ukuran bukan suatu masalah” , ungkap Knoblich kepada media. Tambahnya, “Sistem kami tidak dioptimalkan untuk memproduksi satuan otak yang lengkap, itu memang bukan sasaran kami. Tujuan utama kami adalah untuk menganalisa tahapan berkembangnya jaringan otak dan membangun model sistem yang bisa digunakan untuk mentransfer pengetahuan kami mengenai model-model hewan sebagai perbandingan dalam mempelajari sel otak manusia. “

Salah satu hasil awal yang menandai kemungkinan di masa depan, tim Knoblich berhasil menggunakan sekumpulan organoid untuk menjajaki mikrosefali, kondisi neurologis yang langka, di mana kepala pasien pengidap berkembang secara abnormal, menjadi sangat kecil.

Baik tim peneliti maupun para pakar mengakui bahwa jalan masih sangat jauh sampai sebuah laboratorium bisa mengembangkan sebuah otak manusia yang sepenuhnya berfungsi.

“Otak manusia merupakan struktur yang paling kompleks di alam semesta dan memiliki jutaan titik pertemuan dan interaksi, baik dalam sub-bagian otak dan tentunya dengan tubuh manusia secara umum”, ujar Dean Burnett, dosen Psikiater di Universitas Cardiff. Tambahnya, “Mengaku bisa mereplikasi jaringan otak di dalam piring lab setara dengan menciptakan abacus yang pertama dan mengaku bisa mengoperasikan program Microsoft Windows yang paling mutakhir. Memang ada sebuah koneksi di situ, tapi masih sangat jauh dari aplikasinya di tingkat yang serupa."

Referensi

Tweet