Inovasi dalam Rekayasa Sel Manusia-Hewan untuk Terobosan Medis

Beberapa hewan seperti flatworm, axolotl, zebrafish, dan kadal anole hijau memiliki kemampuan luar biasa untuk meregenerasi bagian tubuh yang hilang atau terluka. Sementara itu, sebagian besar mamalia, termasuk manusia, tidak bisa melakukan hal yang sama. Para ilmuwan tertarik mempelajari mekanisme unik ini untuk mengembangkan terapi baru bagi manusia. Zebrafish dapat memperbaiki cedera sumsum tulang belakang sehingga bisa bergerak kembali dalam delapan minggu. Para peneliti menemukan bahwa sel-sel khusus yang menyerupai astrocytes manusia sangat penting dalam proses ini. Dengan mengenalkan molekul tertentu ke astrocytes manusia, mereka dapat mengubah perilaku sel tersebut agar mendukung penyembuhan lebih baik. Namun, jarak evolusi antara zebrafish dan manusia cukup jauh. Oleh karena itu, penelitian juga difokuskan pada kadal anole hijau, yang lebih dekat secara genetik dengan manusia. Kadal ini bisa meregenerasi seluruh ekornya dengan bantuan sel punca otot yang mampu menciptakan otot baru dari awal — sesuatu yang manusia dan tikus belum mampu lakukan. Para ilmuwan berharap dapat memahami bagaimana sel punca otot kadal bekerja agar teknologi ini bisa diaplikasikan untuk memperbaiki otot manusia. Ini berpotensi membantu mengobati penyakit otot yang degeneratif, memperkuat otot pada orang tua, serta mempercepat penyembuhan luka. Penemuan-penemuan baru ini, yang dipresentasikan dalam pertemuan International Society for Stem Cell Research di Hong Kong, menunjukkan harapan besar bahwa kemampuan regenerasi alami hewan bisa dimanfaatkan untuk terapi medis canggih di masa depan.

Para ilmuwan berhasil mengembangkan teknik baru untuk menumbuhkan sel manusia di organ tikus dengan menyuntikkan organoid manusia ke dalam cairan amnion tikus hamil. Organisasi mini dari usus, hati, dan otak yang dibuat dari sel punca di laboratorium ini mampu berkembang dalam embrio tikus hingga menjadi bagian dari organ sesuai targetnya. Metode ini berbeda dari cara sebelumnya yang langsung menyuntikkan sel punca ke embrio. Dengan menggunakan organoid yang sudah dipramatangkan, sel manusia dapat bertahan dan berkembang lebih baik tanpa harus menusuk dinding embrio, sehingga memperbesar peluang sukses integrasi sel manusia ke dalam organ tikus yang sedang tumbuh. Setelah tikus lahir, ditemukan bahwa sekitar 10% anakan tikus mengandung sel manusia dalam usus mereka, walaupun hanya sekitar 1% dari total sel usus. Sel manusia di organ lain seperti hati dan otak ada dalam jumlah lebih kecil, namun tetap mampu berfungsi seperti memproduksi albumin oleh sel hati manusia. Penemuan ini membuka jalan untuk masa depan di mana organ manusia bisa ditumbuhkan dalam tubuh hewan dan digunakan untuk transplantasi, mengatasi masalah kekurangan organ donor yang selama ini sangat membatasi jumlah pasien yang bisa diselamatkan. Namun, kemajuan ini juga memicu pertanyaan dan kekhawatiran etis, terutama jika sel manusia mulai berkembang dalam otak hewan dan memengaruhi kemampuan kognitif. Oleh sebab itu, penelitian lanjut dan regulasi ketat sangat diperlukan untuk memastikan teknologi ini berkembang dengan tanggung jawab.

Para ilmuwan sedang mencoba menanamkan sel manusia ke dalam organ tikus untuk mempelajari perkembangan organ dan kemungkinan transplantasi. Mereka menggunakan teknik baru yang langsung menyuntikkan sel organoid manusia ke dalam cairan amnion ibu tikus yang sedang mengandung. Teknik ini berbeda dari metode sebelumnya yang memasukkan sel punca manusia ke embrio dalam cawan, dimana banyak sel manusia tidak bertahan hidup. Dalam eksperimen ini, organoid manusia yang sudah tumbuh sebelumnya dipilih untuk disuntikkan agar lebih tahan hidup. Hasilnya, sel manusia dari organoid usus, hati, dan otak yang masuk ke cairan amnion kemudian hidup, berkembang dan menyasar organ yang sesuai pada embrio tikus tanpa harus membuka dinding embrio. Meski hanya sebagian kecil tikus yang lahir dengan sel manusia di organ mereka, dan persentase sel manusia masih kecil, sel tersebut dapat bertahan hingga dua bulan dan bahkan memproduksi protein manusia seperti albumin di hati. Kesimpulannya, metode ini membuka peluang untuk meneliti dan mengembangkan organ manusia dalam tubuh hewan, namun masih dibutuhkan penelitian lebih lanjut agar proporsi dan efektivitas sel manusia meningkat.

Penelitian terbaru mengungkap bahwa senyawa gula unik dari teripang laut dapat menghambat enzim Sulf-2 yang berperan dalam penyebaran kanker. Hal ini membuka peluang baru dalam terapi kanker yang lebih efektif dan aman. Enzim Sulf-2 biasa dimanfaatkan oleh sel kanker untuk memodifikasi permukaan sel, memungkinkan kanker berkembang dan menyebar lebih cepat. Senyawa dari teripang ini dapat mencegah perubahan tersebut sehingga menghambat pertumbuhan penyakit. Berbeda dengan penghambat enzim lainnya, senyawa teripang tidak mengganggu proses pembekuan darah, sehingga mengurangi risiko efek samping berbahaya seperti perdarahan tidak terkendali yang sering dikhawatirkan dalam pengobatan kanker. Meski potensi senyawa ini besar, deformasi massal dari teripang sulit dilakukan karena stok alami yang terbatas. Oleh karena itu, para peneliti fokus mengembangkan metode kimia untuk mensintesis senyawa ini secara buatan agar dapat diuji lebih lanjut dan diproduksi secara massal. Penemuan ini menegaskan pentingnya sumber daya laut sebagai alternatif yang lebih aman dan berkelanjutan dibandingkan bahan obat dari hewan darat, yang juga membawa risiko penularan penyakit. Studi ini menjadi terobosan penting di bidang farmasi dan bioteknologi kanker.

Para ilmuwan telah berhasil menumbuhkan jantung kecil yang mengandung sel manusia dalam embrio babi untuk pertama kalinya. Embrio ini mampu bertahan selama 21 hari, dan pada waktu itu jantung mereka mulai berdetak. Teknologi ini menggunakan metode chimera manusia-hewan dengan memasukkan sel punca manusia ke dalam embrio babi yang telah dimodifikasi secara genetik agar tidak dapat menghasilkan jantungnya sendiri. Dengan cara ini, diharapkan jantung yang tumbuh berasal dari sel manusia. Embrio babi yang digunakan memiliki ukuran dan anatomi organ yang mirip dengan manusia, sehingga babi dipilih sebagai donor yang potensial. Penelitian ini dilakukan oleh tim yang dipimpin oleh Lai Liangxue dari Guangzhou Institutes of Biomedicine and Health di China. Untuk memastikan keberhasilan integrasi, sel punca manusia direkayasa agar dapat hidup lebih lama dan tumbuh lebih baik di lingkungan babi. Sel manusia yang dimasukkan disuntikkan pada tahap awal pembentukan embrio dan diberi tanda bercahaya agar dapat diamati. Penelitian ini membuka peluang baru untuk mengatasi kekurangan organ transplantasi dengan menghasilkan organ manusia yang tumbuh di hewan, meskipun embrio babi ini tidak bertahan lebih dari 21 hari.