Peneliti Transplantasi Sel Otak Manusia ke Otak Bayi Tikus, Terkoneksi dan Berkembang

SATUHARAPAN.COM-Para ilmuwan telah mentransplantasikan sel-sel otak manusia ke dalam otak bayi-bayi tikus, di mana sel-sel tersebut tumbuh dan membentuk koneksi.

Ini adalah bagian dari upaya untuk mempelajari lebih baik perkembangan otak manusia dan penyakit yang mempengaruhi organ paling kompleks ini, yang membuat kita menjadi diri kita sendiri tetapi telah lama diselimuti misteri.

“Banyak gangguan seperti autisme dan skizofrenia yang cenderung unik pada manusia” tetapi “otak manusia tentu saja belum terlalu dapat diakses,” kata Dr. Sergiu Pasca, penulis senior studi yang menjelaskan pekerjaan tersebut, yang diterbitkan hari Rabu (12/10) di jurnal Nature.

Pendekatan yang tidak melibatkan pengambilan jaringan dari otak manusia adalah “jalan yang menjanjikan dalam mencoba mengatasi kondisi ini.”

Penelitian ini didasarkan pada pekerjaan tim sebelumnya yang menciptakan “organoid” otak, struktur kecil yang menyerupai organ manusia yang juga telah dibuat untuk mewakili organ lain seperti hati, ginjal, prostat, atau bagian penting dari mereka.

Untuk membuat organoid otak, para ilmuwan Stanford University mengubah sel kulit manusia menjadi sel punca dan kemudian membujuknya menjadi beberapa jenis sel otak. Sel-sel itu kemudian berkembang biak untuk membentuk organoid yang menyerupai korteks serebral, lapisan terluar otak manusia, yang memainkan peran kunci dalam hal-hal seperti memori, berpikir, belajar, penalaran dan emosi.

Para ilmuwan mentransplantasikan organoid-organoid itu ke anak tikus berusia dua hingga tiga hari, suatu tahap ketika koneksi otak masih terbentuk. Organoid tumbuh sehingga mereka akhirnya menempati sepertiga dari belahan otak tikus tempat mereka ditanam. Neuron dari organoid membentuk koneksi kerja dengan sirkuit di otak.

Neuron manusia telah ditransplantasikan pada hewan pengerat sebelumnya, tetapi umumnya pada hewan dewasa, biasanya tikus. Pasca, seorang profesor psikiatri di Stanford School of Medicine, mengatakan ini adalah pertama kalinya organoid ini ditempatkan ke otak tikus awal, menciptakan “sirkuit otak manusia paling canggih yang pernah dibangun dari sel kulit manusia dan demonstrasi yang menanamkan neuron manusia dapat mempengaruhi perilaku hewan.”

Untuk menguji penggunaan praktis dari pendekatan ini, para ilmuwan mentransplantasikan organoid ke kedua sisi otak tikus: satu dihasilkan dari sel orang sehat dan satu lagi dari sel orang dengan sindrom Timothy, kondisi genetik langka yang terkait dengan masalah jantung dan kekacauan spektrum autisme.

Lima sampai enam bulan kemudian, mereka melihat efek penyakit yang berhubungan dengan aktivitas neuron. Ada perbedaan dalam aktivitas listrik kedua sisi, dan neuron dari orang dengan sindrom Timothy jauh lebih kecil dan tidak menumbuhkan banyak ekstensi yang mengambil input dari neuron terdekat.

Para peneliti, yang studinya didanai sebagian oleh National Institutes of Health, mengatakan bahwa mereka dapat melakukan eksperimen yang sama menggunakan organoid yang dibuat dari sel-sel orang dengan gangguan seperti autisme atau skizofrenia, dan berpotensi mempelajari hal-hal baru tentang bagaimana kondisi ini memengaruhi otak juga.

Dr Flora Vaccarino dari Universitas Yale, yang sebelumnya menumbuhkan benjolan yang mengandung korteks serebral yang dibuat dengan DNA dari orang-orang dengan autism, mengatakan penelitian ini bergerak maju.

“Sangat mengesankan apa yang mereka lakukan di sini dalam hal apa yang sebenarnya dapat ditunjukkan oleh sel-sel ini kepada kita dalam hal perkembangan lanjutan mereka … pada tikus,” kata Vaccarino, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Eksperimen semacam itu pada hewan menimbulkan masalah etika. Misalnya, Pasca mengatakan bahwa dia dan timnya menyadari kesejahteraan tikus dan apakah mereka masih berperilaku normal dengan organoid di dalamnya, yang menurutnya memang demikian. Namun, Pasca tidak percaya ini harus dicoba pada primata. Ahli etika juga bertanya-tanya tentang kemungkinan organoid otak di masa depan mencapai sesuatu seperti kesadaran manusia, yang menurut para ahli sangat tidak mungkin sekarang.

Beberapa ilmuwan sedang mempelajari organoid otak manusia di luar hewan. Sebagai contoh, para peneliti di ETH Zurich di Swiss menerbitkan sebuah penelitian di Nature awal bulan ini yang menjelaskan bagaimana mereka menumbuhkan jaringan mirip otak dari sel induk di laboratorium dan kemudian memetakan jenis sel di berbagai daerah otak dan gen yang mengatur perkembangannya. Beberapa menggunakan struktur ini untuk mempelajari autisme.

Pasca mengatakan organoid otak juga dapat digunakan untuk menguji pengobatan baru untuk gangguan neuropsikiatri, penyebab kecacatan terbesar di seluruh dunia. Penelitian semacam itu, katanya, akan membantu para ilmuwan membuat langkah yang sangat sulit sampai sekarang karena sangat sulit untuk mencapai otak manusia yang merupakan “alasan mengapa kita jauh lebih tertinggal dalam psikiatri dibandingkan dengan cabang ilmu kedokteran jiwa lainnya dalam hal terapi.” (AP)

Editor : Sabar Subekti