Teknologi Sel Punca Digunakan untuk Terapi Penyakit Penurunan Fungsi Otak

"Tapi itu tidak memungkinkan para ilmuwan untuk menyelidiki apa yang terjadi pada neuron manusia karena Anda akhirnya bekerja dengan campuran sel tikus dan manusia," papar Kiskinis, asisten profesor neurologi dan ilmu saraf di Universitas Northwestern.

Ia menerangkan, ketika seseorang memiliki iPSC yang berhasil diubah menjadi neuron, itu akan menjadi neuron muda. Tapi, agar berguna dalam arti terapeutik, maka membutuhkan neuron yang matang. Kalau tidak, itu seperti meminta bayi untuk menjalankan fungsi yang membutuhkan manusia dewasa.

"Kami telah mengkonfirmasi bahwa neuron yang dilapisi dengan serat nano kami mencapai kematangan yang lebih tinggi daripada metode lain, dan neuron yang matang lebih mampu membangun koneksi sinaptik yang mendasar bagi fungsi saraf," ujar dia.

Gunakan Serat Nano

Untuk mengembangkan neuron yang matang, para peneliti menggunakan serat nano yang terdiri dari molekul menari, bahan yang dikembangkan laboratorium Stupp sebagai pengobatan potensial untuk cedera tulang belakang akut.

Dalam penelitian sebelumnya yang diterbitkan dalam jurnal Science, Stupp menemukan cara menyetel gerakan molekul, sehingga mereka dapat menemukan dan berinteraksi dengan benar dengan reseptor seluler yang terus bergerak.

Dengan meniru gerakan molekul biologis, bahan sintetik dapat berkomunikasi dengan sel. Inovasi utama penelitian Stupp adalah menemukan cara mengendalikan gerakan kolektif lebih dari 100.000 molekul di dalam serat nano. Karena reseptor seluler dalam tubuh manusia dapat bergerak dengan kecepatan tinggi terkadang dalam rentang waktu milidetik mereka menjadi target bergerak yang sulit dijangkau.

"Bayangkan membagi satu detik menjadi 1.000 periode waktu," kata Stupp. "Itulah seberapa cepat reseptor bisa bergerak. Skala waktu ini sangat cepat sehingga sulit untuk dipahami," ungkap dia.

Dalam studi baru, Stupp dan Kiskinis menemukan bahwa serat nano yang disetel untuk mengandung molekul dengan gerakan paling banyak menghasilkan neuron yang paling ditingkatkan. Dengan kata lain, neuron yang dibiakkan pada pelapis dengan karakter lebih dinamis.

Pada dasarnya perancah (scaffolding) yang lebih dinamis ini terdiri dari banyak serat nano juga merupakan neuron yang menjadi paling matang, paling tidak mungkin untuk berkumpul, dan memiliki kemampuan pensinyalan yang lebih intens.

"Alasan kami berpikir ini berhasil adalah karena reseptor bergerak sangat cepat pada membran sel dan molekul pensinyalan perancah kami juga bergerak sangat cepat," kata Stupp. "Mereka lebih cenderung disinkronkan. Jika dua penari tidak sinkron, maka pairing tidak berhasil. Reseptor menjadi aktif oleh sinyal melalui pertemuan spasial yang sangat spesifik. Mungkin juga molekul kita yang bergerak cepat meningkatkan gerakan reseptor, yang pada gilirannya membantu mengelompokkannya untuk mendapatkan manfaat pensinyalan," pungkas dia. hay/I-1