Penelitian Chimaera yang Bersejarah, Sel Manusia Tumbuh di Jantung Embrio Babi yang Berdetak

DALAM sebuah eksperimen inovatif yang dilaporkan oleh laman Nature, para peneliti telah berhasil menumbuhkan jaringan jantung yang berdetak yang mengandung sel manusia di dalam embrio babi. Keberhasilan ini disebut merupakan tonggak penting dalam bidang penelitian chimaera manusia-hewan yang sedang berkembang.

Istilah chimaera human-animal (atau chimaera manusia-hewan) merupakan istilah yang merujuk pada makhluk atau organisme yang mengandung campuran sel dari manusia dan hewan, baik untuk tujuan ilmiah maupun hipotesis.

Embrio, yang dikembangkan melalui rekayasa genetika mutakhir dan teknik sel induk, bertahan hidup selama 21 hari, di mana jantung mungil itu mulai berdetak. Hal ini menunjukkan fungsionalitas awal dan kemungkinan jalan ke depan untuk menghasilkan organ manusia pada hewan.

Temuan tersebut dipresentasikan minggu ini pada pertemuan tahunan International Society for Stem Cell Research di Hong Kong. Apa yang disampaikan menandai contoh pertama yang diketahui dari jantung manusia yang tumbuh sebagian pada spesies lain.

Dipimpin oleh Lai Liangxue, seorang ahli biologi perkembangan di Institut Biomedik dan Kesehatan Guangzhou di bawah Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, penelitian tersebut mencerminkan kemajuan bertahap selama bertahun-tahun dalam pengembangan organ lintas spesies.

Lai dan timnya sebelumnya telah menumbuhkan ginjal manusia tahap awal pada embrio babi, yang bertahan hidup hingga satu bulan pada induk babi pengganti. Dengan studi baru ini, para peneliti mengalihkan perhatian mereka ke jantung salah satu organ manusia yang paling kompleks dan penting.

Untuk menciptakan chimaera manusia-babi, tim pertama-tama menggunakan penyuntingan genetik untuk melumpuhkan dua gen utama yang bertanggung jawab atas perkembangan jantung babi. Kesenjangan genetik ini meninggalkan ceruk perkembangan yang dapat diisi oleh sel manusia.

Para peneliti kemudian memprogram ulang sel punca manusia untuk meningkatkan kelangsungan hidup dan potensi pertumbuhannya di dalam tubuh babi dengan memasukkan gen yang mencegah kematian sel dan mendorong proliferasi. Sel manusia yang direkayasa ini disuntikkan ke dalam embrio babi pada tahap morula fase perkembangan yang sangat awal ketika embrio hanya terdiri dari sekitar selusin sel.

Embrio yang dimodifikasi ditanamkan ke dalam babi pengganti dan dibiarkan berkembang selama tiga minggu. Setelah 21 hari, embrio diambil dan dipelajari. Hasilnya menurut Lai, jantung yang berkembang telah mencapai ukuran yang diharapkan untuk jantung manusia pada tahap embrio yang sama kira-kira seukuran ujung jari dan jantung tersebut berdetak.

Sel manusia di dalam jantung ditandai dengan biomarker fluoresen, sehingga dapat diidentifikasi saat dianalisis. Meskipun ada tanda-tanda yang menjanjikan ini, embrio tidak bertahan hidup lebih dari 21 hari.

Lai berpendapat bahwa sel manusia mungkin telah mengganggu perkembangan jantung babi secara keseluruhan, yang menyebabkan kematian embrio. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menyempurnakan proses integrasi dan memperpanjang viabilitas embrio.

Para peneliti tidak menyebutkan berapa banyak jaringan jantung yang terdiri dari sel manusia. Dalam percobaan ginjal sebelumnya, antara 40 persen dan 60 persen jaringan organ berasal dari manusia, sedangkan sisanya adalah sel babi. Proporsi yang sama atau lebih tinggi akan diperlukan untuk keberhasilan pembuatan organ manusia yang siap ditransplantasi dalam aplikasi di masa mendatang.

Namun atas hasil laporan ini skeptisisme tetap ada. Hiromitsu Nakauchi, seorang ahli biologi sel punca terkemuka di Universitas Stanford yang menghadiri presentasi tersebut, memperingatkan bahwa analisis lebih lanjut diperlukan untuk memastikan apakah jaringan dimaksudh memang berasal dari manusia.

Kontaminasi sel lintas spesies merupakan masalah yang telah diketahui dalam studi chimaera. Demikian pula, Hideki Masaki dari Institut Sains di Tokyo mencatat bahwa sel-sel manusia yang bersinar tampak terkonsentrasi di bagian-bagian jantung yang terbatas, sehingga menimbulkan pertanyaan tentang seberapa baik sel-sel tersebut terintegrasi dengan sel-sel babi.

Para ahli sepakat bahwa agar organ manusia yang tumbuh pada hewan dapat ditransplantasikan, organ tersebut harus seluruhnya terdiri dari sel-sel manusia untuk menghindari penolakan imun. Integrasi parsial yang terlihat dalam penelitian ini, meskipun signifikan, masih menyisakan banyak pekerjaan yang harus dilakukan.

Meskipun demikian, penelitian yang pertama kali dilaporkan oleh Nature ini merupakan langkah penting untuk mengatasi krisis kekurangan organ global. Dengan menggunakan babi yang organnya serupa dalam ukuran dan fungsi dengan manusia sebagai inkubator biologis, para ilmuwan berharap suatu hari nanti dapat menumbuhkan organ yang disesuaikan untuk pasien manusia, sehingga mengurangi waktu tunggu dan menyelamatkan nyawa.

Seiring dengan bidang ini yang terus mendorong batas-batas biologi sintetis dan pengobatan regeneratif, karya Lai dan timnya menggarisbawahi baik janji maupun tantangan kompleks dalam membangun organ yang kompatibel dengan manusia pada inang hewan.

Tingkatkan Pasokan Organ

Saat ini penelitian chimaera manusia-hewan Tengah dalam perkembangan. Chimaera sendiri dapat diartikan orang/manusia atau hewan yang memiliki beberapa sel hidup di dalam tubuh mereka yang berasal dari orang atau hewan lain.

Chimaera dapat terjadi di alam misalnya sel-sel ibu dapat ditemukan pada anaknya beberapa dekade kemudian, sama seperti sel-sel anak dapat tetap berada di dalam tubuh ibu mereka. Hal ini dapat terjadi akibat transplantasi seperti transplantasi organ manusia ke manusia; atau hewan chimaera dapat diciptakan di laboratorium untuk digunakan dalam penelitian biomedis.

Kemampuan untuk memodelkan penyakit manusia secara lebih akurat dalam lingkungan laboratorium dapat sangat membantu peneliti dalam menemukan proses dan pengobatan penyakit yang mungkin tidak ditemukan jika tidak demikian. hay