“Hati Mini” yang Bisa Disuntikkan untuk Atasi Kelangkaan Donor

PARA insinyur dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) mengembangkan teknologi mini liver atau hati mini yang dapat disuntikkan ke dalam tubuh. Organ buatan ini dirancang untuk membantu menjalankan sebagian fungsi hati yang mengalami kerusakan.

Teknologi tersebut menjadi alternatif yang lebih minim invasif dibandingkan transplantasi hati. Dalam penelitian pada tikus, sel-sel hati yang disuntikkan bersama material pendukung mampu bertahan setidaknya selama dua bulan dan tetap menghasilkan berbagai enzim serta protein yang biasanya diproduksi oleh hati.

Peneliti membayangkan teknologi ini suatu hari dapat digunakan sebagai “hati satelit” yang memberikan tambahan fungsi bagi pasien dengan penyakit hati, tanpa harus mengganti organ yang rusak.

“Kami memandangnya sebagai hati satelit. Jika sel-sel ini dapat dikirimkan ke dalam tubuh sementara organ yang sakit tetap berada di tempatnya, fungsi hati dapat ditingkatkan,” kata Sangeeta Bhatia, John and Dorothy Wilson Professor of Health Sciences and Technology serta Electrical Engineering and Computer Science di MIT.

Bhatia merupakan penulis senior penelitian yang dipublikasikan dalam jurnal Cell Biomaterials. Sementara itu, peneliti pascadoktoral MIT Vardhman Kumar menjadi penulis utama.

Jawab Keterbatasan Transplantasi Hati

Hati merupakan salah satu organ vital dengan sekitar 500 fungsi penting dalam tubuh manusia. Organ ini antara lain berperan dalam mengatur pembekuan darah, membersihkan bakteri dari aliran darah, serta memproses obat-obatan. Sebagian fungsi tersebut dijalankan oleh sel khusus yang disebut hepatosit.

Transplantasi hati hingga kini menjadi salah satu pilihan utama bagi pasien dengan kerusakan hati berat. Namun, ketersediaan organ donor masih jauh di bawah kebutuhan. Di Amerika Serikat, lebih dari 10.000 pasien dengan penyakit hati kronis tercatat menunggu transplantasi hati, sementara sebagian pasien lainnya tidak cukup sehat untuk menjalani operasi transplantasi.

Kondisi tersebut mendorong para peneliti mencari cara untuk mengembalikan sebagian fungsi hati tanpa harus melakukan operasi besar. Laboratorium Bhatia telah meneliti pendekatan tersebut selama lebih dari satu dekade.

Salah satu strategi sebelumnya adalah menempatkan hepatosit di dalam biomaterial seperti hidrogel. Namun, material tersebut masih harus ditanamkan melalui prosedur pembedahan. Dalam penelitian terbaru, tim MIT berupaya menghilangkan kebutuhan operasi dengan mengembangkan material yang dapat disuntikkan langsung ke tubuh.

“Rumah” Buatan

Teknologi tersebut menggunakan campuran sel hati, mikrosfer hidrogel berukuran sangat kecil, serta sel pendukung yang disebut fibroblas. Mikrosfer hidrogel berfungsi membantu mempertahankan sel-sel hati tetap berdekatan sekaligus menciptakan lingkungan yang mendukung terbentuknya koneksi dengan pembuluh darah di sekitarnya.

Ketika dikemas dalam kepadatan tertentu, mikrosfer tersebut memiliki sifat seperti cairan sehingga campurannya dapat dimasukkan melalui jarum suntik. Setelah berada di dalam tubuh, material tersebut dapat kembali membentuk struktur yang lebih solid.

“Yang kami lakukan adalah menggunakan teknologi ini untuk menciptakan lingkungan yang direkayasa bagi transplantasi sel,” ujar Kumar.

Menurutnya, penyuntikan hepatosit tanpa material pendukung membuat sel sulit berintegrasi secara efisien dengan jaringan tubuh. Mikrosfer hidrogel memberikan semacam niche atau tempat sel hati dapat tetap berada di lokasi yang ditentukan dan lebih cepat terhubung dengan sirkulasi darah tubuh.

Fibroblas yang turut dimasukkan dalam material berfungsi membantu mempertahankan kehidupan hepatosit sekaligus mendorong pertumbuhan pembuluh darah menuju jaringan baru.

Ultrasonografi

Tim MIT juga mengembangkan metode penyuntikan yang dipandu ultrasonografi bersama Nicole Henning, peneliti spesialis ultrasonografi di Koch Institute. Teknik tersebut memungkinkan material disuntikkan secara lebih terarah.

Setelah prosedur, ultrasonografi dapat digunakan untuk memantau keberadaan dan kestabilan jaringan yang terbentuk tanpa membutuhkan prosedur invasif tambahan. Dalam eksperimen terhadap tikus, para peneliti menyuntikkan campuran tersebut ke jaringan lemak di bagian perut yang dikenal sebagai perigonadal adipose tissue.

Sel-sel hati kemudian berkumpul membentuk struktur yang relatif stabil dan padat. Seiring waktu, pembuluh darah tumbuh ke dalam jaringan tersebut sehingga menyediakan nutrisi dan oksigen yang dibutuhkan hepatosit untuk bertahan hidup.

“Pembuluh darah baru terbentuk tepat di dekat hepatosit. Itu sebabnya sel-sel tersebut dapat bertahan hidup,” kata Kumar.

Sel hati tetap hidup selama delapan minggu penelitian. Selama periode tersebut, hepatosit juga terus melepaskan protein khusus ke dalam aliran darah tikus.

Temuan tersebut menjadi indikasi awal bahwa jaringan hati hasil transplantasi dapat mempertahankan aktivitas dalam jangka waktu tertentu. Namun, penelitian tersebut masih berada pada tahap praklinis dan belum membuktikan efektivitas maupun keamanan teknologi pada manusia.

Tidak Harus Berada di Dekat Hati

Salah satu karakteristik yang menarik dari pendekatan ini adalah lokasi penempatan jaringan tidak harus berdekatan dengan organ hati yang rusak. Dalam eksperimen awal, jaringan hati mini ditempatkan pada jaringan lemak di rongga perut. Untuk pengembangan selanjutnya, para peneliti mempertimbangkan lokasi lain seperti limpa atau area di sekitar ginjal.

Menurut Kumar, selama jaringan hasil transplantasi memiliki ruang yang cukup serta mendapatkan pasokan darah yang memadai, hepatosit tetap berpotensi menjalankan fungsi yang serupa dengan sel hati yang berada di dalam organ.

“Untuk sebagian besar gangguan hati, jaringan hasil transplantasi tidak harus berada dekat dengan hati,” ujarnya.

Konsep tersebut membuka kemungkinan pengembangan terapi yang lebih fleksibel karena jaringan tambahan dapat ditempatkan pada bagian tubuh yang dianggap paling sesuai.

Jembatan Menuju Transplantasi

Tim MIT melihat teknologi mini liver bukan hanya sebagai alternatif transplantasi, tetapi juga sebagai terapi sementara bagi pasien yang sedang menunggu donor organ. Jaringan hati yang disuntikkan berpotensi memberikan dukungan terhadap fungsi hati hingga organ donor tersedia. Jika diperlukan tambahan jaringan, pendekatan berbasis suntikan juga secara teori dapat dilakukan tanpa mengulang operasi besar.

“Teknologi ini dapat menjadi alternatif terhadap operasi, tetapi juga dapat menjadi jembatan menuju transplantasi,” kata Kumar.

Meski demikian, terdapat tantangan penting sebelum teknologi tersebut dapat diuji secara luas pada manusia. Salah satunya adalah risiko sistem kekebalan tubuh menyerang sel hati yang ditransplantasikan. Dengan teknologi saat ini, pasien kemungkinan masih membutuhkan obat imunosupresan untuk mencegah penolakan terhadap sel yang ditanamkan.

Para peneliti kini mengeksplorasi beberapa pendekatan untuk mengatasi masalah tersebut. Salah satunya adalah mengembangkan hepatosit “siluman” yang dapat menghindari deteksi sistem kekebalan tubuh. Pilihan lain adalah menggunakan mikrosfer hidrogel sebagai media untuk melepaskan obat imunosupresan secara langsung di sekitar jaringan hasil ­transplantasi. hay