Gravitasi Hambat Interaksi Protein dan Gen

Bagi para peneliti gravitasi bisa menjadi hal yang sangat mengecewakan saat mereka mencoba menumbuhkan organ. Itulah mengapa eksperimen di luar angkasa sangat berharga untuk menunjukkan apakah gravitasi mikro yang ada di sana mendukung usaha tersebut.

Foto : Jack GUEZ / AFP

“Eksperimen tersebut telah mengungkapkan perspektif baru dalam ilmu biologi, termasuk wawasan tentang pembuatan jaringan manusia,” kata Alysson R Muotri, Profesor Pediatri dan Kedokteran Seluler dan Molekuler, Universitas California, San Diego.

Gravitasi mempengaruhi perilaku seluler dengan memengaruhi cara protein dan gen berinteraksi di dalam sel. Hal ini menciptakan jaringan yang terpolarisasi, langkah mendasar untuk pengembangan organ alami.

Sayangnya gravitasi tidak mendukung peneliti saat mencoba mereproduksi jaringan tiga dimensi yang kompleks di laboratorium untuk transplantasi medis. Hal ini sulit dilakukan karena keterbatasan intrinsik bioreaktor yang digunakan di Bumi.

“Saya seorang ahli biologi sel punca dan tertarik pada kesehatan dan evolusi otak. Laboratorium saya mempelajari bagaimana otak manusia terbentuk di dalam rahim dan bagaimana perubahan dalam proses ini dapat berdampak seumur hidup pada perilaku manusia, seperti pada autisme atau skizofrenia,” ujar Muotri pada laman The Conversation.

Untuk membangun jaringan yang terorganisasi di laboratorium, para ilmuwan menggunakan perancah untuk menyediakan permukaan bagi sel-sel agar dapat menempel berdasarkan bentuk kaku yang telah ditentukan sebelumnya. Misalnya, ginjal buatan memerlukan struktur atau perancah dengan bentuk tertentu agar sel-sel ginjal dapat tumbuh.

Memang, strategi ini membantu jaringan untuk terorganisasi pada tahap awal tetapi menimbulkan masalah dalam jangka panjang, seperti reaksi imun terhadap perancah sintetis atau struktur yang tidak akurat ini. Sebaliknya, dalam kondisi tanpa bobot, sel-sel dapat dengan bebas mengatur diri sendiri ke dalam struktur tiga dimensi yang benar tanpa memerlukan substrat perancah.

“Dengan menghilangkan gravitasi dari persamaan, kami para peneliti dapat mempelajari cara-cara baru untuk membangun jaringan manusia, seperti tulang rawan dan pembuluh darah yang bebas perancah, yang meniru susunan seluler alami mereka dalam lingkungan buatan,” kata Muotri.

Meskipun ini tidak persis seperti yang terjadi di dalam rahim, kondisi tanpa bobot memberi keuntungan. Dan inilah yang sebenarnya terjadi di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS).

Eksperimen ini membantu para peneliti mengoptimalkan pertumbuhan jaringan untuk digunakan dalam sains dasar, pengobatan yang dipersonalisasi, dan transplantasi organ. Namun adakah alasan lain mengapa harus memproduksi organ di luar angkasa?

Misi luar angkasa jangka panjang sendiri menciptakan serangkaian perubahan fisiologis dalam tubuh astronot. Sementara beberapa perubahan ini dapat dikembalikan seiring waktu, yang lain tidak, sehingga membahayakan penerbangan luar angkasa manusia di masa mendatang.  hay/I-1