Luar Angkasa Tempat Ideal untuk Tumbuhkan Organ

Gravitasi merupakan tantangan bagi ilmuwan untuk mengembangkan organ buatan untuk digunakan dalam transplantasi. Luar angkasa dengan gravitasi mikro dianggap dapat membantu dalam menumbuhkan organ seperti hati.

Foto : Jack GUEZ / AFP

Para peneliti berpikir bahwa gravitasi mikro dapat membantu menumbuhkan organoid hati yang dapat digunakan dalam penelitian medis dan bahkan dalam operasi transplantasi pada suatu hari nanti. Pada kondisi ini, tarikan gravitasi sangat kecil sehingga benda dapat melayang dan benda berat dapat bergerak dengan mudah.

Untuk menguji penelitian tersebut hati mini akan terbang di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS). Studi ini ini nantinya diharapkan menjawab apakah gravitasi mikro dapat mendorong pertumbuhan jaringan sehat dengan pasokan darah yang cukup.

Menurut para ilmuwan menumbuhkan hati di luar angkasa adalah upaya yang berpotensi mengarah pada pengembangan jaringan dan organ yang tumbuh di luar angkasa yang dipersonalisasi dimana organ yang dihasilkan nantinya akan digunakan dalam operasi transplantasi.

Dalam dua eksperimen mendatang, para peneliti berencana untuk menguji seberapa baik jaringan hati tumbuh dalam gravitasi mikro. Selain itu akan menguji coba teknologi baru yang dirancang untuk menjaga jaringan ini tetap hidup ketika perjalanannya kembali ke Bumi.

“Tujuan utama saya untuk jaringan ini, jika mereka melakukan apa yang kita bayangkan dan harapkan dapat mereka lakukan dengan bantuan gravitasi mikro, adalah menggunakan jaringan ini untuk terapi,” kata Dr Tammy Chang, seorang profesor bedah di University of California, San Francisco.

“Jaringan dapat ditransplantasikan untuk mengobati berbagai penyakit dan gangguan fungsi hati,” imbuh Chang kepada Live Science.

Kondisi Buatan

Sementara itu menumbuhkan jaringan di cawan laboratorium di Bumi dapat menjadi tantangan. Masalahnya adalah gravitasi menarik sel agar bersentuhan dengan dasar piring atau cawan. Gravitasi juga menempatkan sel di bawah tekanan geser karena untuk menjaga sel tetap tersuspensi saat tumbuh, cawannya perlu diaduk.

Sedangkan di alam, organ muncul dalam embrio yang sedang berkembang saat mengapung dalam cairan ketuban di rahim atau dalam bantalan cairan yang disediakan oleh sel telur. Tantangan yang selalu ada dengan gravitasi ini telah mendorong para peneliti untuk mengembangkan bioreaktor berputar yang mensimulasikan lingkungan gravitasi rendah dengan berputar sangat cepat.

Hal tersebut memungkinkan jaringan dan organ mini atau organoid tumbuh dalam kondisi buatan, tetapi pembuluh yang berputar ini juga memberi tekanan pada jaringan terutama saat kelompok sel di dalamnya membesar.

Chang dan rekan-rekannya berpikir organoid mungkin tumbuh lebih baik dalam lingkungan mikrogravitasi berkualitas tinggi yang berkelanjutan seperti yang ditemukan di stasiun luar angkasa.

“Organoid yang biasanya berukuran diameter 200 mikron yang akan dapat lebih mengatur dan berinteraksi satu sama lain untuk mengembangkan jaringan yang lebih besar dan, khususnya, jaringan yang tervaskularisasi,” kata Chang, yang mempresentasikan penelitiannya di American College of Surgeons Clinical Congress 2024 di San Francisco pada 22 Oktober lalu.

Untuk menumbuhkan organoid hati era luar angkasa mereka, Chang dan timnya menggunakan sel induk pluripoten terinduksi. Sel-sel ini merupakan sel dewasa yang diprogram ulang menjadi sel induk yang dapat menghasilkan berbagai jenis jaringan.

Para peneliti kemudian membujuk sel-sel induk yang direkayasa ini untuk berubah menjadi sel-sel hati dan menumbuhkan sel-sel tersebut dalam bioreaktor bulat khusus, yang disebut tissue orb. Reaktor bulat ini memiliki saluran pusat yang menyerupai pembuluh darah di bagian tengahnya. Memelihara organoid dengan sistem peredaran darah seperti ini adalah kunci untuk menumbuhkan potongan jaringan yang lebih besar.

“Konsep kami adalah bahwa organoid di ruang utama ini dapat menyatu dan berinteraksi dengan saluran pusat dan mengembangkan jaringan vaskularisasi yang lebih kompleks dan lebih besar,” kata Chang.

Eksperimen jaringan hati yang akan datang akan terbang ke ISS pada awal tahun 2025. Jaringan akan tumbuh di stasiun selama dua pekan dan kemudian diperbaiki disimpan dalam larutan pengawet untuk analisis kembali di Bumi.

Chang mengungkapkan, eksperimen kedua kemungkinan akan berlangsung pada akhir tahun 2025 atau awal tahun 2026. Mereka akan menguji sistem supercooling atau alat pendinginan untuk membawa kembali jaringan hidup ke Bumi.

Hati mini ini bukanlah organoid pertama yang tumbuh di ISS. Para peneliti menggunakan organoid yang tumbuh di luar angkasa untuk menyelidiki berbagai pertanyaan mulai dari bagaimana otak menua hingga bagaimana kanker berkembang dan merespons obat-obatan.

“Menerbangkan eksperimen di stasiun luar angkasa merupakan puncak dari kerja keras selama bertahun-tahun,” kata Chang. “Sangat mengasyikkan untuk melakukan eksperimen di ISS,” imbuh dia. hay/I-1