Tulang Biomimetik untuk Transplantasi Sumsum Tulang Baru

Para ilmuwan di Universitas California San Diego, Amerika Serikat, telah mengembangkan jaringan tulang biomimetik dimana suatu hari nanti dapat menyediakan sumsum tulang baru bagi pasien yang membutuhkan transplantasi. Transplantasi sumsum tulang digunakan untuk mengobati pasien dengan penyakit sumsum tulang.

Sebelum transplantasi, seorang pasien pertama-tama diberikan dosis radiasi, kadang-kadang dalam kombinasi dengan obat-obatan, untuk membunuh sel-sel batang yang ada di sumsum tulang pasien. Pra-perawatan ini dimaksudkan untuk meningkatkan keberhasilan transplantasi dengan membersihkan ruang di sumsum, memungkinkan sel donor untuk bertahan hidup dan tumbuh tanpa persaingan dari sel pasien sendiri.

Tetapi perawatan ini seringkali disertai dengan efek samping yang berbahaya, seperti mual, kelelahan, kehilangan kesuburan dan lain-lain. Untuk mengatasi masalah ini, sebuah tim yang dipimpin oleh profesor bioteknologi Shyni Varghese di UC San Diego Jacobs School of Engineering, telah mengembangkan implan seperti tulang yang memberikan sel donor.

Implan ini memberikan ruang mereka sendiri untuk hidup dan tumbuh tanpa persaingan, menghilangkan kebutuhan untuk menghapus sel host yang sudah ada sebelumnya. "Kami telah membuat tulang aksesori yang secara terpisah dapat mengakomodasi sel donor. Dengan cara ini, kami dapat menjaga sel inang dan memotong iradiasi," kata Varghese.

Para peneliti mengembangkan jaringan tulang dengan sumsum tulang fungsional yang dapat diisi dengan sel donor dan ditanamkan di bawah kulit tikus. Sel donor bertahan setidaknya selama enam bulan dan memasok tikus dengan sel darah baru. Varghese dan timnya menerbitkan karya mereka di PNAS.

"Di masa depan, pekerjaan kami dapat berkontribusi pada peningkatan terapi untuk penyakit sumsum tulang," kata Yu-Ru (Vernon) Shih, seorang peneliti di laboratorium Varghese. Varghese memperingatkan bahwa implan ini akan terbatas pada pasien dengan penyakit sumsum tulang yang tidak ganas. Sehingga tidak ada sel kanker yang perlu dihilangkan.

Contohnya termasuk anemia aplastik. Anemia aplastik ini yakni di mana tubuh tidak dapat membuat cukup trombosit dan sel darah. Ini juga membuat jumlah darah yang rendah dan serangan kekebalan sumsum tulang yang disebabkan oleh sel batang sumsum tulang yang cacat atau tidak normal.

Implan meniru struktur tulang panjang dalam tubuh, terdiri dari kompartemen tulang luar dan kompartemen sumsum dalam Implan terbuat dari matriks hidrogel berpori. Matriks luar mengandung mineral kalsium fosfat. Sel induk yang tumbuh dalam matriks mineral ini berdiferensiasi menjadi sel pembentuk tulang.

Matriks bagian dalam menampung sel punca donor yang menghasilkan sel darah. Ketika ditanam di bawah kulit tikus, struktur menjadi matang menjadi jaringan tulang yang memiliki jaringan pembuluh darah. Ini berfungsi agar sumsum tulang di dalamnya yang memasok sel-sel darah baru. Setelah empat minggu, para peneliti menemukan bahwa sumsum implan mengandung campuran sel darah inang dan donor.

Mereka juga menemukan campuran ini beredar dalam aliran darah tikus-tikus ini bahkan setelah 24 minggu. Menurut peneliti, temuan ini penting karena menunjukkan bahwa: sumsum yang ditanamkan fungsional. Sel donor dapat tumbuh dan bertahan hidup untuk waktu yang lama di hadapan sel inang.

Disebutkan juga bahwa sel inang dan sel donor dapat berpindah antara sumsum implan dan darah yang bersirkulasi inang - melalui jaringan pembuluh darah yang terbentuk dalam jaringan tulang yang diimplan. Dalam serangkaian eksperimen lain, para peneliti mengambil sel-sel induk dari sumsum implan dan mentransplantasikannya ke kelompok tikus kedua dimana sel-sel induk sumsumnya dihancurkan oleh radiasi dan obat-obatan.

Mereka menemukan bahwa sel-sel yang ditransplantasikan telah berdifusi ke dalam aliran darah tikus-tikus ini. "Kami melakukan percobaan ini untuk menunjukkan bahwa sel-sel sumsum tulang dari jaringan tulang rekayasa berfungsi mirip dengan tulang asli," kata Shih.

"Kami sedang berupaya membuat platform ini untuk menghasilkan lebih banyak sel induk sumsum tulang. Itu akan memiliki aplikasi yang berguna untuk transplantasi sel di klinik," kata Varghese.

nik/berbagai sumber/E-6