Terobosan dalam organ buatan yang membentuk pembuluh darahnya sendiri

Menurut Nature, para peneliti telah mengembangkan model organ miniatur paling canggih yang pernah ada, yang dapat menghasilkan pembuluh darah yang memberi nutrisi secara otomatis.

Struktur ini, yang mensimulasikan jantung, hati, paru-paru, dan usus, mengandung berbagai jenis sel dan organisasi kompleks yang belum pernah terlihat dalam model sebelumnya.

Organoid – struktur sel 3D yang sangat kecil – telah lama digunakan untuk mempelajari penyakit dan menguji obat-obatan. Namun, sebagian besar organoid tidak memiliki pembuluh darah, yang membatasi ukuran, fungsi, dan kematangannya. Misalnya, ginjal membutuhkan pembuluh darah untuk menyaring darah, dan paru-paru membutuhkannya untuk pertukaran gas.

Bulan lalu, dua tim peneliti independen menerbitkan artikel di jurnal Science dan Cell tentang cara menciptakan organoid tervaskularisasi sejak awal. Mereka memulai dengan sel punca pluripoten, kemudian memanipulasi diferensiasinya untuk menciptakan sel jaringan organ dan sel pembuluh darah.

"Model-model ini benar-benar menunjukkan kekuatan pendekatan baru ini," kata Oscar Abilez, pakar sel punca di Universitas Stanford dan rekan penulis studi jantung dan hati tersebut.

Awalnya, tim peneliti sering mencampur jaringan pembuluh darah dan jaringan lain secara terpisah menjadi “assembloid” (model tabung reaksi yang menggabungkan banyak organoid atau sel lain), tetapi pendekatan ini masih belum sepenuhnya mereproduksi struktur sebenarnya.

Terobosan ini berawal dari penemuan tak terduga saat membudidayakan sel epitel. Beberapa kelompok peneliti, termasuk Universitas Michigan, menemukan bahwa organoid secara spontan menghasilkan lebih banyak sel endotel vaskular. Alih-alih menghilangkannya, mereka justru berusaha "mereplikasi" fenomena ini pada organoid usus.

Dengan petunjuk tersebut, Yifei Miao dan rekan-rekannya di Institut Zoologi, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, mencoba mengendalikan perkembangan bersama sel epitel dan sel pembuluh darah dalam cawan kultur yang sama. Awalnya, hal ini sulit karena kedua jenis sel tersebut membutuhkan sinyal molekuler yang berlawanan untuk tumbuh. Namun, tim menemukan cara untuk menyesuaikan waktu penambahan molekul perangsang, sehingga keduanya dapat tumbuh bersama.

Hasilnya, organoid paru-paru, ketika ditanamkan pada tikus, berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel, termasuk sel-sel khusus untuk alveoli – tempat pertukaran gas. Ketika ditumbuhkan pada perancah 3D, organoid tersebut menyusun diri menjadi struktur mirip alveolus. Josef Penninger, seorang pakar di Pusat Penelitian Infeksi Helmholtz (Jerman), menilai hal ini sebagai langkah maju yang menarik.

Demikian pula, Abilez menciptakan organoid jantung yang berisi sel otot, pembuluh darah, dan saraf. Pembuluh darah membentuk cabang-cabang kecil yang menjalar melalui jaringan. Pendekatan ini juga menciptakan hati mini dengan banyak pembuluh darah kecil.

Namun, organoid yang ada saat ini masih hanya mereplikasi tahap awal perkembangan embrio. Penninger mengatakan bahwa agar organoid berfungsi seperti organ sungguhan, para ilmuwan harus mengembangkan pembuluh darah, jaringan pendukung, dan pembuluh limfatik yang lebih besar. Tantangan selanjutnya adalah "membuka katup" agar pembuluh darah dapat mengalirkan aliran yang sebenarnya. "Ini adalah bidang yang sangat menarik," ujarnya.

Sumber: https://baoquocte.vn/dot-pha-noi-tang-nhan-tao-tu-hinh-thanh-mach-mau-320722.html