Terobosan: Berhasil membudidayakan otak manusia mini

não người - Ảnh 1. — Keberhasilan pengembangan "otak mini" merupakan langkah maju yang besar dalam rekayasa biomedis dan ilmu saraf modern - Foto: AI

Dalam sebuah publikasi di jurnal Advanced Science , tim peneliti dari Universitas Johns Hopkins (AS) menyatakan bahwa gugus sel saraf ini menunjukkan tingkat aktivitas yang sama dengan janin manusia berusia 40 hari. Hal ini membuka prospek baru untuk pengobatan penyakit neurologis seperti Parkinson dan Alzheimer.

“Otak buatan” semakin mendekati kenyataan

Disebut organoid otak manusia, gumpalan sel ini dikultur dari sel punca pluripoten, yang memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi berbagai area otak. Mereka tidak memiliki kesadaran, tetapi dapat menjalankan fungsi-fungsi dasar seperti memori dan pembelajaran.

Dalam beberapa tahun terakhir, berkat perkembangan teknologi 3D, organoid ini tidak hanya dapat menunjukkan aktivitas bioelektrik tetapi juga dapat mengendalikan robot sederhana, atau bahkan "memainkan" permainan video dasar seperti Pong, yang pernah dianggap sebagai keajaiban di bidang neurobiologi.

Namun, hingga saat ini, sebagian besar organoid hanya mensimulasikan wilayah otak tertentu seperti korteks serebral, otak tengah, atau otak kecil, dan belum mereproduksi cara wilayah otak mengoordinasikan aktivitasnya seperti di dunia nyata. Jika para ilmuwan ingin mempelajari gangguan perkembangan saraf atau kejiwaan, mereka membutuhkan model yang merepresentasikan seluruh aktivitas otak manusia.

Menurut peneliti Annie Kathuria, kita tidak bisa meminta seseorang untuk membiarkan kita melihat otaknya untuk mempelajari autisme. Namun, model organoid seluruh otak dapat memungkinkan kita untuk memantau proses penyakit secara langsung, sehingga menguji efektivitas pengobatan dan bahkan mempersonalisasi rejimen pengobatan.

Setelah bertahun-tahun bereksperimen, tim Kathuria menjadi salah satu yang pertama di dunia yang mengembangkan organoid otak multi-wilayah (MRBO). Mereka pertama-tama membudidayakan neuron dari berbagai wilayah otak manusia, beserta pembuluh darah di bawahnya, dalam cawan kultur terpisah. Wilayah-wilayah ini kemudian dihubungkan menggunakan protein "bio-superglue" yang memungkinkan jaringan-jaringan tersebut terhubung dan berinteraksi satu sama lain.

Hasilnya, area-area otak mulai menghasilkan aktivitas listrik yang tersinkronisasi, membentuk jaringan terpadu. Khususnya, tim juga mencatat munculnya sawar darah-otak, lapisan sel yang mengelilingi otak dan membantu mengontrol zat-zat yang dapat masuk ke otak.

Peluang baru dalam pengobatan penyakit neurologis

Meskipun jauh lebih kecil daripada otak manusia sungguhan, setiap MRBO hanya berisi 6-7 juta neuron, dibandingkan dengan puluhan miliar neuron pada orang dewasa. Namun, dengan sekitar 80% sel yang merupakan karakteristik perkembangan janin awal, model-model ini menawarkan peluang analitis yang belum pernah ada sebelumnya.

MRBO dapat digunakan untuk menguji obat pada model manusia, alih-alih hewan, menurut tim Johns Hopkins. Saat ini, 85-90% obat gagal dalam uji klinis fase 1, dan angka tersebut mencapai 96% untuk obat yang digunakan untuk mengobati penyakit neurologis, terutama karena studi praklinis sangat bergantung pada tikus atau model hewan lainnya.

Beralih ke pengujian MRBO dapat membantu mempercepat kemajuan dan meningkatkan tingkat keberhasilan.

"Penyakit Alzheimer, autisme, dan skizofrenia memengaruhi seluruh otak, bukan hanya satu area. Jika kita memahami apa yang terjadi pada tahap awal perkembangan otak, kita mungkin akan menemukan target pengobatan yang benar-benar baru," ujar peneliti Annie Kathuria.

Para ahli menganggap penelitian ini sebagai langkah maju yang signifikan dalam rekayasa biomedis dan ilmu saraf modern. Dari model organoid yang kompleks, para ilmuwan dapat beralih ke tahap diagnosis dan perawatan yang dipersonalisasi, di mana setiap pasien memiliki model otaknya sendiri yang dirancang untuk menguji efek obat secara akurat.

“Otak buatan” semakin mendekati kenyataan

Peluang baru dalam pengobatan penyakit neurologis

Komentar (0)