Ilmuan Berhasil Membuat Otak Mini Dari Sel Punca

Penampang lintang organoid yang menunjukkan perkembangan dari beragam bagian otak. | sumber: kompas.com

Penampang lintang organoid yang menunjukkan perkembangan dari beragam bagian otak. | sumber: kompas.com

Ilmuwan pada Rabu (28/8/2013) mengumumkan keberhasilannya menggunakan sel punca untuk mengembangkan jaringan primitif otak manusia.

Tepatnya, ilmuwan menggunakan sel punca untuk mengembangkan “cerebral organoid”, gumpalan seukuran kacang yang ditumbuhkan di cawan petri di laboratorium yang memiliki karakteristik jaringan embrionik otak.

Keberhasilan ini sangat bermanfaat karena akan mengurangi ketergantungan ilmuwan pada jaringan otak tikus yang sebenarnya kurang bagus untuk mempelajari penyakit otak dan pengobatannya.

“Perkembangan otak manusia sangat berbeda dengan perkembangan, misalnya, otak tikus,” kata Juergen Knoblich dari Austrian Academy of Sciences, koordinator penelitian ini, seperti dikutip AFP pada Rabu lalu.

Paul Matthews, profesor neurosains klinis dari Imperial College London mengatakan, “riset ini memberi peluang pemanfaatan alat baru untuk memahami kelainan otak dan tes untuk perawatannya.”

Zameel Cader, konsultan neurologi dari John Radcliffe Hospital di Oxford mengatakan, penemuan ini mengagumkan serta membuka peluang lebih jauh bagi teknologi sel punca untuk memahami perkembangan otak dan penyakitnya, serta menemukan obat baru.

Untuk membuat otak mini itu, Knoblich menumbuhkan sel punca di media yang diberi nutrisi khusus untuk memacu perkembangannya menjadi organ kompleks.

Diuraikan Reuters, Rabu lalu, ilmuwan tepatnya menumbuhkan jaringan yang disebut neuro-ektoderm, lapisan sel di embrio yang kemudian berkembang menjadi otak dan sistem saraf. Jaringan itu ditaruh di dalam bioreaktor yang terus berputar, bersama nutrisi dan oksigen.

Setelah sebulan, struktur primitifi otak berkembang. Pada dua bulan, organoid berhasil mencapai ukuran maksimum sebesar 4 milimeter.

Organoid ini memang belum bisa dikatakan sebagai otak sempurna. Namun, peneliti mengatakan bahwa struktur itu sudah terdiri dari sel-sel yang saling terhubung dan terkoordinasi serta berbagai macam jaringan.

Knoblich mengatakan, tujuan utama penelitian memang bukan untuk menumbuhkan otak, tetapi menciptakan perangkat untuk memahami perkembangan otak.

Di masa depan, salah satu yang bisa dilakukan dengan organoid ini adalah memahami kelainan yang disebut microcephaly atau kepala kecil. Dengan organoid ini, peneliti mampu memahami apa penyebabnya.

Sel Punca

sel induk embrio tikus

sel induk embrio tikus. sumber: wikipedia.org

Sel puncasel induksel batang (bahasa Inggrisstem cell) merupakan sel yang belum berdiferensiasi dan mempunyai potensi yang sangat tinggi untuk berkembang menjadi banyak jenis sel yang berbeda di dalam tubuh. Sel punca juga berfungsi sebagai sistem perbaikan untuk mengganti sel-sel tubuh yang telah rusak demi kelangsungan hidup organisme. Saat sel punca terbelah, sel yang baru mempunyai potensi untuk tetap menjadi sel punca atau menjadi sel dari jenis lain dengan fungsi yang lebih khusus, misalnyasel ototsel darah merah atau sel otak.

Sifat

Sel punca memiliki dua sifat penting yang sangat berbeda dengan sel yang lain:

  • Sel punca belum merupakan sel dengan spesialisasi fungsi tetapi dapat memperbaharui diri dengan pembelahan sel bahkan setelah tidak aktif dalam waktu yang panjang. Dalam situasi tertentu, sel punca dapat diinduksi untuk menjadi sel dengan fungsi tertentu seperti sel jaringan maupun sel organ yang mempunyai tugas tersendiri. Pada sumsum tulang dan darah tali pusar (bahasa Inggrisumbilical cord blood), sel punca secara teratur membelah dan memperbaiki jaringan yang rusak, meski demikian pada organ lain seperti pankreasatau hati, pembelahan hanya terjadi dalam kondisi tertentu.

Peneliti medis meyakini bahwa penelitian sel punca berpotensi untuk mengubah keadaan penyakit manusia dengan cara digunakan memperbaiki jaringan atau organ tubuh tertentu.Namun demikian, hal ini tampaknya belum dapat benar-benar diwujudkan dewasa ini.

Penelitian sel punca dapat dikatakan dimulai pada tahun 1960-an setelah dilakukannya penelitian oleh ilmuwan KanadaErnest A. McCulloch dan James E. Til.

Berdasarkan Potensi

  • Sel induk ber-totipotensi (toti=total) adalah sel induk yang memiliki potensi untuk berdiferensiasi menjadi semua jenis sel, yaitu sel ekstraembrionik, sel somatik, dan sel seksual.Jenis sel ini dapat bertumbuh menjadi organisme baru bila diberikan dukungan maternal yang memadai. Sel induk bertotipotensi diperoleh dari sel induk embrio, hasil pembuahan sel telur olehsel sperma.
  • Sel induk ber-pluripotensi (pluri=jamak) adalah sel-sel yang dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel dalam tubuh, namun tidak dapat membentuk suatu organisme baru.
  • Sel induk ber-multipotensi adalah sel-sel yang dapat berdiferensiasi menjadi beberapa jenis sel dewasa.
  • Sel induk ber-unipotensi (uni=tunggal) adalah sel induk yang hanya dapat menghasilkan satu jenis sel tertentu, tetapi memiliki kemampuan memperbarui diri yang tidak dimiliki oleh sel yang bukan sel induk.

Berdasarkan Asalnya

Sel Punca Embrio

 Sel induk ini diambil dari embrio pada fase blastosit (5-7 hari setelah pembuahan).  Massa sel bagian dalam mengelompok dan mengandung sel-sel induk embrionik. Sel-sel diisolasi dari massa sel bagian dalam dan dikultur secara in vitro.  Sel induk embrional dapat diarahkan menjadi semua jenis sel yang dijumpai pada organisme dewasa, seperti sel-sel darah, sel-sel otot, sel-sel hati, sel-sel ginjal, dan sel-sel lainnya. 

Sel Germinal

Sel germinal/benih (seperti sprema/ovum) embrionik induk/primordial (primordial germ cells) dan prekursor sel germinal diploid ada sesaat pada embrio sebelum mereka terasosiasi dengan sel somatik gond dan kemudian menjadi sel germinal[2]. Sel germinal embrionik manusia/human embryonic germ cells (hEGCs) termasuk sel punca yang berasal dari sel germinal primordial dari janin berumur 5-9 minggu.[rujukan?] Sel punca jenis ini memilki sifat pluripotensi.

Sel Punca Fetal

Sel punca fetal adalah sel primitif yang dapat ditemukan pada organ-organ fetus (janin) seperti sel punca hematopoietik fetal dan progenitor kelenjar pankreas.  Sel punca neural fetal yang ditemukan pada otak janin menunjukkan kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi sel neuron dan sel glial (sel-sel pendukung pada sistem saraf pusat). Darah, plasenta, dan tali pusat janin kaya akan sel punca hematopoietik fetal.

Sel Punca Dewasa

Sel Induk Mesenseksimal

Sel Induk Mesenseksimal

Sel punca dewasa mempunyai dua karakteristik. Karakteristik pertama adalah sel-sel tersebut dapat berproliferasi untuk periode yang panjang untuk memperbarui diri. Karakteristik kedua, sel-sel tersebut dapat berdiferensiasi untuk menghasilkan sel-sel khusus yang mempunyai karakteristik morfologi dan fungsi yang spesial.

Sel induk hematopoietik
Salah satu macam sel induk dewasa adalah sel induk hematopoietik (hematopoietic stem cells), yaitu sel induk pembentuk darah yang mampu membentuk sel darah merah, sel darah putih, dan keping darah yang sehat. Sumber sel induk hematopoietik adalah sumsum :tulang, darah tepi, dan darah tali pusar.Pembentukan sel induk hematopietik terjadi pada tahap awal embriogenesis, yaitu dari mesoderm dan disimpan pada situs-situs spesifik di dalam embrio.
Sel punca mesenkimal
Sel induk mesenkimal/ mesenchymal stem cells (MSC)dapat ditemukan pada stroma sumsum tulang belakang, periosteum, lemak, dan kulit.  MSC termasuk sel induk multipontensi yang dapat berdiferensiasi menjadi sel-sel tulang, otot, ligamen, tendon, dan lemak.  Namun ada beberapa bukti yang menyatakan bahwa sebagian MSC bersifat pluripotensi sehingga tidak hanya dapat berubah menjadi jaringan mesodermal tetapi juga endodermal.
Sel Punca Kanker
Sel punca kanker adalah sel yang mengaktivasi lintasan onkogenik berupa tumorigenesis yang membuat sel normal mengalami fase inisiasi tumor, namun sel punca kanker tidak memiliki sifattumorigenik. Dari data terakhir, ditemukan keberadaan sel punca kanker pada berbagai jenis kanker seperti leukimiakanker payudarakanker otakkanker otakkanker usus besar dan kanker kulit. Sel punca kanker pankreas memiliki kluster diferensiasi CD44CD24 dan epithelial-specific antigen, selain SDF-1 (stromal cell-derived factor 1)/CXCR4 untuk bermigrasi seperti sel punca normal, serta ekspresi genetik lebih tinggi dari sel punca normal, seperti gen BMI-1 dan SHH (Sonic hedgehog) untuk memperbaharui diri.
sumber: kompas.com dan wikipedia.org
Iklan

Tentang muhammadarkhan

Seorang penulis yang suka membaca buku dan meminum teh.
Pos ini dipublikasikan di sains. Tandai permalink.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s