Para ilmuwan menumbuhkan ‘organ mini’ dari sel

Para peneliti telah menumbuhkan organ mini dari sel-sel yang mengeluarkan janin di dalam rahim, sebuah terobosan yang menjanjikan untuk menjelaskan perkembangan manusia pada akhir kehamilan.

Mereka menciptakan gumpalan jaringan 3D yang dikenal sebagai organoid dari sel paru-paru, ginjal, dan usus yang diambil dari cairan ketuban yang memandikan dan melindungi janin di dalam rahim.

Ini adalah pertama kalinya organoid semacam itu dibuat dari sel-sel yang tidak diolah dalam cairan dan membuka jalan bagi pemahaman yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang penyebab dan perkembangan malformasi, yang mempengaruhi 3-6% anak-anak di seluruh dunia.

Dr Mattia Gerli, peneliti sel induk di UCL, mengatakan organoid janin, yang lebarnya kurang dari satu milimeter, akan memungkinkan para ilmuwan mempelajari bagaimana janin berkembang di dalam rahim “dalam keadaan sehat dan sakit”, suatu prestasi yang belum pernah dilakukan sebelumnya. .

Karena organoid dapat dibuat beberapa bulan sebelum bayi lahir, para peneliti yakin organoid dapat menghasilkan intervensi yang lebih personal dengan membantu dokter mendiagnosis cacat apa pun dan mencari cara terbaik untuk mengobatinya.

Organoid adalah sekelompok kecil sel yang kurang lebih meniru ciri dan fungsi jaringan dan organ yang lebih besar. Para ilmuwan menggunakannya untuk mempelajari bagaimana organ tumbuh dan menua, bagaimana perkembangan penyakit, dan apakah obat dapat membalikkan kerusakan yang terjadi.

Kebanyakan organoid terbuat dari jaringan orang dewasa, namun para ilmuwan baru-baru ini membuatnya dari sel yang diambil dari janin. Yang paling sensitif secara etis diciptakan dari jaringan yang diambil dari janin yang diterminasi, sementara yang lain diciptakan dengan memprogram ulang sel-sel ke keadaan yang lebih mirip embrio.

Menulis di Nature Medicine, Gerli dan Profesor Paolo de Coppi, seorang ahli bedah janin di Great Ormond Street Institute of Child Health, menjelaskan bagaimana mereka menganalisis cairan ketuban yang diambil dari 12 wanita hamil sebagai bagian dari tes diagnostik rutin mereka. Sebagian besar sel dalam cairan ketuban telah mati, namun sebagian kecilnya ternyata merupakan sel induk yang membentuk paru-paru, ginjal, dan usus bayi. Para peneliti menemukan bahwa mereka dapat tumbuh menjadi organoid 3D dengan menyuntikkannya ke dalam tetesan gel dan membudidayakannya.

Untuk mengeksplorasi bagaimana organoid dapat digunakan, tim menciptakan organoid paru-paru dari sel-sel bayi yang belum lahir dengan kondisi yang disebut hernia diafragmatika kongenital, atau CDH. Anak-anak dengan CDH memiliki lubang di diafragma, otot berbentuk kubah di bawah paru-paru yang menggerakkan pernapasan. Pembukaan tersebut memungkinkan organ-organ di perut untuk mendorong paru-paru dan mencegahnya tumbuh.

Perbandingan organoid dari anak-anak CDH sebelum dan sesudah pengobatan menunjukkan perbedaan besar dalam perkembangan mereka, yang menunjukkan manfaat yang jelas dari pengobatan. “Ini pertama kalinya kami bisa melakukan penilaian fungsional terhadap kondisi bawaan anak sebelum lahir,” kata De Coppi.

Pendekatan yang sama dapat menyelidiki kondisi bawaan lainnya, seperti fibrosis kistik, yang menyebabkan penumpukan lendir di paru-paru, dan kelainan pada ginjal dan usus. Obat-obatan yang membantu meringankan cacat lahir dapat diuji pada organoid sebelum diberikan kepada anak-anak, kata De Coppi.

Roger Sturmey, profesor kedokteran reproduksi di Universitas Hull, mengatakan penelitian ini membuka jalan bagi para ilmuwan untuk mempelajari bagaimana organ-organ penting terbentuk dan berfungsi pada bayi yang belum lahir tanpa jaringan yang disumbangkan untuk penelitian setelah aborsi. “Hal ini juga dapat mengungkap asal mula penyakit pada orang dewasa,” katanya, “dengan menyoroti apa yang terjadi ketika sel-sel di jaringan utama gagal berfungsi pada janin.”