Bagaimana Inovasi Stem Cell Memiliki Penelitian Ilmu Saraf Tingkat Lanjut

Salah satu faktor penting dalam mempelajari otak manusia adalah memiliki kemampuan untuk melakukan penelitian tentang fungsi sebenarnya dari jaringan otak manusia. Akibatnya, banyak penelitian ilmiah dilakukan pada hewan pengerat sebagai proksi mamalia. Kelemahan dari pendekatan ini adalah otak hewan pengerat memiliki struktur dan fungsi yang berbeda. Menurut Johns Hopkins, secara struktural otak manusia terdiri dari sekitar 30 persen neuron dan 70 persen glia, sedangkan otak tikus memiliki rasio yang berlawanan [1]. Peneliti MIT menemukan bahwa dendrit neuron manusia membawa sinyal listrik berbeda dari neuron hewan pengerat [2]. Alternatif inovatif adalah menumbuhkan jaringan otak manusia dengan menggunakan teknologi sel induk.

Sel induk adalah sel tidak terspesialisasi yang menimbulkan sel yang berdiferensiasi. Ini adalah penemuan yang relatif baru yang berasal dari tahun 80-an. Sel induk embrio pertama kali ditemukan pada tahun 1981 oleh Sir Martin Evans dari Universitas Cardiff, Inggris, kemudian di Universitas Cambridge, seorang Peraih Nobel bidang kedokteran tahun 2007 [3].

Pada tahun 1998, sel induk embrio manusia yang terisolasi ditanam di laboratorium oleh James Thomson dari Universitas Wisconsin di Madison dan John Gearhart dari Universitas Johns Hopkins di Baltimore [4].

Delapan tahun kemudian, Shinya Yamanaka dari Universitas Kyoto di Jepang menemukan metode untuk mengubah sel kulit tikus menjadi sel induk berpotensi majemuk menggunakan virus untuk memperkenalkan empat gen [5]. Sel induk berpotensi majemuk memiliki kemampuan untuk berkembang menjadi jenis sel lain. Yamanaka, bersama dengan John B. Gurdon, memenangkan Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran 2012 atas penemuan bahwa sel dewasa dapat diprogram ulang menjadi berpotensi majemuk [6]. Konsep ini dikenal sebagai sel induk berpotensi majemuk terinduksi, atau iPSCs.

Pada 2013, tim peneliti Eropa, yang dipimpin oleh Madeline Lancaster dan Juergen Knoblich, mengembangkan organoid otak tiga dimensi (3D) menggunakan sel induk berpotensi majemuk manusia yang “tumbuh hingga berukuran sekitar empat milimeter dan dapat bertahan selama 10 bulan . [7]. " Ini adalah terobosan besar karena model neuron sebelumnya dikultur dalam 2D.

Baru-baru ini, pada Oktober 2018, tim ilmuwan yang dipimpin Tufts mengembangkan model 3D jaringan otak manusia yang menunjukkan aktivitas saraf spontan selama setidaknya sembilan bulan. Studi ini dipublikasikan pada Oktober 2018 di ACS Biomaterials Science & Engineering, jurnal dari American Chemical Society [8].

Dari penemuan awal sel punca pada tikus hingga model jaringan saraf manusia 3D yang berkembang dari sel punca berpotensi majemuk dalam waktu kurang dari 40 tahun, laju kemajuan ilmiah sangat pesat. Model jaringan otak manusia 3D ini dapat membantu memajukan penelitian dalam menemukan pengobatan baru untuk Alzheimer, Parkinson, Huntington, distrofi otot, epilepsi, sklerosis lateral amiotrofik (juga dikenal sebagai ALS atau penyakit Lou Gehrig), dan banyak penyakit dan gangguan otak lainnya. Alat yang digunakan ilmu saraf untuk penelitian berkembang dalam kecanggihan, dan sel punca memainkan peran penting dalam percepatan kemajuan untuk memberi manfaat bagi umat manusia.

Hak Cipta © 2018 Cami Rosso Semua hak dilindungi.

2. Rosso, Cami. “Mengapa Otak Manusia Menunjukkan Kecerdasan Lebih Tinggi?” Psikologi Hari Ini. 19 Oktober 2018.

3. Universitas Cardiff. “Sir Martin Evans, Hadiah Nobel dalam Kedokteran.” Diakses pada 23 Oktober 2018 dari http://www.cardiff.ac.uk/about/honours-and-awards/nobel-laureates/sir-martin-evans

4. Tampilan Jantung. Garis Waktu Stem Cell. 2015 April-Juni. Diperoleh pada 10-23-2018 dari https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4485209/#

5. Scudellari, Megan. “Bagaimana sel iPS mengubah dunia.” Alam. 15 Juni 2016.

6. Penghargaan Nobel (2012-10-08). “Penghargaan Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran 2012 [Jumpa pers]. Diakses pada 23 Oktober 2018 dari https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/press-release/

7. Rojahn, Susan Young. “Ilmuwan Menumbuhkan Jaringan Otak Manusia 3-D.” Ulasan Teknologi MIT. 28 Agustus 2013.

1. Cantley, William L .; Du, Chuang; Lomoio, Selene; DePalma, Thomas; Peirent, Emily; Kleinknecht, Dominic; Hunter, Martin; Tang-Schomer, Min D .; Tesco, Giuseppina; Kaplan, David L. " Model Jaringan Saraf Manusia 3D yang Fungsional dan Berkelanjutan dari Sel Punca Pluripoten.ACS Biomaterials Science & Engineering, jurnal dari American Chemical Society. 1 Oktober 2018.