Ilmuwan Membentuk Sel-sel Saraf Baru – Langsung di Dalam Otak

"Temuan ini merupakan bukti pertama yang penting untuk kemungkinan

memprogram-ulang sel lain menjadi sel saraf di dalam otak."

Bidang terapi sel, yang bertujuan membentuk sel-sel baru dalam tubuh untuk menyembuhkan

penyakit, telah mencapai langkah penting dalam pengembangan menuju pengobatan baru.

Laporan terbaru dari para peneliti di Universitas Lund, Swedia, menunjukkan cara yang

mungkin untuk memprogram-ulang sel-sel lain menjadi sel-sel saraf, secara langsung di

dalam otak.

Dua tahun yang lalu, para peneliti Universitas Lund merupakan yang pertama di dunia yang

berhasil memprogram-ulang sel kulit manusia, yang dikenal sebagai fibroblast, menjadi sel

saraf penghasil dopamin – tanpa harus mengambil jalan memutar melalui tahap sel punca.

Kelompok riset ini kini melangkah jauh ke depan dan menunjukkan cara memprogram-ulang

sel kulit maupun sel-sel pendukung menjadi sel-sel saraf, secara langsung pada tempatnya di

dalam otak.

Para peneliti menggunakan gen yang dirancang untuk diaktifkan atau dinonaktifkan dengan

menggunakan obat. Gen ini dimasukkan ke dalam dua jenis sel manusia: sel fibroblas dan

glia, atau sel pendukung yang hadir di dalam otak secara alami. Setelah

mentransplantasikannya ke dalam sel-sel otak tikus, gen itu lantas diaktifkan dengan obat

khusus yang dicampur ke dalam minuman tikus. Sel-selnya kemudian mulai melakukan

transformasi menjadi sel-sel saraf.

Pada eksperimen terpisah, di mana gen serupa disuntikkan ke dalam otak tikus, para

penelitian juga berhasil memprogram-ulang sel-sel glia dari tikus itu sendiri menjadi sel-sel

saraf.

Pada akhirnya, teknik baru pemrograman-ulang secara langsung di dalam otak ini dapat

membuka kemungkinan baru untuk lebih efektif mengganti sel-sel otak yang sudah mati pada

penderita penyakit Parkinson.

Ilmuwan Menghidupkan Kembali Embrio Katak yang Telah Punah

Genom seekor katak Australia yang telah punah berhasil dihidupkan dan diaktifkan kembali

oleh tim ilmuwan dengan menggunakan teknologi kloning yang canggih untuk menanamkan

inti sel “mati” ke dalam telur spesies katak lain yang masih segar.

Katak aneh perut-pengeram, Rheobatrachus silus – yang secara unik menelan telur-telurnya

untuk dierami di dalam perutnya, lalu melahirkannya melalui mulut – diketahui telah punah

sejak tahun 1983.

Namun tim Lazarus Project telah mampu memulihkan inti sel dari jaringan-jaringan

yang dikumpulkan pada tahun 1970-an dan yang selama 40 tahun tetap berada dalam sebuah

pendingin konvensional. Proyek ini bertujuan untuk menghidupkan kembali katak tersebut.

Dalam percobaan yang dilakukan secara berulang-ulang selama lima tahun, para peneliti

menggunakan teknik laboratorium yang dikenal sebagai transfer nuklir sel somatik. Mereka

memilih telur segar dari jenis katak yang berkerabat jauh, Mixophyes fasciolatus, mematikan

inti telurnya dan menggantinya dengan inti mati dari katak punah. Beberapa sel telur di

dalamnya spontan mulai membelah dan bertumbuh ke tahap embrio awal berupa bola kecil

sel hidup.

Meski tak ada embrio yang mampu bertahan lebih dari beberapa hari, tes genetik menegaskan

bahwa sel-sel yang membelah tersebut mengandung bahan genetik dari katak punah.

Ilmuwan Merancang “Usus Hidup” pada Sebuah Chip

'Usus pada chip', yang merupakan perangkat silikon polimer

seukuran stik memori komputer ini, meniru fitur-fitur 3D usus yang

kompleks dalam format miniatur.

Para peneliti Institut Rekayasa Biologis Wyss di Universitas

Harvard telah menciptakan perangkat-mikro ‘usus pada chip‘ yang

dilapisi sel-sel hidup manusia, yang meniru struktur, fisiologi, dan mekanika usus manusia –

bahkan mendukung pertumbuhan mikroba hidup dalam ruang luminal-nya. Sebagai alternatif

yang lebih akurat untuk kultur sel konvensional dan model hewan, perangkat-mikro ini bisa

membantu para peneliti memperoleh wawasan baru tentang penyakit gangguan pencernaan,

seperti penyakit Crohn dan kolitis ulseratif, sekaligus berguna untuk mengevaluasi keamanan

dan kemanjuran pengobatan yang dianggap potensial.

Hasil riset yang dipublikasikan secara online dalam jurnal Lab on Chip ini menjadi terobosan

Institut Wyss dalam teknologi “Organ-on-Chip” yang menggunakan teknik fabrikasi-mikro

untuk membangun tiruan organ hidup.

‘Usus pada chip‘, yang merupakan perangkat silikon polimer seukuran stik memori komputer

ini, meniru fitur-fitur 3D usus yang kompleks dalam format miniatur. Pada bagian dalam

ruang pusatnya, satu lapisan sel epitel usus manusia yang bertumbuh pada membran berpori,

menciptakan penghalang usus. Membran ini menempel pada dinding-dinding sisi yang

membentang dan mengendur dengan bantuan pengontrol vakum. Deformasi mekanik siklis

ini meniru gerakan peristaltik mirip-gelombang yang memindahkan makanan di sepanjang

saluran pencernaan. Rancangan ini juga merekapitulasi antarmuka jaringan-ke-jaringan usus,

memungkinkan cairan mengalir di atas dan di bawah lapisan sel usus, meniru lingkungan-

mikro luminal pada satu sisi perangkat dan aliran darah melewati pembuluh kapiler pada sisi

lainnya.

Selain itu, para peneliti juga mampu menumbuhkan dan mempertahankan kelangsungan

hidup mikroba usus pada permukaan sel-sel usus terkultur ini. Hal ini, dengan demikian,

berguna untuk mensimulasikan beberapa fitur-fitur fisiologis yang penting dalam memahami

berbagai penyakit. Kombinasi kemampuan ini bisa menjadi alat diagnostik in vitro yang

berharga untuk lebih memahami penyebab dan perkembangan berbagai macam gangguan

pencernaan, sekaligus membantu mengembangkan pengobatan terapi yang aman dan efektif.

‘Usus pada chip‘ juga bisa digunakan untuk menguji daya serap metabolisme dan oral

terhadap obat-obatan dan nutrisi.

Peneliti Menggunakan Printer 3-D untuk Membuat Material Mirip Tulang

Temuan utama dari makalah ini adalah bahwa penambahan silikon dan seng menggandakan

lebih dari dua kali lipat kekuatan dari bahan utama, kalsium fosfat.

Ini terlihat seperti tulang. Rasanya seperti tulang. Untuk sebagian besar,

ini bertindak seperti tulang.

Dan ini hanya dihasilkan dengan sebuah printer inkjet.

Para peneliti Washington State University (WSU) menggunakan printer 3-D untuk membuat

bahan dan struktur mirip-tulang yang dapat digunakan dalam prosedur ortopedi, perawatan

gigi dan pengobatan osteoporosis. Dipasangkan dengan tulang yang sebenarnya, material ini

bertindak sebagai perancah untuk tulang baru bertumbuh dan akhirnya larut tanpa ada efek

sakit.

Para penulis melaporkan keberhasilan dalam pengujian in vitro dalam jurnal Dental

Materials dan menyatakan bahwa mereka sudah melihat hasil yang menjanjikan dengan tes in

vivo pada tikus dan kelinci. Ada kemungkinan bahwa para dokter akan bisa menggunakan

pengganti jaringan tulang ini dalam beberapa tahun ke depan, kata Susmita Bose, penulis

pendamping dan profesor di Sekolah Teknik Mesin dan Material WSU.

Materi yang bertumbuh hasil dari upaya interdisipliner selama empat tahun ini melibatkan

ilmu kimia, material, biologi dan manufaktur. Temuan utama dari makalah ini adalah bahwa

penambahan silikon dan seng menggandakan lebih dari dua kali lipat kekuatan dari bahan

utama, kalsium fosfat.

Para peneliti – yang meliputi profesor teknik mekanik dan material, Amit Bandyopadhyay,

mahasiswa doktoral Gary Fielding dan asisten penelitian Solaiman Tarafder – juga

menghabiskan waktu selama satu tahun untuk mengoptimalkan printer 3-D ProMetal yang

tersedia secara komersial, yang dirancang untuk membuat benda logam.

Printer ini bekerja dengan semprot inkjet pengikat plastik di atas wadah bubuk pada lapisan

20 mikron, sekitar setengah lebar rambut manusia. Dengan mengikuti arahan komputer,

printer ini menciptakan saluran silinder seukuran penghapus pensil.

Setelah hanya seminggu dalam sebuah medium dengan sel-sel tulang manusia dewasa,

perancah ini telah mendukung jaringan sel-sel tulang baru.

Penelitian ini didanai sebesar 1,5 juta dolar dari National Institutes of Health.

Bakteri pada Gigi Manusia Purba Menyimpan Catatan Evolusi Penyakit

"Komposisi bakteri mulut berubah signifikan seiring masa bercocok tanam, dan terjadi lagi

sekitar 150 tahun lalu."

Bukan hanya bakteri yang berdampak pada evolusi kita, sebaliknya, kita pun memberi

dampak pada evolusi bakteri, demikian hasil dari studi terbaru berdasarkan DNA bakteri

yang mengapur pada gigi tengkorak manusia purba.

Catatan genetik purba mengungkapkan perubahan negatif pada bakteri mulut yang

disebabkan perubahan pola makan saat manusia mulai beralih bercocok tanam, dan

selanjutnya beralih pada makanan manufaktur di era Revolusi Industri.

Sebuah tim internasional, di bawah pimpinan Centre for Ancient DNA (ACAD) University of

Adelaide, tempat dilakukannya penelitian, telah menerbitkan hasil temuan ini dalam Nature

Genetics edisi 17 Februari. Anggota tim lainnya berasal dari Departemen Arkeologi di

University of Adelaide dan Institut Sanger Wellcome Trust di Cambridge, Inggris.

“Ini adalah catatan pertama tentang bagaimana evolusi kita selama 7500 tahun terakhir telah

berdampak pada bakteri yang kita bawa, beserta konsekuensi-konsekuensi kesehatan yang

penting,” kata Profesor Alan Cooper, Direktur ACAD, “Bakteri mulut manusia modern

cenderung tidak begitu beragam dibanding pada masyarakat di masa lalu, dan hal ini diduga

berkontribusi terhadap penyakit mulut kronis serta berbagai penyakit lainnya dalam gaya

hidup pasca-industri.”

Para peneliti mengekstrak DNA dari tartar (plak gigi yang mengapur) yang berasal dari 34

kerangka manusia prasejarah asal Eropa utara. Mreka menelusuri perubahan sifat-sifat bakteri

mulut dari para pemburu-pengumpul terakhir, berlanjut ke para petani awal hingga ke Zaman

Perunggu dan abad pertengahan.

“Plak gigi merupakan satu-satunya sumber yang mudah untuk memperoleh bakteri manusia

yang terawetkan,” kata pemimpin penulis Dr. Christina Adler dari University of Sydney,

“Analisis genetik pada plak dapat menciptakan catatan baru yang kuat tentang dampak dari

pola makan, perubahan kesehatan serta evolusi genom patogen mulut, jauh hingga ke masa

lalu.”

“Komposisi bakteri mulut berubah signifikan seiring masa bercocok tanam, dan terjadi lagi

sekitar 150 tahun lalu,” lanjut Profesor Cooper, “Dengan diperkenalkannya gula dan tepung

olahan dalam Revolusi Industri, kami dapat melihat keragaman dalam bakteri mulut kita

menurun secara drastis, memungkinkan didominasi oleh strain penyebab pelapukan. Mulut

manusia modern pada dasarnya berada dalam keadaan penyakit permanen.”

Dalam riset ini, Profesor Cooper bekerja sama dengan profesor arkeolog Keith Dobney dari

University of Aberdeen selama 17 tahun terakhir. “Saya telah menunjukkan bahwa endapan

tartar yang umumnya ditemukan pada gigi purba adalah bakteri dan makanan yang mengapur

menjadi padat, namun tak bisa mengidentifikasi spesies dari bakteri tersebut. DNA purba

merupakan jawaban yang jelas,” ungkap Dobney.