Pertama Di Dunia, Peneliti Ciptakan 'Otak Mini' dari Sel 5 Manusia Berbeda

Para ilmuwan untuk pertama kalinya berhasil menumbuhkan model otak 3D menggunakan sel dari beberapa orang. Kreasi baru ini, yang oleh para peneliti disebut sebagai "chimeroids," adalah variasi dari organoid otak, model 3D kecil yang terbuat dari jaringan yang meniru struktur dan fungsi otak ukuran penuh. Dibandingkan dengan model seluler 2D atau hewan seperti tikus laboratorium, model ini lebih akurat mencerminkan biologi manusia. Karena itu, para ilmuwan berharap model ini akan mempercepat penelitian dan pengembangan obat.

Biasanya, organoid otak ditumbuhkan dari sel yang dikumpulkan dari satu donor saja. Hal ini berarti mereka tidak dapat menangkap variabilitas genetik yang ada antara individu, yang dapat mempengaruhi perkembangan otak dan respons individu terhadap obat-obatan. Membuat chimeroids dapat mengatasi hambatan ini, menurut para ilmuwan di balik studi baru yang diterbitkan pada 26 Juni di jurnal Nature. Dengan istilah "desa dalam cawan petri," model chimeroids ini diharapkan sangat berguna dalam tahap awal pengujian obat, memberikan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana berbagai obat dapat berinteraksi dengan variasi genetik manusia.

Proses pembuatan chimeroids merupakan langkah maju yang signifikan dalam teknologi organoid. Para peneliti mengumpulkan sel induk dari lima orang dan kemudian di laboratorium menggunakan bahan kimia yang mendorong pertumbuhan untuk mendorong mereka tumbuh menjadi organoid otak, masing-masing dengan sel dari satu orang saja. Setelah organoid terbentuk, para ilmuwan kemudian merobek organoid yang dihasilkan dan mengombinasikan ulang sel-sel di dalamnya untuk membentuk chimeroids. Langkah ini memastikan bahwa setiap chimeroid mengandung jumlah sel yang sama dari masing-masing donor, sehingga mencerminkan variasi genetik yang ada di populasi manusia.

Setelah tiga bulan, chimeroids berdiameter sekitar 0,12 hingga 0,2 inci (3 hingga 5 milimeter) dan mengandung semua jenis sel yang biasanya ditemukan di dalam korteks (lapisan terluar otak) janin. Aparna Bhaduri, asisten profesor kimia biologi di University of California, Los Angeles, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, menyebut chimeroids sebagai alat yang menarik yang akan banyak diadopsi di bidang neurodevelopment dengan berbagai aplikasi potensial.

Chimeroids menunjukkan potensi besar dalam membantu memahami lebih baik bagaimana otak manusia berkembang dan merespons obat-obatan. Dalam penelitian ini, tim mengekspos chimeroids pada dua bahan kimia neurotoksik: etanol, yang berhubungan dengan gangguan spektrum alkohol janin, dan obat antiepilepsi asam valproat, yang dapat meningkatkan risiko cacat lahir. Tim menemukan bahwa sel-sel yang berasal dari donor yang berbeda merespons obat-obatan ini dengan cara yang berbeda, dalam hal seberapa luas bahan kimia tersebut menghambat pertumbuhan mereka.

Penemuan ini menunjukkan bahwa chimeroids dapat digunakan untuk mempelajari bagaimana faktor genetik mempengaruhi respons sel otak terhadap berbagai obat dan bahan kimia. Dengan demikian, chimeroids tidak hanya menawarkan alat baru yang kuat untuk penelitian dasar, tetapi juga potensi aplikasi yang luas dalam kesehatan dan pengobatan. Misalnya, chimeroids dapat digunakan untuk mengidentifikasi obat-obatan yang efektif untuk individu dengan latar belakang genetik tertentu, serta memahami mekanisme di balik gangguan perkembangan saraf yang disebabkan oleh paparan zat-zat neurotoksik.

Dengan semua potensi ini, chimeroids diharapkan dapat mengubah cara kita memahami biologi otak dan mengembangkan terapi baru untuk berbagai penyakit neurologis. Ini adalah langkah maju yang signifikan dalam penelitian medis, membuka jalan bagi pendekatan yang lebih tepat dan personal dalam pengobatan penyakit otak.