Sel biasa diubah menjadi sel jantung yang berdetak untuk memperbaiki kerusakan

Dua penelitian yang diterbitkan hari Kamis menunjukkan cara-cara baru untuk memperbaiki jantung yang rusak, satu dengan mengubah sel-sel struktural jantung menjadi sel-sel yang berdetak dan yang lainnya dengan memulihkan kemampuan asli untuk memperbaiki jaringan yang hilang.

Kedua pendekatan ini memerlukan lebih banyak penelitian sebelum dapat dicoba pada manusia, namun keduanya mewakili langkah maju yang besar dalam bidang baru pengobatan regeneratif.

Dan mereka menunjukkan bahwa ada kemungkinan untuk memperbaiki organ yang rusak di tubuh pasien, dibandingkan menggunakan transplantasi atau alat buatan.

Dalam sebuah penelitian, tim di Institut Penyakit Kardiovaskular Gladstone di Universitas California, San Francisco, membuat sel jantung yang berdetak dari sel biasa yang disebut fibroblas.

Para peneliti sel induk mengetahui bahwa mereka dapat memprogram ulang sel-sel biasa ini dengan menambahkan tiga atau empat gen untuk mengembalikannya ke keadaan embrionik. Tim sedang bekerja untuk menyempurnakan apa yang disebut sel induk berpotensi majemuk terinduksi, atau sel iPS.

Mengambil pendekatan ini selangkah lebih maju, Dr. Masaki Ieda dan rekannya menemukan gen yang, dalam embrio yang sedang berkembang, mengubah sel yang belum matang menjadi sel jantung yang berdetak atau kardiomiosit.

Mereka menggunakan tiga gen yang disebut Gata4, Mef2c dan Tbx5 untuk mengubah fibroblas jantung tikus – yang menyediakan struktur tetapi tidak dapat berdetak – menjadi sel yang berdetak.

“Para ilmuwan telah mencoba mengubah sel-sel non-otot menjadi otot jantung selama 20 tahun, namun ternyata kita hanya membutuhkan kombinasi gen yang tepat dengan dosis yang tepat,” Ieda, yang sekarang berada di Fakultas Kedokteran Universitas Keio di Jepang, mengatakan dalam sebuah pernyataan.

Ketika mereka menempatkan sel-sel yang telah diubah ini ke dalam tikus hidup, sel-sel tersebut akan diubah menjadi sel-sel jantung yang berdetak dalam satu hari, tim Ieda melaporkan dalam jurnal Cell.

MENYEMBUHKAN PEMENUHAN HATI?

Ketika pasien mengalami serangan jantung, sel-sel jantung mati karena kekurangan oksigen. Jika cukup banyak jaringan mati yang terbentuk, pasien menderita gagal jantung dan seringkali akhirnya meninggal.

Para ilmuwan telah mencoba berbagai cara untuk meregenerasi jaringan parut ini, namun pasien dengan gagal jantung parah harus menggunakan alat mekanis atau berharap untuk transplantasi jantung.

Saat ini, 5 juta orang Amerika menderita gagal jantung.

Pendekatannya harus sangat disempurnakan, kata Dr. Deepak Srivastava, direktur Gladstone. “Pemrograman ulang secara langsung belum dilakukan pada sel manusia,” katanya. Dan akan lebih baik untuk menemukan obat yang dapat mengaktifkan gen yang dibutuhkan; saat ini para peneliti biasanya menggunakan virus untuk membawa gen baru ke dalam sel.

Untuk studi kedua, tim di Universitas Stanford California mengamati amfibi yang disebut salamander.

“Newts meregenerasi jaringan dengan sangat efektif,” kata Helen Blau dari Institut Biologi Sel Punca dan Pengobatan Regeneratif Stanford.

“Sebaliknya, mamalia itu menyedihkan. Kita bisa meregenerasi hati kita, dan itu saja.”

Blau juga meneliti tikus untuk mencari alasan mengapa amfibi dapat meregenerasi anggota tubuhnya sedangkan mamalia tidak.

Penelitian lain menunjukkan bahwa mamalia harus menghentikan reproduksinya karena proses yang sama juga dapat menyebabkan kanker. Gen penekan tumor yang disebut retinoblastoma, atau Rb, membantu mengendalikan proses ini pada mamalia.

“Kami berhipotesis bahwa manusia mungkin telah memperoleh penekan tumor selama evolusi yang tidak terdapat pada hewan tingkat rendah sehingga mengorbankan regenerasi,” kata Blau.

Mereka menemukan bahwa gen kedua yang disebut ARF juga terlibat.

Ketika mereka memblokir Rb dan ARF di sel otot jantung tikus, mereka mulai tumbuh dan membelah.

Kuncinya adalah mengendalikan proses ini, sehingga sel tidak berkembang biak secara berlebihan dan membentuk tumor, para peneliti melaporkan dalam jurnal Cell Stem Cell. Mereka juga ingin melihat apakah obat ini dapat bekerja pada organ lain.