Bagaimana Ilmuwan Dapat Menumbuhkan Organ - dan Apa yang Menahannya?

Konsep regenerasi telah membangkitkan minat masyarakat selama beberapa dekade. Ini digambarkan dalam Marvel dan DCU semesta sebagai negara adidaya, memberikan karakter kemampuan untuk bertahan hidup bahkan skenario yang lebih buruk. Dengan karakter terkenal seperti Deadpool yang mampu menumbuhkan kembali seluruh anggota badan, tidak heran jika para ilmuwan cukup terpesona untuk bertanya-tanya bagaimana cara meniru kemampuan seperti itu. Maksudku, bayangkan bisa bangkit kembali dari kehilangan lengan. Kita tidak lagi harus takut amputasi. Atau bisa dengan mudah memotong bagian-bagian tubuh kita yang tidak berfungsi dengan baik, mengetahui bahwa itu akan tumbuh kembali persis seperti sebelum penyakit?

Itu bukan sihir lagi, dan juga bukan rahasia besar. Jawabannya terletak pada sel induk berpotensi majemuk. Sel-sel ini mampu menduplikasi diri mereka sendiri, dan berdiferensiasi menjadi sel-sel lain, setiap sel dalam tubuh manusia. Ini paling sering ditemukan di embrio. Namun, orang dewasa memiliki jenis sel punca tertentu yang dikenal sebagai sel punca somatik di kulit mereka. Sel-sel ini mampu menduplikasi diri mereka sendiri, tetapi hanya bisa menjadi sel kulit, mereka kehilangan kemampuan khusus mereka untuk berubah menjadi apa pun.

Inilah sebabnya mengapa sel-sel induk berpotensi majemuk banyak dicari oleh para peneliti, karena mereka dapat berdiferensiasi menjadi jenis sel apa pun dalam tubuh manusia. Dengan ini, kami memiliki alat persis yang dapat digunakan untuk menyelamatkan jutaan nyawa, menumbuhkan kembali bagian tubuh, dan memperbaiki organ yang rusak, jadi mengapa kita belum menggunakannya?

Ini terutama bermuara pada satu hal: etika.

Model Tiga Dimensi Blastokista dengan Massa Sel Dalam terlihat di bagian bawah

Masalah

Sebelum membahas etika, penting untuk memahami dari mana sel-sel induk berasal. Sel induk berpotensi majemuk terutama berasal dari embrio yang disumbangkan. Setelah telur dibuahi, itu berkembang menjadi blastokista dalam 5 hari. Di dalam blastokista ini, ada gumpalan kecil sel yang dikenal sebagai Massa Sel Dalam. Massa ini terdiri dari sel-sel batang berpotensi majemuk, sel-sel yang dapat berdiferensiasi menjadi jenis sel lainnya.

Kebanyakan wanita meminta dokter untuk membuahi banyak telur, jika beberapa embrio gagal karena menjadi bermutasi atau sekarat. Namun, pada akhirnya, para ilmuwan hanya menanam satu embrio di dalam rahim ibu, jadi apa yang terjadi dengan yang lain?

Banyak dari mereka dibuang. Sehat atau tidak.

Ada pilihan lain, di mana para ibu dapat menyumbangkan embrio sehat untuk digunakan orang lain, menyimpannya di gudang, atau memberikannya untuk diteliti. Namun, embrio yang tidak layak untuk transplantasi adalah pilihan yang paling banyak dipertimbangkan untuk ilmu pengetahuan. Di sinilah masalah ini muncul. Banyak orang tidak ingin menyumbangkan embrio untuk sains, apakah mereka layak atau tidak.

Di mata banyak orang, menyumbangkan embrio untuk sains, apakah itu dapat tumbuh menjadi kehidupan atau tidak, terlihat dalam cahaya yang sama dengan aborsi. Topik ketika embrio benar-benar menjadi kehidupan sulit diukur, dan bagi sebagian orang, jawabannya tidak terletak pada sains tetapi mungkin terletak pada agama, nilai-nilai keluarga, atau bidang lainnya. Ini telah menyebabkan banyak negara bagian dan negara-negara memberlakukan aturan ketat seputar penggunaan embrio dalam penelitian. Sementara saya pribadi percaya itu adalah pilihan pribadi seorang ibu tentang apa yang terjadi pada embrio-embrionya, dan hanya pilihannya, bagaimana jika ada cara untuk menghindari masalah ini sepenuhnya? Adakah cara bagi para ilmuwan untuk mempelajari sel punca tanpa memperolehnya dari blastokista?

Ada.

Sel Induk Pluripotent Terinduksi

Pada tahun 2006, Shinya Yamanaka menemukan cara untuk membuat sel punca dari sel yang sudah ada di tubuh Anda dalam bentuknya yang berbeda.

Ia menemukan bahwa dengan memasukkan empat gen faktor transkripsi ke dalam DNA sel-sel kulit yang dikenal sebagai Oct3 / 4, SOX2, c-Myc, dan KLF4, ia dapat membuat sel-sel yang bertindak sebagai sel-sel induk berpotensi majemuk, seperti halnya sel-sel induk embrionik! Faktor transkripsi adalah protein yang memengaruhi bagaimana DNA diekspresikan dalam sel dan menentukan diferensiasi.

Selain itu, hormon tertentu dan kedekatan dengan jenis sel lain juga memengaruhi diferensiasi sel. Dr. Yamanaka dan tim ini menciptakan istilah “Induced Pluripotent Stem Cells” (iPS Cells) untuk merujuk pada sel yang dibuat sedemikian rupa. Para ilmuwan tidak lagi harus bergantung pada embrio untuk sel induk dan dapat menggunakan sel-sel ini untuk bereksperimen dan memodelkan penyakit.

Para ilmuwan telah menumbuhkan organ, seperti jantung di atas dari sel induk. Namun, penolakan wajah ini ketika ditanamkan ke dalam tubuh seseorang jika sel-sel itu bukan milik mereka.

Bagian yang lebih baik adalah bahwa sel-sel ini mengandung DNA dari orang itu diambil, yang berarti bahwa jika mereka digunakan untuk membuat organ atau meregenerasi bagian-bagian tubuh, ada sedikit kemungkinan tubuh menolak bagian tersebut. Tubuh mengenali DNA sebagai miliknya, dan sistem kekebalan tubuh manusia tidak akan menyerang dan menghancurkan organ. Tapi ini bukan pelarian terbaru. Orang-orang sudah tahu tentang sel-sel iPS selama 12 tahun, jadi belumkah kita mulai menumbuhkan kembali anggota tubuh dan menipiskan daftar transplantasi organ?

Penghalang

Memperkenalkan keempat gen itu terbukti menantang. Untuk menambahkan gen ke sel, kita harus memodifikasi DNA di dalamnya. Awalnya, gen faktor transkripsi diperkenalkan ke sel menggunakan virus, karena virus hebat dalam memodifikasi urutan DNA. Namun, mereka sedikit terlalu bagus dalam pekerjaan mereka. Dalam sel yang dimodifikasi dengan virus, ada tingkat kanker dan mutasi lain yang tidak diantisipasi para ilmuwan. Sifat acak dan tidak stabil dari virus menjadikannya pilihan berisiko untuk memodifikasi DNA dalam sel induk untuk perawatan dan transplantasi. Bagaimana jika Anda mencangkokkan pankreas yang dibuat oleh sel yang dimodifikasi oleh virus, dan organ tersebut kemudian berkembang menjadi kanker? Itu tidak hanya akan menyebabkan pankreas gagal lagi, tetapi juga membahayakan pasien.

Cara lain adalah dengan menggunakan CRISPR untuk mengedit gen dalam sel sebagai gantinya, yang jauh lebih berisiko daripada menggunakan virus. Opsi ini saat ini sedang dieksplorasi oleh para ilmuwan dan laboratorium secara global.

Pengambilan Kunci:

  • Sel induk adalah masalah besar. Anda dapat menggunakannya untuk menumbuhkan organ, anggota badan, atau bahkan membuat model penyakit di laboratorium
  • Sel induk itu unik karena mereka dapat mereplikasi diri mereka sendiri, dan berdiferensiasi menjadi sel apa saja dalam tubuh manusia
  • Etika adalah masalah besar dalam penelitian sel induk! Orang-orang memiliki pandangan yang berbeda tentang apakah para ilmuwan harus bereksperimen dengan embrio yang dibuang, yang akhirnya memperlambat kemajuan
  • Sel Induk Pluripotent Terinduksi dapat dibuat dari sel dewasa, dan menghindari masalah etika sepenuhnya
  • Sulit untuk memasukkan gen ke dalam sel punca, tetapi menggunakan teknologi seperti CRISPR, ilmu pengetahuan sedang dalam perjalanan untuk mencapai prestasi luar biasa dalam kedokteran regeneratif