Ilmuan Berhasil Menumbuhkan Sel Manusia dalam Embrio Babi

Untuk pertama kalinya peneliti berhasil menumbuhkan sel manusia di dalam embrio babi pada tahap awal di laboratorium, mereka menyebutnya hibrida manusia-babi, atau yang mereka iatilahlan sebagai chimera antarspesies.

Chimera atau Kimerisme adalah suatu keberadaan makhluk hidup yang memiliki dua atau lebih populasi sel yang berasal dari fenotipe genetik yang berbeda. Tiap populasi sel tersebut berasal dari zigot yang berbeda. (Wikipedia).

Istilah chimera berasal dari sebuah legenda dalam mitologi Yunani, yang menggambarkan monster yang sering digambarkan sebagai singa dengan kepala kambing mencuat dari sisi lehernya, dan ular di ekornya. Dalam biologi, ini menggambarkan perkembangan alami atau buatan dari satu organisme individu yang mengandung sel dari sel lainnya, dan para ilmuwan telah lama terpesona olehnya.

Salah satu serial yang menggambarkan keberadaan chimera adalah dalam anime hunter x hunter dimana salah satu negeri yang dikuasai oleh chimera ant atau gabungan manusia dan semut.

Izpisua Belmonte sari Salk Institute di California dan timnya, sebelumnya melakukan eksperimen untuk membuat chimera antarspesies di lab pada tahun 2015. Studi awal mereka berhasil mengintegrasikan sel punca manusia ke dalam embrio tikus, yang menunjukkan bahwa sel punca manusia dapat berkembang di dalam spesies lain, menciptakan chimera pertama di dunia.

Dengan asmusi jika chmera dapat terbentuk dari hewan yang lebih mirip dengan manusia, Selain mendapatkan wawasan tentang evolusi spesies, embriogenesis, dan penyakit manusia, komplemen blastokista antarspesies memungkinkan pembentukan organ manusia pada hewan yang ukuran organ, anatomi, dan fisiologinya lebih mirip dengan manusia.

Chimera Human-Pig

Dalam percobaan tersebut, para peneliti menyuntikkan sel induk manusia ke dalam embrio babi tahap awal. Embrio hibrida ini kemudian dipindahkan ke induk pengganti dan dibiarkan berkembang hingga trimester pertama.

Lebih dari 150 embrio berkembang menjadi chimera, yang berarti bahwa mereka telah mengembangkan prekursor organ termasuk jantung dan hati, dan pada penelitian awal ini hanya mengandung sejumlah kecil sel manusia, sekitar satu dari 10.000 sel hibrida adalah manusia.

Ini adalah percobaan bukti konsep yang menunjukkan bahwa hibrida manusia-babi adalah mungkin. Tujuan utamanya adalah menemukan cara untuk menggunakan bagian tubuh manusia yang dikembangkan di laboratorium ini untuk transplantasi.

“Temuan kami mungkin menawarkan harapan untuk memajukan ilmu pengetahuan dan kedokteran dengan memberikan kemampuan yang belum pernah ada sebelumnya untuk mempelajari perkembangan embrio awal dan pembentukan organ, serta jalan baru yang potensial untuk terapi medis,” kata anggota tim Juan Carlos Izpisua Belmonte, dari Salk Institute di California.

“Kami telah menunjukkan bahwa teknologi yang ditargetkan secara tepat dapat memungkinkan organisme dari satu spesies untuk menghasilkan organ tertentu yang terdiri dari sel-sel dari spesies lain.”

“Ini memberi kami alat penting untuk mempelajari evolusi spesies, biologi dan penyakit, dan pada akhirnya dapat mengarah pada kemampuan menumbuhkan organ manusia untuk transplantasi,” jelas Izpisua Belmonte.

History Proses awal-akhir penelitian

Embrio manusia-babi adalah puncak dari eksperimen ini, tetapi ada dua langkah penting lainnya di sepanjang jalan yang mendukung dan menginspirasi ilmuan. Eksperimen pertama tim melibatkan penggunaan CRISPR-Cas9, alat baru yang serbaguna dalam teknologi pengeditan gen dan berhasil menumbuhkan sel pangkreas pada tikus dari sel embrio tikus lain. Meskipun memiliki pankreas spesies berbeda yang tumbuh di dalamnya, itu berkembang secara normal, yang mendorong ilmuan mereka untuk mencoba eksperimen serupa, seperti menumbuhkan sekumpulan mata tikus dan jantung tikus di dalam tikus, mereka juga mampu menumbuhkan kantong empedu di dalam tubuh tikus dari sel induk tikus, yang unik karena tikus tidak memiliki kantong empedu.

“Percobaan hewan pengerat menjadi permulaan untuk mengungkapkan rahasia yang mendalam, bahwa tikus yang sedang berkembang mampu membuka program perkembangan kandung empedu di sel tikus yang biasanya ditekan selama perkembangan tikus,” jelas anggota tim Jun Wu, juga dari Salk Institute.

“Ini menyoroti pentingnya lingkungan inang dalam mengendalikan perkembangan organ dan spesiasi evolusioner.”

Percobaan kedua mencoba menambahkan sel induk tikus dan tikus ke embrio babi tahap awal. Menariknya, setelah penanaman bundel sel ini kembali ke babi untuk kehamilan lanjutan sekitar empat minggu, hasilnya tidak ada tanda dari sel induk hewan pengerat.

Eksperimen ketiga mereka menambahkan sel induk manusia ke kelompok sel embrio babi, dan ke sel embrio sapi, membentuk dua chimera baru. Setelah beberapa hari, mereka menyelidiki sel-sel tersebut dan menemukan bahwa sel manusia masih tumbuh.

Semua eksperimen ini menghasilkan temuan terbesar tim: kemampuan untuk menciptakan hibrida manusia-babi yang akan terus berkembang di dalam rahim babi.

Untuk melakukannya, tim mengambil sel batang berpotensi majemuk yang diinduksi manusia (human induced pluripotent stem / iPS) dan memasukkannya ke dalam embrio babi seperti sebelumnya. Mereka kemudian menanamkan embrio tersebut ke dalam induk babi dan membiarkan sel-selnya hamil selama empat minggu. Setelah waktu itu, mereka memutuskan untuk melihat bagaimana semuanya berjalan.

Mereka menemukan bahwa beberapa sel manusia di dalam embrio mulai berspesialisasi dan menjadi prekursor jaringan manusia, menunjukkan bahwa sel-sel itu hidup dan berkembang biak di dalam embrio babi.

Ini penting karena babi tumbuh cukup besar untuk mengembangkan organ yang ukurannya sesuai untuk manusia.

Meskipun sel induk manusia tidak bekerja di dalam embrio babi yang ditanamkan seperti yang dilakukan tikus di dalam tikus, ini adalah pertama kalinya chimera babi manusia berhasil dibuat di laboratorium, sebuah langkah besar menuju tujuan akhir tim. tujuan mencari tahu bagaimana menumbuhkan organ di laboratorium.

“Tentu saja, tujuan akhir dari penelitian chimeric adalah untuk mempelajari apakah kita dapat menggunakan teknologi stem-cell dan pengeditan gen untuk menghasilkan jaringan dan organ manusia yang cocok secara genetik, dan kami sangat optimis bahwa pekerjaan yang berkelanjutan akan membawa kesuksesan pada akhirnya,” Izpisua Belmonte berkata.

“Namun dalam prosesnya kami mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang evolusi spesies serta embriogenesis manusia dan penyakit yang sulit didapat dengan cara lain.”

Seperti yang mungkin bisa Anda tebak, jenis penelitian ini memunculkan banyak masalah keamanan dan etika.

Keberatan yang signifikan adalah kesempatan bagi virus untuk lebih mudah melompati penghalang spesies yang sebelumnya tertutup bagi mereka. Ada juga faktor ‘ick’ dari percampuran yang intim antara jaringan manusia dan hewan karena alasan medis, serta kekhawatiran bahwa babi hibrida ini dapat mengembangkan lebih banyak otak manusia.

“Gagasan tentang kelahiran hewan yang menyusun sel manusia menciptakan beberapa perasaan yang perlu ditangani,” kata Izpisua Belmonte kepada Hannah Devlin di The Guardian.

Embrio hibrida dalam percobaan ini dihentikan setelah 28 hari perkembangan (trimester pertama untuk babi) untuk menghindari masalah etika lebih lanjut.

Tidak ada yang benar-benar memiliki jawaban untuk pertanyaan hipotetis ini, yang sebagian membuat penelitian tampak begitu menakutkan. Padahal, National Institutes of Health (NIH) sebelumnya telah mengeluarkan moratorium penelitian chimera manusia, yang menurut mereka sedang dalam proses pengangkatan.

Tetapi penting juga untuk mempertimbangkan bahwa 22 orang meninggal setiap hari di Amerika Serikat menunggu transplantasi organ, dan seseorang ditambahkan ke daftar tunggu setiap 10 menit. Itulah sebabnya banyak orang merasa penting agar penelitian ini terus berlanjut, asalkan diatur dengan baik.

Team sains pedia berpendapat etika-etika itu lambat laun akan luntur dan usang, meskipun textnya dapat berjalan laboraturium non public bisa jadi sudah melanjutkan penelitian.

Jurnal Refrensi;

• Jun Wu, Aida Platero-Luengo, Masahiro Sakurai, Atsushi Sugawara, Maria Antonia Gil, Takayoshi Yamauchi, Keiichiro Suzuki, Yanina Soledad Bogliotti, Cristina Cuello, Mariana Morales Valencia, Daiji Okumura 7, Jingping Luo, Marcela Vilariño, Inmaculada Parrilla, Delia Alba Soto, Cristina A. Martinez, Tomoaki Hishida, Sonia Sánchez-Bautista, M. Llanos Martinez-Martinez, Huili Wang, Alicia Nohalez, Emi Aizawa, Paloma Martinez-Redondo, Alejandro Ocampo, Pradeep Reddy, Jordi Roca, Elizabeth A. Maga, Concepcion Rodriguez Esteban, W. Travis Berggren, Estrella Nuñez Delicado, Jeronimo Lajara, Isabel Guillen, Pedro Guillen, Josep M. Campistol, Emilio A. Martinez, Pablo Juan Ross, Juan Carlos Izpisua Belmonte. 2016. Interspecies Chimerism with Mammalian Pluripotent Stem Cells. Cell journal. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.12.036