Para ilmuwan pertama kali membuat kerongkongan manusia di sel induk
Untuk pertama kalinya, para peneliti berhasil membuat esofagus manusia di laboratorium. Ini dapat membuka jalan bagi perawatan regeneratif yang baru.
Kerongkongan adalah saluran berotot yang memindahkan makanan dan cairan yang kita konsumsi dari tenggorokan sampai ke perut kita.
Organ ini terbuat dari berbagai jenis jaringan, termasuk otot, jaringan ikat, dan selaput lendir.
Para ilmuwan di Cincinnati Children’s Center for Stem Cell and Organoid Medicine (CuSTOM) di Ohio telah menumbuhkan jaringan ini secara artifisial di laboratorium menggunakan sel induk berpotensi majemuk, atau sel induk yang dapat mengambil bentuk apa pun dan membuat jaringan apa pun di dalam tubuh.
Tim - yang dipimpin oleh Jim Wells, Ph.D., kepala ilmuwan di CuSTOM - menumbuhkan esofagus manusia yang telah terbentuk sepenuhnya di laboratorium dan merinci temuannya dalam makalah yang diterbitkan di jurnal tersebut. Sel induk sel.
Sepengetahuan mereka, ini adalah pertama kalinya prestasi semacam itu dicapai hanya dengan menggunakan sel induk berpotensi majemuk.
Organoid esofagus yang tumbuh di laboratorium dapat membantu mengobati berbagai kondisi, seperti kanker esofagus dan penyakit refluks gastroesofagus (GERD).
Mereka juga dapat membantu mengobati penyakit bawaan yang lebih jarang, seperti atresia esofagus (suatu kondisi di mana esofagus bagian atas tidak terhubung dengan esofagus bagian bawah) dan achalasia esofagus (di mana esofagus tidak berkontraksi sehingga tidak dapat mengeluarkan makanan).
Menurut perkiraan baru-baru ini, GERD - juga dikenal sebagai refluks asam - mempengaruhi sekitar 20 persen populasi Amerika Serikat. Pada tahun 2018, lebih dari 17.000 orang di A.S. akan mengembangkan kanker esofagus.
Seperti yang dijelaskan Wells dan tim dalam makalah mereka, memiliki model esofagus manusia yang berfungsi penuh - dalam bentuk organoid yang dikembangkan di laboratorium - berkontribusi pada pemahaman yang lebih baik tentang penyakit ini.
Penemuan ini juga dapat mengarah pada pengobatan yang lebih baik dengan menggunakan pengobatan regeneratif.
Protein kunci membantu ilmuwan menumbuhkan kerongkongan
Saat mereka mencoba untuk membentuk organoid, Wells dan timnya berfokus pada protein yang disebut Sox2 dan gen yang mengkodekannya. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa gangguan pada protein ini menyebabkan berbagai kondisi kerongkongan.
Para ilmuwan membudidayakan sel jaringan manusia, serta sel dari jaringan tikus dan katak, untuk memeriksa lebih dekat peran Sox2 dalam perkembangan embrionik esofagus.
Tim tersebut mengungkapkan bahwa Sox2 mendorong pembentukan sel esofagus dengan menghambat jalur genetik lain yang akan "memberi tahu" sel induk untuk membentuk sel pernapasan.
Mereka juga ingin mempelajari efek kekurangan Sox2 dalam tahap perkembangan utama ini. Hasil percobaan menunjukkan bahwa hilangnya Sox2 mengakibatkan atresia esofagus pada mencit.
Akhirnya, mereka mampu membuat organoid esofagus dengan panjang 300-800 mikrometer dalam waktu 2 bulan. Para ilmuwan kemudian menguji komposisi jaringan yang tumbuh di laboratorium dan membandingkannya dengan jaringan kerongkongan manusia yang diperoleh dari biopsi.
Wells dan tim melaporkan bahwa kedua jenis jaringan tersebut memiliki komposisi yang sangat mirip. Wells berkomentar tentang signifikansi klinis organoid, dengan mengatakan:
"Selain menjadi model baru untuk mempelajari cacat lahir seperti atresia esofagus, organoid dapat digunakan untuk mempelajari penyakit seperti esofagitis eosinofilik dan metaplasia Barrett, atau untuk rekayasa genetika jaringan esofagus yang cocok untuk pasien individu."
"Gangguan esofagus dan trakea cukup umum terjadi pada orang sehingga model organoid esofagus manusia bisa sangat bermanfaat."
Jim Wells, Ph.D.
