Teknik sel induk baru dapat mengubah terapi transplantasi hati dan pankreas

Peneliti Universitas Cambridge telah mengembangkan teknik baru untuk membuat sel induk dari hati dan pankreas manusia – sebuah terobosan yang secara signifikan dapat mengubah masa depan terapi transplantasi.

Metode baru ini melibatkan perubahan jalur sinyal sel-sel spesifik pada usus depan manusia, yaitu bagian atas saluran gastrointestinal (GI). Melalui manipulasi ini, para peneliti mampu menghentikan sel-sel agar tidak berkembang sepenuhnya dan mendorong sel-sel tersebut ke dalam kondisi pembaharuan diri yang konstan.

Hasilnya, “sel induk nenek moyang” ini kemudian dapat dikembangkan lebih lanjut oleh dokter, yang kemudian dapat membentuknya menjadi sel hati atau pankreas. Sel-sel ini berpotensi digunakan untuk mengobati organ atau jaringan yang rusak, selain kondisi seperti diabetes tipe 1 atau penyakit hati metabolik.

Menurut para peneliti, teknik mereka meningkatkan metode yang ada dalam menciptakan sel induk hati atau pankreas, yang terkadang tidak menghasilkan cukup sel untuk transplantasi.

“Kami mengidentifikasi masalah tersebut ke depan: Tidak ada proses untuk memperkuat populasi sel yang dapat digunakan untuk terapi transplantasi,” kata penulis utama Dr. Nicholas Hannan, dari Institut Sel Punca MRC Universitas Cambridge Wellcome Trust, mengatakan kepada FoxNews. com. “Kami pikir jika kami dapat mengembangkan teknik yang memungkinkan kami menangkap populasi sel nenek moyang, maka itu akan menjadi jenis sel sempurna yang ingin Anda kembangkan dan siap untuk berdiferensiasi menjadi sel hati dan pankreas.”

Saat ini, sebagian besar sel induk dimulai sebagai sel induk berpotensi majemuk manusia (hPSCs). Jenis sel induk ini berada di puncak hierarki diferensiasi, karena mereka memiliki potensi untuk berubah menjadi salah satu dari tiga lapisan embrionik utama sel manusia – mesoderm, ektoderm, atau endoderm. Karena jenis sel induk ini juga dapat memperbaharui dirinya sendiri, sel ini memberi dokter sumber sel yang berpotensi tak terbatas untuk melakukan regenerasi.

Namun, sulit membedakan hPSC di sel hati dan pankreas. Untuk membuat jenis sel ini, hPSC harus dibedakan secara eksklusif menjadi lapisan endoderm – jaringan yang terutama terkait dengan organ sistem pencernaan dan pernapasan.

Namun karena hPSC memiliki banyak variasi dalam cara pembuatannya dan jenis sel yang dihasilkannya, kultur sel yang dimaksudkan untuk membuat sel pankreas atau hati sering kali “terkontaminasi” dengan jenis sel yang salah, sehingga menyebabkan populasi nenek moyang tidak dapat digunakan untuk tujuan tersebut. diferensiasi lebih lanjut.

Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti mempelajari kondisi di mana sel-sel berdiferensiasi secara spesifik di kulup manusia. Hannan menjelaskan bahwa pada titik tertentu selama perkembangan, semua sel pada akhirnya melewati kondisi usus depan—saat sel tersebut hanya merupakan bagian dari lapisan endoderm.

“Saat kita mengembangkan organ, secara alami kita harus bergerak melalui kondisi sebelum usus,” kata Hannan. “Setiap orang mengembangkan kulup selama perkembangan, dan sebagian besar teknik yang menghasilkan sel sebenarnya melalui keadaan kulup, tetapi sulit untuk mengisolasinya. Kecenderungan alami kita adalah menurunkan program perkembangan.”

Hannan dan timnya menemukan bahwa serangkaian gen tertentu harus diekspresikan di dalam sel untuk membatasi sel-sel ini ke kondisi sebelum usus. Ketika mereka mengembangkan populasi sel induk dalam kondisi ini, sel-sel non-endodermal akhirnya berhenti tumbuh sementara sel-sel endodermal berkembang.

“Kami pada dasarnya mengambil sel berpotensi majemuk dan menginduksinya ke dalam endoderm,” jelas Hannan. “Jadi sel-sel usus depan ini tidak bisa membuat mesoderm atau ektoderm. Mereka terbatas pada lapisan endoderm saja.”

Hasil dari manipulasi gen ini adalah populasi sel induk kulup manusia (hFSCs) yang lebih “murni”, yang mampu memperbaharui diri dan berdiferensiasi menjadi sel mana pun di kulup manusia. Para peneliti juga menemukan bahwa transplantasi sel-sel ini tidak membentuk tumor, sehingga menjadikannya pilihan yang aman bagi dokter dan pasien.

Menurut Hannan, sel-sel ini mempunyai potensi untuk membantu berbagai pasien – seperti mereka yang menderita diabetes tipe 1, individu dengan masalah metabolisme hati yang diturunkan, dan bahkan pasien yang memerlukan transplantasi hati atau pankreas.

“Apa yang kita miliki sekarang adalah kumpulan sel progenitif yang dapat membuat semua jenis sel di kulup,” kata Hannan. “Secara harfiah, jutaan sel yang dibutuhkan (untuk transplantasi) sulit untuk diperkuat tanpa sistem kultur yang telah kami kembangkan.”

Penelitian ini dipublikasikan di jurnal Laporan sel induk.