TOKYO - Para ilmuwan baru-baru inu berhasil menanamkan dan mengintegrasikan sel-sel otak manusia ke dalam tikus yang baru lahir, sebagai cara baru mempelajari gangguan kejiwaan yang kompleks seperti skizofrenia dan autisme, dan mungkin pada akhirnya menguji pengobatan.
Dilansir oleh France 24, mempelajari bagaimana kondisi ini berkembang sangat sulit, hewan tidak mengalaminya seperti manusia, dan manusia tidak bisa begitu saja terbuka untuk penelitian.
Para ilmuwan dapat merakit bagian-bagian kecil dari jaringan otak manusia yang berasal dari sel induk dalam cawan petri, dan telah melakukannya dengan lebih dari selusin daerah otak.
"Tapi di piring, neuron tidak tumbuh ke ukuran yang neuron manusia di otak manusia yang sebenarnya akan tumbuh," kata Sergiu Pasca, penulis utama studi dan pakar ilmu psikiatri dan perilaku diUniversitas Stanford.
Dan terisolasi dari tubuh, mereka tidak dapat memberi tahu kita gejala apa yang akan ditimbulkan oleh cacat. Untuk mengatasi keterbatasan tersebut, para peneliti menanamkan pengelompokan sel otak manusia, yang disebut organoid, ke dalam otak tikus muda.
Usia tikus penting. Neuron manusia telah ditanamkan ke tikus dewasa sebelumnya, tetapi otak hewan berhenti berkembang pada usia tertentu, membatasi seberapa baik sel yang ditanamkan dapat berintegrasi.
"Dengan mencangkoknya pada tahap awal ini, kami menemukan organoid ini dapat tumbuh relatif besar, mereka menjadi vaskularisasi (menerima nutrisi) oleh tikus, dan mereka dapat menutupi sekitar sepertiga belahan (otak) tikus," kata Pasca.
Untuk menguji seberapa baik neuron manusia terintegrasi dengan otak dan tubuh tikus, udara dihembuskan ke kumis hewan, yang memicu aktivitas listrik di neuron manusia. Itu menunjukkan koneksi input, stimulasi eksternal dari tubuh tikus diproses oleh jaringan manusia di otak.
Para ilmuwan kemudian menguji kebalikannya. Dapatkah neuron manusia mengirim sinyal kembali ke tubuh tikus?
Mereka menanamkan sel-sel otak manusia yang diubah untuk merespons cahaya biru, dan kemudian melatih tikus untuk mengharapkan "hadiah" air dari cerat, ketika cahaya biru menyinari neuron melalui kabel di tengkorak hewan. Menurut penelitian yang diterbitkan Rabu (12/10) di jurnal Nature, setelah dua minggu, kedipan cahaya biru mengirim tikus-tikus itu ke cerat.
Tim sekarang telah menggunakan teknik tersebut untuk menunjukkan organoid yang dikembangkan dari pasien dengan sindrom Timothy tumbuh lebih lambat dan menunjukkan aktivitas listrik yang lebih sedikit daripada yang berasal dari orang sehat.
MenurutJ. Gray Camp dari Roche Institute for Translational Bioengineering, dan Barbara Treutlein dari ETH Zurich, teknik ini akhirnya dapat digunakan untuk menguji obat baru.
"Ini membutuhkan kemampuan kita untuk mempelajari perkembangan otak manusia, evolusi dan penyakit ke wilayah yang belum dipetakan," kata kedua ilmuwan yang tidak terlibat dalam penelitian itu, dalam sebuah tinjauan di Nature.
Metode ini menimbulkan pertanyaan yang berpotensi tidak nyaman, berapa banyak jaringan otak manusia yang dapat ditanamkan ke dalam tubuh tikus sebelum sifat hewan itu berubah? Apakah metode ini etis pada primata?
Pasca berpendapat keterbatasan pada seberapa dalam neuron manusia berintegrasi dengan otak tikus memberikan "penghalang alami".
"Otak tikus berkembang jauh lebih cepat daripada otak manusia, jadi hanya ada begitu banyak hal yang dapat diintegrasikan oleh korteks tikus," kata para peneliti.
Tetapi pada spesies yang lebih dekat dengan manusia, penghalang itu mungkin tidak ada lagi, dan Pasca mengatakan dia tidak akan mendukung penggunaan teknik tersebut pada primata untuk saat ini.
Dia berpendapat bahwa ada "keharusan moral" untuk menemukan cara untuk mempelajari dan mengobati gangguan kejiwaan dengan lebih baik. "Tentu saja semakin manusiawi model ini, semakin tidak nyaman kita rasakan," katanya.
"Tapi gangguan kejiwaan manusia sebagian besar adalah unik manusia. Jadi kita harus berpikir dengan sangat hati-hati, seberapa jauh kita ingin melangkah dengan beberapa model ini bergerak maju," pungkasnya.
