Gambar ini menunjukkan grafik pola ekspresi gen organoid yang dibuat di laboratorium di University of Montana yang bertransisi menjadi sel yang membentuk tulang rawan manusia. Gambar tersebut ditumpangkan pada gambar organoid yang memperlihatkan berbagai lapisan luar dan dalam. Kredit: Atas kebaikan Mark Grimes
Peneliti Universitas Montana telah mengembangkan metode baru menggunakan sel punca untuk membuat tulang rawan kraniofasial, yang berpotensi merevolusi perawatan untuk cacat dan cedera kraniofasial.
Para peneliti di University of Montana, bersama dengan kolaborator mereka, telah mengembangkan teknik baru untuk memproduksi tulang rawan manusia di area kepala dan leher. Mark Grimes, seorang profesor biologi di Divisi Ilmu Biologi UM, menjelaskan bahwa mereka telah berhasil menginduksi sel punca untuk berubah menjadi jenis sel yang biasanya membentuk tulang rawan kraniofasial manusia. Sel punca memiliki kemampuan untuk memperbarui diri dan berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel.
“Sel-sel yang biasanya menghasilkan jenis tulang rawan ini disebut sel-sel krista saraf,” kata Grimes. “Kami menemukan metode baru untuk menghasilkan organoid kraniofasial dari sel-sel krista saraf.”
Organoid adalah versi miniatur dan sederhana dari organ yang meniru arsitektur dan ekspresi gen organ tersebut. “Organoid adalah model hebat untuk jaringan manusia tertentu yang dapat kita pelajari dengan cara yang tidak mungkin dilakukan dengan jaringan manusia,” katanya.
Menangani Kebutuhan Kritis
Grimes mengatakan ada kebutuhan kritis yang belum terpenuhi untuk metode baru guna meregenerasi tulang rawan manusia bagi 230.000 anak yang lahir setiap tahun di AS dengan cacat kraniofasial. Menumbuhkan tulang rawan di laboratorium juga dapat menghasilkan perawatan efektif untuk memperbaiki kerusakan tulang rawan kraniofasial yang disebabkan oleh cedera.
Para peneliti mempelajari data ekspresi gen di RNA dan kadar protein untuk mengungkap bagaimana sel tulang rawan muncul dari sel induk. Mereka mengungkap bahwa sel induk berkomunikasi pada tahap awal untuk menjadi tulang rawan elastis, yang membentuk telinga manusia.
Untuk mencapai hal ini, tim menggunakan analisis ekstensif terhadap penanda biologis dan teknik pengenalan pola pembelajaran mesin untuk memahami jalur pensinyalan sel yang terlibat saat sel berdiferensiasi menjadi tulang rawan.
Sulit untuk merekonstruksi fitur alami seperti telinga, hidung, atau laring seseorang dengan teknik bedah plastik saat ini, dan jaringan yang ditransplantasikan sering ditolak tanpa imunosupresan.
“Untuk menggunakan sel punca yang berasal dari pasien guna menghasilkan tulang rawan kraniofasial di laboratorium, Anda perlu memahami mekanisme diferensiasi khusus manusia,” kata Grimes. “Tujuan kami adalah mengembangkan protokol untuk menghasilkan tulang rawan kraniofasial untuk transplantasi menggunakan sel punca manusia.”
Referensi: “Kondrogenesis kraniofasial pada organoid dari sel induk krista saraf manusia” oleh Lauren Foltz, Nagashree Avabhrath, Jean-Marc Lanchy, Tyler Levy, Anthony Possemato, Majd Ariss, Bradley Peterson dan Mark Grimes, 28 Maret 2024, iSains.
DOI: 10.1016/j.isci.2024.109585
NewsRoom.id
