Para ilmuwan telah mengidentifikasi alasan kurangnya kemampuan untuk meregenerasi sel otot jantung

Peneliti sel punca di Universitas California, Los Angeles telah menemukan mengapa sel otot jantung dewasa, yang disebut kardiomiosit, telah kehilangan kemampuannya untuk berkembang biak, dan mungkin menjelaskan mengapa jantung manusia memiliki kapasitas regenerasi yang sangat terbatas.

Penelitian yang dilakukan pada lini sel dan tikus dapat mengarah pada pengembangan metode untuk memprogram ulang sel otot jantung langsung di jantung pasien, yang memungkinkan mereka membuat otot baru dan memperbaiki kerusakan, kata Dr. Robb MacLellan dari Eli dan Edythe Broad Center of Regenerative Medicine dan Stem Cell Research di UCLA.

Tidak seperti kadal air dan salamander, tubuh manusia dewasa tidak dapat meregenerasi organ yang rusak seperti jantung secara spontan. Namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa mamalia memiliki kemampuan untuk meregenerasi jantung dalam waktu yang sangat singkat – dalam minggu pertama kehidupan. Kemudian kemampuan ini hilang. Namun jika jantung pernah ada, mungkinkah ia dapat dipulihkan?

Diterbitkan dalam Jurnal Biologi Sel yang ditinjau sejawat, penelitian Dr. McLellan menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk mengatur ulang jam seluler kembali ke waktu ketika kardiomiosit memiliki kemampuan untuk berkembang biak dan memperbaiki otot jantung.

“Salamander dan organisme tingkat rendah lainnya memiliki kemampuan untuk mendediferensiasi kardiomiosit mereka, atau mengembalikannya ke keadaan awal yang lebih primitif, yang memungkinkan sel-sel ini memasuki kembali siklus sel, menciptakan otot jantung baru,” kata Dr. McLellan, seorang profesor madya kardiologi dan fisiologi. “Pada mamalia, potensi ini hilang. Jika kita tahu cara memulihkannya, atau mengetahui alasan mengapa kardiomiosit dewasa tidak berkembang biak, kita dapat mencoba menemukan cara untuk meregenerasi jantung menggunakan metode alam sendiri.”

Kardiomiosit berasal dari sel induk progenitor, atau sel prekursor, yang membentuk jantung melalui proliferasi. Setelah jantung terbentuk, miosit berubah dari sel yang belum matang menjadi sel yang matang, yang tidak lagi mampu bereproduksi. Pada kadal air dan salamander, keadaannya berbeda: kardiomiosit mereka dapat kembali ke keadaan yang belum matang, atau primitif, dan, sekali lagi memperoleh kemampuan untuk berkembang biak, memperbaiki kerusakan, dan kemudian berubah kembali menjadi sel yang matang.

Menurut Dr. McLellan, alasan mengapa kardiomiosit manusia tidak dapat melakukan hal yang sama cukup sederhana: dalam keadaan yang lebih primitif, kardiomiosit kehilangan kemampuan untuk berkontraksi secara normal, yang sangat penting untuk berfungsinya jantung dengan baik. Karena manusia jauh lebih besar daripada kadal air dan salamander, jantung kita harus jauh lebih efisien untuk mempertahankan tekanan darah yang optimal dan sirkulasi yang normal.

"Seiring dengan perkembangan kita, untuk mempertahankan tekanan darah dan sirkulasi yang optimal, kita harus melepaskan kemampuan untuk meregenerasi otot jantung," kata McLellan. "Yang kita peroleh adalah sel otot jantung yang lebih efisien dan jantung. Namun, itu adalah pengorbanan."

Dr. McLellan yakin bahwa menghambat ekspresi protein yang menghalangi mesin siklus sel untuk sementara waktu dapat memaksa kardiomiosit dewasa untuk kembali ke siklus sel, yaitu untuk berkembang biak. Metode ini seharusnya dapat dibalikkan, sehingga efek penargetan protein yang bertanggung jawab atas proliferasi menghilang setelah kerusakan diperbaiki. Kardiomiosit kemudian akan kembali menjadi sel dewasa dan mulai membantu otot jantung yang dipulihkan untuk berkontraksi. Untuk melumpuhkan protein yang menjaga miosit dalam keadaan dewasa, Dr. McLellan sudah mempertimbangkan untuk menggunakan nanopartikel untuk mengirimkan RNA pengganggu kecil ke jantung.

Pada infark miokard, sebagian jantung tidak lagi mendapat pasokan oksigen, dan kardiomiosit mati, digantikan oleh jaringan parut. Tidak sulit untuk menemukan area jantung yang rusak, dan jika metode untuk memprogram ulang miosit pasien dikembangkan, sistem yang mengendalikan aktivitas protein yang diinginkan dan mampu mengembalikan miosit ke keadaan primitif dapat dimasukkan ke area yang rusak. Ini akan memungkinkan otot jantung yang mati digantikan dengan yang hidup.

"Kemampuan organisme tingkat rendah untuk beregenerasi dan mengapa hal ini tidak terjadi pada manusia telah lama dibahas. Ini adalah artikel pertama yang memberikan penjelasan mengapa hal ini terjadi," komentar Profesor McLellan tentang karyanya.

Telah banyak dibicarakan tentang penggunaan sel punca embrionik manusia (hESC) atau sel punca pluripoten terinduksi yang diprogram ulang (iPSC) untuk meregenerasi jantung. Akan tetapi, belum diketahui tingkat regenerasi apa yang dapat dicapai atau seberapa signifikan manfaatnya.

"Menurut saya, ini merupakan mekanisme potensial untuk meregenerasi otot jantung tanpa menggunakan sel punca," kata Dr. McLellan. "Dalam kasus ini, setiap orang akan menjadi sumber sel untuk regenerasi mereka sendiri."

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]