Studi baru menunjukkan 'otak mini' yang dapat mempercepat pengembangan pengobatan untuk penyakit Alzheimer

Dengan menggunakan metode baru yang inovatif, peneliti Universitas Saskatchewan (USask) menciptakan miniatur organ semu dari sel induk untuk mendiagnosis dan mengobati penyakit Alzheimer.

Ketika Dr. Tyler Wenzel (Ph.D.) pertama kali mengemukakan ide untuk membuat miniatur otak dari sel induk, dia tidak tahu seberapa sukses ciptaannya. Kini "otak mini" Wenzel dapat merevolusi cara kita mendiagnosis dan mengobati Alzheimer dan penyakit otak lainnya.

“Tidak pernah dalam mimpi terliar kami, kami berpikir ide gila kami akan berhasil,” katanya. "[Otak mini] ini dapat digunakan sebagai alat diagnostik yang dibuat dari darah."

Wenzel, seorang rekan pascadoktoral di Departemen Psikiatri Fakultas Kedokteran, mengembangkan gagasan tentang "otak mini"—atau, lebih formalnya, model organoid otak yang unik—di bawah arahan Dr. Darrell Musso, Ph. D.

Sel induk manusia dapat dimanipulasi untuk menjadi hampir semua sel lain di dalam tubuh. Dengan menggunakan sel induk yang diambil dari darah manusia, Wenzel mampu membuat miniatur organ buatan - berukuran sekitar tiga milimeter, yang secara visual mengingatkan kita pada sepotong permen karet yang coba dihaluskan lagi oleh seseorang.

"Otak mini" ini dibuat dengan membuat sel induk dari sampel darah dan kemudian mengubah sel induk tersebut menjadi sel otak yang berfungsi. Menggunakan organoid sintetik kecil untuk penelitian bukanlah konsep baru, namun "otak mini" yang dikembangkan di laboratorium Wenzel adalah unik. Sebagaimana dituangkan dalam makalah Wenzel di jurnal Frontiers of Cellular Neuroscience, otak dari laboratoriumnya terdiri dari empat jenis sel otak yang berbeda, sedangkan sebagian besar organel otak hanya terdiri dari neuron.

Dalam pengujian, "otak mini" Wenzel lebih akurat mencerminkan otak manusia dewasa, sehingga memungkinkan penelitian yang lebih mendetail mengenai kondisi neurologis pada pasien dewasa, seperti penyakit Alzheimer.

Dan untuk “otak mini” yang dibuat dari sel induk penderita penyakit Alzheimer, Wenzel menyimpulkan bahwa organ buatan tersebut menunjukkan patologi Alzheimer—hanya dalam skala yang lebih kecil.

"Jika sel induk dapat menjadi sel apa pun di tubuh manusia, maka pertanyaannya menjadi: 'Dapatkah kita membuat sesuatu yang menyerupai seluruh organ?'" kata Wenzel. "Saat kami mengembangkan ini, saya mempunyai ide gila bahwa jika ini benar-benar otak manusia, jika seorang pasien menderita penyakit seperti Alzheimer dan kami menumbuhkan 'otak mini' untuk mereka, maka secara teoritis otak kecil itu akan menderita Alzheimer.".

Wenzel mencatat bahwa teknologi ini berpotensi mengubah cara pelayanan kesehatan diberikan kepada penderita penyakit Alzheimer, terutama di masyarakat pedesaan dan terpencil. Penelitian inovatif ini telah mendapat dukungan dari Alzheimer Society of Canada.

Jika Wenzel dan rekan-rekannya dapat menciptakan cara yang andal untuk mendiagnosis dan mengobati penyakit saraf seperti Alzheimer hanya dengan menggunakan sampel darah kecil - yang memiliki umur simpan relatif lama dan dapat dikirim melalui kurir - daripada mengharuskan pasien melakukan perjalanan ke rumah sakit atau klinik khusus, hal ini dapat menghemat sumber daya layanan kesehatan secara signifikan dan mengurangi beban pasien.

"Secara teoritis, jika alat ini bekerja sesuai dengan apa yang kami pikirkan, kami dapat mengirimkan sampel darah dari La Loche atau La Ronge ke universitas dan mendiagnosis Anda seperti itu," katanya.

Bukti awal dari konsep "otak mini" sangat menggembirakan — artinya langkah Wenzel selanjutnya adalah memperluas pengujian ke kelompok pasien yang lebih besar.

Para peneliti juga tertarik untuk memperluas cakupan penelitian "otak mini". Jika mereka dapat memastikan bahwa "otak mini" secara akurat mencerminkan penyakit otak atau kondisi neurologis lainnya, kata Wenzel, mereka dapat digunakan untuk mempercepat diagnosis atau menguji efektivitas obat pada pasien.

Sebagai contoh, Wenzel menunjuk pada lamanya waktu menunggu untuk menemui psikiater di Saskatchewan. Jika "otak mini" dapat digunakan untuk menguji obat antidepresan mana yang paling cocok untuk pasien depresi, hal ini dapat mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mengunjungi dokter dan mendapatkan resep secara signifikan.

"Otak mini" dalam cawan Petri - ketika dibuat dari sel induk penderita Alzheimer, organoid tersebut menunjukkan patologi Alzheimer, hanya dalam skala yang lebih kecil. Kredit: USask/David Stobbe.

Seorang mantan guru sains sekolah menengah yang terjun ke dunia penelitian dan akademisi, Wenzel mengatakan bahwa "pentingnya penelitian" — menghasilkan hipotesis dan semakin dekat untuk mengujinya dalam eksperimen — itulah yang membuatnya bersemangat tentang karyanya.

Kesuksesan menakjubkan dari "otak mini" awal begitu mencengangkan sehingga Wenzel mengakui bahwa dia masih belum bisa memahaminya.

"Saya masih tidak percaya, tetapi juga sangat memotivasi bahwa hal seperti ini terjadi," kata Wenzel. "Hal ini memberi saya sesuatu yang menurut saya akan berdampak pada masyarakat dan membuat perbedaan nyata serta menciptakan perubahan... Hal ini berpotensi mengubah lanskap pengobatan."

Temuan ini dirinci dalam makalah yang diterbitkan dalam jurnal Frontiers in Cellular Neuroscience.