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

Menggunakan metode baru yang inovatif, peneliti Universitas Saskatchewan (USask) menciptakan organ semu mini dari sel punca untuk mendiagnosis dan mengobati penyakit Alzheimer.

Ketika Dr. Tyler Wenzel, Ph.D., pertama kali mencetuskan ide untuk menciptakan otak mini dari sel punca, ia tidak menyangka betapa suksesnya kreasinya itu. Kini, "otak mini" Wenzel dapat merevolusi cara kita mendiagnosis dan mengobati Alzheimer dan penyakit otak lainnya.

"Tidak pernah sekalipun kami bermimpi bahwa ide gila kami akan berhasil," katanya. "[Otak mini] ini dapat digunakan sebagai alat diagnostik yang terbuat dari darah."

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

Sel punca manusia dapat dimanipulasi untuk menjadi hampir semua sel lain di dalam tubuh. Dengan menggunakan sel punca yang diambil dari darah manusia, Wenzel mampu menciptakan organ buatan mini—berukuran sekitar tiga milimeter, yang secara visual menyerupai sepotong permen karet yang telah dicoba dihaluskan kembali oleh seseorang.

"Otak mini" ini dibuat dengan menciptakan sel punca dari sampel darah, kemudian mengubah sel punca tersebut menjadi sel otak yang berfungsi. Menggunakan organoid sintetis kecil untuk penelitian bukanlah konsep baru, tetapi "otak mini" yang dikembangkan di lab Wenzel adalah unik. Seperti yang dijelaskan dalam makalah Wenzel di jurnal Frontiers of Cellular Neuroscience, otak di labnya terdiri dari empat jenis sel otak yang berbeda, sementara sebagian besar organoid otak hanya terdiri dari neuron.

Dalam pengujian, "otak mini" Wenzel lebih akurat mencerminkan otak manusia dewasa, yang memungkinkan studi lebih rinci tentang kondisi neurologis dewasa seperti penyakit Alzheimer.

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

"Jika sel punca dapat menjadi sel apa pun dalam tubuh manusia, pertanyaannya adalah, 'Bisakah kita menciptakan sesuatu yang menyerupai seluruh organ?'" kata Wenzel. "Saat kami mengembangkan ini, saya punya ide gila bahwa jika ini benar-benar otak manusia, jika seorang pasien menderita penyakit seperti Alzheimer, dan kami menumbuhkan 'otak mini', maka, secara teoritis, otak kecil itu akan menderita Alzheimer."

Wenzel mencatat bahwa teknologi ini berpotensi mengubah cara pemberian layanan kesehatan kepada penderita Alzheimer, terutama di masyarakat pedesaan dan terpencil. Penelitian perintis ini telah menerima dukungan dari Alzheimer Society of Canada.

Jika Wenzel dan rekan-rekannya dapat menciptakan cara yang dapat diandalkan untuk mendiagnosis dan mengobati penyakit neurologis seperti Alzheimer hanya dengan menggunakan sampel darah dalam jumlah kecil — yang memiliki masa simpan relatif panjang dan dapat dikirim melalui kurir — daripada mengharuskan pasien bepergian ke rumah sakit atau klinik khusus, hal itu dapat menghemat sumber daya perawatan kesehatan secara signifikan dan mengurangi beban pasien.

"Secara teori, jika alat ini bekerja seperti yang kita bayangkan, kita bisa saja mengirimkan sampel darah dari La Loche atau La Ronge ke universitas dan mendiagnosis Anda dengan cara itu," katanya.

Bukti konsep awal untuk "otak mini" sangat menggembirakan - yang berarti langkah selanjutnya bagi Wenzel adalah memperluas pengujian ke kelompok pasien yang lebih besar.

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

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

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

Wenzel, seorang mantan guru sains sekolah menengah yang terjun ke dunia penelitian dan akademis, mengatakan bahwa "esensi penelitian" — memunculkan hipotesis dan semakin dekat untuk mengujinya dalam sebuah eksperimen — itulah yang membuatnya bersemangat dalam pekerjaannya.

Keberhasilan luar biasa dari "otak-mini" awal ini begitu mencengangkan sehingga Wenzel mengakui bahwa ia masih belum dapat memahaminya sepenuhnya.

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

Hasil penelitian ini dijelaskan secara rinci dalam sebuah artikel yang diterbitkan dalam jurnal Frontiers in Cellular Neuroscience.