Ilmuwan Buat Ikan Buatan dari Sel Jantung Manusia

PARBOABOA - Sekelompok ilmuwan Amerika Serikat berhasil menciptakan benda bergerak, yang sekilas mirip ikan, terbuat dari sel punca otot jantung manusia.

Eksperimen ini, yang dilaporkan secara mendetail di jurnal ilmiah Science pada 10 Februari 2022, dapat menjadi upaya awal untuk mengembangkan teknologi transplantasi organ.

Ikan-ikan ini konon didasarkan pada ikan zebra, plastik, kertas, gelatin, dan dua potongan otot jantung hidup.

Satu strip otot berada di sisi kiri tubuh ikan, dan satu lagi di sisi kanan, sehingga ketika satu sisi berkontraksi, yang lain meregang, dan sebaliknya, menyebabkan sirip ekor membuat gerakan berenang.

Kit Parker, sebagai Bioengineer Harvard dan peneliti utama proyek ini berkata ia punya ketertarikannya kepada penyakit jantung anak dan ide ini didasarkan pada hal itu.

Dan ini bukan berarti ia suka menjadikan jantung anak-anak sebagai bahan penelitian, melainkan ia ingin membantung jantung yang direkayasa jaringan untuk anak yang terlahir dengan jantung yang cacat.

Dalam percobaan mereka, ikan sintetis ini bisa bergerak cepat dalam larutan garam dan glukosa, menggunakan kekuatan yang sama dengan detak jantung kita dan berputar secara berirama dari sisi ke sisi.

Sistem peredaran darah mini yang bagus ini, yang dikembangkan oleh para ilmuwan di Harvard University dan Emory University, dapat terus berenang mengikuti irama selama lebih dari 100 hari.

Wawasan yang dipelajari dari penelitian ini, diharapkan akan memungkinkan para peneliti untuk meneliti lebih dekat aspek-aspek ini pada penyakit jantung.

"Tujuan utama kami adalah membangun jantung buatan untuk menggantikan jantung yang cacat pada seorang anak," kata bioengineer di Harvard University Kevin Kit Parker.

Penciptaan ikan biohibrida berfokus pada dua fitur pengaturan utama hati manusia, yaitu kemampuan fungsi secara spontan tanpa input sadar (otomatisitas) dan pesan yang diprakarsai oleh gerakan mekanis (sinyal mekanikal).

Meskipun cukup mudah menciptakan sesuatu yang mungkin terlihat seperti hati, tapi membuatnya benar-benar berfungsi sama dengan organ tersebut menjadi tantangan yang jauh lebih sulit.

Fishbot atau robot ikan ini yang menggeliat dalam penelitian mengenai sel jantung manusia ini menjadi langkah besar menuju hal itu, membangun pekerjaan sebelumnya yang menggunakan otot jantung tikus untuk membuat pompa biohibrid ubur-ubur dan ikan pari cyborg.

“Anda dapat menumbuhkan beberapa sel tumor acak dalam cawan sampai mengental menjadi gumpalan berdenyut yang disebut organoid jantung. Tak satu pun dari upaya itu akan merekapitulasi fisika sistem yang berdetak lebih dari satu miliar kali selama seumur hidup sekaligus membangun kembali sel-selnya dengan cepat. Itulah tantangannya,” ujar Parker.

Fishbot yang bisa menggeliat, adalah langkah besar menuju hal tersebut. Sebelumnya, mereka menciptakan "makhluk" serupa dengan memanfaatkan otot jantung tikus untuk membangun pompa biohibrid ubur-ubur dan ikan pari cyborg.

"Saya bisa membuat model jantung dari Play-Doh (lilin mainan), bukan berarti saya bisa menciptakannya," jelas Parker.

"Kita bisa menumbuhkan beberapa sel tumor acak dalam cawan sampai mereka mengental menjadi gumpalan berdenyut dan menyebutnya sebagai organoid jantung. Tak satu pun dari upaya itu akan, berdasarkan desain, merekapitulasi fisika sistem yang berdetak lebih dari satu miliar kali selama Anda seumur hidup sekaligus membangun kembali sel-selnya dengan cepat. Itulah tantangannya. Di situlah kami bekerja," urainya.

Dengan dua lapisan kardiomiosit di setiap sisi sirip ekor, ikan sintetis dari sel jantung manusia ini dibangun untuk menjadi otonom, dapat mengabadikan gerakannya sendiri.

Saat satu sisi mengencang, sisi lainnya meregang. Ini menggerakkan mekanisme umpan balik yang menyebabkan sisi yang diregangkan berkontraksi, kemudian memicu mekanisme yang sama di sisi lain dalam siklus yang berkelanjutan.

Dalam sistem kontraksi otot sinkron pada ikan dari sel jantung manusia ini, didasarkan pada otot terbang serangga.

Pembengkokan fisik merupakan gerakan mekanis yang mengaktifkan sinyal listrik membentuk saluran ion di otot. Saluran ion ini memicu otot untuk aktif dan berkontraksi. Mengekspos sistem ke streptomisin dan gadolinium, yang diketahui mengganggu saluran ion di otot.

Akhirnya menurunkan kecepatan renang dan memutuskan hubungan antara peregangan mekanis dan pemicu kontraksi selanjutnya di sisi yang lain. Hal ini menegaskan saluran ion memang terlibat dengan kontraksi yang berirama.