Organoid Baru Meniru Pankreas Janin Manusia, Mengungkap Misteri Perkembangan
Para ilmuwan menciptakan organoid pankreas janin dengan semua jenis sel utama dan mengidentifikasi sel induk yang unik. Hal ini dapat mengarah pada pengobatan penyakit pankreas yang lebih baik.
Para peneliti dari kelompok Organoid (sebelumnya kelompok Clevers) di Hubrecht Institute telah mengembangkan model organoid baru yang mereplikasi pankreas janin manusia, memberikan wawasan lebih dalam mengenai tahap awal perkembangannya. Organoid canggih ini berhasil mereproduksi struktur lengkap, mencakup tiga jenis sel pankreas yang penting, suatu prestasi yang tidak dapat sepenuhnya ditiru oleh organoid sebelumnya.
Khususnya, tim mengidentifikasi sel induk baru yang berkembang menjadi tiga jenis sel. Temuan ini, dipublikasikan di Sel pada tanggal 2 Desember, dapat membantu para peneliti lebih memahami pankreas dan mengembangkan pengobatan baru untuk penyakit pankreas di masa depan.
Pankreas memiliki dua tugas utama: membantu mencerna makanan dan mengatur kadar gula darah. Untuk setiap tugas ini, organ menggunakan jenis sel yang berbeda. Para ilmuwan dapat mempelajari cara kerja pankreas dengan melihat organoid – organ kecil berukuran sekitar 1 mm yang tumbuh di laboratorium. Namun, sebagian besar organoid hingga saat ini hanya dapat terdapat pada satu jenis sel dalam satu waktu. Hal ini mempersulit para ilmuwan untuk memahami pankreas secara keseluruhan.
“Kami ingin membuat organoid yang mencakup semua jenis sel yang ditemukan di pankreas sebenarnya,” jelas Amanda Andersson Rolf, penulis pertama studi tersebut. “Dengan organoid seperti itu, kita dapat mempelajari bagaimana sel-sel berbeda ini berinteraksi dan mendapatkan pemahaman lebih dalam tentang bagaimana pankreas berkembang.”
Membuat organoid lengkap
Andersson Rolf dan rekan penelitinya menggunakan jaringan pankreas untuk membuat organoid tiga dimensi baru yang meniru pankreas manusia pada tahap janin. Organoid ini mengandung tiga jenis utama sel pankreas: sel asinar, sel duktal, dan sel endokrin. Masing-masing sel ini memainkan peran penting. Sel asinar melepaskan enzim yang membantu memecah makanan, sedangkan sel duktal membentuk saluran untuk membawa enzim ke usus. Akhirnya, sel endokrin menghasilkan hormon serupa insulin untuk mengontrol kadar gula dalam darah.
“Dalam organoid kami, kami menemukan dan mengkarakterisasi jenis sel induk baru yang memiliki kemampuan unik untuk berkembang menjadi ketiga jenis sel tersebut,” lanjut Andersson Rolf. “Kami melihat bahwa ketiga jenis sel tersebut tidak hanya terbentuk tetapi juga menjalankan fungsi yang diharapkan. Sel asinar melepaskan enzim pencernaan dan sel endokrin menghasilkan hormon.”
Organoid pankreas memberikan petunjuk baru
Dengan menggunakan organoid ini, para peneliti menemukan informasi baru tentang bagaimana pankreas berkembang. “Sel induk pankreas janin bertahan lebih lama dibandingkan yang diketahui para ilmuwan dalam penelitian sebelumnya yang menggunakan tikus,” kata Andersson Rolf.
Menariknya, organoid yang tumbuh dari salah satu sel induk ini dapat tumbuh pesat selama beberapa tahun namun tetap mampu menghasilkan tiga jenis sel utama pankreas. Andersson Rolf dan rekan-rekannya juga menemukan perbedaan penting lainnya antara perkembangan pankreas tikus dan manusia.
“Kami melihat adanya protein yang disebut LGR5, yang menandai sel induk di berbagai jaringan. Protein ini muncul di sel induk pankreas manusia tetapi tidak pada tikus,” jelas Andersson Rolf. “Penelitian kami menyoroti pentingnya mempelajari biologi manusia, karena kami tidak dapat menemukannya menggunakan sel hewan,” catatnya.
Perspektif masa depan
Organoid baru yang meniru pankreas janin ini dapat memberi para ilmuwan cara baru untuk mempelajari bagaimana gen dan lingkungan mempengaruhi perkembangan dan kesehatan pankreas. Pada akhirnya, mempelajari organoid ini dapat membantu mengembangkan terapi regeneratif dan obat baru untuk mengobati penyakit pankreas.
“Namun, pertama-tama kita perlu memahami sepenuhnya bagaimana sel dan molekul di pankreas manusia bekerja sama selama perkembangan dan penyakit,” jelas Andersson Rolf. “Kami baru mulai menggores permukaannya.”
Referensi: “Ekspansi in vitro jangka panjang dari sel induk pankreas janin manusia yang menghasilkan ketiga garis keturunan sel pankreas” oleh Amanda Andersson-Rolf, Kelvin Groot, Jeroen Korving, Harry Begthel, Maaike AJ Hanegraaf, Michael VanInsberghe, Fredrik Salmén, Stieneke van den Brink, Carmen Lopez-Iglesias, Peter J. Peters, Daniel Krueger, Joep Beumer, Maarten H. Geurts, Anna Alemany, Helmuth Gehart, Françoise Carlotti, Eelco JP de Koning, Susana M. Chuva de Sousa Lopes, Alexander van Oudenaarden, Johan H. van Es dan Hans Clevers, 2 Desember 2024, Sel.
DOI: 10.1016/j.cell.2024.10.044
Studi ini didanai oleh Organisasi Biologi Molekuler Eropa.
