Buku Teks Stem Cell Ditantang oleh Cacing Pipih “Abadi”.

Para ilmuwan Stowers mengungkap prinsip-prinsip baru yang memandu bagaimana sel induk cacing pipih meregenerasi bagian-bagian tubuh, mengungkap petunjuk yang dapat memajukan perbaikan jaringan dan pengobatan regeneratif pada manusia.

Sel induk di sebagian besar organisme hidup biasanya mengambil instruksi dari sel terdekat. Namun, para ilmuwan di Stowers Institute for Medical Research telah menemukan bahwa sel induk planaria berperilaku berbeda. Alih-alih mendengarkan sinyal dari sel yang berdekatan, sel induk ini merespons isyarat yang datang dari daerah jauh di dalam tubuh cacing pipih.

Perilaku mengejutkan ini mungkin menjadi kunci untuk memahami bagaimana planaria dapat menumbuhkan kembali seluruh bagian tubuhnya, dan hal ini dapat memberikan wawasan berharga tentang bagaimana jaringan manusia suatu hari nanti dapat diperbaiki atau diganti.

Penelitian yang dipublikasikan di Cell Reports on October 15, 2025, was led by Postdoctoral Research Associate Frederick “Biff” Mann, Ph.D., from the laboratory of Stowers President and Chief Scientific Officer Alejandro Sánchez Alvarado, Ph.D. The study challenges the long-held idea that most stem cells occupy a fixed location known as a niche, where neighboring cells direct their division, renewal, and specialization.

“For instance, human blood-forming stem cells reside in niches within bone marrow where they divide to self-renew and make new blood cells,” said Mann.

Render tiga dimensi sel induk planaria (abu-abu, tengah) dengan tetangganya. Sel induk berada di relung yang kompleks dan memiliki beragam tetangga. Neoblas (abu-abu). Fagositik (biru). Otot (oranye). Hecatonoblast (merah jambu). Kredit: Institut Penelitian Medis Stowers

Namun tim tersebut mengungkapkan bahwa kemampuan luar biasa planaria untuk menumbuhkan kembali bagian tubuh, misalnya, membangun kembali kepala yang diamputasi atau bahkan seluruh tubuh hanya dari pecahan kecil, terkait dengan sel induk yang bertindak lebih independen dari lingkungannya dibandingkan sel induk pada kebanyakan hewan lainnya.

“Memahami bagaimana sel induk diatur dalam organisme hidup merupakan salah satu tantangan besar di bidang biologi sel induk dan pengobatan regeneratif,” kata Sánchez Alvarado. “Temuan ini menantang konsep kami tentang ‘ceruk’ sel induk dan secara signifikan dapat memajukan pemahaman kita tentang cara mengendalikan kemampuan sel induk untuk memulihkan jaringan yang rusak.”

Potensi Tak Terbatas dan Resiko Menjadi Nakal

Sel induk planaria dewasa mempunyai potensi yang tidak terbatas untuk menjadi jenis sel apa pun, berbeda dengan kebanyakan organisme lain termasuk manusia yang sel induknya diatur secara ketat sehingga memungkinkan mereka menghasilkan hanya beberapa jenis sel khusus. Bagian dari sistem kendali ini diterapkan untuk membantu mencegah pertumbuhan sel yang tidak terkendali, yang merupakan ciri khas kanker.

“Harapan kami adalah mengungkap aturan dasar yang memandu sel induk untuk menjadi jaringan tertentu dan bukannya menjadi jahat, karena sebagian besar tumor pada manusia dimulai ketika sel induk berhenti mengikuti aturan tersebut,” kata Sánchez Alvarado.

“Peran ceruk tradisional mungkin lebih sejalan dengan manajer mikro – yang memberikan instruksi pada sel, ‘Anda bisa menjadi sel induk, tetapi hanya satu jenis tertentu’,” kata Mann. “Namun, kami sekarang telah menunjukkan bahwa memiliki ceruk yang normal mungkin tidak penting agar sel induk dapat bekerja. Beberapa sel induk, seperti yang ada pada cacing pipih planaria, telah menemukan cara untuk mandiri dan dapat berubah menjadi jenis sel apa pun tanpa memerlukan ceruk di dekatnya.”

Berbekal teknologi transkriptomik spasial yang sedang berkembang, para peneliti dapat menentukan gen mana yang diaktifkan tidak hanya di dalam satu sel tetapi juga di dalam sel di sekitar jaringan. Hal ini mengungkapkan tetangga yang mengejutkan – varietas jenis sel yang mengelilingi sel induk. Yang paling menonjol adalah sel yang belum pernah dikarakterisasi sebelumnya – sebuah sel yang sangat besar dengan banyak tonjolan, atau perluasan membran selnya yang seperti jari. Tim menamai sel-sel ini “hecatonoblast” setelah Hecatoncheires, monster mitologi Yunani dengan banyak tangan.

“Karena lokasinya sangat dekat dengan sel induk, kami terkejut saat menemukan bahwa hekatonoblas tidak mengendalikan nasib atau fungsinya, yang berlawanan dengan intuisi terhadap hubungan khusus sel induk,” kata Mann.

Sinyal Jarak Jauh Mendorong Regenerasi

Sebaliknya, tim menemukan bahwa instruksi terkuat datang dari sel-sel usus – jenis sel paling menonjol berikutnya dalam kumpulan data mereka. Mereka menemukan bahwa sel-sel ini memang memberikan instruksi kepada sel induk planaria mengenai posisi dan fungsinya selama regenerasi, meskipun jaraknya cukup jauh.

“Saya cenderung menganggap ini sebagai jaringan komunikasi lokal versus global,” kata rekan penulis Blair Benham-Pyle, Ph.D., Asisten Profesor di Baylor College of Medicine di Houston, Texas, dan mantan Stowers Postdoctoral Research Associate. “Meskipun interaksi antara sel induk dan sel tetangganya memengaruhi reaksi sel induk secara langsung, interaksi jarak jauh dapat mengontrol bagaimana sel induk yang sama merespons perubahan besar dalam suatu organisme.”

Sebuah tim peneliti dari Stowers Institute for Medical Research membahas temuan dari studi terbaru mereka seputar kemampuan regeneratif planaria, menawarkan wawasan mengenai potensi perbaikan jaringan dan pengobatan regeneratif pada manusia. Kredit: Institut Penelitian Medis Stowers

Tim menemukan bahwa sel induk planaria tampaknya tidak ada hubungannya dengan relung berbasis kontak tradisional dan “menemukan bahwa tidak ada jenis atau faktor sel tertentu di samping sel induk yang mengendalikan identitas mereka,” kata Benham-Pyle. Oleh karena itu, mereka berhipotesis bahwa ini mungkin merupakan kunci yang mendasari potensi sel induk planaria, dan kemampuan regeneratif luar biasa yang dapat dilakukan oleh cacing pipih.

“Penemuan besar ini adalah properti dari keseluruhan planaria yang memungkinkan adanya interaksi lokal yang halus dan peristiwa sinyal global yang memungkinkan sel induk mencapai prestasi regenerasi yang luar biasa ini,” kata Benham-Pyle.

“Temuan yang paling mengejutkan adalah, setidaknya pada planaria, lingkungan di mana sel induk berada tidak tetap. Sebaliknya, bersifat dinamis – dimana sel induk berada pada dasarnya terdiri dari ‘teman’ yang dibuat oleh sel induk dan keturunannya dalam proses diferensiasi,” kata Sánchez Alvarado. “Semakin kita memahami bagaimana sel-sel terdekat dan sinyal keseluruhan dalam tubuh bekerja sama untuk meningkatkan kemampuan dan kekuatan sel induk kita, semakin baik kita dalam menciptakan cara untuk meningkatkan penyembuhan alami tubuh. Pengetahuan ini dapat membantu mengembangkan pengobatan baru dan terapi regeneratif untuk manusia di masa depan.”

Referensi: “Karakterisasi molekuler dan seluler lingkungan mikro sel induk planaria” oleh Frederick G. Mann, Carolyn E. Brewster, Dung M. Vuu, Mol Mir, Riley Galton, Shao-Fu Nien, Enya R. Dewars, Carlos Guerrero-Hernández, Jason A. Morrison, Mary C. McKinney, Lucinda E. Maddera, Melainia L. McClain, Kate E. Hall, Seth Malloy, Shiyuan Chen, Brian D. Slaughter, Sean A. McKinney, Stephanie H. Nowotarski, Anoja Perera, Blair W. Benham-Pyle dan Alejandro Sánchez Alvarado, 15 Oktober 2025, Laporan Sel.
DOI: 10.1016/j.celrep.2025.116401

Pekerjaan ini didanai oleh Institut Nasional untuk Ilmu Kedokteran Umum Institut Kesehatan Nasional (NIH) (penghargaan: R37GM057260) dan dengan dukungan kelembagaan dari Stowers Institute for Medical Research. Konten tersebut sepenuhnya merupakan tanggung jawab penulis dan tidak mewakili pandangan resmi NIH.

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin SciTechDaily.
Ikuti kami di Google dan Google Berita.