Ilmuwan Sukses Transplantasi Otak Manusia Buatan ke Kepala Tikus

JAKARTA - Terobosan baru dilakukan oleh sekelompok ilmuwan dari University of Pennsylvania Perelman School of Medicine, Amerika Serikat dalam mencegah kelumpuhan otak yang dialami tikus. Hal itu dilakukan dengan transplantasi otak manusia buatan ke otak tikus yang cedera tersebut.

Otak manusia buatan berukuran mini tersebut memang sengaja dibuat melalui laboratorium. Keberadaan otak manusia buatan itu diyakini mampu menambal cedera di otak tikus hidup.

Diharapkan keberadaan otak manusia buatan berukuran itu bisa memperbaiki koneksi yang rusak dalam sistem pemrosesan sensorik di tikus tersebut. Diharapkan nantinya otak organoid itu bisa memperbaiki cedera otak yang dialami manusia.

"Saya melihat ini sebagai langkah pertama dalam mengembangkan strategi baru untuk menyembuhkan cedera otak," ujar Dr Han-Chiao Isaac Chen, Peneliti Senior dan Asisten Profesor Bedah Syaraf University of Pennsylvania Perelman School of Medicine.

Disebutkan Dr Han-Chiao Isaac Chen organoid dapat digunakan untuk memulihkan fungsi otak setelah mengalami cedera traumatis, operasi invasif atau stroke. Organoid itu juga diyakini bisa membantu memerangi efek penyakit neurodegeneratif, seperti parkinson. "Namun, kami masih bertahun-tahun lagi untuk menerapkan teknologi pada manusia," katanya.

Dalam studi baru mereka, yang diterbitkan pada 2 Februari 2023, Dr Han-Chiao Isaac Chen menunjukkan bahwa organoid otak yang tumbuh dari sel punca manusia dapat ditransplantasikan ke dalam korteks visual tikus yang terluka.





Diketahui korteks visual adalah informasi yang diterima oleh mata untuk diproses ke otak. Saat cahaya mengenai retina di mata, sebuah pesan elektrik masuk ke korteks visual primer, yang mulai mengurai fitur dasar dari apa pun yang ada di depan mata.

Data tersebut kemudian diteruskan ke korteks visual sekunder, yang membawa analisis selangkah lebih maju. Dalam penelitian itu dilibatkan tikus yang mengalami cedera besar pada korteks visual sekunder.

Dari situ para peneliti berupaya menggunakan organoid untuk menyumbat lubang yang dihasilkan di otak. Sementara untuk membuat otak buatan manusia itu para peneliti melakukannya dengan menggunakan sel punca manusia.

Selama 80 hari, para peneliti mencoba memaksimalkan sel punca itu menjadi lapisan luar otak manusia. Diketahui organoid buatan laboratorium itu akhirnya memiliki lapisan yang serupa, tetapi agak belum sempurna.

"Meskipun gumpalan jaringan menyerupai korteks terlihat nyata dalam banyak hal, mereka tidak sempurna sama sekali," terang Dr Han-Chiao Isaac Chen.

Untuk mentransplantasikan setiap organoid ke dalam otak tikus, para peneliti mengeluarkan sepotong tengkorak di tikus tersebut. Setelah itu organoid ditempatkan di dalamnya dan menutup lubang dengan tutup pelindung.



Tikus kemudian menerima obat penekan kekebalan selama dan setelah prosedur, untuk mencegah tubuh mereka menolak transplantasi. Selama tiga bulan berikutnya, pembuluh darah tikus menyusup ke dalam organoid, dan pada gilirannya, sel-sel organoid secara fisik terjalin dengan sistem pemrosesan visual tikus lainnya.

Menariknya organoid yang dipasang di otak tikus itu kemudia perlahan-perlahan tumbuh sedikit lebih besar. Hal itu membuat hadirnya sel-sel baru di otak tikus.

Para peneliti memetakan kondisi baru itu dengan menggunakan pelacak neon, yang mengungkapkan bahwa organoid telah berhasil terhubung ke retina melalui jaringan kabel ini. Terlebih lagi, para peneliti menunjukkan adanya rangsangan visual tikus terhadap lampu berkedip dan garis hitam dan putih di layar.

Kondisi itu berarti organoid yang ada di otak tikus melakukan respons seperti halnya yang terjadi saat korteks visual utuh. Percobaan kemudian ditingkatkan dengan menjalankan tes penglihatan atau perilaku pada tikus.

Hal itu dilakukan untuk menyelidiki perubahan kemampuan tikus setelah prosedur. Mereka juga berencana untuk menguji apakah organoid dapat diintegrasikan dengan cara yang sama ke bagian otak lainnya, seperti korteks motorik, yang mengontrol gerakan, dan untuk mempelajari faktor apa yang mengontrol kecepatan dan tingkat integrasi tersebut.

Selain itu, tim berharap untuk memperbaiki organoid otak sehingga mereka dapat meniru otak manusia yang sebenarnya dengan lebih baik. "Kami ingin substrat yang mereplikasi dengan lebih tepat seperti apa otak itu," pungkas Dr Han-Chiao Isaac Chen.