Untuk pertama kalinya, para ilmuwan telah berhasil menumbuhkan organoid pembuluh darah manusia secara sempurna dalam skala laboratorium. Dengan temuan baru ini secara dramatis dapat meningkatkan kemajuan dalam penelitian berbagai penyakit terkait pembuluh darah seperti diabetes.
Organoid adalah struktur tiga dimensi yang tumbuh dari sel-sel punca yang meniru suatu organ dan dapat digunakan untuk mempelajari aspek-aspek organ itu di dalam cawan petri – wadah untuk membiakkan sel.
Saat sel kita rusak atau mati maka akan digantikan oleh sel yang baru, dan sel yang bertugas dalam peran ini dinamakan sebagai sel punca (stem cell). Pada saat sel punca membelah, mereka dapat memperbanyak diri sendiri atau menjadi jenis sel yang lain.
“Apa yang sangat menarik tentang pekerjaan kami adalah bahwa kami berhasil membuat pembuluh darah manusia yang sebenarnya berasal dari sel punca,” kata Reiner Wimmer, penulis pertama studi. “Organoid kami sangat mirip dengan kapiler manusia, bahkan pada tingkat molekuler, dan kami sekarang dapat menggunakannya untuk mempelajari penyakit pembuluh darah secara langsung pada jaringan manusia.”
“Setiap organ dalam tubuh kita terhubung dengan sistem peredaran darah. Ini berpotensi memungkinkan para peneliti untuk mengungkap penyebab dan perawatan untuk berbagai penyakit pembuluh darah, dari penyakit Alzheimer, penyakit kardiovaskular, masalah penyembuhan luka, stroke, kanker dan, tentu saja, diabetes.” kata Josef Penninger penulis senior direktur pendiri Institute for Molecular Biotechnology of the Austrian Academy of Sciences (IMBA).
Kebanyakan dari gejala diabetes diakibatkan oleh perubahan pada pembuluh darah yang mengakibatkan gangguan sirkulasi darah dan pasokan oksigen pada jaringan. Meskipun pada umumnya, sangat sedikit yang diketahui tentang perubahan pembuluh darah yang ditimbulkan oleh diabetes. Keterbatasan ini telah memperlambat perkembangan pengobatan yang sangat dibutuhkan.
Untuk mengatasi masalah ini, Penninger dan rekan-rekannya mengembangkan model terobosan: organoid pembuluh darah manusia tiga dimensi yang ditumbuhkan di dalam cawan petri. Sehingga mereka dapat mengamati bagaimana reaksi pembuluh darah yang pada dasarnya adalah pembuluh darah buatan bereaksi pada kondisi diabetes.
Ketika para peneliti menguji pembuluh darah organoid pada tikus, mereka menemukan bahwa mereka berkembang menjadi pembuluh darah manusia yang berfungsi sempurna termasuk arteri dan kapiler. Jadi, pembuluh darah organoid sudah siap dijadikan sebagai model untuk menguji diabetes.
Salah satu ciri diabetes adalah terjadinya penebalan pada dinding pembuluh darah yang tidak normal yang dapat menghambat pengiriman oksigen dan nutrisi, sehingga menyebabkan banyak permasalahan kesehatan, seperti gagal ginjal, serangan jantung, stroke, kebutaan dan penyakit arteri perifer, yang menyebabkan amputasi.
Para peneliti kemudian mensimulasikan pembuluh darah organoid yang dipaparkan pada lingkungan “diabetes” di dalam sebuah cawan petri untuk selanjutnya diamati.
Mereka menemukan telah terjadi penebalan yang khas pada membran basal, di mana sangat mirip dengan kerusakan pembuluh darah yang terlihat pada pasien diabetes.
Para peneliti kemudian mencari senyawa kimia yang bisa menghalangi penebalan dinding pembuluh darah. Meskipun tidak ada obat anti-diabetes saat ini yang memiliki efek positif pada kerusakan pembuluh darah ini, namun mereka menemukan sejenis enzim dalam tubuh yang disebut sebagai gamma-sekretase yang dapat mencegah penebalan pada dinding pembuluh darah. Sehingga, meskipun telah diuji pada tikus, pemblokiran yang dilakukan gamma-sekretase dapat membantu dalam mengobati diabetes.
Para peneliti mengatakan temuan itu dapat memungkinkan mereka untuk mengidentifikasi penyebab penyakit pembuluh darah, dan berpotensi untuk mengembangkan dan menguji perawatan baru untuk pasien dengan diabetes.
Studi ini telah dipublikasikan di jurnal Nature.
