Sel punca atau sel induk (stem cell) adalah sel khusus manusia yang memiliki kemampuan untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel yang berbeda, dari sel otot hingga sel otak. Dalam beberapa kasus, juga memiliki kemampuan untuk memperbaiki jaringan yang rusak.
Para peneliti telah mengubah sel punca manusia menjadi sel penghasil insulin. Ketika diuji coba pada tikus yang telah diinduksi menderita diabetes, kadar gula darahnya dapat dikendalikan dan diabetesnya secara fungsional disembuhkan selama sembilan bulan.
Temuan ini, sebagai upaya yang telah dilakukan oleh para peneliti dari Washington University School of Medicine in St. Louis yang hasilnya telah dipublikasikan di jurnal Nature Biotechnology.
“Tikus-tikus ini menderita diabetes yang sangat parah dengan pembacaan gula darah lebih dari 500 miligram per desiliter darah — level yang bisa berakibat fatal — dan ketika kami memberikan tikus itu sel yang dapat menghasilkan insulin, dalam waktu dua minggu kadar glukosa darahnya kembali normal dan tetap seperti itu selama berbulan-bulan,” kata penyelidik utama Jeffrey R. Millman dari Washington University.
Di tahun 2019, para peneliti menemukan cara untuk mengubah sel punca manusia menjadi sel beta pankreas yang menghasilkan insulin dalam tubuh. Sel-sel tersebut menghasilkan insulin ketika menemukan gula darah. Namun, pekerjaan sebelumnya ini memiliki keterbatasan dan belum bisa mengendalikan diabetes pada tikus secara efektif.
Sekarang, para peneliti telah menunjukkan teknik baru yang mereka kembangkan yang dapat lebih efisien dalam mengubah sel punca manusia menjadi sel penghasil insulin yang lebih efektif dalam mengontrol gula darah.
“Masalah yang sering terjadi ketika Anda mencoba mengubah sel punca manusia menjadi sel beta penghasil insulin – atau neuron atau sel jantung – adalah bahwa Anda juga memproduksi sel lain yang tidak Anda inginkan,” kata Millman. “Dalam kasus sel beta, kita mungkin mendapatkan jenis sel pankreas atau sel hati lainnya.”
Sel-sel pankreas dan sel-sel hati yang tidak di targetkan memang tidak membahayakan ketika ditanamkan ke dalam tikus, tetapi juga tidak dapat melawan diabetes.
“Semakin banyak sel yang tidak sesuai target yang Anda dapatkan, semakin sedikit sel yang relevan dengan terapi yang Anda miliki,” katanya. “Anda membutuhkan sekitar satu miliar sel beta untuk menyembuhkan seseorang yang menderita diabetes. Tetapi jika seperempat sel yang Anda hasilkan sebenarnya adalah sel hati atau sel pankreas lain, alih-alih membutuhkan satu miliar sel, Anda malah akan membutuhkan 1,25 miliar sel. Itu membuat penyembuhan penyakit 25% lebih sulit.”
Menggunakan teknik baru, tim Millman menemukan sel di luar target yang diinginkan jauh lebih sedikit dihasilkan. Sementara sel beta yang dibuat memiliki fungsi yang lebih baik. Teknik ini menargetkan perancah internal sel, yang disebut sitoskeleton. Sitoskeleton adalah apa yang memberikan bentuk pada sel dan memungkinkan sel untuk berinteraksi dengan lingkungan sekitarnya, mengubah isyarat fisik menjadi sinyal biokimia.
“Ini pendekatan yang sama sekali berbeda, berbeda secara mendasar dalam cara kita melakukannya,” katanya. “Sebelumnya, kami akan mengidentifikasi berbagai protein dan faktor dan menaburkannya pada sel untuk melihat apa yang akan terjadi. Karena kami lebih memahami sinyal, kami dapat membuat proses itu kurang acak.”
Memahami proses itu telah memungkinkan tim Millman untuk memproduksi lebih banyak sel beta. Yang penting, teknik baru ini bekerja secara efisien di seluruh sel punca dari berbagai sumber berbeda, sangat memperluas kemampuan teknik ini dalam mempelajari penyakit.
“Kami mampu membuat lebih banyak sel beta, dan sel-sel itu berfungsi lebih baik pada tikus, beberapa di antaranya tetap sembuh selama lebih dari setahun,” kata Millman. ”
Dia menjelaskan bahwa masih banyak yang harus dilakukan sebelum strategi ini dapat digunakan untuk mengobati penderita diabetes. Mereka perlu menguji sel-sel dalam periode waktu yang lebih lama dalam model hewan yang lebih besar dan bekerja untuk mengotomatisasi proses untuk memiliki harapan menghasilkan sel beta yang dapat membantu jutaan orang yang saat ini membutuhkan suntikan insulin untuk mengendalikan diabetes mereka.
