Pertama Kalinya Ilmuwan Berhasil Tumbuhkan Ginjal Manusia di Embrio Babi

Organ ginjal manusia tumbuh di dalam embrio babi. Foto: Jurnal Cell Stem Cell

Pertama kalinya ilmuwan berhasil menumbuhkan organ manusia berupa ginjal di dalam embrio hewan. Studi ini diterbitkan di jurnal Cell Stem pada Kamis (7/9).

Para peneliti memasukkan sel induk manusia ke dalam embrio babi yang telah dimodifikasi secara genetik. Ketika embrio ini ditanamkan ke induk babi pengganti, embrio mengembangkan ginjal manusia tahap awal dalam waktu sekitar 28 hari.

Penelitian ini masih dalam tahap awal, tapi ilmuwan mengatakan teknologi di masa depan dapat membantu kekurangan organ donor manusia yang diperlukan untuk transplantasi.

“Organ tikus telah diproduksi di dalam tubuh tikus, tapi upaya untuk menumbuhkan organ manusia pada babi belum pernah berhasil sebelumnya,” ujar Liangxue Lai, penulis studi senior dan peneliti utama dari Guangzhou Institute of Biomedicine and Health, Chinese Academy of Sciences, dan Wuyi University.

Pada percobaan sebelumnya para ilmuwan mengambil ginjal dan jantung dari babi yang dimodifikasi secara genetik dan mentransplantasikannya ke manusia yang otaknya sudah mati. Namun strategi ini memiliki risiko tinggi bahwa tubuh manusia akan menolak organ babi tersebut. Penelitian baru ini bertujuan untuk membatasi masalah tersebut.

“Pendekatan kami meningkatan hubungan sel manusia ke dalam jaringan penerima dan memungkinkan kami menumbuhkan organ manusia pada babi,” kata Lai.

Ilustrasi Ginjal. Foto: Shutterstock

Ginjal adalah dua organ berbentuk kacang terletak di kedua sisi tulang belakang, di bawha tulang rusuk yang menyaring darah dan membuang limbah serta kelebihan air melalui urin. Ginjal merupakan salah satu organ paling sering ditransplantasikan, tapi kurangnya ketersediaan ginjal membuat banyak orang tidak bisa menjalani transplantasi.

Salah satu solusi mengatasi masalah kekurangan organ ginjal ini adalah dengan mengintegrasikan sel induk manusia yang dapat berkembang menjadi sel jenis apa pun yang disebut sel induced pluripotent stem cells (iPSCs), ke dalam embrio mamalia lain untuk menciptakan embrio campuran atau chimeric sehingga bisa menumbuhkan organ manusia.

Babi adalah pilihan terbaik karena organ mereka mirip dengan kita, termasuk perkembangan embrionya. Namun, tantangannya adalah sel babi dalam embrio memerlukan nutrisi serta sinyal kimia yang berbeda untuk tumbuh.

Dalam studi baru tersebut, para peneliti mengatasi tantangan ini dengan menggunakan teknologi CRISPR untuk menonaktifkan dua gen yang memungkinkan sel embrio babi untuk mengembangkan ginjal. Hal ini menciptakan celah yang bisa diisi oleh iPSC manusia. Peneliti juga memanipulasi iPSC manusia sehingga lebih mungkin berintegrasi dengan sel babi dengan mencocokkan tahap perkembangannya.

Tampilan dekat sel ginjal manusia (fluoresensi merah) di dalam embrio khimera dibandingkan dengan embrio babi normal atau "tipe liar". Foto: Jurnal Cell Stem Cell

Tim kemudian menanamkan 1.820 embrio chimeric ke 13 induk babi pengganti, membuat babi itu berhenti hamil lalu mengekstraksi embrio tersebut sebulan kemudian. Hasilnya, lima embrio mengandung ginjal tahap awal yang terdiri dari sekitar 50% hingga 60% sel manusia. Ginjal itu berisi sel-sel yang akhirnya akan menjadi ureter, struktur seperti tabung yang menghubungkan ginjal ke kandung kemih.

Yang terpenting adalah ilmuwan memastikan bahwa sel-sel manusia dalam embrio sebagian besar berada di ginjal, bukan di jaringan embrio lain, seperti sel kelamin atau sel saraf. Keberhasilan ini menimbulkan pertanyaan etik jika sel-sel dibiarkan mencapai sempurna pada bayi babi. Artinya, babi akan memiliki ginjal manusia.

Kendati begitu, teknologi ini masih perlu waktu untuk bisa diterapkan pada transplantasi organ manusia. Salah satu rintangan paling krusial adalah masalah penolakan kekebalan tubuh, karena ginjal yang diciptakan tim masih mengandung sel-sel berasal dari babi, seperti sel yang membentuk pembuluh darah. Banyak embrio babi yang dilibatkan dalam eksperimen juga mengalami kemunduran sehingga efisiensi proses ini perlu diatasi dengan melakukan penelitian lanjutan di masa depan.

Tim berharap temuan ini dapat meningkatkan pemahaman kita tentang perkembangan organ manusia dan perkembangan penyakit.

“Sebelum kita sampai pada tahap akhir pembuatan organ yang dapat disimpan untuk praktik klinis, metode ini memberikan peluang untuk mempelajari perkembangan manusia,” ujar Miguel Esteban, rekan penulis studi dan peneliti utama di Guangzhou Institutes of Biomedicine and Health sebagaimana dikutip Live Science.