Sel-Sel Kulit Tua Diprogram Ulang untuk Mendapatkan Kembali Fungsi Awet Muda

Temuan dapat mengarah pada pendekatan yang ditargetkan untuk mengobati penuaan.

Penelitian dari Babraham Institute telah mengembangkan metode untuk 'melompati waktu' sel-sel kulit manusia selama 30 tahun, memutar balik jam penuaan sel tanpa kehilangan fungsi khususnya. Pekerjaan oleh para peneliti dalam program penelitian Epigenetics Institute telah mampu mengembalikan sebagian fungsi sel yang lebih tua, serta meremajakan ukuran molekuler usia biologis. Penelitian ini diterbitkan hari ini di jurnal eLife dan sementara pada tahap awal eksplorasi, itu bisa merevolusi pengobatan regeneratif.

Apa itu obat regeneratif?

Seiring bertambahnya usia, kemampuan sel kita untuk berfungsi menurun dan genom mengakumulasi tanda penuaan. Biologi regeneratif bertujuan untuk memperbaiki atau mengganti sel termasuk yang sudah tua. Salah satu alat terpenting dalam biologi regeneratif adalah kemampuan kita untuk menciptakan sel punca yang 'diinduksi'. Proses ini merupakan hasil dari beberapa langkah, masing-masing menghapus beberapa tanda yang membuat sel terspesialisasi. Secara teori, sel punca ini memiliki potensi untuk menjadi jenis sel apa pun, tetapi para ilmuwan belum mampu menciptakan kembali kondisi yang andal untuk membedakan kembali sel punca menjadi semua jenis sel.

Memutar Kembali Waktu

Metode baru, berdasarkan teknik pemenang Hadiah Nobel yang digunakan para ilmuwan untuk membuat sel punca, mengatasi masalah penghapusan identitas sel sepenuhnya dengan menghentikan pemrograman ulang sebagian dari proses tersebut. Hal ini memungkinkan peneliti untuk menemukan keseimbangan yang tepat antara memprogram ulang sel, membuat mereka secara biologis lebih muda, sementara masih bisa mendapatkan kembali fungsi sel khusus mereka.

Pada tahun 2007, Shinya Yamanaka adalah ilmuwan pertama yang mengubah sel normal, yang memiliki fungsi tertentu, menjadi sel punca yang memiliki kemampuan khusus untuk berkembang menjadi jenis sel apa pun. Proses penuh pemrograman ulang sel punca memakan waktu sekitar 50 hari menggunakan empat molekul kunci yang disebut faktor Yamanaka. Metode baru, yang disebut 'pemrograman ulang transien fase pematangan', memaparkan sel ke faktor Yamanaka hanya selama 13 hari. Pada titik ini, perubahan terkait usia dihilangkan dan sel-sel untuk sementara kehilangan identitasnya. Sel-sel yang sebagian diprogram ulang diberi waktu untuk tumbuh dalam kondisi normal, untuk mengamati apakah fungsi sel kulit spesifik mereka kembali. Analisis genom menunjukkan bahwa sel telah mendapatkan kembali penanda karakteristik sel kulit (fibroblas), dan ini dikonfirmasi dengan mengamati produksi kolagen dalam sel yang diprogram ulang.

Umur Bukan Sekadar Angka

Untuk menunjukkan bahwa sel-sel telah diremajakan, para peneliti mencari perubahan tanda penuaan. Seperti yang dijelaskan oleh Dr Diljeet Gill, seorang postdoc di lab Wolf Reik Institute yang melakukan pekerjaan sebagai mahasiswa PhD: "Pemahaman kami tentang penuaan pada tingkat molekuler telah berkembang selama dekade terakhir, memunculkan teknik yang memungkinkan peneliti untuk mengukur perubahan biologis terkait usia dalam sel manusia. Kami dapat menerapkan ini pada eksperimen kami untuk menentukan sejauh mana pemrograman ulang yang dicapai metode baru kami."

Para peneliti melihat beberapa ukuran usia seluler. Yang pertama adalah jam epigenetik, di mana tag kimia yang ada di seluruh genom menunjukkan usia. Yang kedua adalah transkriptom, semua pembacaan gen yang dihasilkan oleh sel. Dengan dua ukuran ini, sel yang diprogram ulang cocok dengan profil sel yang 30 tahun lebih muda dibandingkan dengan kumpulan data referensi.

Aplikasi potensial dari teknik ini bergantung pada sel-sel yang tidak hanya tampak lebih muda, tetapi juga berfungsi seperti sel-sel muda. Fibroblas menghasilkan kolagen, molekul yang ditemukan di tulang, tendon kulit dan ligamen, membantu menyediakan struktur jaringan dan menyembuhkan luka. Fibroblas yang diremajakan menghasilkan lebih banyak protein kolagen dibandingkan dengan sel kontrol yang tidak menjalani proses pemrograman ulang. Fibroblas juga berpindah ke area yang perlu diperbaiki. Para peneliti menguji sel-sel yang diremajakan sebagian dengan membuat potongan buatan pada lapisan sel di piring. Mereka menemukan bahwa fibroblas yang dirawat bergerak ke celah lebih cepat daripada sel yang lebih tua. Ini adalah tanda yang menjanjikan bahwa suatu hari penelitian ini pada akhirnya dapat digunakan untuk membuat sel-sel yang lebih baik dalam menyembuhkan luka.

Di masa depan, penelitian ini juga dapat membuka kemungkinan terapeutik lainnya; para peneliti mengamati bahwa metode mereka juga memiliki efek pada gen lain yang terkait dengan penyakit dan gejala terkait usia. Gen APBA2, yang terkait dengan penyakit Alzheimer, dan gen MAF yang berperan dalam perkembangan katarak, keduanya menunjukkan perubahan ke tingkat transkripsi yang lebih muda.

Mekanisme di balik keberhasilan pemrograman ulang sementara belum sepenuhnya dipahami, dan merupakan bagian teka-teki berikutnya untuk dijelajahi. Para peneliti berspekulasi bahwa area utama genom yang terlibat dalam pembentukan identitas sel mungkin lolos dari proses pemrograman ulang.

Diljeet menyimpulkan: "Hasil kami mewakili langkah maju yang besar dalam pemahaman kami tentang pemrograman ulang sel. Kami telah membuktikan bahwa sel dapat diremajakan tanpa kehilangan fungsinya dan peremajaan terlihat untuk mengembalikan beberapa fungsi ke sel lama. Fakta bahwa kami juga melihat kebalikannya indikator penuaan pada gen yang terkait dengan penyakit sangat menjanjikan untuk masa depan pekerjaan ini."

Profesor Wolf Reik, pemimpin kelompok dalam program penelitian Epigenetika yang baru-baru ini pindah untuk memimpin Altos Labs Cambridge Institute, mengatakan: "Pekerjaan ini memiliki implikasi yang sangat menarik. Akhirnya, kami mungkin dapat mengidentifikasi gen yang meremajakan tanpa memprogram ulang, dan khususnya menargetkan mereka untuk mengurangi efek penuaan. Pendekatan ini menjanjikan penemuan berharga yang dapat membuka cakrawala terapi yang menakjubkan."

(Materials provided by Babraham Institute)

***
Solo, Jumat, 22 April 2022. 10:51 pm
'salam hangat penuh cinta'
Suko Waspodo
suka idea
antologi puisi suko