Seorang wanita dewasa menunjukkan kekuatan
Menjelang usia tiga puluh adalah titik pembuka. Mulai dari usia ini, kita mulai kehilangan sekitar tiga hingga delapan persen massa otot setiap dekade. Bersamaan dengan itu, kita juga kehilangan kekuatan dan mobilitas. Jika dibiarkan, kehilangan otot ini —disebut ‘sarkopenia’ dalam bahasa teknis— dapat menyebabkan penurunan signifikan dalam kualitas hidup. Terutama pada orang dewasa yang lebih tua, ini meningkatkan risiko jatuh dan waktu yang dihabiskan dalam keadaan diam, yang keduanya memengaruhi masa hidup.Mencari strategi untuk melawan kehilangan massa otot yang tidak disengaja merupakan prioritas utama. Dan meskipun olahraga memberikan obat alami, ini tidak memungkinkan bagi semua orang; alternatif diperlukan untuk orang-orang dengan mobilitas terbatas. Sekarang, sebuah studi baru membawa kita satu langkah lebih dekat untuk bisa meregenerasi otot “secara artifisial.” Temuan ini menunjukkan bahwa transplantasi sel punca mungkin menjadi pendekatan yang layak untuk membangun otot baru dan memperbaiki cedera lama.
Muscle Magic: Primbon Regenerasi Cepat
Secara umum, jaringan otot sangat mampu memperbaiki dirinya sendiri. Pikirkan kembali ketika Anda berolahraga. Anda mungkin merasa sakit selama satu atau dua hari setelahnya, tetapi hal ini segera hilang. Itulah otot merenovasi dirinya secara real-time. Demikian pula, kebanyakan cedera otot memerlukan sedikit atau tidak ada intervensi medis sama sekali —dengan istirahat dan waktu, mereka sembuh dengan sendirinya.
Tetapi dalam kasus langka, termasuk cedera otot yang parah, penyakit genetik tertentu, dan kehilangan otot yang terkait dengan usia, keajaiban regeneratif biasanya gagal. Di sini, kita memerlukan pendekatan terapeutik untuk diandalkan, yang dapat menutupi kekurangan ketika otot kita tidak lagi bisa.
Sel Punca untuk Menyelamatkan?
Masuki sel punca pluripoten. Ini adalah jenis sel khusus yang memiliki kemampuan untuk berubah menjadi jenis sel lain. Pikirkan mereka seperti tumpukan tanah liat yang belum dikerjakan; bahan mentahnya sudah ada, siap untuk diukir menjadi apa saja. Secara teori, para ilmuwan seharusnya bisa menumbuhkan sel punca pluripoten manusia di laboratorium dan “memahat” mereka menjadi sel punca otot, yang dapat berkembang menjadi sel otot yang sepenuhnya terbentuk.
Meskipun terapi sel punca mungkin tampak sebagai solusi yang sempurna, para peneliti telah menghadapi rintangan. Pertama, sebagian besar percobaan menggunakan sel punca untuk regenerasi otot telah dilakukan di cawan Petri. Masalahnya adalah bahwa cawan laboratorium tidak secara akurat menggambarkan lingkungan di mana sel punca akan berada setelah masuk ke dalam tubuh. Jadi, kenyamanan dari pendekatan ini datang dengan biaya aplikabilitasnya: sel punca otot rangka mati setelah transplantasi sebelum mereka bisa secara bermakna meregenerasi ke jaringan otot yang sehat.
Menemukan Lingkungan Mikro yang Tepat
Untuk mengatasi keterbatasan ini, para peneliti memulai studi untuk mempelajari bagaimana sel punca manusia yang dipelihara di laboratorium berperilaku setelah ditransplantasikan ke dalam tikus. Mereka segera melihat bahwa kelangsungan hidup sel punca otot bergantung pada lingkungan di sekitarnya; ada sejumlah sinyal molekuler yang membentuk “niche” sel punca. Sama seperti tanaman membutuhkan kondisi pertumbuhan tertentu —jenis tanah tertentu, jumlah air yang spesifik, dan jumlah sinar matahari yang sesuai— demikian pula sel punca ini. Tanpa sinyal molekuler yang tepat, sel punca tidak dapat mengakar, menyia-nyiakan upaya transplantasi. Semakin banyak yang kita ketahui tentang “niche” sel punca, semakin besar peluang bahwa terapi masa depan akan berhasil.
Menariknya, protein yang disebut actin alfa otot jantung (ACTC1) terungkap menjadi faktor yang sangat penting dalam kelangsungan hidup sel punca otot setelah transplantasi. Protein ini sangat aktif selama tahap perkembangan otot awal di rahim dan setelah itu, setiap kali otot kita memerlukan perbaikan. Tim ilmuwan menemukan bahwa menghilangkan serat otot yang mengekspresikan protein tersebut menyebabkan kerugian substansial pada sel punca otot otot yang ditransplantasikan.
Para peneliti juga bertanya-tanya apakah menghilangkan sel punca otot yang sudah ada akan membantu meningkatkan kelangsungan hidup sel punca yang ditransplantasikan. Dengan transplantasi sumsum tulang, misalnya, umumnya dihapus semua sumsum tulang yang tersisa sebelum menyuntikkan sumsum baru —hal ini secara signifikan meningkatkan kemungkinan kesuksesan. Memang, pemusnahan sel punca otot yang sudah ada sebelum transplantasi membantu meningkatkan tingkat kelangsungan hidup sel punca otot baru. Sel punca yang ditransplantasikan tampak “lebih memilih” untuk dapat membentuk “niche” mereka sendiri daripada menetap ke dalam “niche” lama.
Dengan rencana permainan yang dioptimalkan ini —penghapusan sel punca otot yang sudah ada dan serat otot yang kaya akan actin alfa otot jantung— para ilmuwan menanamkan sel punca otot ke dalam tikus untuk melihat apakah mereka dapat meningkatkan tingkat kelangsungan hidup sel punca. Biasanya, sel punca otot yang ditransplantasikan mati dalam beberapa hari, gagal untuk berintegrasi dengan jaringan otot dengan benar. Tetapi dengan lingkungan mikro yang disesuaikan, sel punca otot bertahan hingga empat bulan. Mereka juga mampu membantu meregenerasi jaringan otot rusak di sepanjang serangkaian cedera berbeda, membuktikan bahwa mereka telah sepenuhnya terintegrasi ke dalam “niche”. Berdasarkan penulis studi, ini adalah pertama kalinya perbaikan otot yang berhasil diamati setelah transplantasi sel punca pada hewan hidup.
Implikasi
Otot meregenerasi dengan sangat cepat dan efisien. Tetapi dengan bertambahnya usia atau karena kondisi medis tertentu, kemampuan regeneratif ini mungkin mulai melambat, menyebabkan kerusakan otot, dan pada akhirnya, kehilangan. Terapi sel punca mungkin tampak seperti pilihan yang jelas: menggantikan sel punca otot yang lebih tua yang berjuang melakukan tugasnya dengan yang baru. Ini terdengar bagus dalam teori, tetapi telah terbukti cukup sulit dalam praktik. Isu utamanya adalah bahwa sel punca otot yang ditransplantasikan gagal untuk berintegrasi ke dalam jaringan otot, mati dalam waktu beberapa hari.
Studi ini membuat kemajuan besar dengan menunjukkan bahwa perubahan pada lingkungan mikro di mana sel punca diharapkan tumbuh dapat membantu mereka berintegrasi ke dalam jaringan otot dengan lebih efektif. Seperti tanaman, sel punca memerlukan jenis dukungan yang tepat untuk membantu mereka berkembang di dalam “niche” mereka. Ini menetapkan dasar bagi terapi masa depan dalam meregenerasi otot pada manusia.