kardiomiosit, jantung
Kardiomiosit manusia yang diberi perlakuan dengan sinyal listrik. Ultrastruktur lurik mengandung troponin (pewarnaan hijau) terbentuk di sekitar inti sel (pewarnaan biru).(Credit: Benjamin Lee, Columbia Engineering)

Bhataramedia.com –┬áPeneliti Universitas Columbia telah menunjukkan, untuk pertama kalinya, bahwa stimulasi listrik pada sel-sel otot jantung manusia (kardiomiosit) yang direkayasa dari sel punca (stem cell) manusia, dapat membantu pengembangan dan fungsi sel-sel tersebut. Tim menggunakan sinyal listrik, yang dirancang untuk meniru sinyal listrik pada jantung yang berkembang, untuk mengatur dan mensinkronisasi sifat detakan kardiomiosit yang baru lahir. Sel-sel ini mendukung fungsi detak jantung.

Penelitian yang dipimpin oleh Gordana Vunjak-Novakovic, Mikati Foundation Professor of Biomedical Engineering dan professor of medical sciences tersebut, dipublikasikan secara online tanggal 19 Januari di Nature Communications.

Penyakit kardiovaskular merupakan salah satu masalah kesehatan utama di seluruh dunia, terutama karena jantung tidak dapat memperbaiki dirinya sendiri. Jika kardiomiosit hilang akibat cedera atau penyakit, sel-sel ini memiliki kemampuan minimal untuk regenerasi. Para ilmuwan telah mencoba untuk mengembangkan cara-cara untuk menumbuhkan jantung dengan menggunakan kardiomiosit yang dikembangkan dari sel-sel pasien yang diambil dari kulit atau darah.

Agar menjadi sukses, kardiomiosit ini perlu untuk merespon dan terintegrasi dengan otot yang mengelilingi jantung. Tetapi, saat ini, ketidakmatangan dan detak yang tidak teratur dari kardiomiosit manusia yang berasal dari sel punca telah membatasi kegunaannya untuk pengobatan regeneratif dan penelitian biologi.

“Kami telah membuat penemuan menarik. Kami menerapkan stimulasi listrik untuk mematangkan sel-sel ini, mengatur fungsi kontraktil mereka, dan meningkatkan kemampuan mereka untuk berhubungan dengan satu sama lain. Pada kenyataannya, kita melatih sel kardiomiosit untuk mengadopsi pola detak jantung, meningkatkan organisasi protein jantung yang penting, dan membantu sel untuk menjadi lebih matang. Pengkondisian ini merupakan langkah penting untuk menghasilkan sel-sel yang kuat yang berguna untuk berbagai aplikasi, termasuk studi biologi kardiomiosit, pengujian obat, dan terapi sel punca. Kami berpikir bahwa metode kami dapat menyebabkan pengurangan aritmia selama regenerasi jantung berbasis sel,” jelas Vunjak-Novakovic, seperti dilansir Columbia University School of Engineering and Applied Science (19/01/2016).

Vunjak-Novakovic bekerja dengan George Eng dan Benjamin Lee, keduanya baru-baru ini menerima PhD dari Departemen Biomedical Engineering. Mereka juga siswa M.D. dan rekan terkemuka penulis studi tersebut. Tim peneliti telah menumbuhkan sel kardiomiosit yang berasal dari sel punca (stem cell) manusia dan merekayasa menjadi struktur tiga dimensi. Mereka kemudian memapar struktur ini terhadap sinyal-sinyal listrik yang sama pada jantung yang sehat, selama lebih dari satu minggu. Mereka menunjukkan bahwa stimulasi listrik ini meningkat konektivitas kardiomiosit dan keteraturan kontraksi otot jantung.

Para peneliti berencana untuk melakukan studi mendasar tentang bagaimana jantung dewasa mengembangkan fungsi detak, dan untuk menyelidiki apakah kardiomiosit akan memiliki kemampuan untuk berintegrasi mulus dengan otot jantung dan menyediakan fungsi setak yang sinkron.

“Jantung adalah organ kompleks yang menakjubkan dengan sekitar 3 miliar sel yang berdetak serentak dalam menanggapi sinyal-sinyal listrik,” kata Vunjak-Novakovic. “Kemampuan kita untuk merekapitulasi biologi menggunakan alat bioteknologi terus mendorong pekerjaan kami dan menjadi sumber inspirasi. Kami sering diingatkan bahwa ini mungkin waktu terbaik untuk mengejar penelitian teknik biomedis!”

“Sebagai mahasiswa di teknik rekayasa dan kedokteran, saya sangat tertarik pada bagaimana kardiomiosit yang diberi perlakuan sinyal listrik dapat digunakan pada konteks klinis,” tambah Benjamin Lee.

Referensi Jurnal :

George Eng, Benjamin W. Lee, Lev Protas, Mark Gagliardi, Kristy Brown, Robert S. Kass, Gordon Keller, Richard B. Robinson, Gordana Vunjak-Novakovic. Autonomous beating rate adaptation in human stem cell-derived cardiomyocytes. Nature Communications, 2016; 7: 10312 DOI: 10.1038/ncomms10312.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here