Para peneliti di China telah meluncurkan metode baru untuk memperbaiki jaringan yang terluka dengan bimbingan saraf, sebuah strategi yang dapat membantu pasien dengan cedera serius, seperti cedera tulang belakang yang menyebabkan kelumpuhan, mengembalikan lebih banyak fungsi daripada pendekatan terapeutik saat ini.

Generasi baru implan konstruksi saraf ini – terbuat dari sel induk saraf dan biomaterial anorganik – mampu memperbaiki jaringan dan tulang yang terluka pada tikus dengan bimbingan saraf.

Regenerasi jaringan melibatkan koordinasi yang rumit dari beberapa sistem tubuh dan jalur sinyal, termasuk sistem saraf pusat.

Tetapi sebagian besar pendekatan untuk regenerasi sel biasanya mengandalkan pemulihan aktivitas sel sambil “mengabaikan peran penting saraf dalam perbaikan jaringan”, menurut sebuah makalah yang diterbitkan dalam volume bulan ini dari jurnal peer-review National Science Review.

Upaya ini telah menyebabkan “hasil terapi yang tidak memuaskan” untuk pendekatan rekayasa jaringan, para peneliti mencatat dalam makalah mereka.

Untuk mengatasi kesenjangan ini, para ilmuwan dari Chinese Academy of Sciences mengembangkan “generasi baru” konstruksi saraf 3D-bioprinted – implan kecil yang mengandung sel induk saraf – yang mereka amati mampu meregenerasi otot rangka dan tulang pada tikus.

Tikus lumpuh yang ditanamkan dengan konstruksi saraf ditemukan memulihkan lebih banyak gerakan kaki belakang daripada kelompok tikus kontrol, menurut makalah itu.

Konstruksi saraf baru “dapat menyediakan platform serbaguna untuk mempromosikan beberapa regenerasi jaringan” termasuk pemulihan fungsi jaringan, kata makalah itu.

Sel induk saraf – sel-sel dalam sistem saraf yang mampu memperbarui diri dan diferensiasi menjadi jenis sel yang berbeda – “memiliki kemampuan untuk merekonstruksi komponen saraf”, menurut makalah tersebut.

“Peran utama sistem saraf dalam tubuh manusia berarti bahwa merekonstruksi komponen saraf dari situs yang terluka sangat penting untuk regenerasi jaringan ideal dan pemulihan fungsional,” kata para peneliti dalam makalah mereka.

Namun, sel-sel induk saraf memiliki kelemahan – mereka rapuh, dan diferensiasi mereka tidak terkontrol, yang telah membatasi penggunaan praktis mereka.

Untuk mengatasi keterbatasan konstruksi saraf mereka, para peneliti memasukkan lithium, kalsium dan silikon, ke dalam hidrogel bersama dengan sel induk saraf untuk meningkatkan tingkat kelangsungan hidup dan mempromosikan diferensiasi mereka menjadi neuron.

Konstruksi saraf – atau bioinks anorganik – kemudian ditanamkan ke tikus untuk menguji kemanjurannya. Hidrogel yang ditanamkan larut dalam panas tubuh dan meninggalkan struktur jaringan sel induk dan biomaterial.

03:06

Pria lumpuh kembali berdiri lagi dengan implan otak dan tulang belakang

Pria lumpuh kembali berdiri lagi dengan implan otak dan tulang belakang

Ketika ditanamkan ke tikus lumpuh dengan cedera tulang belakang yang diinduksi, para ilmuwan menemukan bahwa konstruksi saraf membantu mengurangi rongga lesi yang terbentuk di sumsum tulang belakang sebagai akibat dari cedera, dan mendorong pertumbuhan neuron di daerah tersebut.

Peningkatan pertumbuhan neuron ini memungkinkan perbaikan cedera yang lebih fungsional, memungkinkan tikus untuk mendapatkan kembali gerakan kaki belakang setelah delapan minggu.

Para ilmuwan juga menguji konstruksi saraf pada tikus dengan cacat tengkorak, dan mereka menemukan bahwa, dibandingkan dengan kelompok kontrol yang telah membentuk lebih banyak jaringan fibrosa, tikus dengan konstruksi mampu membentuk lebih banyak tulang baru.

Kemampuan konstruksi untuk memperbaiki otot juga diuji dengan menanamkannya ke tikus dengan otot kaki yang dipotong. Setelah delapan minggu, tikus-tikus ini membentuk lebih banyak serat otot.

Namun, penelitian ini memiliki keterbatasan, termasuk potensi dampak jangka panjang dari konstruksi netral pada respons inflamasi tubuh, dan kinerja sel induk saraf dalam jangka waktu yang lebih lama.

“Secara keseluruhan, konstruksi saraf berbasis sel induk anorganik-biomaterial / saraf memberikan cara berpikir baru dan pendekatan baru untuk mempromosikan regenerasi jaringan dari sudut pandang modulasi saraf, yang akan menjelaskan desain biomaterial untuk pengobatan regeneratif,” kata para peneliti di koran.