Bagaimana Inovasi Sel Stem Mempunyai Penyelidikan Neurosains Lanjutan

Salah satu faktor genting dalam mengkaji otak manusia adalah mempunyai kemampuan untuk melakukan penyelidikan mengenai tisu otak manusia yang berfungsi. Akibatnya, banyak kajian saintifik dilakukan pada tikus sebagai proksi mamalia. Kelemahan pendekatan ini ialah otak tikus berbeza dari segi struktur dan fungsi. Menurut Johns Hopkins, secara struktural, otak manusia kira-kira 30 persen neuron dan 70 persen glia, sementara otak tikus mempunyai nisbah yang berlawanan [1]. Penyelidik MIT mendapati bahawa dendrit neuron manusia membawa isyarat elektrik berbeza daripada neuron tikus [2]. Alternatif inovatif adalah mengembangkan tisu otak manusia menggunakan teknologi sel induk.

Sel stem adalah sel yang tidak khusus yang menimbulkan sel yang berbeza. Ini adalah penemuan yang agak baru sejak tahun 80an. Sel induk embrio pertama kali ditemui pada tahun 1981 oleh Sir Martin Evans dari Cardiff University, UK, kemudian di University of Cambridge, pemenang Nobel dalam bidang perubatan 2007 [3].

Pada tahun 1998, mengasingkan sel induk embrio manusia ditanam di makmal oleh James Thomson dari University of Wisconsin di Madison dan John Gearhart dari Johns Hopkins University di Baltimore [4].

Lapan tahun kemudian, Shinya Yamanaka dari Universiti Kyoto di Jepun menemui satu kaedah untuk mengubah sel kulit tikus menjadi sel induk yang banyak menggunakan virus untuk memperkenalkan empat gen [5]. Sel induk pluripoten mempunyai kemampuan untuk berkembang menjadi jenis sel lain. Yamanaka, bersama dengan John B. Gurdon, memenangi Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Perubatan 2012 kerana penemuan bahawa sel-sel yang matang dapat diprogramkan kembali menjadi pluripoten [6]. Konsep ini dikenali sebagai sel induk pluripoten yang diinduksi, atau iPSC.

Pada tahun 2013, sebuah pasukan saintis Eropah yang diketuai oleh Madeline Lancaster dan Juergen Knoblich, mengembangkan organoid serebral tiga dimensi (3D) menggunakan sel induk manusia yang berukuran "berukuran sekitar empat milimeter dan dapat bertahan selama 10 bulan . [7]. " Ini adalah kejayaan besar kerana model neuron sebelumnya dikultur dalam 2D.

Baru-baru ini, pada bulan Oktober 2018, satu pasukan saintis yang diketuai oleh Tufts mengembangkan model tisu otak manusia 3D yang menunjukkan aktiviti saraf spontan selama sekurang-kurangnya sembilan bulan. Kajian ini diterbitkan pada Oktober 2018 di ACS Biomaterials Science & Engineering, jurnal American Chemical Society [8].

Dari penemuan awal sel stem pada tikus hingga model rangkaian saraf manusia 3D yang berkembang dari sel induk yang beraneka ragam dalam waktu kurang dari 40 tahun, laju kemajuan ilmiah telah berkembang pesat. Model tisu otak manusia 3D ini dapat membantu memajukan penyelidikan dalam mencari rawatan baru untuk penyakit Alzheimer, Parkinson, Huntington, distrofi otot, epilepsi, sklerosis lateral amyotrophic (juga dikenali sebagai penyakit ALS atau Lou Gehrig), dan banyak penyakit dan gangguan otak lain. Alat yang digunakan oleh ilmu saraf untuk penyelidikan berkembang dalam kecanggihan, dan sel induk memainkan peranan penting dalam percepatan kemajuan untuk memberi manfaat kepada umat manusia.

Hak Cipta © 2018 Cami Rosso Hak cipta terpelihara.

2. Rosso, Cami. "Mengapa Otak Manusia Mempamerkan Kecerdasan yang Lebih Tinggi?" Psikologi Hari Ini. 19 Oktober 2018.

3. Universiti Cardiff. "Sir Martin Evans, Hadiah Nobel dalam Perubatan." Diakses pada 23 Oktober 2018 dari http://www.cardiff.ac.uk/about/honours-and-awards/nobel-laureates/sir-martin-evans

4. Pandangan Hati. "Garis Masa Sel Stem." 2015 Apr-Jun. Diakses pada 10-23-2018 dari https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4485209/#

5. Scudellari, Megan. "Bagaimana sel iPS mengubah dunia." Alam semula jadi. 15 Jun 2016.

6. Hadiah Nobel (2012-10-08). "Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Perubatan 2012 [Siaran Akhbar]. Diakses pada 23 Oktober 2018 dari https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/press-release/

7. Rojahn, Susan Young. "Saintis Menumbuhkan Tisu Otak Manusia 3-D." Kajian Teknologi MIT. 28 Ogos 2013.

1. Cantley, William L .; Du, Chuang; Lomoio, Selene; DePalma, Thomas; Peirent, Emily; Kleinknecht, Dominic; Hunter, Martin; Tang-Schomer, Min D .; Tesco, Giuseppina; Kaplan, David L. " Model Rangkaian Neural Manusia 3D yang Berfungsi dan Lestari dari Plemipotent Stem Cells. "ACS Biomaterials Science & Engineering, jurnal American Chemical Society. 1 Oktober 2018.