Otot rangka – jenis otot yang menempel pada tulang dan memungkinkan pergerakan – merupakan jaringan yang paling melimpah di tubuh manusia. Jaringan ini memiliki kemampuan untuk beregenerasi setelah cedera ringan, suatu proses yang difasilitasi oleh sel induk otot yang membantu membentuk serat otot baru. Namun, kehilangan otot akut (yang dapat terjadi akibat kecelakaan serius), kehilangan otot progresif, atau penyakit genetik, seperti distrofi otot, dapat mengganggu proses perbaikan jaringan ini. Dalam kasus ini, pasien mungkin mengalami masalah mobilitas dan penurunan kualitas hidup, sehingga memerlukan metode baru untuk membantu regenerasi otot rangka.
Karena sel induk otot dapat memperbaiki jaringan yang rusak, penyelidikan terapi berbasis sel induk untuk regenerasi otot merupakan bidang penelitian yang aktif. Meskipun pendekatan ini menjanjikan, sumber sel induk otot sangat terbatas, dan menumbuhkan sel-sel ini di laboratorium saat ini merupakan proses yang mahal dan memakan waktu.
Ilustrasi skema molekul kecil berinteraksi dengan sel induk otot. Kredit: Laboratorium Lee di UCLA.
Baru-baru ini, para peneliti yang didanai NIBIB di Universitas California, Los Angeles (UCLA) telah mengidentifikasi campuran obat yang secara efektif dapat mengaktifkan dan memperluas populasi sel induk otot, yang berada di dalam otot, berada di dalam, atau terpisah dari, jaringan lain. , seperti kulit. Para peneliti menemukan bahwa sel induk otot dapat memperbaiki jaringan yang rusak pada tiga model tikus yang berbeda: tikus dewasa, tikus tua (yang kemampuan penyembuhannya berkurang), dan model tikus yang menderita distrofi otot (yang mengalami pengecilan otot parah yang menunjukkan kerusakan). .
“Hambatan utama dalam bidang regenerasi otot adalah kurangnya metode yang efektif untuk menghasilkan dan mengembangkan sel induk otot,” kata penulis senior Song Li, PhD, profesor di departemen bioteknologi dan kedokteran di UCLA. “Dengan menggunakan campuran obat kami, kami dapat memperluas populasi sel ini secara efisien, memanfaatkan potensinya sebagai agen terapi untuk perbaikan otot.”
Campuran obat tersebut mencakup forskolin, bahan kimia yang ditemukan pada tanaman yang meningkatkan produksi AMP siklik, sebuah molekul pemberi sinyal penting dalam sel. Koktailnya juga mencakup molekul kecil yang disebut RepSox, yang memediasi diferensiasi sel induk. Meskipun kedua senyawa ini telah digunakan dalam penelitian sel induk, efek gabungan keduanya terhadap proliferasi dan diferensiasi sel induk otot merupakan temuan baru dalam penelitian ini, kata Li.
Dengan menggunakan sel kulit yang diisolasi dari tikus, yang mengandung berbagai jenis sel, para peneliti menggunakan campuran mereka untuk secara selektif memperluas populasi sel induk otot yang diinduksi secara kimia. Sel induk otot ini kemudian ditransplantasikan ke otot tikus yang sebelumnya terluka. Empat minggu setelah implantasi, peneliti mengevaluasi seberapa baik penyembuhan otot yang cedera. Dalam semua model mereka, sel induk yang ditransplantasikan memfasilitasi perbaikan otot dan regenerasi jaringan.
Setelah itu, Lee dan rekan-rekannya melanjutkan penelitian mereka selangkah lebih maju. Alih-alih menumbuhkan sel induk otot di piring, mereka ingin melihat apakah mereka dapat mengaktifkan dan memperluas populasi sel induk otot tikus dengan mengirimkan koktail langsung ke otot. Para peneliti memasukkan campuran obat mereka ke dalam nanopartikel, sehingga campuran tersebut dapat dilepaskan secara terkendali selama periode dua minggu. Nanopartikel yang mengandung obat ini kemudian disuntikkan ke otot hewan dewasa atau hewan tua yang sebelumnya terluka. Dibandingkan dengan tikus yang disuntik dengan nanopartikel kosong, tikus yang disuntik dengan nanopartikel yang mengandung obat telah meningkatkan regenerasi dan fungsi otot secara signifikan.
Pendekatan para peneliti untuk meningkatkan sel induk yang sudah ada di otot memiliki beberapa keuntungan. Alih-alih menumbuhkan sel induk dalam wadah dan kemudian mentransplantasikannya ke pasien, Lee dan rekannya membayangkan pengobatan siap pakai untuk perbaikan otot melalui suntikan langsung campuran obat mereka ke jaringan yang rusak. Namun, pendekatan ini bergantung pada keberadaan sel induk otot dan tidak dapat digunakan untuk kehilangan otot secara luas, kata Li.
Sel induk otot yang diperluas (berwarna merah) menempel pada otot yang terluka (myofibers bergaris hijau) pada tikus dewasa setelah empat minggu. Inti sel berwarna biru. Kredit: Laboratorium Lee di UCLA.
“Pekerjaan ini mewakili langkah maju yang menjanjikan dalam bidang regenerasi jaringan, dan berpotensi menghasilkan metode yang lebih efisien dalam memperbaiki otot yang rusak,” kata David Rampulla, Ph.D., direktur Divisi Sains dan Teknologi Discovery di NIBIB. Bisa.” , “Untuk pasien dengan cedera otot atau pengecilan otot kronis, pendekatan seperti itu dapat meningkatkan kualitas hidup mereka secara signifikan,” katanya.
Li mengatakan campuran mereka memerlukan optimasi lebih lanjut sebelum dapat digunakan pada sel manusia, dan studi praklinis lebih lanjut diperlukan pada model hewan yang lebih besar sebelum pendekatan ini dapat diterapkan pada pengobatan klinis pada manusia.
Penelitian ini dilaporkan Rekayasa Biomedis Alam,
Pekerjaan ini didukung oleh hibah EB012240 dari Institut Nasional Pencitraan Biomedis dan Bioteknologi; hibah dari Institut Jantung, Paru-paru, dan Darah Nasional; hibah dari Institut Nasional Penelitian Gigi dan Kraniofasial; dan dengan hibah dari UCLA Broad Stem Cell Research Center.
Ikhtisar Ilmiah ini menjelaskan penemuan penelitian dasar. Penelitian dasar meningkatkan pemahaman kita tentang perilaku manusia dan biologi, yang merupakan dasar untuk memajukan metode pencegahan, diagnosis, dan pengobatan penyakit yang baru dan lebih baik. Sains adalah proses yang tidak dapat diprediksi dan bertahap – setiap kemajuan penelitian dibangun berdasarkan penemuan-penemuan masa lalu, seringkali dengan cara yang tidak terduga. Sebagian besar kemajuan klinis tidak akan mungkin terjadi tanpa pengetahuan tentang penelitian dasar yang mendasar.
Dilansir dari dan telah tayang di: https://agenbrilink.net/berita/koktail-kimiawi-mengaktifkan-sel-induk-mendorong-perbaikan-setelah-kerusakan-otot/21810/