Reproduksi, model 3D miniatur jaringan otak manusia membuka batas baru dalam ilmu saraf (Neurology). Penelitian telah mengoptimalkan proses pembuatan 'organoid' otak manusia - model organ 3D miniatur - sehingga mereka secara konsisten mengikuti pola pertumbuhan yang diamati di otak manusia yang sedang berkembang. Para peneliti dapat menggunakan sistem eksperimental yang dapat direproduksi ini untuk menguji obat-obatan untuk penyakit neuropsikiatri seperti gangguan spektrum autisme dan skizofrenia secara langsung dalam jaringan manusia.
Para ilmuwan di Universitas Harvard dan Stanley Centre for Psychiatric Research dari Broad Institute telah membuat kemajuan besar dalam pengembangan 'organoids' otak manusia: miniatur, kultur jaringan 3D yang memperagakan sel-sel otak pasien sendiri dalam sebuah piring. Metode baru mereka, yang diterbitkan di Nature, secara konsisten menumbuhkan jenis sel yang sama, dalam urutan yang sama, seperti lapisan luar otak manusia yang berkembang. Kemajuan itu dapat mengubah cara peneliti mempelajari penyakit neuropsikiatri dan menguji efektivitas obat.
Genetika di balik penyakit neurologis manusia adalah kompleks, dengan rentang besar genom yang berkontribusi terhadap timbulnya penyakit dan perkembangannya. Mempelajari penyakit neurologis pada hewan lain memberi peluang-peluang terbatas untuk penemuan yang relevan, karena otak manusia sangat berbeda.
Organoids menawarkan janji besar untuk mempelajari penyakit pada manusia secara langsung. Namun sejauh ini, mereka telah gagal dalam satu cara yang sangat penting.
"Kita semua mungkin menggunakan otak kita secara berbeda, tetapi masing-masing dari kita memiliki koleksi jenis sel dan koneksi dasar yang sama," jelas penulis senior Paola Arlotta, The Golub Family Professor dari Stem Cell dan Regenerative Biology di Harvard University dan sebagai anggota dari Stanley Center. Â Lebih lanjut, Arlotta menegaskan bahwa "Konsistensi itu sangat penting dan, dengan sedikit pengecualian, hal itu direproduksi setiap kali otak manusia terbentuk di dalam rahim. Di antara kita hanya ada perbedaan yang sangat kecil, yaitu dalam hal jenis sel dan struktur dalam otak kita."
Akan tetapi, sampai sekarang, hal itu belum terjadi dengan organoid. Sementara mereka menghasilkan sel-sel otak manusia, masing-masing adalah unik. Hal itu berarti bahwa mereka tidak dapat dengan mudah digunakan untuk membandingkan perbedaan antara yang sakit dan mengendalikan jaringan otak.
"Organoid secara dramatis meningkatkan kemampuan kita untuk mempelajari otak manusia yang sedang berkembang," kata Arlotta. "Akan tapi sampai sekarang, masing-masing memiliki kepingan salju sendiri, membuat campuran jenis selnya sendiri dengan cara yang tidak bisa diprediksi sejak awal. Kami telah memecahkan masalah itu."
Membangun karya mani yang dipimpin oleh ahli biologi sel Yoshiki Sasai, tim itu menciptakan organoids yang hampir tidak dapat dibedakan satu sama lain - bahkan ketika tumbuh lebih dari enam bulan di laboratorium.
Lebih jauh lagi, di bawah kondisi-kondisi budaya khusus, organoid itu sehat dan mampu berkembang cukup lama untuk menghasilkan spektrum tipe sel yang luas yang biasanya ditemukan di lapisan luar otak manusia.
Kemajuan ini berarti bahwa organoid otak sekarang dapat digunakan sebagai sistem eksperimental yang layak untuk mempelajari penyakit-penyakit pada jaringan-jaringan sel pasien secara langsung, dan untuk membandingkan berbagai efek obat pada jaringan otak manusia.
