By adminvps06 
Tujuan penelitian ini adalah untuk meningkatkan kemanjuran terapi baru untuk mengobati kondisi kronis ini.
Kolitis ulseratif (UC) adalah penyakit radang usus (IBD) yang menyebabkan peradangan dan ulkus (luka) di saluran pencernaan. Kolitis ulseratif memengaruhi lapisan terdalam usus besar, yang juga disebut kolon dan rektum. Setidaknya 40.000 orang hidup dengan IBD di Irlandia, dan lebih dari 5 juta di seluruh dunia.
Dalam makalah baru yang diterbitkan baru-baru ini di Computers in Biology and Medicine , peneliti dari CÚRAM di Universitas Galway dan kolaborator di Universitas Birmingham menyajikan model komputasi baru yang mensimulasikan distribusi tegangan geser di usus besar dengan berbagai ketebalan lendir.
Usus besar, bagian penting dari sistem pencernaan kita, bergantung pada kontraksi ritmis untuk memindahkan limbah. Gerakan-gerakan ini menciptakan gaya mekanis pada permukaan usus besar yang dilapisi lendir. Lendir ini bertindak sebagai penghalang pelindung, memisahkan bagian dalam tubuh kita dari triliunan mikroba di usus kita.
Model komputasional tim peneliti menggunakan data dunia nyata mengenai gerakan-gerakan ini, perilaku lendir, dan karakteristik jaringan untuk mensimulasikan lingkungan yang dinamis. Studi mereka mengungkap bagaimana lapisan lendir bertindak sebagai pelumas, yang secara signifikan meningkatkan kecepatan feses dan memperlancar pergerakan limbah melalui usus besar. Efek ini berkurang pada UC, di mana lapisan lendir lebih tipis, yang berpotensi menyebabkan sembelit.
Model ini menyoroti fungsi perlindungan lendir, melindungi lapisan sel tipis yang menjalankan proses kolon dari kekuatan mekanis.
Ketika tim peneliti, yang dipimpin oleh Dr Yury Rochev, Fakultas Fisika, Universitas Galway, menyelidiki distribusi mekanis dalam lapisan sel, mereka menemukan bahwa tekanan geser bervariasi di sepanjang berbagai zona fungsional, yang menunjukkan peran potensial dalam mengatur migrasi sel, diferensiasi, dan respons imun. Namun, ketika perlindungan ini terganggu, seperti pada UC, hal itu dapat menyebabkan peradangan dan kerusakan jaringan.
Dr. Rochev berkata; “Model kami menunjukkan bahwa lendir berfungsi sebagai pelumas, yang secara signifikan meningkatkan kecepatan feses dan memperlancar pergerakan limbah melalui usus besar. Efek ini berkurang pada kolitis ulseratif (UC), di mana lapisan lendir menipis, yang berpotensi menyebabkan sembelit.”
Pengungkapan model tersebut tidak berhenti di situ. Model tersebut juga menyoroti fungsi perlindungan lendir, yang melindungi sel-sel halus yang bertanggung jawab atas proses-proses penting di kolon dari kekuatan mekanis yang dihasilkan oleh gerakan usus.
Dr. Rochev menambahkan: “Ketika kami menyelidiki distribusi mekanis dalam lapisan sel, kami menemukan bahwa tekanan geser bervariasi di sepanjang zona fungsional yang berbeda, yang menunjukkan peran potensial dalam mengatur migrasi sel, diferensiasi, dan respons imun. Ketika perlindungan ini terganggu, seperti pada UC, hal itu dapat menyebabkan peradangan dan kerusakan jaringan.”
Tim ini tidak hanya mengandalkan simulasi komputer. Mereka mengembangkan model eksperimental menggunakan teknologi “organ-on-a-chip” untuk memvalidasi temuan mereka.
Ibrahim Erbay, seorang peneliti dalam tim tersebut, mengatakan: “Kami menggunakan organoid usus untuk membuat replika lapisan sel tipis di permukaan kolon. Dengan mengalirkan cairan secara aktif menggunakan platform organ-on-a-chip, kami dapat mensimulasikan gaya mekanis yang mirip dengan yang dialami di kolon.”
Dengan menggabungkan pemodelan komputasional dengan validasi eksperimental yang kuat, para peneliti bertujuan untuk memperoleh pemahaman yang komprehensif tentang bagaimana gaya mekanis memengaruhi peristiwa biologis baik dalam kondisi sehat maupun sakit. Pendekatan holistik ini menjanjikan peningkatan pemahaman kita tentang kesehatan usus dan membuka jalan bagi terapi baru yang tepat sasaran untuk penyakit radang usus dan gangguan pencernaan lainnya.
Peneliti Ibrahim Erbay menambahkan: “Penelitian ini tidak hanya meningkatkan pemahaman kita tentang fungsi dasar usus besar pada tingkat sel, tetapi juga menawarkan alat yang ampuh untuk mengembangkan pendekatan terapeutik baru. Kini kita dapat memodelkan berbagai sistem pemberian obat dan mengoptimalkannya, yang berpotensi menghasilkan perawatan yang lebih efektif untuk kondisi yang berhubungan dengan usus.”