By adminvps06 
Para ilmuwan telah menumbuhkan ‘usus mini’ di laboratorium untuk membantu memahami penyakit Crohn, yang menunjukkan bahwa ‘saklar’ yang mengubah DNA dalam sel-sel usus memainkan peran penting dalam penyakit tersebut dan bagaimana penyakit itu muncul pada pasien. Para peneliti mengatakan bahwa usus mini ini di masa mendatang dapat digunakan untuk mengidentifikasi pengobatan terbaik bagi setiap pasien, sehingga memungkinkan pengobatan yang lebih tepat dan personal.
Para peneliti mengatakan usus mini ini di masa depan dapat digunakan untuk mengidentifikasi perawatan terbaik bagi setiap pasien, sehingga memungkinkan perawatan yang lebih tepat dan personal.
Penyakit Crohn adalah salah satu bentuk penyakit radang usus (IBD). Penyakit ini merupakan kondisi seumur hidup yang ditandai dengan peradangan pada saluran pencernaan yang memengaruhi sekitar satu dari 350 orang di Inggris, dengan satu dari empat orang mengalaminya sebelum usia 18 tahun. Bahkan pada tingkat yang paling ringan, penyakit ini dapat menimbulkan gejala yang berdampak besar pada kualitas hidup termasuk sakit perut, diare, penurunan berat badan, dan kelelahan. Namun, penyakit ini juga dapat menyebabkan pembedahan besar, rawat inap, paparan obat-obatan beracun, dan berdampak besar pada pasien dan keluarga mereka.
Meskipun ada beberapa bukti bahwa seseorang berisiko lebih tinggi terkena penyakit ini jika kerabat tingkat pertama menderita penyakit Crohn, keberhasilan dalam mengidentifikasi faktor risiko genetik masih terbatas. Akibatnya, diperkirakan hanya 10% pewarisan disebabkan oleh variasi DNA.
Matthias Zilbauer, Profesor Gastroenterologi Anak di University of Cambridge dan Cambridge University Hospitals NHS Foundation Trust (CUH), mengatakan: “Jumlah kasus penyakit Crohn dan IBD meningkat drastis di seluruh dunia, khususnya di kalangan anak-anak yang lebih muda, tetapi meskipun sudah puluhan tahun penelitian, tidak seorang pun tahu apa penyebabnya. Sebagian dari masalahnya adalah sulitnya memodelkan penyakit ini. Kami harus bergantung terutama pada penelitian pada tikus, tetapi penelitian ini terbatas dalam hal apa yang dapat mereka sampaikan kepada kita tentang penyakit ini pada manusia.”
Dalam penelitian yang dipublikasikan hari ini di Gut , Profesor Zilbauer dan rekan-rekannya menggunakan sel-sel dari usus yang meradang, yang disumbangkan oleh 160 pasien, terutama pasien dan remaja, di CUH untuk menumbuhkan lebih dari 300 usus mini — yang dikenal sebagai organoid — di laboratorium untuk membantu mereka lebih memahami kondisi tersebut. Sampel-sampel disumbangkan oleh pasien dengan penyakit Crohn dan kolitis ulseratif, serta oleh pasien yang tidak terpengaruh oleh IBD.
“Organoid yang kami hasilkan sebagian besar berasal dari anak-anak dan remaja,” kata Profesor Zilbauer. “Mereka pada dasarnya memberi kami potongan usus mereka untuk membantu penelitian kami. Penyakit Crohn bisa menjadi kondisi serius yang harus dihadapi pada usia berapa pun, tetapi tanpa keberanian dan dukungan para relawan kami, kami tidak akan mampu membuat penemuan seperti ini.”
Organoid adalah kultur sel 3D yang meniru fungsi utama organ tertentu, dalam hal ini epitelium — lapisan usus. Para peneliti menumbuhkannya dari sel-sel tertentu, yang dikenal sebagai sel induk, yang diambil dari usus. Sel induk hidup selamanya di usus, terus membelah sehingga memungkinkan epitelium usus beregenerasi.
Dengan menggunakan organoid ini, mereka menunjukkan bahwa epitel dalam usus pasien penyakit Crohn memiliki pola ‘epigenetik’ yang berbeda pada DNA mereka dibandingkan dengan epitel dari kontrol yang sehat. Epigenetik adalah saat DNA kita dimodifikasi oleh ‘saklar’ yang melekat pada DNA kita yang mengaktifkan dan menonaktifkan gen — atau meningkatkan atau menurunkan aktivitasnya — membiarkan DNA itu sendiri tetap utuh, tetapi mengubah cara sel berfungsi.
Profesor Zilbauer, seorang peneliti di Stem Cell Institute di Universitas Cambridge, berkata: “Apa yang kami lihat adalah bahwa tidak hanya perubahan epigenetik yang berbeda pada penyakit Crohn, tetapi ada korelasi antara perubahan ini dan tingkat keparahan penyakit. Setiap perjalanan penyakit pasien berbeda, dan perubahan ini membantu menjelaskan mengapa — tidak setiap organoid memiliki perubahan epigenetik yang sama.”
Para peneliti mengatakan organoid dapat digunakan untuk mengembangkan dan menguji pengobatan baru, untuk melihat seberapa efektif organoid tersebut terhadap lapisan usus pada penyakit Crohn. Organoid juga membuka kemungkinan untuk menyesuaikan pengobatan dengan masing-masing pasien.
Rekan penulis Dr Robert Heuschkel, Konsultan Gastroenterologi Anak di CUH dan Pimpinan Layanan IBD Anak, mengatakan: “Saat ini, kami tidak memiliki cara untuk mengetahui perawatan mana yang paling cocok untuk pasien. Bahkan perawatan yang kami miliki saat ini hanya berhasil pada sekitar setengah dari pasien kami dan menjadi kurang efektif seiring berjalannya waktu. Ini adalah masalah besar.
“Di masa depan, Anda dapat membayangkan mengambil sel dari pasien tertentu, menumbuhkan organoid mereka, menguji berbagai obat pada organoid, dan berkata, ‘Oke, ini obat yang manjur untuk orang ini’.”
Penelitian ini menyoroti jalur khusus yang terlibat dalam penyakit Crohn, yang dikenal sebagai kompleks histokompatibilitas mayor (MHC)-I. Jalur ini memungkinkan sel imun mengenali antigen — yaitu, racun atau zat asing lain yang memicu respons imun dalam tubuh, dan yang dapat mencakup molekul dalam makanan kita, atau mikrobiota usus kita. Tim menunjukkan bahwa sel-sel yang membentuk lapisan dalam usus pada pasien penyakit Crohn memiliki peningkatan aktivitas MHC-I, yang dapat menyebabkan peradangan di bagian usus tertentu.
“Ini adalah pertama kalinya seseorang mampu menunjukkan bahwa perubahan epigenetik yang stabil dapat menjelaskan apa yang salah pada epitel usus pada pasien dengan penyakit Crohn,” kata Profesor Zilbauer.
Modifikasi epigenetik ditemukan sangat stabil, yang mungkin menjelaskan mengapa bahkan setelah perawatan, ketika seorang pasien tampak sudah sembuh, peradangannya dapat kembali setelah beberapa bulan — obat-obatan hanya mengobati gejalanya, bukan penyebab yang mendasarinya.
Perubahan epigenetik diprogramkan ke dalam sel-sel kita sejak awal selama perkembangan bayi di dalam rahim. Perubahan tersebut dipengaruhi oleh faktor lingkungan, yang mungkin mencakup paparan infeksi atau antibiotik — atau bahkan kurangnya paparan infeksi, yang disebut ‘hipotesis higienis’ yang menyatakan bahwa kita tidak terpapar cukup banyak mikroba agar sistem kekebalan tubuh kita dapat berkembang dengan baik. Para peneliti mengatakan hal ini mungkin menawarkan satu kemungkinan penjelasan tentang bagaimana perubahan epigenetik yang menyebabkan penyakit Crohn terjadi sejak awal.
Penelitian ini sebagian besar didukung oleh Medical Research Council. Penelitian ini juga didukung melalui kerja sama dengan Milner Therapeutics Institute, University of Cambridge.
Cambridge Enterprise bekerja sama dengan Profesor Zilbauer dan timnya dan baru-baru ini telah mengajukan paten untuk teknologi ini. Mereka tengah mencari mitra komersial untuk membantu pengembangan peluang ini.