Bagi sebagian besar mamalia, kemampuan untuk menumbuhkan kembali bagian tubuh yang hilang merupakan jalan buntu biologis. Meskipun seorang anak mungkin dapat menumbuhkan kembali ujung jari yang putus, atau seekor tikus dapat memulihkan sebagian dari jarinya, bagian tubuh lainnya tetap tidak mampu melakukan hal tersebut. Hal ini sangat kontras dengan “regenerator super” seperti salamander dan bintang laut, yang dapat menumbuhkan kembali seluruh anggota tubuhnya.
Penelitian baru yang diterbitkan dalam jurnal Science menunjukkan bahwa jawaban mengapa mamalia terbatas mungkin tidak hanya terletak pada DNA kita, tetapi juga pada kondisi kimia dan lingkungan di sekitar sel kita.
Peran Matriks Ekstraseluler
Salah satu hambatan utama dalam regenerasi mamalia adalah jaringan parut. Dalam kebanyakan kasus, ketika mamalia mengalami cedera parah, tubuh akan memprioritaskan penutupan luka secara cepat melalui jaringan parut, yang secara efektif menghambat potensi pertumbuhan kembali.
Sebuah penelitian yang dipimpin oleh Byron Mui di Fakultas Kedokteran Universitas Stanford menyelidiki mengapa ujung jari bisa tumbuh kembali sedangkan bagian jari lainnya tidak. Para peneliti berfokus pada matriks ekstraseluler —bahan struktural yang mengelilingi dan mendukung sel.
- Penemuan: Tikus dengan tingkat asam hialuronat yang lebih tinggi dalam matriks ekstraselulernya mampu menumbuhkan kembali bagian jari dengan lebih efektif dan dengan jaringan parut yang jauh lebih sedikit.
- Implikasinya: Asam hialuronat, zat yang biasa digunakan dalam perawatan kulit untuk mempertahankan kelembapan, tampaknya memainkan peran penting dalam menciptakan lingkungan biologis yang kondusif untuk penyembuhan, bukan jaringan parut.
Tingkat Oksigen dan Penginderaan Seluler
Studi kedua mengeksplorasi pemicu lingkungan yang memungkinkan spesies tertentu beregenerasi sementara spesies lainnya gagal. Dengan membandingkan berudu katak cakar Afrika (yang dapat meregenerasi anggota tubuhnya) dengan embrio tikus (yang tidak bisa), para peneliti mengidentifikasi hubungan antara tingkat oksigen dan kapasitas regeneratif.
Ahli biologi molekuler Georgios Tsissios dan timnya menemukan bahwa:
1. Lingkungan rendah oksigen —mirip dengan habitat perairan berudu—membantu penyembuhan jaringan embrio tikus dengan lebih efektif.
2. Dengan menurunkan kadar oksigen pada anggota tubuh tikus, para peneliti dapat memicu respons regeneratif awal yang biasanya tidak ada pada mamalia.
3. Namun, ada perubahan yang rumit: sel kecebong tampaknya kurang sensitif terhadap perubahan oksigen dibandingkan sel tikus. Hal ini menunjukkan bahwa cara sel merasakan lingkungannya sama pentingnya dengan lingkungan itu sendiri.
Mengapa Ini Penting untuk Masa Depan
Temuan ini mewakili perubahan dalam cara para ilmuwan mendekati pengobatan regeneratif. Daripada berfokus secara eksklusif pada perubahan gen, para peneliti kini mencari cara memanipulasi lingkungan lokal dari luka untuk “mengelabui” sel mamalia agar berperilaku seperti salamander.
Meskipun penelitian ini belum menghasilkan pertumbuhan kembali seluruh anggota tubuh, penelitian ini memberikan peta jalan untuk terapi di masa depan. Dengan mengendalikan kadar asam hialuronat dan mengelola paparan oksigen, para ilmuwan berharap pada akhirnya beralih dari mengobati luka sederhana menjadi meregenerasi jaringan yang kompleks.
“Sebagai sebuah bidang, cara kita menyatukan semua potongan teka-teki ini pada akhirnya akan mengarah pada regenerasi anggota tubuh manusia.” — Jessica Whited, Universitas Harvard
Kesimpulan
Dengan mengidentifikasi kadar asam hialuronat dan oksigen sebagai pendorong utama regenerasi, penelitian ini membawa kita lebih dekat untuk memahami cara mengatasi jaringan parut mamalia. Meskipun pertumbuhan kembali seluruh anggota tubuh masih belum menjadi tujuan, petunjuk biologis ini memberikan landasan bagi terobosan masa depan dalam rekayasa jaringan dan penyembuhan luka.
