Jika tubuh manusia diibaratkan sebagai masyarakat, setiap sel di dalam tubuh adalah seperti anggota masyarakat. Untuk menjaga keharmonisan dan stabilitas "masyarakat", setiap anggota sel somatik menjalankan tugasnya masing-masing, dan mereka dilatih untuk menjadi sangat "profesional" untuk beradaptasi dengan fungsinya masing-masing.
Dibandingkan dengan sel tubuh dewasa ini, sel punca seperti siswa yang belum pernah mendapatkan pelatihan profesional. Memiliki potensi untuk terlibat dalam berbagai pekerjaan, seperti memperbaiki jaringan yang rusak, mengganti sel yang rusak, atau menstimulasi regenerasi sel tubuh sendiri.
Karakteristik sel punca ini digunakan untuk mengobati berbagai penyakit degeneratif dan traumatis manusia. Misalnya, dengan mengendalikan diferensiasi sel punca secara artifisial, sel tersebut dapat memperbaiki atau mengganti sel jaringan yang rusak dan "pensiun", yang dapat digunakan untuk mengobati infark miokard, diabetes, penyakit neurodegeneratif, dan penyakit lainnya.
Teknologi sel punca memiliki prospek penerapan yang luas dalam pengobatan regeneratif, tetapi keterbatasan dalam efektivitas dan keamanan menghambat popularitas teknologi ini. Di satu sisi, sel punca yang disuntikkan ke dalam tubuh tidak dapat bertahan dari penyakit dan lingkungan mikro yang menua secara efisien; di sisi lain, rangsangan dari faktor-faktor yang tidak menguntungkan dapat menyebabkan genom sel punca menjadi tidak stabil dan bermutasi menjadi sel tumor, menimbulkan risiko keamanan dalam terapi sel.
Pada titik ini, Anda mungkin berpikir bahwa jika sel punca yang ditransplantasikan dapat beradaptasi lebih baik dengan lingkungan mikro yang buruk di bawah kondisi fisiologis yang tidak normal, apakah mungkin untuk mengatasi dua hambatan utama yaitu "keefektifan" dan "keamanan"?
Baru-baru ini, kelompok penelitian Liu Guanghui di Institut Biofisika, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, kelompok penelitian Tang Fuchou di Universitas Peking, dan kelompok penelitian Qu Jing di Institut Zoologi, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok bersama-sama mengembangkan pembuluh darah manusia yang ditingkatkan secara genetik pertama di dunia dengan pengeditan yang ditargetkan dari satu gen umur panjang. Sel telah mencapai terobosan dalam memecahkan dua masalah utama yaitu "efektivitas" dan "keamanan" terapi sel.
Gen yang ditargetkan untuk diedit kali ini adalah faktor transkripsi bernama "FOXO3" Karena polimorfisme gen FOXO3 sangat erat kaitannya dengan perpanjangan masa hidup manusia, maka disebut "protein umur panjang". Ini dapat menunda penuaan sel, melawan stres, dan mempertahankan homeostasis kardiovaskular dengan mengatur ekspresi banyak gen. Selain itu, FOXO3 juga memiliki kemampuan untuk melawan pembentukan tumor.
Para peneliti telah menggunakan teknologi pengeditan gen pada sel induk manusia untuk berhasil membuat protein FOXO3 "bertahan" di dalam nukleus untuk jangka waktu yang lebih lama, sehingga dapat bekerja lebih baik.
Selanjutnya, peneliti membedakan sel punca yang berhasil diedit menjadi sel endotel vaskuler (vascular intima), sel otot polos vaskuler (media vaskuler) dan sel mesenkim (vascular adventitia). Sel-sel pembuluh darah ini seperti tentara dengan peralatan yang disempurnakan, yang tidak hanya meningkatkan efektivitas tempur, tetapi juga beradaptasi dengan lingkungan yang keras di "medan perang", siap untuk memperkuat sel-sel yang menua dan rusak di dalam tubuh setiap saat.
Gambar 1 Pengeditan gen untuk menghasilkan sel vaskular manusia dengan fungsi FOXO3 yang ditingkatkan untuk pengobatan penyakit vaskular iskemik
Ketika sel yang "ditingkatkan" ditransplantasikan ke kaki belakang tikus yang mengalami cedera iskemik, mereka dapat secara efektif meningkatkan regenerasi pembuluh darah yang rusak dan mempercepat pemulihan aliran darah di area iskemik, yang membuktikan bahwa sel vaskular manusia dengan fungsi FOXO3 yang ditingkatkan memiliki keuntungan yang jelas Kemampuan perbaikan vaskular dari sel tipe liar. Dalam hal mekanisme, FOXO3 yang diaktifkan secara endogen memediasi resistensi terhadap penuaan sel vaskular dengan melawan ekspresi gen CSRP1.
Untuk memverifikasi keamanan sel induk yang ditingkatkan secara genetik sebagai bahan transplantasi, para peneliti merancang lingkungan yang ekstrim untuk mereka: memasukkan berbagai faktor karsinogenik ke dalam sel induk embrionik tipe liar dan FOXO3 yang ditingkatkan secara fungsional. Hasil penelitian menemukan bahwa sel punca yang ditingkatkan secara genetik juga dapat secara efektif menahan transformasi sel ganas yang diinduksi oleh onkogen.
Gambar 2 Sel vaskular manusia yang ditingkatkan FOXO3 memiliki ketahanan yang kuat terhadap karsinogenesis sel.
Penelitian ini adalah yang pertama menggunakan teknologi pengeditan gen untuk mendapatkan sel vaskular manusia dengan fungsi FOXO3 yang ditingkatkan, mencapai terobosan dalam "efektivitas" dan "keamanan" dalam terapi sel, dan secara konseptual membuktikan penggunaan strategi pengeditan gen untuk mendapatkan sel vaskular manusia yang berkualitas tinggi dan aman Kelayakan cangkok. Ini memberikan pilihan potensial untuk pengobatan regeneratif di masa depan, dan memiliki makna yang luas untuk pengembangan strategi terapi sel klinis yang lebih aman dan efektif.
Sumber: Institute of Biophysics, Chinese Academy of Sciences
Tips: Baru-baru ini, aliran informasi akun resmi WeChat telah direvisi. Setiap pengguna dapat mengatur nomor langganan membaca yang sering, yang akan ditampilkan dalam bentuk kartu besar. Oleh karena itu, jika Anda tidak ingin ketinggalan artikel "Voice of Chinese Academy of Sciences", Anda harus melakukan hal berikut: Masuk ke akun publik "Voice of Chinese Academy of Sciences" klik menu di pojok kanan atas pilih "Set as Star"
- Kantong jaring ini dapat menyelamatkan nyawa: dipasang 10 cm di bawah penutup lubang got dapat menahan berat 150 kg