Makan lebih banyak bayam tidak hanya baik untuk kesehatan jantung, kini daun bayam juga bisa digunakan untuk mengolah jaringan jantung.
Di permukaan, ada perbedaan dunia antara tumbuhan dan hewan. Namun, para peneliti di Worcester Polytechnic Institute (WPU) di Amerika Serikat menemukan bahwa pembuluh darah hewan dan pembuluh darah tumbuhan memiliki kemiripan yang mencolok dalam hal struktur. Kalau begitu, dapatkah kita menggunakan kesamaan ini untuk mengolah jaringan jantung manusia dari daun? Para peneliti WPU melakukan persis seperti ini.
Meskipun pencetakan 3D telah menunjukkan potensi besar di bidang rekayasa jaringan biologis, organ yang tumbuh di laboratorium masih hanya di atas kertas, karena laboratorium tidak dapat mereplikasi sistem transportasi sel yang diperlukan untuk pertumbuhan jaringan. Mengingat permintaan transplantasi organ jauh melebihi pasokan, masalah ini perlu segera diatasi.
Tumbuhan benar-benar berbeda dari manusia dalam pengangkutan oksigen, nutrisi, dan molekul kunci yang dibutuhkan untuk pertumbuhan jaringan, tetapi tumbuhan dapat menyediakan cara untuk memecahkan masalah tidak peduli seberapa keterlaluan kedengarannya. Sebagai contoh, urat daun juga menghadirkan struktur jaringan bercabang dari pipa tebal hingga tipis, seperti halnya sistem kardiovaskular manusia, dan struktur organisasinya juga menyediakan kondisi untuk berbagai fungsi.
Selain itu, penulis penelitian menyatakan bahwa sebagai salah satu komponen utama jaringan dinding sel tumbuhan, selulosa tidak hanya bersifat biokompatibel, tetapi juga banyak digunakan dalam bidang pengobatan regeneratif, seperti rekayasa jaringan tulang rawan, rekayasa jaringan tulang, dan penyembuhan luka. Mengingat hal ini, mengapa kita tidak melakukan penelitian untuk melihat apakah kita dapat membangun sistem kardiovaskular dengan tanaman untuk memasok darah ke jaringan yang tumbuh di laboratorium?
"Kami berharap menggunakan urat bayam untuk memberikan nutrisi dan oksigen ke sel yang dibudidayakan di daun," kata Glenn Gaudette, profesor teknik biomedis di WPU. Ia mengatakan bahwa tujuan akhirnya adalah menerapkannya pada bidang pengobatan kardiovaskular untuk membantu pasien penyakit jantung. "Kami ingin menumbuhkan miokardium pada daun ini dan menyuntikkan darah ke pembuluh darah vena. Dengan cara ini, secara teoretis, kami dapat menjahit pembuluh darah vena dan arteri asli di jantung untuk mendapatkan otot kontraktil yang dapat menggantikan jaringan nekrotik."
Namun, sebelum percobaan langsung, tim WPU harus memastikan satu hal: apakah kardiomiosit dapat menempel pada daun tanaman, dan apakah mereka dapat melakukan gerakan kontraksi pada daun.
Mengingat bayam dapat ditemukan di mana-mana, ditambah dengan susunan dan kepadatan jaringan uratnya, serta kekokohan batangnya, para peneliti memutuskan untuk mempelajari bayam sebagai model organisme. Untuk menumbuhkan kardiomiosit manusia yang hidup pada daun, mereka harus terlebih dahulu mengupas semua sel tanaman, yaitu melakukan proses "deselularisasi", di mana larutan pencuci dituangkan ke dalam urat daun.
"Sebelumnya, saya melakukan deselularisasi jantung manusia. Ketika saya melihat daun bayam, batangnya mengingatkan saya pada aorta," kata penulis pertama Joshua Gershlak. Jadi saya berpikir, mengapa tidak mencoba menanamkan langsung dari batangnya. Kami tidak yakin apakah itu mungkin, tetapi ternyata ini tidak hanya sangat sederhana, tetapi juga dapat direproduksi. "
Untuk memastikan bahwa daun bayam yang didekelularisasi dapat mendukung aliran sel darah manusia, para peneliti terlebih dahulu mengisi pembuluh bayam dengan cairan dan manik-manik seukuran sel darah sebelum bereksperimen dengan sel darah manusia. Mereka menemukan bahwa sel manusia dapat melekat pada daun dan menyusut terus menerus selama 21 hari. Selama periode ini, penampilan dan pola gerakan mereka persis sama dengan kardiomiosit, kata Gerchera.
Selama percobaan, para peneliti juga berhasil melakukan dekelularisasi tanaman lain, membuka jalan bagi regenerasi jaringan spesifik lainnya.
"Daun bayam mungkin lebih cocok untuk jaringan yang sangat vaskularisasi, seperti jaringan miokard, sedangkan batang impatiens memiliki struktur berongga silinder, yang mungkin lebih cocok untuk transplantasi arteri." Beberapa penulis menunjukkan, "Sebaliknya, tanaman berkayu. Bundel vaskular mungkin cocok untuk rekayasa tulang karena kekakuan dan bentuk geometrisnya. "
Meskipun eksperimen ini bertujuan untuk membuktikan konsep tersebut telah berhasil, para peneliti mengatakan bahwa masih ada "jalan panjang" dari aplikasi klinis. Dalam penelitiannya, mereka menunjukkan bahwa tentang bagaimana menggabungkan pembuluh darah tumbuhan dan pembuluh darah asli manusia, masih belum jelas. Meskipun setelah perlakuan dekelularisasi, selulosa memiliki biokompatibilitas dan biodegradabilitas, namun respons tubuh manusia terhadap seluruh jaringan tanaman yang terdekelularisasi masih belum diketahui. Selain itu, meskipun sel dapat menempel ke bagian dalam sistem pembuluh darah daun setelah 24 jam, proses endotelisasi yang lengkap dan fungsional (yaitu, pembentukan dinding bagian dalam satu sel di pembuluh darah dan ventrikel) tetap harus diverifikasi.
Namun demikian, studi pembuktian konsep ini menunjukkan prospek cerah dari berbagai tingkatan, terutama di bidang biaya ekonomi dan lingkungan.
Dengan menggunakan lingkungan kimiawi yang jinak dari struktur jaringan tanaman, kita mungkin dapat mengatasi keterbatasan dan mahalnya bahan sintetis yang kompleks. Peneliti berkata, Melalui metode penanaman yang sesuai dan pengendalian lingkungan, kita dapat dengan mudah membudidayakan tanaman. Dengan menggabungkan jaringan tanaman yang ramah lingkungan dengan operasi deselularisasi berbasis perfusi, kami telah menunjukkan bahwa solusi berkelanjutan untuk perancah rekayasa jaringan prvaskularisasi dapat ditemukan. "
Penelitian ini diselesaikan oleh WPU bekerja sama dengan University of Wisconsin-Madison dan University of Arkansas-Jonesboro. Makalah ini diterbitkan dalam jurnal "Biomaterials".
Terjemahan: Angsa
Sumber: Atlas Berita
Penanaman: Platform pidato offline bergaya teater untuk mengirimkan ide-ide paling kreatif
- Sekitar 150.0004 SUV berukuran sedang dengan karakteristiknya sendiri, yang terakhir terlihat setidaknya 500.000!
- Orang Korea tidak bisa hidup tanpa kimchi untuk tiga kali makan sehari. Apakah kimchi mereka benar-benar enak?
- Diperkirakan dari 120.000, SUV Jerman termurah akan segera diluncurkan, dan material pengerjaannya akan diekspos lebih dulu!
- Memanggil semua ksatria tidak berarti mereka semua kaya dan tampan! Apa perbedaan antara ksatria Eropa?
- Penemu Inggris 40.000 pound untuk membuat kemeja terbang "Iron Man" kehidupan nyata, kecepatan 450 kilometer per jam
- SUV ini memiliki tenaga yang kuat dan handling yang baik, dan hampir membunuh Tiguan, sebuah pukulan telak!
- Untuk memasak chestnut langkah pertama salah, pelajari trik ini, chestnut itu manis dan mudah dikupas