THE REGENERATION

 

Apa Itu Regenerasi?

Regenerasi adalah proses penggantian atau pemulihan sel , jaringan , organ , bahkan seluruh bagian tubuh yang rusak atau hilang agar dapat berfungsi secara maksimal. Semua organisme hidup , termasuk tumbuhan dan hewan, memiliki kemampuan untuk beregenerasi sebagai bagian dari pemeliharaan alami jaringan dan organ.

Beberapa hewan memiliki kemampuan regeneratif yang luas. Misalnya, hewan air tawar kecil hydra dapat membentuk dua tubuh utuh setelah dipotong menjadi dua. Axolotl, atau salamander Meksiko, dapat meregenerasi bentuk dan fungsi hampir semua anggota tubuh, organ, atau bagian tubuh lainnya.

Hewan yang lebih kompleks, termasuk manusia, memiliki kemampuan regeneratif yang terbatas. Mereka termasuk:

• Membentuk bekas luka yang tebal untuk mempercepat penyembuhan luka dan luka bakar
• Membangun jaringan baru untuk menyatukan potongan tulang setelah patah tulang
• Menumbuhkan kembali rambut dan kulit

Para ilmuwan sedang mempelajari regenerasi untuk potensi penggunaannya dalam pengobatan, seperti mengobati berbagai cedera dan penyakit. Bidang yang berkembang pesat ini disebut pengobatan regeneratif.

Axolotl, atau salamander Meksiko. Kredit: iStock.

Apa yang Diketahui Para Ilmuwan Tentang Bagaimana Regenerasi Terjadi

Beberapa organisme beregenerasi dengan terlebih dahulu membentuk kumpulan berbagai jenis sel yang membelah, termasuk sel induk dewasa , pada saat cedera. Pada tumbuhan, massa ini berupa struktur yang disebut kalus, yang tumbuh menjadi daun, bunga, batang, atau akar baru. Pada beberapa hewan, seperti salamander, strukturnya disebut blastema . Setelah amputasi, sel blastema membelah dengan cepat untuk membentuk kulit, sisik, otot, tulang, atau tulang rawan yang diperlukan untuk menumbuhkan anggota tubuh, sirip, atau ekor baru.

Kebanyakan mamalia, termasuk manusia, tidak membentuk blastema. Kemampuan regeneratifnya yang terbatas adalah hasil dari sel induk dewasa yang berdiferensiasi menjadi jenis sel di jaringan atau organ tempat sel tersebut ditemukan, sehingga memungkinkan terbentuknya bagian-bagian yang memerlukan penggantian karena cedera atau penuaan.

Meskipun manusia tidak dapat meregenerasi anggota tubuhnya, mereka dapat mengalami hipertrofi kompensasi , yaitu peningkatan ukuran organ sebagai respons terhadap jaringan yang rusak atau diangkat. Ketika sebagian hati rusak atau diangkat, misalnya, bagian yang tersisa akan tumbuh sesuai ukuran aslinya dan memungkinkan hati berfungsi seperti sebelumnya. Organ lain, termasuk pankreas, kelenjar tiroid, ginjal, kelenjar adrenal, dan paru-paru, mengkompensasi kerusakan dengan cara yang serupa namun lebih terbatas.

Mempelajari Regenerasi untuk Kesehatan Manusia

Organ dan jaringan manusia memiliki beragam kapasitas untuk perbaikan jaringan yang secara bertahap memburuk seiring bertambahnya usia. Otak, sumsum tulang belakang, jantung, dan persendian termasuk yang memiliki kapasitas regeneratif paling rendah. Keterbatasan ini sebagian menjadi penyebab kondisi seperti gagal jantung dan penyakit saraf degeneratif . Pemahaman yang lebih baik mengenai proses regenerasi dapat membantu dalam mengobati kondisi yang berkaitan dengan usia serta memberikan petunjuk tentang cara memperbaiki organ yang rusak atau bahkan, suatu hari nanti, mengganti anggota tubuh yang hilang.

Apa itu Sel Punca?

Sel induk adalah sel yang dapat berkembang menjadi jenis sel khusus berbeda yang ditemukan di dalam tubuh. Selama perkembangan embrio, masing-masing sel induk dalam embrio dapat berdiferensiasi menjadi salah satu jenis sel dalam tubuh orang dewasa, suatu karakteristik yang dikenal sebagai kemajemukan. Sel induk dewasa, seperti sel yang terlibat dalam regenerasi, dapat berdiferensiasi menjadi jenis sel di jaringan atau organ tempat sel tersebut ditemukan. Jenis sel induk ini penting untuk perbaikan dan pemeliharaan jaringan secara normal.

Para peneliti telah mengembangkan metode untuk memprogram ulang sel manusia dewasa, seperti sel kulit, agar bertindak lebih seperti sel induk embrio. Para ilmuwan menggunakan sel-sel ini, yang disebut sel induk berpotensi majemuk terinduksi, untuk mempelajari dasar-dasar penuaan manusia, pembelahan sel, dan pertumbuhan, serta untuk mengembangkan terapi.

Penelitian yang Didanai NIGMS Meningkatkan Pemahaman Kita tentang Regenerasi

Para ilmuwan yang didanai NIGMS fokus pada pemahaman dasar-dasar regenerasi untuk membantu mengembangkan strategi pengobatan regeneratif untuk menumbuhkan kembali jaringan yang hilang pada manusia. Mereka mencari jawaban atas pertanyaan-pertanyaan penting seperti:

• Bagaimana tubuh mengatur langkah-langkah regenerasi jaringan? Para peneliti sedang berupaya untuk mengidentifikasi jalur sel spesifik yang terlibat dalam banyak langkah regenerasi jaringan, termasuk mendeteksi kehilangan jaringan dan mengembangkan blastema. Memahami sistem yang menghambat regenerasi, dan cara mematikannya, mungkin juga memainkan peran penting dalam mengembangkan cara untuk mengaktifkan regenerasi pada manusia.
• Mengapa kemampuan regeneratif menurun seiring bertambahnya usia? Regenerasi jaringan dan organ tidak terlalu aktif di sebagian besar jaringan manusia dan menjadi kurang aktif seiring bertambahnya usia. Memahami alasan hilangnya ini dapat menjadi landasan bagi pengembangan terapi yang dapat merangsang regenerasi pada segala usia.
• Apa peran sel saraf dalam regenerasi? Pada banyak spesies dan jaringan, regenerasi bergantung pada sel saraf. Para peneliti sedang berupaya memahami jenis sel saraf dan fungsi sel, seperti produksi protein atau impuls listrik, yang diperlukan untuk regenerasi.

Regenerasi sirip ekor ikan zebra selama beberapa minggu. Kredit: Alejandro Sánchez Alvarado.

Organisme Penelitian Digunakan untuk Mempelajari Regenerasi

Kebanyakan organisme penelitian yang digunakan untuk mempelajari regenerasi dapat menumbuhkan kembali bagian tubuh yang tidak dapat ditumbuhkan oleh manusia. Planaria dapat meregenerasi seluruh tubuhnya dari sepotong kecil jaringan, dan ikan zebra dapat memperbaiki kerusakan signifikan pada jantung, sirip, pankreas, mata, otak, dan sumsum tulang belakang. Beberapa organisme penelitian, seperti cacing tersegmentasi, memiliki tubuh transparan yang memungkinkan peneliti mempelajari regenerasi secara visual dengan mengikuti pergerakan sel dalam organisme hidup.

Organisme penelitian berguna untuk mempelajari kemungkinan regenerasi karena manusia memiliki gen yang mirip dengan hewan tersebut sehingga memiliki kemampuan regeneratif yang lebih lengkap. Namun, para ilmuwan belum sepenuhnya memahami cara mengaktifkan proses tersebut pada manusia.