Menggunakan Kultur Sel Manusia untuk Membuat Obat Baru

Gunakan kultur sel manusia agar tak menimbulkan efek samping. Sel induk pluripoten terinduksi manusia  atau human induced pluripotent stem (hiPS) pada proses penelitian bioreaktor dan teknologi krio meningkatkan pengujian bahan aktif untuk membuat obat baru. 

Penulis/editor: Rayendra L Toruan

mmINDUSTRI.co.id – Fraunhofer (sumber): Penggunaan kultur sel manusia lebih tepat untuk membuat obat baru. Dan jangan gunakan sel jaringan hewan yang berdampak negatif bagi manusia.

Banyak bahan dan penemuan baru bakal dijadikan  obat baru namun akhirnya gagal. Justru hasil temuan baru itu menimbulkan efek samping yang serius dalam uji klinis meskipun uji laboratorium yang melibatkan kultur sel telah berhasil.  

Para peneliti tidak usah kuatir, hal itu biasa terjadi jika sel yang digunakan berasal dari misalnya jaringan hewan yang harus dihindari. 

Kultur sel yang disiapkan secara khusus yang terbuat dari jaringan manusia yang dikenal sebagai sel induk pluripoten terinduksi manusia  atau disebut human induced pluripotent stem (hiPS). 

Kultur sel jaringan manusia itu memungkinkan pengujian yang lebih andal dan dapat meningkatkan peluang persetujuan suatu obat yang baru. Peneliti Fraunhofer mengembangkan solusi inovatif untuk mengoptimalkan produksi sel dalam bioreaktor dan krioteknologi unik. 

Sel hiPS berasal dari jaringan manusia, sehingga merupakan dasar yang lebih akurat untuk menentukan bagaimana zat-zat akan bekerja pada subjek manusia dibandingkan dengan pengujian konvensional. 

Sel-sel ini diambil dari jaringan kulit manusia atau sampel darah dan kemudian mengalami prosedur reprogramasi khusus di laboratorium. Setelah itu, sel-sel tersebut tidak lagi diprogram untuk satu jenis jaringan saja, itulah sebabnya mereka disebut “pluripoten” atau jaringan majemuk.

Untuk tujuan pengujian obat, sel hiPS kemudian dapat didiferensiasi kembali menjadi hampir semua jenis sel yang ada dalam tubuh manusia. Hal ini secara signifikan mengurangi risiko efek samping yang tidak diinginkan terjadi pada uji klinis manusia selanjutnya. 

Bioreaktor digunakan untuk memproduksi sel-sel yang diperlukan untuk pengujian ini. 

Tim peneliti di bawah kepemimpinan Dr. Julia Neubauer dari departemen Cryo & Stem Cell Technologies di Institut Fraunhofer untuk Teknik Biomedis IBMT membuat kemajuan signifikan dalam menggandakan dan membedakan sel hiPS dalam bioreaktor. 

Dengan konsep bioreaktor dan penyimpanan kriogenik yang diperbaiki, pengujian sel hiPS dalam penelitian medis menjadi lebih akurat dan menggantikan pengujian in vitro tradisional yang melibatkan sel hewan dan pengujian hewan yang kontroversial secara etika.

Penemuan baru itu membuka jalan bagi penggunaan kultur sel ini secara efisien di dunia nyata dalam pengujian toksisitas dan penemuan obat yang baru.

Peneliti dihadapkan pada dilema jika peserta mengalami efek samping yang serius selama uji klinis untuk menguji bahan aktif baru. 

Seringkali, hal ini berarti pengembangan calon obat yang menjanjikan akan terhenti, sehingga obat tersebut tidak pernah sampai ke pasar. 

Salah satu akar permasalahannya adalah bahan obat biasanya diuji dengan menggunakan model kultur sel in vitro yang didasarkan pada sel hewan atau dan diujikan pada hewan terlebih dahulu. 

Apa pun kasusnya, ada batasan seberapa baik hasil tes dapat diterapkan pada subjek manusia. Artinya, ada risiko peserta uji coba tiba-tiba mengalami efek samping yang tidak dapat ditoleransi.

Para peneliti medis menaruh harapan besar pada apa yang dikenal sebagai sel induk berpotensi majemuk yang diinduksi manusia atau disebut human induced pluripotent stem (hiPS). 

Sel-sel ini berasal dari jaringan manusia, sehingga merupakan dasar yang jauh lebih akurat untuk menentukan bagaimana suatu zat akan bekerja pada subjek manusia dibandingkan tes konvensional. 

Sel-sel tersebut diambil dari jaringan kulit manusia atau sampel darah dan kemudian menjalani prosedur pemrograman ulang khusus di laboratorium. 

Setelah itu, bahan tidak lagi diprogram untuk satu jenis jaringan, itulah sebabnya mereka disebut “berpotensi majemuk.” 

Untuk tujuan pengujian obat, sel hiPS kemudian dapat berdiferensiasi ulang menjadi hampir semua jenis sel yang ditemukan di tubuh manusia. 

Hal ini secara signifikan menurunkan risiko efek samping yang tidak diinginkan yang terjadi pada uji klinis pada manusia berikutnya.

Bioreaktor untuk peningkatan produksi sel

Sel-sel yang dibutuhkan untuk pengujian diproduksi di bioreaktor. Tim peneliti yang dipimpin oleh Dr. Julia Neubauer, kepala departemen Teknologi Cryo & Stem Cell di Institut Fraunhofer untuk Teknik Biomedis IBMT, memperbanyak dan membedakan sel hiPS dalam bioreaktor. 

“Sekarang untuk pertama kalinya dimungkinkan untuk meningkatkan proses sehingga sejumlah besar sel fungsional tercipta dalam waktu singkat,” ungkap Dr. Julia Neubauer.

Tantangan bagi para ilmuwan Fraunhofer yang berpartisipasi dalam proyek gabungan R2U-Tox-Assay adalah mencari cara terbaik untuk mereplikasi kondisi lingkungan yang terjadi secara alami dalam tubuh manusia dalam bioreaktor sehingga sel berkembang biak dengan cepat tanpa kehilangan fungsinya. 

“Kami mengembangkan dan memproduksi hidrogel elastis kami sendiri untuk bertindak sebagai substrat khusus untuk bioreaktor. Sel-selnya ada di sana, sehingga mereka dapat berkembang biak secara efektif,” lanjut Dr. Julia Neubauer. 

Parameter yang dipilih memungkinkan peneliti menghasilkan jumlah yang relevan untuk pengujian medis hingga beberapa miliar sel demikian penjelasan Dr. Julia Neubauer.

Apa keuntungan lain dari cara sel hiPS dan pembekuan kilat cryotank?