Para ilmuwan menggabungkan teknologi material dan biologi sehingga sel IPS dapat diproduksi secara massal di manufaktur. Sel IPS membutuhkan bank yang dapat menyimpan produk.
Penulis/editor: Rayendra L Toruan
mmINDUSTRI.co.id – Mungkinkah memproduksi sel IPS secara bersar-besaran untuk menyelamatkan jutaan manusia?
Masalahnya, sejauh ini, belum memungkinkan untuk memproduksi induced pluripotent stem cells atau sel iPS dan membiakkannya dalam jumlah besar dengan kualitas tinggi.
Sel IPS Siap Dimanufaktur
Tidak ada lini produksi dan proses standar untuk manufaktur industri yang memenuhi persyaratan peraturan.
Kantor Pusat Proyek Fraunhofer yang menangani Rekayasa Proses Sel Punca SPT di Würzburg, Jerman yang dioperasikan bersama Institut Fraunhofer untuk Teknik Biomedis IBMT dan Institut Fraunhofer untuk Penelitian Silikat ISC. Para ahli dari Lembaga-lembaga itu sedang mengerjakan proyek bersamaa.
Bagaimana menggabungkan keahlian di bidang material dan bidang bioteknologi?
“Dalam proyek ini, kami menggabungkan keahlian bioteknologi dengan pengetahuan ilmu material,” kata Julia Neubauer, Managing Director SPT yang juga salah satu ahli di Fraunhofer IBMT.
Ahli dari Fraunhofer ISC itu berbagi pengalaman luas dalam pengembangan bahan dan pelapis permukaan untuk membantu mengoptimalkan bioteknologi IBMT Fraunhofer yang menangani kultur sel di pusat proyek.
Di seluruh dunia, sebagian besar ilmuwan menggunakan permukaan yang keras dan halus untuk kultur sel.
Pada permukaan jenis ini, sel-sel seperti sel otot jantung buatan yang benar-benar berkontraksi dapat tumbuh.
Akan tetapi, mereka berperilaku berbeda dengan sel-sel dalam tubuh yang hidup.
Misalnya, mereka hampir tidak bereaksi terhadap hormon seperti adrenalin, yang seharusnya membuat mereka berdetak lebih cepat.
Tim ilmuwan dari Fraunhofer SPT menciptakan kondisi kultur yang lebih realistis sehingga sel iPS akan berkembang menjadi sel yang lebih matang dan berperilaku secara alami.
Jangankan menggunakan permukaan keras, pelapis permukaan lunak yang terbuat dari hidrogel dan “struktur biomimetik” 3D—dibuat dengan printer 3D—justru digunakan.
Permukaan juga dimodifikasi dengan proses biokimia sehingga lingkungan spesifik jaringan dapat disimulasikan.
Kunci kultur sel IPS di Fraunhofer SPT adalah penggunaan bioreaktor, di mana sel-sel tumbuh sambil mengambang bebas dalam larutan nutrisi atau melekat pada microcarrier.
Julia Neubauer dan Marco Metzger dari Fraunhofer ISC, Wakil Direktur Pelaksana SPT, menjelaskan bahwa dalam proses reaktor, sel-sel dibiakkan pada mikrosfer hidrogel kecil.
Mereka juga dapat tumbuh dalam agregat 3D kecil dan berinteraksi satu sama lain.
Metode ini berhasil meniru pertumbuhan jaringan alami. Keuntungan lain dari kultur sel iPS yang mengambang bebas adalah sel menerima nutrisi dan oksigen yang optimal.
Dalam sekelompok sel pada permukaan 2D, sel-sel di lapisan bawah seringkali kurang mendapat nutrisi. Lingkungan sel juga tidak menyediakan kondisi alami.
Selama beberapa tahun terakhir, Fraunhofer IBMT bekerja dengan perusahaan farmasi dengan mendirikan European Bank For Induced Pluripotent Stem Cells (EBISC) atau biobank unik untuk menyimpan sel iPS dalam bentuk produk.
Biobank ini menyediakan berbagai macam garis sel IPS yang berbeda–misalnya dari pasien dengan penyakit Parkinson atau penyakit Alzheimer dini.
Sel IPS tersedia untuk akademisi, perusahaan, dan lembaga penelitian. “Dengan bantuan sel IPS ini, pengobatan untuk berbagai penyakit dapat dikembangkan dan diuji,” ungkap Julia Neubauer, Managing Director SPT salah satu ahli di Fraunhofer IBMT.
“Dengan demikian, bank sangat penting untuk pengobatan penyakit di masa depan yang saat ini suatu penyakit belum dapat disembuhkan,” tandas Julia Neubauer.
Tim ahli di Fraunhofer SPT memperkenalkan teknologi kultur baru, fungsi bioreaktor, dan permukaan baru untuk kultivasi sel kepada pengunjung pameran MEDICA.
Menghindari Keropos Tembaga dan Logam, Pelapisan Penting 