EraAIdailyNews, 22 September 2026 — Peneliti di Duke mengembangkan rangka atau scaffold suntikan yang membantu otak yang rusak akibat stroke menumbuhkan pembuluh darah baru, mendukung pertumbuhan kembali saraf, dan memulihkan gerakan pada hewan uji. Perawatan itu tampaknya bekerja sebagian dengan merekrut sel imun tubuh sendiri, termasuk neutrofil yang dalam kondisi tepat dapat berubah dari merusak menjadi menolong.
Stroke iskemik terjadi ketika gumpalan darah menyumbat aliran darah ke bagian otak. Kondisi ini dialami jutaan orang setiap tahun. Tanpa aliran darah yang memadai, jaringan otak kehilangan pasokan yang diperlukan untuk berfungsi, sehingga kerusakan dapat berkembang di area yang terdampak.
Penanganan darurat, seperti obat pelarut gumpalan dan prosedur yang secara fisik mengeluarkan gumpalan, dapat memulihkan sirkulasi dan membantu menyelamatkan jaringan otak yang masih layak diselamatkan. Namun, setelah jaringan otak mati, mengembalikan aliran darah tidak dapat mengganti bagian yang telah hilang.
Stroke berat dapat menghancurkan jaringan dalam jumlah besar dan meninggalkan rongga di tempat jaringan sehat pernah berada. Setelah gumpalan diangkat, pemulihan sangat bergantung pada rehabilitasi. Rehabilitasi membantu sirkuit otak yang bertahan menyesuaikan diri, tetapi tidak secara langsung membangun kembali wilayah yang rusak.
Tatiana Segura, Profesor Terhormat Robert Plonsey bidang Teknik Biomedis di Duke, menekankan bahwa memulihkan aliran darah saja tidak lagi cukup setelah jaringan otak hilang. Menurut dia, tujuan tim adalah merekayasa ruang yang cedera agar proses perbaikan imun, pembuluh darah, dan saraf dapat mulai bekerja bersama.
Segura dan tim menciptakan lingkungan di dalam rongga stroke yang dapat mendukung beberapa jenis perbaikan sekaligus. Mereka menggunakan MAPS, yaitu microporous annealed particle scaffolds, atau rangka partikel teranil berpori mikro. Rangka ini tersusun dari partikel hidrogel mikro individual yang berkumpul membentuk struktur berpori. Ruang terbuka memberi sel kerangka untuk memasuki dan menggunakan area tersebut saat membangun kembali jaringan saraf.
Strategi tersebut juga memanfaatkan sistem imun tubuh. Peneliti memusatkan perhatian pada astrosit, sel berbentuk bintang yang berperan penting dalam fungsi otak normal dan cepat merespons cedera. Astrosit berkomunikasi dengan sel sekitar melalui vesikel ekstraseluler atau EV, yaitu paket sangat kecil pembawa protein, lipid, dan materi genetik yang dapat memengaruhi perilaku sel lain. Peneliti mengumpulkan EV dari astrosit yang dibiakkan di laboratorium dan mengujinya dengan molekul pensinyalan berbeda.
Alih-alih hanya menyuntikkan EV ke area rusak, ilmuwan menempelkannya secara kimiawi pada permukaan partikel hidrogel. Cara ini menjaga sinyal tetap terkonsentrasi di dalam scaffold sehingga sel yang masuk lebih berpeluang menemuinya. Kombinasi sinyal IL-4 dan C1q menonjol karena efektif menarik sel imun yang berpotensi membantu ke wilayah cedera.
Sel yang tertarik antara lain makrofag dan populasi neutrofil yang bertahan cukup lama secara mengejutkan. Neutrofil sering dikaitkan dengan peradangan dan kerusakan jaringan pada tahap awal stroke. Namun, hasil baru menunjukkan perannya lebih rumit: pada tahap lanjut setelah cedera, dengan sinyal dan lingkungan material yang tepat, neutrofil dapat membantu mendukung perbaikan jaringan.
Peneliti menguji pentingnya sel tersebut dengan mengurangi populasi sel imun yang kaya neutrofil. Pembentukan pembuluh darah kemudian menurun tajam dan scaffold mengalami lebih sedikit perombakan. Temuan ini mengindikasikan bahwa sel imun tersebut memegang peran penting dalam respons penyembuhan. Shangjing Xin, ilmuwan utama studi dan fellow pascadoktoral di Segura Laboratory, mengatakan peran neutrofil tampak bergantung pada waktu kedatangan, lokasi, dan sinyal dari lingkungan sekitarnya.
Seiring sel imun memasuki area yang dirawat, pembuluh darah baru terbentuk di seluruh rongga stroke. Peneliti juga menemukan lebih banyak serat akson di dalam dan sekitar wilayah cedera. Akson merupakan struktur penting yang memungkinkan sel otak mengirimkan sinyal. Perubahan biologis itu diikuti peningkatan gerakan. Tikus yang mendapat scaffold optimal melakukan lebih baik dalam uji berjalan di atas kisi yang mengukur kesalahan penempatan tungkai depan. Pada minggu ke-8, performa mereka tidak dapat dibedakan secara statistik dari tikus kontrol sehat, dan peningkatan itu bertahan hingga akhir studi.
Evaluasi tambahan menunjukkan EV yang diberikan tanpa scaffold MAPS gagal menghasilkan perbaikan pembuluh darah yang sebanding. Temuan ini mengisyaratkan bahwa biomaterial bukan sekadar pengantar sinyal terapeutik ke otak. Arsitektur berpori serta kemampuannya mempertahankan sinyal EV di area rusak tampak penting bagi respons perbaikan.
Meski menjanjikan, pendekatan ini masih bersifat pra-klinis. Sejauh ini, perawatan diuji pada model tikus dengan penyuntikan langsung ke area otak yang rusak. Penelitian lanjutan diperlukan untuk menilai keamanan, memahami secara pasti pengaruh berbagai populasi sel imun, dan memastikan apakah perawatan bekerja pada model yang lebih besar serta menyerupai stroke pada manusia. Saat ini, EV diperoleh dari astrosit tikus primer. Laboratorium Segura meneliti EV dari astrosit turunan sel punca pluripoten terinduksi manusia sebagai langkah berikutnya.
Segura menggambarkan upaya ini seperti memulihkan sebuah ekosistem: kerusakan awal tidak cukup hanya dibatasi, karena kondisi yang memungkinkan kehidupan kembali harus diciptakan. Material tersebut tidak dimaksudkan meniru otak secara utuh, melainkan menciptakan lingkungan agar sel tubuh dapat masuk, berkomunikasi, dan berpartisipasi dalam membangun kembali jaringan yang memiliki pembuluh darah.
Sumber: ScienceDaily, September 2026.
Tidak ada komentar
Posting Komentar