Model embrio manusia baru yang dikembangkan di laboratorium menghasilkan sel darah
Para peneliti telah menemukan cara baru untuk memproduksi sel darah manusia di laboratorium yang meniru proses pada embrio alami. Penemuan mereka berpotensi untuk mensimulasikan kelainan darah seperti leukemia, dan menghasilkan sel induk darah yang tahan lama untuk transplantasi.
Itu adalah momen yang menggembirakan ketika warna merah darah muncul di piring – bahkan terlihat dengan mata telanjang.
Jitesh Neupane
Ilmuwan Universitas Cambridge telah menggunakan sel induk manusia untuk menciptakan struktur tiga dimensi mirip embrio yang mereplikasi aspek-aspek tertentu dari perkembangan manusia awal – termasuk produksi sel induk darah.
Sel induk darah manusia, juga dikenal sebagai sel induk hematopoietik, adalah sel belum matang yang dapat berkembang menjadi semua jenis sel darah, termasuk sel darah merah yang membawa oksigen dan berbagai jenis sel darah putih yang penting untuk sistem kekebalan tubuh.
Struktur mirip embrio, yang oleh para ilmuwan diberi nama 'hematoid', dapat mengatur dirinya sendiri dan mulai memproduksi darah setelah sekitar dua minggu dikembangkan di laboratorium – meniru proses perkembangan pada embrio manusia.
Strukturnya berbeda dari embrio manusia asli dalam banyak hal, dan tidak dapat berkembang menjadi embrio karena tidak memiliki beberapa jaringan embrio, serta kantung kuning telur pendukung dan plasenta yang diperlukan untuk perkembangan lebih lanjut.
Hematoid memiliki potensi menarik untuk pemahaman yang lebih baik tentang pembentukan darah selama perkembangan awal manusia, mensimulasikan kelainan darah seperti leukemia, dan untuk memproduksi sel induk darah yang tahan lama untuk transplantasi.
Sel induk manusia yang digunakan untuk memperoleh hematoid dapat dibuat dari sel mana pun di tubuh. Artinya, pendekatan ini juga mempunyai potensi besar untuk pengobatan yang dipersonalisasi di masa depan, dengan memungkinkan produksi darah yang sepenuhnya kompatibel dengan tubuh pasien sendiri.
Meskipun ada metode lain untuk menghasilkan sel induk darah manusia di laboratorium, metode ini memerlukan campuran protein tambahan untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan sel induk. Metode baru ini meniru proses perkembangan alami, berdasarkan model pengorganisasian diri seperti embrio manusia, di mana lingkungan pendukung intrinsik sel mendorong pembentukan sel darah dan detak sel jantung dalam sistem yang sama.
Temuan ini dipublikasikan hari ini di jurnal Laporan Sel .
Dr Jitesh Neupane, seorang peneliti di Institut Gurdon Universitas Cambridge dan penulis pertama studi tersebut, mengatakan: “Itu adalah momen yang menarik ketika warna merah darah muncul di piring – itu terlihat bahkan dengan mata telanjang.”
Dia menambahkan, “Model baru kami meniru perkembangan darah janin manusia di laboratorium. Model ini menyoroti bagaimana sel darah terbentuk secara alami selama embriogenesis manusia, menawarkan potensi kemajuan medis dalam menyaring obat-obatan, mempelajari perkembangan darah dan kekebalan tubuh sejak dini, dan memodelkan kelainan darah seperti leukemia.”
Profesor Azim Surani di Institut Gurdon Universitas Cambridge, penulis senior makalah ini, mengatakan: “Model ini menawarkan cara baru yang ampuh untuk mempelajari perkembangan darah pada embrio manusia awal. Meskipun masih dalam tahap awal, kemampuan untuk memproduksi sel darah manusia di laboratorium menandai langkah signifikan menuju terapi regeneratif di masa depan – yang menggunakan sel pasien sendiri untuk memperbaiki dan meregenerasi jaringan yang rusak.”
Dr Geraldine Jowett dari Gurdon Institute, Universitas Cambridge, salah satu penulis pertama penelitian ini, mengatakan: “Hematoid menangkap gelombang kedua perkembangan darah yang dapat memunculkan sel kekebalan khusus atau sel limfoid adaptif, seperti sel T yang membuka peluang menarik untuk digunakan dalam pemodelan perkembangan darah sehat dan kanker.”
Struktur yang mengatur dirinya sendiri
Model baru yang menyerupai embrio manusia ini mensimulasikan perubahan sel yang terjadi pada tahap awal perkembangan manusia, ketika organ dan sistem darah kita pertama kali mulai terbentuk.
Tim mengamati kemunculan hematoid tiga dimensi di bawah mikroskop di laboratorium. Pada hari kedua, lapisan-lapisan ini telah terorganisir menjadi tiga lapisan kuman – yang disebut ektoderm, mesoderm, dan endoderm – fondasi struktur tubuh manusia yang sangat penting untuk membentuk setiap organ dan jaringan, termasuk darah.
Pada hari kedelapan, sel-sel jantung yang berdetak telah terbentuk. Sel-sel ini pada akhirnya melahirkan jantung pada embrio manusia yang sedang berkembang.
Pada hari ketiga belas, tim melihat bercak darah merah muncul di hematoid. Mereka juga mengembangkan metode yang menunjukkan bahwa sel induk darah dalam hematoid dapat berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel darah, termasuk sel kekebalan khusus, seperti sel T.
Menjelaskan perkembangan awal manusia
Model embrio yang diturunkan dari sel induk sangat penting untuk memajukan pengetahuan kita tentang perkembangan awal manusia.
Sel darah dalam hematoid berkembang ke tahap yang kira-kira sama dengan minggu keempat hingga kelima perkembangan embrio manusia. Tahap awal kehidupan ini tidak dapat diamati secara langsung pada embrio manusia sungguhan karena embrio tersebut sudah tertanam di dalam rahim ibu pada saat ini.
Terdapat peraturan yang jelas yang mengatur model embrio manusia berbasis sel induk, dan semua penelitian pemodelan pengembangan embrio manusia harus disetujui oleh komite etika sebelum melanjutkan. Penelitian ini mendapat persetujuan yang diperlukan, dan makalah yang dihasilkan telah ditinjau oleh rekan sejawat.
Para ilmuwan telah mematenkan karya ini melalui Cambridge Enterprise, cabang inovasi dari Universitas Cambridge, yang membantu para peneliti menerjemahkan karya mereka menjadi dampak ekonomi dan sosial yang terdepan secara global.
Referensi: Neupane, J. dkk: 'Model perkembangan embrio manusia pasca-implantasi mencakup ceruk hematopoietik definitif.' Laporan Sel, Oktober 2025. DOI: 10.1016/j.celrep.2025.116373
