Jantung tidak berdenyut dengan sendirinya; kinerjanya diatur oleh sekelompok kecil sel di atrium kanan yang disebut nodus sinoatrial. Bagian ini menghasilkan impuls listrik yang memicu organ tersebut berkontraksi dalam ritme yang teratur. Ketika nodus ini mengalami kegagalan fungsi, seseorang akan menghadapi kondisi aritmia yang mengancam nyawa. Selama ini, satu-satunya solusi penyelamatan yang diandalkan adalah penggunaan alat pacu jantung berbahan logam. Namun, mungkinkah mekanisme kompleks ini diciptakan kembali menggunakan sel-sel hidup?
Tim peneliti dari Institut Biokimia dan Biologi Sel Shanghai telah mengambil langkah krusial menuju arah tersebut. Dengan memanfaatkan sel punca pluripoten manusia, para ilmuwan untuk pertama kalinya berhasil menumbuhkan organoid tiga dimensi nodus sinoatrial yang lengkap di cawan Petri, bukan sekadar jaringan yang berdenyut. Hasil penelitian mereka yang diterbitkan dalam jurnal Cell Stem Cell ini menguraikan pembuatan apa yang disebut sebagai alat pacu jantung biologis.
Tantangan utamanya bukan terletak pada bagaimana membuat sel-sel tersebut berkontraksi. Masalahnya adalah bagaimana cara membuat sel-sel itu mematuhi perintah dari sistem saraf? Dalam tubuh yang hidup, frekuensi denyut jantung terus-menerus disesuaikan oleh sinyal yang dikirimkan dari otak. Untuk meniru proses ini, para ahli biologi di Shanghai menggabungkan organoid pemacu ritme dengan pleksus ganglion buatan yang kaya akan neuron.
Eksperimen tersebut membuahkan hasil: serat-serat saraf tumbuh secara mandiri ke dalam nodus buatan dan mulai mengatur frekuensi "denyutnya" melalui sinyal molekuler, persis menyerupai mekanisme alami.
Mengapa para ilmuwan membutuhkan susunan yang begitu presisi dan rumit ini? Mempelajari gangguan ritme jantung pada tikus tergolong tidak efisien karena jantung mereka berdetak terlalu cepat, sementara pengambilan sampel nodus sinoatrial manusia yang hidup hampir mustahil dilakukan karena alasan yang jelas. Model tiga komponen baru berupa "saraf, nodus, dan atrium" ini memungkinkan para peneliti mereplikasi aritmia genetik langsung di dalam laboratorium. Setelah menyuntikkan mutasi target, mereka mencatat adanya perlambatan ritme, lalu berhasil menguji penghambat saluran kalium yang mampu menormalkan kembali denyut jantung.
Apakah ini berarti era perangkat titanium yang ditanam di bawah kulit telah berakhir? Belum saatnya. Sebelum konstruksi biologis semacam itu dapat diimplan pada pasien sungguhan, banyak masalah keamanan yang harus diselesaikan, mulai dari kelangsungan hidup sel jangka panjang hingga perlindungan terhadap penolakan imun tubuh. Meski demikian, fondasi teknologi telah berhasil diletakkan secara kuat. Platform yang dikembangkan ini sudah memungkinkan perusahaan farmasi untuk menguji obat aritmia baru pada jaringan manusia yang autentik, sehingga membawa kita jauh lebih dekat ke era pengobatan personal di masa depan.
