Ilmuwan Johns Hopkins Kembangkan Mini Otak Manusia Pertama yang Simulasikan Aktivitas Nyata

Tim ilmuwan Johns Hopkins University berhasil mengembangkan organoid otak manusia pertama yang meniru seluruh bagian otak.(Johns Hopkins University)

TIM ilmuwan di Johns Hopkins University berhasil mengembangkan organoid otak manusia pertama yang meniru seluruh bagian otak, lengkap dengan jaringan saraf, pembuluh darah awal, dan aktivitas listrik. Terobosan ini diharapkan membuka jalan baru dalam studi penyakit neuropsikiatri seperti autisme dan skizofrenia.

Organoid ini dinamakan multi-region brain organoid (MRBO) karena merepresentasikan berbagai bagian otak yang terhubung dan berfungsi bersama. Kebanyakan organoid sebelumnya hanya meniru satu bagian otak, seperti korteks atau batang otak. Namun, versi terbaru ini menunjukkan interaksi antarwilayah otak, mirip dengan perkembangan otak manusia pada awal kehamilan.

“Kami telah menciptakan generasi baru organoid otak,” ujar Annie Kathuria, asisten profesor di Departemen Teknik Biomedis Johns Hopkins. “Mini otak ini meniru perkembangan otak manusia dengan lebih realistis.”

Menyatukan Jaringan Otak dan Pembuluh Darah

Dalam prosesnya, para peneliti menumbuhkan sel saraf dari berbagai wilayah otak serta bentuk awal pembuluh darah secara terpisah. Kemudian, bagian-bagian ini disatukan menggunakan protein perekat khusus agar dapat terhubung secara biologis. Setelah menyatu, jaringan ini mulai menunjukkan aktivitas listrik, tanda koneksi saraf sudah terbentuk.

Mini otak ini mengandung sekitar 6 hingga 7 juta neuron, jauh lebih kecil dibandingkan otak manusia dewasa yang memiliki puluhan miliar neuron. Meski demikian, organoid ini mencerminkan sekitar 80% jenis sel otak yang ditemukan pada janin manusia berusia 40 hari.

Para peneliti juga mencatat tanda-tanda awal pembentukan blood-brain barrier, lapisan pelindung otak yang menyaring zat-zat dari aliran darah. Ini menambah kedekatan mini otak ini dengan sistem biologis otak manusia sebenarnya.

Harapan Baru untuk Studi Penyakit Mental

Model otak manusia ini dianggap sangat penting. Pasalnya model ini memungkinkan ilmuwan mengamati perkembangan penyakit mental secara langsung, yang selama ini sulit dilakukan melalui studi pada hewan atau manusia hidup.

“Saya tidak bisa meminta orang membuka otaknya hanya untuk mempelajari autisme,” kata Kathuria. “Dengan organoid ini, kami bisa melihat bagaimana gangguan berkembang, menguji pengobatan, bahkan menyesuaikan terapi bagi pasien secara individual.”

Organoid ini juga menjanjikan dalam pengujian obat eksperimental. Saat ini, sekitar 85–90% obat gagal di uji klinis tahap awal, angka yang lebih tinggi lagi untuk obat neuropsikiatri, mencapai 96% kegagalan. Salah satu penyebabnya adalah ketergantungan pada model hewan yang tidak mencerminkan kompleksitas otak manusia.

“Gangguan seperti skizofrenia, autisme, dan Alzheimer memengaruhi seluruh otak,” tambah Kathuria. “Dengan memahami apa yang keliru sejak dini, kita bisa menemukan target baru untuk terapi.” (Science Daily/Z-2)