Luke Massella adalah satu dari sekitar 10 orang yang hidup berkeliling dengan kandung kemih pengganti yang telah tumbuh dari sel-selnya sendiri.
Ia dilahirkan dengan kondisi yang disebut spina bifida, sejak lahir, yaitu kondisi adanya celah di tulang belakangnya.
Pada usia 10 tahun, ia sukses menjalankan belasan operasi dan mengalahkan perkiraan awal dokter bahwa ia tidak akan pernah berjalan. Tapi kemudian kandung kemihnya tidak berfungsi dan membuat ginjalnya gagal berfungsi.
“Saya menghadapi kemungkinan harus melakukan dialisis (pemurnian darah melalui mesin) selama sisa hidup saya,” katanya. “Aku tidak akan bisa bermain olahraga, dan tidak akan memiliki kehidupan anak yang normal bersama kakakku.”
Seorang ahli bedah yang tekun bernama Anthony Atala di Rumah Sakit Anak Boston, mengambil sepotong kecil kandung kemih Luke, dan lebih dari dua bulan menumbuhkan yang baru di laboratorium.
Kemudian lewat prosedur pembedahan selama 14 jam ia mengganti kandung kemih Luke yang rusak dengan yang baru.
“Jadi itu seperti mendapatkan transplantasi kandung kemih, tetapi dari sel-sel saya sendiri, sehingga Anda tidak harus berurusan dengan reaksi penolakan,” kata Luke.
Penolakan adalah ketika sistem kekebalan tubuh menyerang sel yang ditransplantasikan yang berasal dari organisme lain. Menggunakan jaringan yang tumbuh dari sel pasien sendiri membantu memerangi efek ini.
Luke kemudian menjadi pelatih gulat di sekolah umum Connecticut dan sekarang, pada usia 27, menjalankan berbagai acara di industri perhiasan.
“Kini, saya bisa menjalani kehidupan normal,” katanya.
Luke telah menjalani operasi 17 kali sebelum dia berusia 13 tahun, tetapi tidak lagi menjalaninya sejak saat itu.
Pekerjaan yang dilakukan Dr. Atala melibatkan bioprinting, menggunakan mesin 3D inkjet yang dimodifikasi untuk menghasilkan jaringan biologis.
Tim yang dipimpinnya telah mengembangkan “delapan jaringan berbasis sel yang kami masukkan ke pasien,” katanya, termasuk kulit yang direkayasa, uretra, dan tulang rawan, yang semuanya tumbuh di laboratorium.
Organ-organ rekayasa ini akan melalui uji klinis untuk disetujui penggunaannya oleh Food and Drug Administration, AS.
“Anda perlu tahu bagaimana membuat organ-organ ini dengan tangan, maka akan paham bahwa bioprinter itu benar-benar alat skala besar,” kata Dr Atala, direktur Wake Forest Institute for Regenerative Medicine di North Carolina.
Dengan kata lain, menggunakan teknologi bioprinting akan memungkinkan organ-organ ini dibuat dengan cara yang terjangkau, konsisten, dan dibuat dengan tepat.
“Struktur datar seperti kulit” paling mudah untuk dicetak, katanya. Kemudian “struktur tubular seperti pembuluh darah dan uretra” sedikit lebih kompleks, dengan “organ non-tubular berongga seperti kandung kemih” membutuhkan usaha lebih keras lagi.
Tetapi yang paling sulit adalah “organ padat seperti jantung, paru-paru, dan ginjal,” yang membutuhkan “begitu banyak sel per sentimeter”.
Untungnya, bioprinter organ yang sangat kompleks ini memberikan presisi yang melampaui tangan manusia, katanya.
Memiliki potensi majemuk
Bioprinting telah dimulai setelah penemuan dramatisnya oleh Shinya Yamanaka dan Sir John Gurdon, yang memberikan mereka Hadiah Nobel untuk pekerjaan mereka pada tahun 2012.
Sel biasa dewasa sekarang dapat diprogram ulang untuk membuat sel induk – yang disebut sel induk berpotensi majemuk – yang dapat digunakan untuk membuat sel lain di dalam tubuh.
“Banyak yang telah terjadi dalam beberapa tahun terakhir,” kata Steven Morris, chief executive start-up bioprinting biolife4d.
Morris telah mengerjakan bioprint jantung menggunakan sel-sel berpotensi majemuk ini selama tahun depan. Ini awalnya akan menjadi versi yang lebih kecil dari organ, ia menjelaskan, tetapi pada akhirnya dapat membantu perusahaan farmasi memotong pengujian obat percobaan pada hewan, katanya.
Dan akhirnya, bioprinting organ dari sel-sel manusia sendiri akan memecahkan “kekurangan pasokan yang sangat besar” dalam organ untuk transplantasi, kata Morris, dan menyingkirkan kebutuhan akan obat anti-penolakan immunosuppressant.
Printer spesialis bahkan dapat mereproduksi tumor kanker, memberi dokter kesempatan untuk menguji “perawatan mana yang dapat secara spesifik bekerja pada pasien itu,” kata Erik Gatenholm, chief executive dari Cellink Swedia.
Perusahaannya telah diberi € 2.5 juta ($ 2.9 juta; £ 2.2 juta) hibah dari Uni Eropa untuk mengembangkan printer pemodelan tumor ini.
Bioprinter juga memberi kita cara “cepat meletakkan jumlah kecil cairan untuk menguji apakah antibiotik baru akan bekerja untuk pasien tertentu,” kata Annette Friskopp, wakil presiden untuk sistem pencetakan khusus di perusahaan teknologi Hewlett-Packard (HP) di Palo Alto, AS.
Ini bisa membantu mengatasi masalah resistensi antimikroba yang terus tumbuh dan serius seperti munculnya “superbug” yang tidak dapat dibunuh oleh antibiotik tradisional.
HP bermitra dengan Pusat Pengendalian Penyakit AS untuk menyebarkan printer di empat laboratorium regional di AS musim gugur ini.
Tinta dan rangka
Printer jenis apa pun membutuhkan tinta, dan bioprinter tidak berbeda. “Bioink” adalah gel yang dapat diekstrusi melalui nosel pencetakan dan meniru suspensi yang terletak di antara sel, yang disebut matriks ekstraseluler.
Baik laboratorium milik universitas dan start-up, seperti Cellink, telah mengembangkan bioink yang dapat digunakan dengan banyak jenis sel, kata Ahu Arslan Yildiz, seorang ahli biokimia yang mengepalai kelompok penelitian di Izmir Institute of Technology di Turki barat.
Dan bioink “universal” ini semakin berkembang “mudah diproses dan mudah ditangani,” kata Yildiz, dan juga tidak beracun.
Terobosan lain di bidang yang berkembang cepat ini berasal dari Jepang.
Kebanyakan bioprinting menggunakan rangka untuk menahan sel di tempatnya. Dan sekali sel dapat “dibujuk ke tingkat tertentu, mereka mulai mengatur diri dan berkumpul,” kata Arnold Kriegstein, direktur sel induk dan pusat pengobatan regenerasi di University of California, San Francisco.
Rangka kemudian dapat dihapus
Tapi Koichi Nakayama, di Universitas Saga di Jepang selatan, telah mengembangkan cara untuk membuat jaringan 3D tanpa rangka.
Sebagai gantinya, dia membenturkan lingkaran kecil pada berbagai jarum, yang disebut kenzan.
Dr Nakayama, seorang dokter dan ketua Departemen Regeneratif Kedokteran dan Teknik Biomedis universitas, sekarang “mempersiapkan percobaan manusia pertama di universitas kami” untuk menanamkan tabung dialisis “yang dibuat hanya dari sel kulit pasien sendiri”.
Jadi bioprinting telah membuat langkah besar dan menjanjikan untuk memberi kita banyak kehidupan baru.
Sumber: bbc.com
Pencetakan 3D merevolusi operasi transplantasi
