Bahkan respons imun usus adalah spesifik lokasi – ScienceDaily

Bahkan respons imun usus adalah spesifik lokasi – ScienceDaily


Mengapa beberapa penyakit radang usus kronis, seperti Crohn, mempengaruhi usus kecil dan usus besar, sementara yang lain, seperti kolitis ulserativa, terbatas pada usus besar? Guna memecahkan teka-teki klinis seperti ini, antara lain peneliti dari University of Würzburg membuat versi miniatur saluran pencernaan di laboratorium. Salah satu penemuan mereka: saluran pencernaan mengandung segmentasi yang melekat yang dapat menjelaskan kondisi peradangan umum ini.

Para ilmuwan sekarang dapat menghasilkan versi miniatur dari hampir semua organ tubuh kita – termasuk kulit, otak, dan usus. Struktur tiga dimensi ini dihasilkan dari sel induk dan disebut “organoid”.

Dengan diameter sekitar 0,5 milimeter, organoid mungkin hanya seukuran sebutir biji moster, tetapi mereka menunjukkan kemiripan yang luar biasa dengan organ aslinya. “Meskipun ukurannya sangat kecil, organoid mensimulasikan organ asalnya dengan sangat baik,” kata Dr. Sina Bartfeld, yang memimpin penelitian di Pusat Penelitian Penyakit Menular di Institut Biologi Infeksi Molekuler. “Organoid mengandung jenis sel yang sama dengan organ sebenarnya. Sel induk dari mana organoid dihasilkan mengandung semacam identitas jaringan yang telah diprogram sebelumnya. Sel induk” mengetahui “dari mana organ itu berasal dan bahkan dalam kultur sel induk itu menghasilkan jenis sel yang ada di organ ini di tubuh kita. ” Bekerja sama dengan ahli bedah Armin Wiegering dari Rumah Sakit Universitas Würzburg, tim Dr. Bartfeld menghasilkan organoid dari perut, usus kecil, dan usus besar. Mereka menemukan kompleksitas molekul besar yang tak terduga, seperti yang diungkapkan oleh sekuensing RNA, yang mencerminkan aktivitas gen sel.

Salah satu temuan mereka adalah bahwa organoid dari segmen saluran pencernaan yang berbeda mengaktifkan program gen tertentu, tergantung pada identitas jaringannya. “Ini intuitif bahwa sel-sel lambung dan usus harus menghasilkan enzim pencernaan yang berbeda – tetapi kami terkejut menemukan bahwa tempat pengikatan tertentu dari sistem kekebalan juga merupakan bagian dari identitas jaringan ini,” kata Bartfeld.

Organisasi khusus dari situs pengikat kekebalan mungkin memainkan peran dalam penyakit inflamasi spesifik organ. Bahkan bisa relevan untuk perkembangan kanker, di mana peradangan kronis juga terlibat. Apakah ini masalahnya dan bagaimana peradangan dapat berkontribusi pada karsinogenesis membutuhkan penelitian lebih lanjut, yang organoidnya membentuk dasar baru.

Organoid tidak hanya dapat dihasilkan dengan cepat dan dalam jumlah besar di laboratorium, tetapi juga memiliki keuntungan tambahan karena terdiri dari jaringan manusia dan membentuk representasi perkiraan dari organ manusia. Karena ada perbedaan substansial antara manusia dan hewan, organoid dapat membantu mengurangi percobaan pada hewan dan menjelaskan penyakit manusia secara unik. Mereka juga memainkan peran yang semakin penting dalam pengembangan obat.

Organoid menunjukkan pengorganisasian usus yang luar biasa – juga dalam hal pengenalan bakteri dan virus

Selain itu, organoid membuka cara baru untuk menyelidiki proses molekuler dasar dalam model yang realistis secara biologis – seperti sistem pencernaan, yang juga menjadi fokus tim peneliti Dr.Bartfeld di Würzburg. Sel epitel yang melapisi saluran pencernaan kita memiliki fungsi penghalang yang penting, yang mencegah bakteri memasuki tubuh kita. Ini bisa jadi patogen, seperti bakteri atau virus penyebab penyakit.

Pada saat yang sama, usus dihuni oleh milyaran bakteri menguntungkan, yang disebut mikrobiota, yang membantu kita mencerna makanan. Dengan demikian, sel epitel harus mampu merasakan bakteri atau virus yang bersahabat dan bermusuhan dan merespons dengan tepat. Ini dilakukan melalui situs pengikatan kekebalan khusus, yang disebut reseptor pengenalan pola.

Reseptor ini mengenali molekul spesifik yang diproduksi oleh berbagai bakteri di usus. Jika sel epitel mengenali molekul yang diproduksi oleh patogen berbahaya, bukan bakteri menguntungkan, mereka harus meningkatkan kewaspadaan dan memicu respons imun. Sejauh ini tidak jelas bagaimana epitel mampu membedakan kawan dan lawan. “Sangat sulit untuk mengurai interaksi kompleks antara sel imun, sel epitel dan mikroba” demikian Dr. Bartfeld. “Namun, karena organoid kami hanya mengandung sel epitel, kami dapat menggunakannya untuk secara khusus menyelidiki kontribusi epitel dalam interaksi ini.”

Selama studi mereka, para ilmuwan menemukan bahwa setiap reseptor pengenalan pola memiliki pola aktivitas gen spesifik segmennya sendiri. “Lambung serta setiap segmen usus memiliki repertoar reseptor pengenalan pola yang spesifik,” jelas Özge Kayisoglu, penulis pertama studi tersebut. “Jadi, respon imun epitel spesifik lokasi. Dengan cara ini, lambung bereaksi terhadap senyawa bakteri yang berbeda dari pada usus kecil atau usus besar.” Perbedaan dalam respons imun ini dapat menyebabkan penyakit spesifik segmen seperti kolitis ulserativa atau penyakit Crohn.

Apa yang menyebabkan reaksi diferensial ini terhadap senyawa bakteri? Awalnya, asumsi yang jelas adalah bahwa reseptor kekebalan diatur sebagai respons terhadap kolonisasi dengan bakteri menguntungkan. Untuk menguji hipotesis ini, para peneliti menghasilkan organoid yang tidak pernah bersentuhan dengan bakteri. “Data menunjukkan bahwa mikrobiota memang berpengaruh – tetapi kami terkejut menemukan bahwa sebagian besar, pengenalan kekebalan dari epitel sebenarnya ditentukan secara genetik selama perkembangan dan tidak bergantung pada lingkungan,” kata Bartfeld.

Secara kolektif, temuan mereka merupakan langkah penting dalam menerangi proses inflamasi. Mereka menunjukkan bahwa setiap bagian saluran pencernaan memiliki kombinasi reseptor pengenalan kekebalan yang spesifik. Disfungsi kekebalan bawaan ini dapat meningkatkan perkembangan penyakit inflamasi.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Slot Online

Author Image
adminProzen