Solusi Penyakit Jantung: Jaringan Otot Jantung Dari Sutera Laba-Laba

Semakin banyak orang menderita insufisiensi jantung, meski ada kemajuan signifikan dalam mencegah dan meminimalkan kerusakan pada jantung. Penyebab utama berkurangnya fungsi jantung terletak pada hilangnya sel otot jantung yang ireversibel akibat penyakit, terutama penyakit iskemik seperti infark jantung. Masih belum ada pengobatan untuk membalikkan kerusakan alam ini. Penelitian sedang berlangsung untuk mengembangkan metode perbaikan kerusakan tersebut untuk menormalkan fungsi jantung. Pendekatan yang menjanjikan: jaringan otot jantung yang terbuat dari sutera laba-laba. Periset di Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) dan rekan mereka di Universitas Bayreuth menyelidiki apakah protein sutra buatan yang dikembangkan di laboratorium bisa sesuai untuk teknik jaringan jantung. Mereka telah mempublikasikan hasilnya di jurnal Advanced Functional Materials.

Sutra bisa menjadi kunci jaringan jantung buatan. Atau, untuk lebih tepatnya, protein yang memberi sutra struktur dan stabilitas mekanisnya: fibroin. Prof. Dr. Felix Engel dari Department of Nephropathology di Universitätsklinikum Erlangen telah memeriksa sifat sutera dari ulat sutera India dan menunjukkan kesesuaiannya sebagai bahan perancah untuk teknik jaringan jantung. Sampai saat ini memproduksi protein dalam jumlah cukup dan dengan kualitas yang konsisten pun tidak mungkin. Rekannya, Prof. Dr. Thomas Scheibel, pemegang Ketua Biomaterial di Universitas Bayreuth, telah berhasil menghasilkan protein sutra rekombinan dari laba-laba kebun dalam jumlah yang dibutuhkan dan kualitas yang konsisten dengan bantuan bakteri E. coli. . Hal ini menyebabkan kedua peneliti untuk bergabung dan menyelidiki lebih jauh protein sutra laba-laba kebun.

Interaksi antara sel jantung dan protein sutra sintetis

Jana Petzold dari tim Erlangen yang dipimpin oleh Prof. Engel dan Tamara Aigner dari kelompok kerja Prof. Scheibel Bayreuth berkolaborasi dalam menyelidiki kesesuaian protein sutra eADF4 (κ16) yang diproduksi di laboratorium untuk produksi jaringan jantung. Penelitian ini melibatkan penerapan lapisan tipis protein sutra ke kaca geser. Teknik ini didasarkan pada fakta bahwa sel dengan permukaan bermuatan negatif menempel pada film yang terbuat dari eADF4 (κ16) karena muatan positifnya. Selain sel jantung, Petzold dan Aigner mencoba untuk menerapkan sel lain, seperti sel jaringan ikat dan sel pembuluh darah, ke film, dan berhasil setiap saat.

Investigasi mereka terfokus, khususnya, pada fungsi sel jantung. Mereka membandingkan sel-sel ini dengan sel yang telah mereka terapkan pada film fibronektin, yang mirip dengan lingkungan alami sel jantung. Tidak ada perbedaan fungsional antara keduanya yang diamati. Para periset dapat menunjukkan, misalnya, bahwa faktor-faktor yang bertanggung jawab atas pembesaran sel jantung hipertrofi misalnya pada atlet dan wanita hamil - juga menyebabkan pertumbuhan volume sel jantung yang telah dikultur pada film eADF4 (κ16).

Pekerjaan yang dilakukan oleh peneliti dari Erlangen dan Bayreuth dan kemungkinan mencetak protein sutra buatan dengan menggunakan teknologi cetak 3D oleh karena itu merupakan langkah pertama menuju metode teknik jaringan jantung fungsional masa depan.