Ilmuwan ciptakan model embrio manusia lengkap, tanpa sperma atau sel telur

Saintis di Israel berhasil menumbuhkan suatu entitas yang sangat mirip dengan embrio manusia tahap awal, tanpa menggunakan sperma, telur, atau rahim.

Tim peneliti di Weizmann Institute mengatakan "model embrio" mereka, dibuat menggunakan sel punca, tampak seperti embrio betulan yang baru berusia 14 hari.

Model tersebut bahkan melepas hormon yang dideteksi positif oleh tes kehamilan di laboratorium.

Sudah lama para saintis berambisi untuk menciptakan model embrio dengan maksud menyediakan cara etis untuk memahami tahap-tahap awal kehidupan manusia.

Minggu-minggu pertama setelah sperma membuahi sel telur adalah periode ketika terjadi perubahan yang dramatis — dari gumpalan sel-sel menjadi janin yang dapat dikenali pada saat USG.

Pada periode yang krusial itulah penyebab utama keguguran dan cacat lahir biasanya terjadi, namun selama ini pemahaman tentangnya sangat minim.

“Ini adalah kotak hitam dan itu bukan klise — pengetahuan kita memang sangat terbatas,” kata Prof. Jacob Hanna dari Weizmann Institute of Science.

Bahan awal

Penelitian embrio sarat dengan persoalan hukum, etis, dan teknis. Namun saat iniada bidang penelitian yang sedang bertujuan meniru perkembangan embrio alami sedang berkembang pesat.

Penelitian terbaru ini, yang diterbitkan dalam jurnal Nature, dijabarkan oleh tim saintis di Israel sebagai model embrio "lengkap" pertama yang menyerupai semua struktur kunci yang muncul pada embrio tahap awal.

"Ini benar-benar tiruan yang sangat menyerupai embrio manusia hari ke-14," kata Prof Hanna, seraya menambahkan bahwa hal seperti ini “tidak pernah dilakukan sebelumnya”.

Alih-alih sperma dan sel telur, bahan awalnya adalah sel punca naif (belum terdiferensiasi) yang diprogram ulang untuk mendapatkan potensi untuk menjadi semua jenis jaringan dalam tubuh.

Bahan-bahan kimia kemudian digunakan untuk perlahan-lahan mendorong sel-sel punca ini menjadi empat jenis sel yang ditemukan pada tahap awal embrio manusia:

Sebanyak 120 sel ini dicampur dalam rasio yang presisi — dan kemudian, para ilmuwan mundur dan mengamati.

Sekitar 1% dari campuran itu mulai secara spontan membentuk struktur yang menyerupai, tetapi tidak identik dengan, embrio manusia.

"Sel-sel ini memang hebat — Anda tinggal membuat campuran yang tepat dan menempatkannya di lingkungan yang tepat dan mereka berkembang sendiri," kata Prof Hanna. "Itu fenomena yang luar biasa."

Model embrio itu dibiarkan tumbuh dan berkembang sampai mereka bisa dibandingkan dengan embrio berusia 14 hari setelah pembuahan. Di banyak negara, ini adalah batas legal untuk penelitian embrio normal.

Meskipun wawancara kami berlangsung lewat video call pada larut malam, saya bisa mendengar gairah dalam suara Prof Hanna ketika dia memandu saya dalam tur 3D tentang "arsitektur yang sangat bagus" dari model embrio tersebut.

Saya bisa melihat trofoblas, yang biasanya menjadi plasenta, menyelimuti embrio tersebut. Model embrio itu juga memiliki rongga – disebut lacuna – yang dalam proses perkembangan akan diisi dengan darah ibu untuk mentransfer nutrisi ke bayi.

Ada kantung kuning telur (yolk sac), yang menjalankan beberapa peran hati dan ginjal untuk embrio, serta cakram embrionik bilaminar — salah satu ciri kunci dari tahap perkembangan embrio ini.

Apa kegunaan model embrio?

Para saintis berharap model embrio ini dapat membantu menjelaskan bagaimana berbagai jenis sel muncul, mengamati langkah paling awal dalam pembentukan organ tubuh, atau memahami penyakit bawaan atau genetik.

Penelitian ini telah menunjukkan bahwa bagian-bagian lain dari embrio tidak akan terbentuk kecuali dikelilingi oleh sel-sel plasenta awal.

Bahkan ada pembicaraan tentang meningkatkan tingkat keberhasilan fertilisasi in vitro (IVF) dengan membantu memahami mengapa beberapa embrio gagal terbentuk atau menggunakan model ini untuk menguji apakah obat-obatan aman dikonsumsi selama kehamilan.

Prof Robin Lovell Badge, yang meneliti perkembangan embrio di Francis Crick Institute, mengatakan kepada saya bahwa model embrio ini "memang terlihat cukup bagus" dan "memang terlihat sangat normal".

"Saya pikir itu bagus, saya pikir itu dilakukan dengan sangat baik, semuanya masuk akal dan saya cukup terkesan dengan itu," katanya.

Tetapi tingkat kegagalan yang saat ini mencapai 99% perlu ditingkatkan, imbuhnya. Akan sulit untuk memahami apa yang salah dalam keguguran atau infertilitas jika model embrionya lebih sering gagal terbentuk daripada berhasil.

Berbeda secara hukum

Pekerjaan ini juga menimbulkan pertanyaan apakah perkembangan embrio dapat ditiru setelah melewati tahap 14 hari.

Ini bukan hal yang ilegal di banyak negara, termasuk di Inggris, karena model embrio secara legal berbeda dari embrio.

"Beberapa akan menyambut ini - tetapi yang lain tidak akan menyukainya," kata Prof Lovell-Badge.

Dan semakin dekat model-model ini dengan embrio yang sebenarnya, semakin banyak pertanyaan etis yang mereka munculkan.

Mereka bukan embrio manusia normal, mereka adalah model embrio, tetapi mereka sangat mirip dengan yang asli.

"Jadi, haruskah Anda meregulasinya dengan cara yang sama seperti embrio manusia normal atau dapatkah Anda sedikit lebih longgar dalam memperlakukan mereka?"

Prof Alfonso Martinez Arias, dari departemen ilmu eksperimental dan kesehatan di Universitas Pompeu Fabra, mengatakan itu adalah "bagian terpenting dari penelitian".

"Penelitian ini, untuk pertama kalinya, berhasil menciptakan konstruksi yang amat mirip dengan struktur lengkap [embrio manusia] dari sel punca" di laboratorium, "sehingga membuka pintu untuk studi tentang peristiwa yang mengarah pada pembentukan rancangan tubuh manusia," katanya.

Para peneliti menekankan bahwa akan tidak etis, ilegal, dan sebenarnya tidak mungkin untuk menciptakan kehamilan menggunakan model embrio ini — ia dibuat dengan merakit 120 sel dan karena itu tidak dapat ditanamkan ke dinding rahim.