Ikan Zebrafish Mampu Memperbaiki Jantungnya yang Rusak, Kok Bisa?

KOMPAS.com - Ikan Zebrafish adalah mahluk yang luar biasa. Tak hanya tembus pandang, mereka diketahui juga bisa menumbuhkan organ baru.

Penelitian sebelumnya mengungkap, bahwa ikan tersebut dapat meregenerasi retina di mata mereka.

Sekarang sebuah studi baru kembali menunjukkan kemampuan lain ikan zebrafish, yaitu menghidupkan kembali jaringan jantung setelah cedera.

"Kami ingin mengetahui bagaimana ikan kecil itu melakukannya dan apa yang dapat kami pelajari darinya," ungkap Jan Phillip Junker, ahli biologi perkembangan dan penulis studi dari Berlin Institute for Medical Systems Biology, Jerman.

Studi yang kemudian diterbitkan di Nature Genetics ini, mencatat rangkaian peristiwa yang mengarah pada regenerasi jantung pada ikan zebrafish.  

Dikutip dari Science Alert, Selasa (26/7/2022) pada manusia, sel otot jantung yang disebut kardiomiosit tak dapat beregenerasi seperti yang dilakukan sel jantung ikan zebrafish.

Saat kekurangan oksigen selama serangan jantung, kardiomiosit manusia menjadi rusak dan jaringan parut permanen (disebut fibrosis) terbentuk menggantikan otot yang hilang, membuat jantung lebih lemah dari sebelumnya.

Namun, zebrafish bagaimanapun mampu menumbuhkan kembali hingga 20 persen jantung mereka yang berukuran satu milimeter dalam waktu dua bulan, setelah cedera jantung.

Apa yang ditunjukkan oleh studi baru ini adalah sel-sel jaringan ikat yang disebut fibroblas menjadi konduktur dari proses regenerasi jantung pada ikan zebrafish dan selanjutnya menghasilkan protein yang bertindak sebagai sinyal perbaikan.

Sementara itu, dalam studi baru ini peneliti menusuk jantung mungil ikan dengan jarum ultra-dingin untuk meniru serangan jantung manusia dan mengamati apa yang terjadi.

"Anehnya respons langsung terhadap cedera itu sangat mirip. Tapi sementara proses pada manusia berhenti, sedangkan proses pada ikan berlanjut. Ikan kemudian membentuk kardiomiosit baru yang mampu berkontraksi," kata Junker.

Dengan menggunakan teknik pengurutan sel tunggal, tim kemudian memindai sekitar 200.000 sel jantung yang diisolasi dari ikan zebrafish sebelum dan sesudah cedera.

Peneliti lalu mengekstraksi informasi genom dari sel individu, untuk melihat sel jantung mana yang aktif di jantung yang rusak.

Mereka lalu menemukan tiga jenis fibroblas yang sementara memasuki keadaan aktif, mengaktifkan gen yang mengkode protein pembentuk otot, seperti kolagen XII yang mendorong pertumbuhan jaringan ikat.

Fibroblas mungkin memang memainkan peran kunci. Namun sel-sel inflamasi yang disebut makrofag, juga merupakan penanggap cepat terhadap serangan jantung dan diperlukan untuk regenerasi organ itu.

Selain itu studi baru menyebut epikardium, lapisan luar jantung, juga telah diidentifikasi sebagai pusat regenerasi jantung.

Lebih lanjut, teknik pengurutan sel tunggal seperti yang digunakan para peneliti dalam penelitian ini berada di garis depan teknologi genomik yang berkembang pesat.

Meski begitu, penelitian lebih lanjut untuk memvalidasi temuan serupa pada model organisme lain tetap diperlukan, contohnya saja apakah mekanisme ditemukan juga pada mamalia seperti manusia dan tikus.

"Regenerasi jantung adalah proses kompleks yang dipengaruhi oleh banyak hal yang berbeda," ungkap Bastiaan Spanjaard dari Berlin Institute for Medical Systems Biology, Jerman.

Untuk saat ini, penelitian baru lebih banyak menyoroti proses biologis yang terjadi sebagai respons serangan jantung.

Ke depannya, peneliti berharap dapat memberikan wawasan yang membantu mencegah serangan jantung.

Menariknya lagi, temuan baru ini muncul di tengah upaya menjanjikan lainnya dalam pengobatan regenerati,f yang berupaya mengganti atau memperbaiki jantung yang rusak dengan terapi berbasis sel atau obat-obatan yang meniru molekul pada ikan zebrafish.

Misalnya penanaman jantung babi ke pasien manusia untuk pertama kalinya-meski kemudian pasien meninggal dua bulan kemudian.

Lalu studi pada tikus yang berhasil menyembuhkan serangan jantung dengan teknik mRNA yang memberikan instruksi genetik ke sel-sel otot jantung untuk memperbaiki diri.