Inovasi Robot Ikan yang Dibuat dari Sel Jantung Manusia

Berita Baru, Amerika Serikat – Sebuah studi baru mengungkapkan, sebuah robot ikan hidup yang dibangun dari sel jantung manusia dan dapat berenang seperti ikan dapat membuka jalan bagi penciptaan jantung buatan.

Dilansir dari Dailymail.co.uk, Dibuat oleh para peneliti di Universitas Harvard, teknologi ‘biohibrida’ menciptakan kembali kontraksi otot dari jantung manusia yang memompa untuk mendorong sirip ekor robot ikan tersebut dari sisi ke sisi.

Di bawah setengah inci panjangnya, terbuat dari sirip plastik dan tulang belakang kertas, tetapi di kedua sisinya ada dua strip sel otot jantung jantung yang hidup yang melakukan kontraksi ini.

Perangkat tersebut, yang bisa disalahartikan sebagai ikan asli jika dilihat secara kasual, terinspirasi oleh bentuk dan gerakan berenang ikan zebra.

Selain aplikasinya di bidang robotika, para ilmuwan percaya bahwa ciptaan mereka menandai langkah menuju pembangunan jantung buatan.

“Tujuan utama kami adalah membangun jantung buatan untuk menggantikan jantung yang cacat pada anak,” kata penulis studi Kit Parker di Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.

“Sebagian besar pekerjaan dalam membangun jaringan jantung atau jantung, termasuk beberapa pekerjaan yang telah kami lakukan, difokuskan pada mereplikasi fitur anatomi atau mereplikasi detak jantung sederhana di jaringan yang direkayasa.”

“Tapi di sini, kami menggambar inspirasi desain dari biofisika jantung, yang lebih sulit dilakukan.”

“Sekarang, daripada menggunakan pencitraan jantung sebagai cetak biru, kami mengidentifikasi prinsip-prinsip biofisik utama yang membuat jantung bekerja, menggunakannya sebagai kriteria desain, dan mereplikasinya dalam suatu sistem, ikan yang hidup dan berenang, di mana jauh lebih mudah untuk menemukannya. lihat apakah kita berhasil.”

Tim membangun ikan biohibrid mereka dari kardiomiosit, sebagai sel yang bertanggung jawab untuk menghasilkan kekuatan kontraktil di jantung yang berasal dari sel induk manusia.

Sel punca adalah sel khusus manusia yang memiliki kemampuan untuk berkembang menjadi jenis sel khusus di dalam tubuh, mulai dari sel otot hingga sel otak.

Tidak seperti perangkat sebelumnya, ikan biohibrida memiliki dua lapisan sel otot, satu di setiap sisi sirip ekor.

Ketika satu sisi sel otot berkontraksi, itu menyebabkan sel-sel di sisi lain meregang.

Peregangan ini memicu protein yang mendorong mereka untuk berkontraksi, yang memicu peregangan lain, dan seterusnya.

“Sistem loop tertutup” ini, yang tidak memerlukan campur tangan manusia, mampu mendorong ikan selama lebih dari 100 hari, menurut para peneliti.

Secara mengesankan, saat sel kardiomiosit matang, amplitudo kontraksi otot ikan, kecepatan berenang maksimum, dan koordinasi otot semuanya meningkat untuk bulan pertama.

Akhirnya, ikan biohibrida mencapai kecepatan dan kemanjuran berenang yang mirip dengan ikan zebra di alam liar, lapor tim tersebut.

Jantung buatan yang tumbuh dari sel induk dapat membantu orang dengan aritmia – kelainan irama jantung yang membuatnya berdetak terlalu lambat, terlalu cepat, atau dengan cara yang tidak teratur.

“Dengan memanfaatkan sinyal mekano-listrik jantung antara dua lapisan otot, kami menciptakan kembali siklus di mana setiap kontraksi dihasilkan secara otomatis sebagai respons terhadap peregangan di sisi yang berlawanan,” kata rekan penulis Keel Yong Lee di Harvard.

“Hasilnya menyoroti peran mekanisme umpan balik dalam pompa otot seperti jantung.”

Di masa depan, tim bertujuan untuk membangun perangkat biohibrid yang lebih kompleks dari sel jantung manusia yang meniru jantung manusia lebih dekat dari sebelumnya.

“Saya bisa membangun model hati dari lilin mainan, itu tidak berarti saya bisa membangun organ hati,” kata Parker.

“Anda dapat menumbuhkan beberapa sel tumor acak dalam cawan sampai mereka mengental menjadi benjolan yang berdenyut dan menyebutnya sebagai organoid jantung.”

“Tak satu pun dari upaya itu akan, dengan desain, merekapitulasi fisika sistem yang berdetak lebih dari satu miliar kali selama hidup Anda sambil secara bersamaan membangun kembali sel-selnya dengan cepat.”

“Itulah tantangannya. Di situlah kita terus bekerja.”

Pada 2012, Parker’s Disease Biophysics Group menggunakan sel otot jantung dari tikus untuk membuat pompa biohibrid seperti ubur-ubur.

Empat tahun kemudian, para peneliti mengembangkan ikan pari buatan yang juga berasal dari sel otot jantung tikus.

Studi baru ini, yang dilakukan bekerja sama dengan rekan-rekan dari Emory University, telah diterbitkan dalam jurnal Science.