Intero Biosystems, perusahaan bioteknologi asal Amerika Serikat, mengembangkan teknologi usus mini manusia yang ditumbuhkan di laboratorium untuk membantu pengujian keamanan dan efektivitas obat. Inovasi bernama GastroScreen ini memanfaatkan sel punca manusia untuk membentuk jaringan menyerupai usus asli, lengkap dengan berbagai jenis sel yang mendukung fungsi pencernaan. Pengembangan tersebut menawarkan pendekatan baru bagi industri farmasi yang selama ini banyak mengandalkan pengujian pada hewan sebelum melakukan uji klinis. Melalui teknologi organoid, para peneliti berupaya memahami respons jaringan manusia terhadap obat secara lebih relevan, sekaligus membuka peluang untuk mengurangi penggunaan hewan dalam penelitian medis.
GastroScreen Menjadi Terobosan dalam Penelitian Semikonduktor Biologis dan Farmasi
Intero Biosystems dikenal sebagai perusahaan rintisan yang berfokus pada teknologi organoid untuk menyediakan alternatif model biologis dalam pengembangan farmasi. Pengembangan teknologinya berkaitan dengan pengembangan model jaringan manusia oleh peneliti University of Michigan. Berkat pengembangan sistem GastroScreen, perusahaan menawarkan usus mini yang dibuat dari sel manusia. Dibandingkan pendekatan pengujian dengan sel tunggal, GastroScreen menghadirkan sejumlah komponen biologis yang membantu menyerupai struktur usus manusia. Penggunaan model biologis demikian dapat memberikan informasi tambahan mengenai efek obat.
Pengembangan platform GastroScreen menggambarkan perubahan dalam metode penelitian farmasi. Selama ini, evaluasi awal obat dilakukan melalui metode laboratorium dan penelitian pada hewan. Meski memiliki peran penting, perbedaan biologis antarspesies dapat membatasi kemampuan prediksi. Dalam kondisi tertentu, hasil pengujian hewan mungkin tidak sepenuhnya menggambarkan toksisitas manusia. Intero berupaya melalui teknologi tersebut menyediakan pendekatan pengujian berdasarkan jaringan manusia. Meski potensinya menjanjikan, penggunaan organoid tetap membutuhkan validasi ilmiah.
Proses Pembuatan Usus Mini dari Sel Punca Manusia
Platform usus mini tersebut dibuat melalui induced pluripotent stem cells atau iPSC, yaitu sel manusia yang diprogram ulang menjadi kondisi menyerupai sel punca. Sel tersebut kemudian diarahkan untuk membentuk jaringan yang menyerupai struktur usus. Pertumbuhan organoid memerlukan pengaturan media pertumbuhan serta faktor diferensiasi. Hasilnya berupa organoid berukuran kecil yang memiliki karakteristik biologis usus. Walaupun dikenal sebagai mini intestine, model tersebut bukan organ lengkap yang dapat menggantikan usus manusia.
Keunggulan biologis utama model tersebut terletak pada integrasi sel epitel, otot, saraf, dan pembuluh darah. Jaringan epitel digunakan untuk mempelajari perlindungan permukaan usus serta interaksi dengan senyawa. Sementara itu, komponen otot memungkinkan pengamatan aktivitas kontraksi. Jaringan saraf yang terdapat dalam organoid mendukung analisis fungsi saraf yang memengaruhi aktivitas pencernaan. Dengan struktur tersebut, pengujian bisa mencakup beragam fungsi jaringan secara bersamaan.
Mengapa Struktur Kompleks GastroScreen Penting untuk Penelitian
Susunan biologis yang kompleks memungkinkan GastroScreen menyerupai beberapa proses fisiologis jaringan pencernaan. Salah satu kemampuan yang ditunjukkan adalah kontraksi spontan menyerupai gerakan peristaltik. Kemampuan kontraksi memiliki manfaat ilmiah karena motilitas merupakan bagian penting dari fungsi gastrointestinal. Selain itu, model tersebut mencakup struktur vaskular yang mendukung perfusi. Komponen vaskular ini membantu mempelajari fungsi jaringan yang lebih kompleks. Walaupun mempunyai karakteristik tersebut, hasil penelitian masih membutuhkan interpretasi sesuai keterbatasan sistem.
Sistem organoid tersebut ditujukan supaya mampu diproduksi secara konsisten dalam jumlah lebih besar. Produk penelitian tersebut tersedia melalui tabung penelitian yang berisi sedikitnya lebih dari 100 struktur organoid hidup. Pilihan produk mencakup sampel segar dan bentuk kriopreservasi. Untuk sampel yang dibekukan, penelitian umumnya dapat dimulai dalam tujuh hari setelah pencairan. Sementara itu, peneliti dapat menyiapkan eksperimen ketika produk tiba. Standarisasi format produk berpotensi memperluas penggunaan organoid oleh laboratorium.
Potensi GastroScreen dalam Penelitian Farmasi dan Penyakit Pencernaan
Salah satu penerapan utama GastroScreen adalah evaluasi toksisitas senyawa terhadap usus manusia. Ketika kandidat obat diberikan kepada organoid, ilmuwan dapat mengevaluasi kerusakan jaringan yang muncul. Di samping pemeriksaan tersebut gangguan pada lapisan penghalang usus. Hasil eksperimen berpotensi mendukung menentukan bahan yang memerlukan pemeriksaan keamanan tambahan. Pada penelitian obat oral, respons gastrointestinal penting untuk dipertimbangkan karena paparan bahan aktif berpotensi memengaruhi jaringan pencernaan. Walaupun hasilnya bermanfaat, pengujian tambahan masih dibutuhkan sebelum penggunaan pada manusia.
Di luar pengujian efek samping, GastroScreen juga dikembangkan untuk mempelajari penyakit pencernaan. Fokus pengembangan model penyakit melibatkan gangguan inflamasi dan pembentukan jaringan parut. Fibrosis terjadi ketika perubahan jaringan akibat proses pembentukan matriks yang berlebihan. Pada studi yang dirancang secara khusus, peneliti dapat memicu kondisi menyerupai fibrosis. Pada tahap evaluasi berikutnya, senyawa kandidat terapi dapat diuji terhadap jaringan tersebut. Pendekatan ini membantu mengevaluasi perubahan biologis akibat intervensi obat. Namun, keberhasilan terapi klinis tidak otomatis mengikuti respons jaringan mini.
Tantangan Validasi Teknologi Usus Mini dalam Penelitian Medis
Inovasi Intero Biosystems berkaitan dengan perubahan pendekatan pengujian obat menuju model yang relevan bagi manusia. Pada April 2025, Food and Drug Administration atau FDA Amerika Serikat mengumumkan arah pengembangan evaluasi obat yang tidak selalu memerlukan model hewan. Metode alternatif yang menjadi perhatian antara lain organoid, sistem mikrofisiologis, dan pendekatan komputasi. Arah pengembangan kebijakan tersebut berupaya memperluas pilihan pengujian berdasarkan karakteristik biologi manusia. Walaupun demikian, regulator tidak otomatis menyetujui seluruh teknologi organoid. Dengan demikian, hasil pengujian organoid harus dibandingkan dengan bukti ilmiah lain.
Salah satu hambatan dalam penerapan GastroScreen adalah validasi hasil laboratorium terhadap kejadian klinis. Walaupun model dibuat menggunakan jaringan manusia, kemampuan prediksi tidak dapat diasumsikan lebih baik tanpa pembuktian. Proses validasi membutuhkan perbandingan antara temuan pengujian laboratorium dan informasi keselamatan manusia. Selain itu, hasil produksi harus memiliki keseragaman yang memadai. Pengembangan komersial memerlukan standar penyimpanan dan pengiriman yang terkontrol. Ketika proses validasi menunjukkan hasil memadai, model usus manusia bisa memberikan kontribusi lebih besar bagi industri farmasi.
Potensi GastroScreen sebagai Inovasi Teknologi Biomedis
Pengembangan usus mini manusia oleh Intero Biosystems menunjukkan perkembangan penting dalam penelitian praklinis modern. Berkat proses pembentukan jaringan dari sel manusia, Intero mengembangkan organoid yang menggabungkan berbagai jenis sel. Kombinasi sel penyusun usus dalam satu model memberikan kemampuan eksperimen yang lebih luas. Penggunaan GastroScreen berpotensi membantu pengembangan metode pengujian keamanan dan terapi. Walaupun memiliki keunggulan biologis, keandalan metode harus diperiksa melalui penelitian lanjutan.
Seiring kemajuan TEKNOLOGI penelitian kesehatan, sistem biologis berbasis sel punca menawarkan alternatif penelitian yang relevan. Pengembangan usus mini manusia berpotensi mendukung penelitian respons jaringan terhadap berbagai bahan aktif. Apabila metode pengujiannya semakin matang, pengujian berbasis organoid dapat melengkapi bahkan menggantikan metode hewan pada penggunaan tertentu. Namun pada akhirnya, keselamatan pasien dan kualitas bukti ilmiah tetap menjadi prioritas. Apa pendapat Anda, apakah usus mini manusia dapat mengurangi kebutuhan pengujian pada hewan? Silakan sampaikan pendapat tentang masa depan pengujian obat.
