

(ID 328527023 © Dmitry Buksha | Dreamstime.com)
TUCSON, Arizona — Selama beberapa dekade, ilmu kedokteran menegaskan bahwa jantung manusia tidak dapat memperbaiki dirinya sendiri dengan cara apa pun. Dogma ini, yang sama fundamentalnya dengan kardiologi seperti halnya detak jantung itu sendiri, kini ditantang oleh penelitian inovatif yang mengungkapkan bahwa jantung kita mungkin memiliki kekuatan regenerasi yang luar biasa—asalkan jantung kita diberikan kondisi yang tepat untuk menyembuhkan.
Penelitian yang dipublikasikan di Sirkulasimenawarkan arahan baru yang potensial untuk mengobati gagal jantung, suatu kondisi yang mempengaruhi hampir 7 juta orang dewasa AS dan menyumbang 14% kematian setiap tahunnya, menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit.
Secara tradisional, komunitas medis memandang jantung manusia memiliki kemampuan regeneratif yang minimal. Berbeda dengan otot rangka yang dapat pulih setelah cedera, jaringan otot jantung diperkirakan memiliki kapasitas perbaikan yang sangat terbatas.
“Ketika otot jantung terluka, ia tidak dapat tumbuh kembali. Kami tidak punya cara untuk membalikkan hilangnya otot jantung,” kata Dr. Hesham Sadek, direktur Sarver Heart Center di Fakultas Kedokteran Universitas Arizona – Tucson, dalam sebuah pernyataan.


Namun, penelitian baru ini, yang dilakukan oleh tim ilmuwan internasional, menunjukkan bahwa jantung yang didukung oleh perangkat bantuan mekanis dapat mencapai tingkat pembaharuan sel secara signifikan lebih tinggi daripada yang diamati sebelumnya. Studi ini memeriksa sampel jaringan dari 52 pasien dengan gagal jantung stadium lanjut, termasuk 28 orang yang menerima alat bantu ventrikel kiri (LVAD) – pompa mekanis yang ditanamkan melalui pembedahan untuk membantu jantung yang lemah memompa darah dengan lebih efektif.
Metodologi penelitian berpusat pada pendekatan inovatif untuk melacak pembaruan sel. Dengan menggunakan teknik yang mengukur kadar karbon-14 dalam DNA seluler – dengan memanfaatkan peningkatan kadar karbon-14 di atmosfer akibat uji coba nuklir Perang Dingin – para peneliti dapat secara efektif menentukan tanggal kapan sel jantung diciptakan. Metode ini memberikan wawasan yang belum pernah ada sebelumnya mengenai proses regeneratif jantung.
Temuan ini menunjukkan perbedaan yang mencolok antara kelompok pasien yang berbeda. Pada jantung yang sehat, sel otot jantung (kardiomiosit) secara alami diperbarui sekitar 0,5% per tahun. Namun, pada gagal jantung, tingkat pembaruan ini turun drastis – menjadi 0,03% pada kasus kardiomiopati non-iskemik (gagal jantung yang tidak disebabkan oleh penyumbatan arteri) dan 0,01% pada kardiomiopati iskemik (gagal jantung akibat penyumbatan arteri).


Temuan paling signifikan muncul dari pasien yang memberikan respons positif terhadap dukungan LVAD. Para “responden” ini menunjukkan peningkatan fungsi jantung, menunjukkan tingkat pembaruan kardiomiosit enam kali lebih tinggi dibandingkan dengan jantung yang sehat. Pengamatan ini memberikan apa yang Dr. Sadek sebut sebagai “bukti terkuat yang kami miliki, sejauh ini, bahwa sel otot jantung manusia benar-benar dapat beregenerasi.”
Studi ini didasarkan pada penelitian sebelumnya, termasuk publikasi Dr. Sadek pada tahun 2011 di Sains menunjukkan bahwa sel-sel otot jantung secara aktif membelah selama perkembangan janin tetapi berhenti segera setelah lahir untuk fokus hanya pada pemompaan darah. Penelitiannya pada tahun 2014 memberikan bukti awal pembelahan sel pada pasien jantung buatan, yang menjadi dasar penelitian ini.
Mekanisme di balik peningkatan regenerasi ini mungkin terkait dengan cara unik LVAD mendukung fungsi jantung. Perangkat ini secara efektif memberikan periode pengurangan beban kerja pada otot jantung dengan membantu pemompaan darah, sehingga berpotensi menciptakan kondisi yang memungkinkan regenerasi. Pengamatan ini sejalan dengan pengetahuan yang ada tentang bagaimana jaringan lain di tubuh menyembuhkan dan beregenerasi ketika diberi istirahat yang cukup.


Tim peneliti menemukan bahwa pada penyakit jantung yang gagal, sebagian besar sintesis DNA seluler diarahkan untuk membuat sel-sel yang ada menjadi lebih besar atau lebih kompleks melalui proses yang disebut poliploidisasi dan multinukleasi, daripada menciptakan sel-sel baru. Namun, pada pasien LVAD yang menunjukkan perbaikan, sebagian besar sintesis DNA digunakan untuk menghasilkan sel otot jantung yang benar-benar baru – suatu bentuk adaptasi jantung yang lebih bermanfaat.
Sekitar 25% pasien LVAD menunjukkan peningkatan respons regeneratif ini, sehingga menimbulkan pertanyaan penting tentang mengapa beberapa pasien merespons sementara yang lain tidak. Memahami perbedaan-perbedaan ini bisa menjadi penting untuk mengembangkan pendekatan terapi baru. “Bagian yang menarik saat ini adalah menentukan bagaimana kita dapat membuat semua orang menjadi responden,” kata Sadek.
Implikasi dari penelitian ini sangat menjanjikan karena LVAD sudah menjadi pilihan pengobatan yang mapan. Sadek, “Keindahannya adalah bahwa jantung mekanis bukanlah terapi yang kami harapkan dapat diberikan kepada pasien kami di masa depan – perangkat ini telah teruji dan benar, dan kami telah menggunakannya selama bertahun-tahun.”
Ringkasan Makalah
Metodologi
Penelitian ini menggunakan beberapa teknik canggih untuk memeriksa regenerasi jantung. Para peneliti mengumpulkan sampel jaringan jantung selama prosedur transplantasi dan menganalisisnya menggunakan penanggalan DNA karbon-14, flow cytometry untuk isolasi sel, dan teknik pencitraan tingkat lanjut. Pemodelan matematika membantu menghitung tingkat pembaruan dan menentukan bagaimana berbagai proses seluler berkontribusi pada sintesis DNA.
Hasil
Studi tersebut mendokumentasikan penurunan tingkat regenerasi dari 0,5% per tahun pada jantung sehat menjadi 0,01-0,03% pada jantung gagal. Pada responden LVAD, regenerasi meningkat menjadi sekitar 3,1% per tahun, disertai dengan perubahan menguntungkan pada struktur dan fungsi sel.
Keterbatasan
Beberapa batasan penting harus diperhatikan. Penelitian ini bersifat observasional, artinya tidak dapat menentukan hubungan sebab-akibat secara pasti. Ukuran sampel yang relatif kecil dan sifat retrospektif penanggalan karbon-14 juga membatasi kesimpulan tertentu. Selain itu, para peneliti tidak dapat secara langsung mengamati penciptaan sel secara real-time, melainkan mengandalkan pemodelan matematika untuk menafsirkan temuan mereka.
Diskusi dan Kesimpulan
Penelitian ini menunjukkan kemajuan yang signifikan dalam memahami regenerasi jantung, namun penting untuk dicatat bahwa meskipun temuan ini menjanjikan, namun belum bisa diterjemahkan secara langsung menjadi obat untuk gagal jantung. Namun penelitian ini membuka jalan baru untuk meneliti mengapa beberapa pasien memberikan respons yang lebih baik terhadap terapi LVAD dan bagaimana kapasitas regeneratif ini dapat ditingkatkan pada semua pasien.
Penemuan bahwa jantung manusia mempertahankan potensi regeneratifnya, meskipun tidak aktif, menantang asumsi lama tentang penyembuhan jantung dan mungkin mengarah pada strategi terapi baru. Penelitian di masa depan perlu fokus pada pemahaman mekanisme molekuler yang memungkinkan regenerasi ini dan bagaimana mekanisme tersebut dapat diaktifkan pada lebih banyak pasien.
Pendanaan dan Pengungkapan
Kolaborasi internasional ini didukung oleh berbagai institusi, termasuk pendanaan dari Leducq Foundation Transatlantic Networks of Excellence Program, yang secara khusus memfasilitasi kolaborasi antara peneliti Amerika dan Eropa. Kontribusi utama antara lain datang dari Fakultas Kesehatan dan Kedokteran Universitas Utah dan Institut Karolinska di Stockholm. Para peneliti menyatakan tidak ada konflik kepentingan.