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.
Intero Biosystems Hadirkan Teknologi Usus Mini untuk Pengujian Obat
Intero Biosystems dikenal sebagai startup bioteknologi yang mengembangkan model organ manusia untuk membantu penelitian keamanan dan efektivitas obat. Perusahaan ini berasal dari pengembangan model jaringan manusia oleh peneliti University of Michigan. Berkat pengembangan sistem GastroScreen, peneliti dapat menggunakan model organoid usus manusia. Tidak seperti model laboratorium yang hanya menggunakan satu lapisan sel, teknologi ini menggabungkan berbagai jenis jaringan yang memberikan karakteristik lebih kompleks dibandingkan kultur biasa. Penggunaan model biologis demikian dapat membantu proses evaluasi kandidat terapi sebelum digunakan pada pasien.
Pengembangan platform GastroScreen menggambarkan kemajuan pendekatan pengujian obat modern. Dalam praktik penelitian konvensional, perusahaan farmasi mengandalkan kombinasi kultur sel dan hewan percobaan. Di sisi lain, respons hewan tidak selalu mencerminkan respons manusia. Sebagai contoh, respons biologis dapat berbeda ketika kandidat obat memasuki uji klinis. GastroScreen dikembangkan untuk menyediakan pendekatan pengujian berdasarkan jaringan manusia. Walaupun demikian, teknologi ini belum terbukti dapat menggantikan seluruh pengujian hewan.
Proses Pembuatan Usus Mini dari Sel Punca Manusia
Teknologi GastroScreen memanfaatkan induced pluripotent stem cells atau iPSC, yaitu sel dewasa yang dikembalikan ke keadaan pluripoten melalui pemrograman ulang. Sel tersebut kemudian diarahkan untuk membentuk jaringan yang menyerupai struktur usus. Pengembangan jaringan dilakukan melalui kondisi laboratorium yang dikendalikan secara ketat. Proses tersebut menghasilkan struktur tiga dimensi yang menyerupai sebagian fungsi usus. Walaupun dikenal sebagai mini intestine, model tersebut bukan organ lengkap yang dapat menggantikan usus manusia.
Keunggulan biologis utama model tersebut terletak pada keberadaan beberapa jenis sel yang bekerja dalam satu jaringan. Sel pelapis usus membantu perlindungan permukaan usus serta interaksi dengan senyawa. Selain jaringan epitel, komponen otot memungkinkan pengamatan aktivitas kontraksi. Jaringan saraf yang terdapat dalam organoid mendukung pengamatan respons neuromuskular pada model usus. Dengan struktur tersebut, pengujian bisa mencakup beragam fungsi jaringan secara bersamaan.
Mengapa Struktur Kompleks GastroScreen Penting untuk Penelitian
Integrasi berbagai jenis sel membantu GastroScreen menyerupai beberapa proses fisiologis jaringan pencernaan. Fungsi yang dapat diamati mencakup gerakan jaringan yang menyerupai kontraksi saluran pencernaan. Aktivitas tersebut relevan untuk penelitian sebab gangguan kontraksi dapat berkaitan dengan masalah pencernaan. Tidak hanya berkaitan dengan pergerakan, organoid juga memiliki jaringan pembuluh darah yang dapat dialiri cairan. Komponen vaskular ini membantu mempelajari fungsi jaringan yang lebih kompleks. Walaupun mempunyai karakteristik tersebut, hasil penelitian masih membutuhkan interpretasi sesuai keterbatasan sistem.
Platform Intero dirancang untuk digunakan pada pengujian berbagai senyawa secara terstruktur. Perusahaan menyediakan model usus mini berbentuk vial berisi lebih dari 100 organoid yang masih hidup. Format pengirimannya tersedia sebagai kultur hidup maupun produk beku. Untuk sampel yang dibekukan, penelitian umumnya dapat dimulai dalam tujuh hari setelah pencairan. Untuk sampel hidup, jaringan dapat digunakan berdasarkan protokol penerimaan laboratorium. Standarisasi format produk membantu perusahaan farmasi melakukan eksperimen lebih terencana.
Manfaat Usus Mini Manusia untuk Pengujian Keamanan dan Efektivitas Obat
Platform tersebut ditujukan terutama untuk pengujian keamanan obat pada jaringan pencernaan. Ketika kandidat obat diberikan kepada organoid, ilmuwan dapat mengevaluasi kerusakan jaringan yang muncul. Selain itu perubahan integritas jaringan epitel. Data yang dihasilkan dapat membantu mengidentifikasi senyawa yang berisiko menimbulkan efek samping. Pada penelitian obat oral, respons gastrointestinal penting untuk dipertimbangkan karena obat dapat berinteraksi dengan lapisan usus. Meski demikian, model organoid tidak menggantikan evaluasi keamanan secara menyeluruh.
Tidak hanya untuk menilai keamanan obat, GastroScreen juga dikembangkan untuk mempelajari penyakit pencernaan. Fokus pengembangan model penyakit melibatkan perubahan patologis akibat inflamasi maupun fibrosis. Fibrosis terjadi ketika perubahan jaringan akibat proses pembentukan matriks yang berlebihan. Dalam penelitian laboratorium, peneliti dapat memicu kondisi menyerupai fibrosis. Setelah model penyakit terbentuk, peneliti bisa menilai respons organoid terhadap obat eksperimental. Pendekatan ini membantu mengevaluasi perubahan biologis akibat intervensi obat. Meski memiliki potensi penelitian besar, keberhasilan terapi klinis tidak otomatis mengikuti respons jaringan mini.
Perubahan Regulasi dan Masa Depan Pengujian Obat Tanpa Hewan
Kemajuan model organoid manusia mendukung pengembangan metode alternatif dalam penelitian praklinis. Pada April 2025, Food and Drug Administration atau FDA Amerika Serikat memperkenalkan strategi penggunaan metode pengujian nonhewan secara lebih luas. Metode alternatif yang menjadi perhatian antara lain jaringan manusia yang ditumbuhkan di laboratorium serta simulasi digital. Perubahan metode pengujian ini ditujukan untuk menghasilkan informasi yang lebih relevan bagi keselamatan manusia. Namun penting dipahami, regulator tidak otomatis menyetujui seluruh teknologi organoid. Dengan demikian, GastroScreen harus menunjukkan keandalan berdasarkan data eksperimen.
Aspek penting yang masih memerlukan pengembangan mencakup pembuktian kemampuan memprediksi respons obat pada manusia. Sekalipun struktur biologisnya menyerupai usus, akurasi pengujian tetap harus dinilai melalui penelitian sistematis. Tim pengembang harus mengevaluasi respons jaringan mini dengan efek obat yang telah diketahui. Untuk penggunaan pada skala industri, hasil produksi harus memiliki keseragaman yang memadai. Penggunaan luas membutuhkan standar penyimpanan dan pengiriman yang terkontrol. Jika tantangan tersebut berhasil diatasi, GastroScreen dapat memperluas pilihan pengujian praklinis.
Masa Depan Penelitian Farmasi dengan Organoid Usus Manusia
Inovasi GastroScreen memperlihatkan peluang baru dalam pengujian obat berbasis jaringan manusia. Berkat proses pembentukan jaringan dari sel manusia, platform tersebut menghadirkan jaringan mini dengan karakteristik menyerupai usus. Kombinasi sel penyusun usus dalam satu model memberikan kemampuan eksperimen yang lebih luas. Pendekatan tersebut membuka kesempatan untuk penelitian toksisitas, efektivitas obat, serta mekanisme penyakit. Namun demikian, hasilnya tetap memerlukan validasi terhadap data klinis.
Pada era TEKNOLOGI farmasi modern, sistem biologis berbasis sel punca menawarkan alternatif penelitian yang relevan. Keberadaan GastroScreen dapat membantu proses pemilihan kandidat obat yang menjanjikan. Apabila metode pengujiannya semakin matang, teknologi ini mungkin membantu mengurangi penggunaan hewan. Walaupun arah pengembangannya positif, perlindungan manusia dalam pengembangan obat harus didahulukan. Apa pendapat Anda, apakah model jaringan manusia akan menjadi bagian penting industri farmasi? Silakan sampaikan pendapat tentang masa depan pengujian obat.
