JAKARTA, INDONESIA — Para ilmuwan mengirim model jaringan miniatur otak dan jantung manusia ke Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) untuk mempelajari bagaimana lingkungan luar angkasa memengaruhi tubuh manusia. Penelitian ini diharapkan membantu meningkatkan perlindungan kesehatan astronaut sekaligus memberikan wawasan baru mengenai penyakit yang berkaitan dengan penuaan di Bumi.
Eksperimen tersebut melibatkan peneliti dari Mount Sinai, NASA, dan perusahaan teknologi antariksa Space Tango. Jaringan yang dikembangkan di laboratorium akan terpapar gravitasi mikro dan tingkat radiasi yang lebih tinggi daripada kondisi di permukaan Bumi.
Model jaringan tersebut diberangkatkan melalui misi pengiriman kargo SpaceX CRS-35 pada 13 Oktober 2026. Setelah tiba di ISS, perangkat penelitian akan digunakan untuk mengamati respons jaringan otak dan sistem kardiovaskular dalam kondisi lingkungan yang berbeda dari Bumi.
Mengapa Organ Mini Dibawa ke Luar Angkasa?
Penerbangan antariksa jangka panjang dapat memengaruhi berbagai sistem tubuh manusia. Perubahan akibat gravitasi mikro dan paparan radiasi dapat melibatkan fungsi kardiovaskular, otot, tulang, serta sistem saraf.
Para ilmuwan ingin memahami mekanisme biologis di balik perubahan tersebut. Dengan mempelajari jaringan manusia dalam kondisi luar angkasa, mereka berharap dapat mengidentifikasi tanda-tanda awal kerusakan sel dan menemukan cara untuk mengurangi risiko kesehatan selama misi antariksa.
Lingkungan Antariksa sebagai Laboratorium Biologi
Gravitasi mikro mengubah cara sel dan jaringan merespons lingkungan sekitarnya. Pada saat yang sama, paparan radiasi di luar perlindungan atmosfer dan medan magnet Bumi dapat menambah tantangan bagi tubuh manusia.
Kombinasi kondisi tersebut memberi peneliti kesempatan untuk mengamati perubahan biologis yang sulit dipelajari dengan cara yang sama di laboratorium biasa.
Sejumlah perubahan akibat penerbangan antariksa juga memiliki kemiripan dengan aspek tertentu dari proses penuaan, termasuk penurunan fungsi kardiovaskular dan perubahan pada sistem saraf. Namun, efek lingkungan antariksa tidak sepenuhnya sama dengan proses penuaan alami.
Bukan Organ Manusia Berukuran Penuh
Model yang dikirim ke ISS bukan organ utuh seperti jantung atau otak manusia. Sebaliknya, para peneliti menggunakan jaringan yang dikembangkan dari sel manusia untuk merepresentasikan karakteristik dan fungsi biologis tertentu.
Pendekatan ini memungkinkan eksperimen dilakukan dalam perangkat yang relatif kecil, dengan kebutuhan ruang dan sumber daya yang lebih terbatas dibandingkan sistem penelitian yang lebih besar.
Jaringan Mini Jantung Diuji dalam Gravitasi Mikro
Salah satu bagian utama penelitian ini berfokus pada jaringan kardiovaskular yang dikembangkan dari sel punca manusia. Model tersebut dirancang untuk membantu ilmuwan memahami bagaimana jaringan jantung dan pembuluh darah merespons kondisi penerbangan antariksa.
Hingga 16 Model Jaringan Kardiovaskular
Tim peneliti Mount Sinai yang melibatkan David Sachs dan Kevin Costa mengirimkan hingga 16 organoid kardiovaskular mini yang dapat berdetak. Jaringan tersebut ditempatkan di dalam perangkat mikrofluida yang dikenal sebagai µCVchip.
Perangkat ini memungkinkan peneliti mengamati respons jaringan melalui stimulasi listrik, pengujian tekanan, pencitraan mikroskopis, serta pengambilan sampel cairan.
Dengan pemantauan tersebut, para ilmuwan dapat mempelajari perubahan fungsi jaringan selama terpapar gravitasi mikro dalam periode tertentu.
Potensi bagi Penelitian Penyakit Jantung
Hasil eksperimen diharapkan memberikan informasi tentang bagaimana penerbangan antariksa memengaruhi fungsi jantung dan pembuluh darah. Pengetahuan tersebut dapat membantu pengembangan strategi untuk menjaga kesehatan astronaut dalam misi berdurasi panjang.
Dalam jangka panjang, hasilnya juga berpotensi mendukung penelitian penyakit kardiovaskular yang berkaitan dengan usia di Bumi.
Meski demikian, temuan dari model jaringan di luar angkasa masih perlu diuji lebih lanjut sebelum dapat diterjemahkan menjadi metode pencegahan atau pengobatan yang digunakan secara luas.
Model Mini Otak untuk Mempelajari Penuaan dan Penyakit Saraf
Selain jaringan jantung, tim peneliti juga mengirimkan model jaringan otak manusia bernama miBrain. Model ini dikembangkan dari sel punca pluripoten terinduksi yang berasal dari manusia dan dirancang untuk merepresentasikan sejumlah karakteristik jaringan otak.
Model Otak Seukuran Butiran Lada
miBrain berukuran sangat kecil, kira-kira sebesar butiran lada. Walaupun ukurannya jauh lebih kecil daripada otak manusia, model tersebut mencakup berbagai jenis sel penting untuk mempelajari fungsi jaringan otak.
Para peneliti akan mengamati bagaimana jaringan ini merespons lingkungan antariksa dan apakah perubahan tertentu dapat memberikan petunjuk tentang kerentanan terhadap kerusakan neurologis.
Eksperimen juga diharapkan membantu ilmuwan mengidentifikasi penanda biologis yang dapat digunakan untuk memahami risiko terhadap kesehatan otak selama penerbangan antariksa.
Hubungan dengan Alzheimer dan Parkinson
Penelitian jaringan otak di luar angkasa berpotensi memberikan informasi baru mengenai proses biologis yang berhubungan dengan penyakit neurodegeneratif, termasuk Alzheimer dan Parkinson.
Para ilmuwan juga ingin memahami bagaimana faktor genetik tertentu memengaruhi respons jaringan otak terhadap stres biologis dan proses penuaan.
Namun, model miBrain bukan otak manusia utuh dan tidak dapat merepresentasikan seluruh kompleksitas fungsi otak. Hasilnya akan menjadi bagian dari bukti ilmiah yang perlu dipadukan dengan penelitian laboratorium, studi klinis, dan pendekatan lain.
Bagaimana Teknologi CubeLab Bekerja?
Eksperimen jaringan miniatur ini menggunakan sistem laboratorium kecil bernama CubeLab yang dikembangkan oleh Space Tango. Perangkat tersebut dirancang untuk menjalankan eksperimen biologis secara otomatis di lingkungan stasiun luar angkasa.
Laboratorium Mini dengan Sistem Otomatis
CubeLab menyediakan lingkungan terkontrol bagi sampel biologis selama penelitian berlangsung. Sistem miniatur ini membantu peneliti memantau kondisi eksperimen tanpa harus menjalankan setiap proses secara manual.
Teknologi tersebut penting karena ruang di ISS terbatas dan astronaut memiliki jadwal kerja yang padat. Sistem otomatis memungkinkan eksperimen berlangsung secara konsisten selama periode pengamatan.
Data yang dikumpulkan kemudian dapat digunakan untuk membandingkan respons jaringan dalam lingkungan antariksa dengan hasil pengujian di Bumi.
Manfaat Penelitian bagi Kesehatan Manusia di Bumi
Penelitian organ mini tidak hanya ditujukan untuk kebutuhan eksplorasi antariksa. Para ilmuwan juga berharap hasilnya membantu memahami perubahan biologis yang terjadi pada manusia di Bumi.
Memahami Dampak Kurangnya Aktivitas Fisik
Gravitasi mikro mengubah beban mekanis yang diterima tubuh. Kondisi ini memberi kesempatan kepada peneliti untuk mempelajari beberapa aspek perubahan biologis yang juga dapat muncul ketika seseorang mengalami imobilitas atau harus menjalani istirahat di tempat tidur dalam waktu lama.
Meski demikian, kondisi gravitasi mikro dan kurangnya aktivitas fisik di Bumi tidak identik. Hasil penelitian perlu ditafsirkan sesuai konteks biologis masing-masing.
Membuka Peluang Pengembangan Terapi
Model jaringan manusia dapat membantu ilmuwan mempelajari bagaimana penyakit berkembang dan bagaimana sel merespons berbagai kondisi lingkungan. Dalam penelitian lanjutan, pendekatan ini berpotensi membantu penyaringan kandidat obat dan pengujian mekanisme penyakit.
Bagi penyakit neurodegeneratif dan kardiovaskular, pemahaman yang lebih baik tentang respons jaringan terhadap stres biologis dapat membantu peneliti menentukan arah studi berikutnya.
Namun, manfaat klinisnya belum dapat dipastikan hanya dari satu eksperimen. Diperlukan analisis hasil, validasi di laboratorium, dan penelitian tambahan sebelum temuan tersebut dapat digunakan untuk mendukung keputusan medis.
Penelitian Antariksa Menjadi Persiapan untuk Misi Jangka Panjang
NASA memandang penelitian biologis sebagai bagian penting dari persiapan manusia untuk menjalankan misi yang lebih jauh dari Bumi, termasuk perjalanan ke Bulan dan Mars.
Semakin lama astronaut berada di luar angkasa, semakin penting memahami dampak lingkungan tersebut terhadap tubuh mereka. Penelitian jaringan mini dapat membantu ilmuwan mengembangkan cara yang lebih baik untuk memantau risiko kesehatan dan menyiapkan langkah perlindungan.
Di sisi lain, teknologi model jaringan manusia juga dapat memperluas kemampuan penelitian biomedis di Bumi dengan menyediakan cara tambahan untuk mempelajari fungsi sel dan jaringan dalam kondisi tertentu.
Kesimpulan
Pengiriman model miniatur jaringan otak dan jantung manusia ke ISS melalui misi SpaceX CRS-35 menjadi langkah penting dalam penelitian kesehatan antariksa. Dengan memanfaatkan gravitasi mikro dan lingkungan radiasi di orbit, ilmuwan berharap dapat memahami perubahan biologis yang dialami astronaut serta memperoleh petunjuk baru tentang proses penuaan dan penyakit.
Meski berpotensi memberikan manfaat bagi kesehatan manusia di Bumi, hasil penelitian ini masih harus melalui analisis dan validasi lebih lanjut. Model organ mini merupakan alat penelitian, bukan pengganti langsung organ manusia atau bukti bahwa terapi baru telah berhasil dikembangkan.
Comment