Nanobunga Tingkatkan Transfer Mitokondria, Bantu Sel Pulihkan Energi

Dalam ranah kedokteran regeneratif, para peneliti dari Departemen Teknik Biomedis di Texas A&M University telah merintis sebuah terobosan. Mereka memanfaatkan nanomaterial untuk secara signifikan meningkatkan proses transfer mitokondria alami antar sel. Inovasi ini, yang telah dipublikasikan dalam jurnal bergengsi Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), berpusat pada penggunaan partikel mikroskopis berbentuk bunga yang terbuat dari molibdenum disulfida (MoS₂). Tujuan utamanya adalah mengubah sel punca menjadi semacam 'pabrik bio' penghasil mitokondria. Proyek penting ini dipimpin oleh Profesor Akhilesh K. Gangwar, dengan mahasiswa pascasarjana John Sukar sebagai penulis utama studi tersebut.

Inti dari metodologi baru ini terletak pada pemanfaatan nanobunga MoS₂ yang memiliki cacat atomik. Setelah sel menyerap partikel-partikel ini, nanobunga tersebut memicu jalur biogenesis mitokondria. Secara spesifik, mereka merangsang sumbu SIRT1/PGC‑1α di dalam sel donor. Hasilnya sungguh mencengangkan: produksi mitokondria berlipat ganda, dan jumlah DNA mitokondria di sel donor pun meningkat tajam. Profesor Gangwar menjelaskan bahwa pendekatan ini secara efektif 'melatih' sel-sel sehat untuk berbagi cadangan energinya tanpa perlu intervensi rekayasa genetika atau penggunaan obat-obatan farmakologis. Ini merupakan keunggulan besar untuk potensi aplikasi klinis di masa depan.

Data kuantitatif yang disajikan dalam penelitian ini menunjukkan bahwa efisiensi transfer mitokondria menjadi berkali-kali lipat lebih tinggi ketika nanobunga MoS₂ hadir, dibandingkan dengan pertukaran alami antar sel. Peningkatan transfer yang substansial ini terbukti mampu memperbaiki kapasitas respirasi dan produksi adenosin trifosfat (ATP) pada sel penerima dalam kondisi fisiologis normal. Lebih lanjut, dalam model laboratorium yang mensimulasikan kerusakan sel, transfer mitokondria yang diperkuat ini secara nyata membantu memulihkan produksi ATP dan meningkatkan tingkat kelangsungan hidup sel secara keseluruhan.

Pengembangan ini memiliki implikasi krusial untuk penanganan berbagai patologi yang terkait dengan penurunan fungsi mitokondria. Kondisi seperti proses penuaan, kardiomiopati, dan gangguan neurodegeneratif, termasuk penyakit Alzheimer, menjadi target utama. Saat ini, penelitian tersebut masih berada pada tahap pra-klinis, yaitu studi in vitro sebagai pembuktian konsep. Para peneliti masih perlu menentukan protokol terapi yang realistis dan frekuensi prosedur yang optimal. Perlu dicatat bahwa molibdenum disulfida, senyawa anorganik dua dimensi, memang sedang gencar diteliti dalam biomedis karena kemampuannya memodulasi spesies oksigen reaktif (ROS) sekaligus menunjukkan biokompatibilitas yang baik. Ini menegaskan bahwa nanomaterial tersebut aktif berpartisipasi dalam proses seluler, bukan sekadar menjadi pembawa pasif.

Sebelumnya, tim riset Gangwar juga telah berhasil menunjukkan stimulasi fungsi mitokondria melalui penggunaan kekosongan atomik pada nanobunga dalam sebuah publikasi di jurnal Nature Communications pada bulan September 2024. Pendanaan untuk studi terkini ini berasal dari berbagai sumber, termasuk National Institutes of Health dan Departemen Pertahanan Amerika Serikat. Hal ini mengindikasikan adanya minat yang luas dari berbagai pihak terhadap arah terapi organeluler yang menjanjikan ini.