Beijing (ANTARA) - Sebuah penelitian yang dilakukan di stasiun luar angkasa China Tiangong diperkirakan akan mengidentifikasi mekanisme regulasi metabolisme dari salah satu jenis sel hati sekaligus menghadirkan pendekatan baru dalam pengobatan penyakit perlemakan hati (fatty liver).
Eksperimen di orbit selama tujuh hari ini, yang rampung pekan lalu, dirancang untuk menjelaskan efek pemisahan fase biologis yang berkaitan dengan lingkungan antariksa terhadap metabolisme lipid dalam kondisi mikrogravitasi (microgravity).
Mikrogravitasi antariksa membentuk sebuah lingkungan mekanis unik, yang melibatkan faktor-faktor yang dengan kuat meregulasi fungsi metabolik hepatosit, yang merupakan jenis sel hati, ujar Li Ning, seorang peneliti di Institut Mekanika Akademi Ilmu Pengetahuan China (Institute of Mechanics of Chinese Academy of Sciences).
Hati merupakan organ dengan lingkungan mikro mekanis yang sangat kompleks. "Dalam perkembangan penyakit seperti fibrosis liver atau penyakit perlemakan hati, terjadi perubahan pada lingkungan mikromekanis tersebut, termasuk peningkatan kekakuan dan perubahan aliran darah," tutur Li.
Berdasarkan temuan-temuan eksperimental yang ekstensif, para ilmuwan meyakini bahwa faktor mekanis paling langsung yang menyebabkan keabnormalan metabolisme lipid di dalam hati adalah tegangan geser fluida (fluid shear stress).
Di bawah kondisi normal, aliran darah menciptakan tegangan geser interstisial saat melewati dinding pembuluh darah hepatik, "membasuh" hepatosit, dan dengan demikian menjaga homeostasis metabolik.
Namun, dalam lingkungan mikrogravitasi, redistribusi cairan tubuh ke arah kepala (cephalad) menyebabkan peningkatan aliran darah di atas jantung dan penurunan aliran darah di bawah jantung, yang mengakibatkan penurunan signifikan pada aliran darah vena porta ke hati.
Pada saat yang sama, hilangnya tekanan hidrostatik mengurangi beban tekanan pada hati. "Efek mekanis aliran darah pada hati berkurang di antariksa," sebut Li.
Akibatnya, peran regulasi dari aliran darah berkurang, dan lemak pun bertumpuk lebih banyak.
Untuk meneliti bagaimana tegangan geser aliran darah meregulasi fungsi metabolik hati, eksperimen yang dilakukan selama misi penerbangan antariksa Shenzhou-16 telah menunjukkan bahwa lingkungan mikrogravitasi mengaktifkan protein SREBP, yang mengakibatkan peningkatan tetesan lipid intraseluler. Namun, aliran darah menghambat SREBP dan memberikan efek perlindungan, sehingga mengurangi tetesan lipid.
Mengingat penelitian-penelitian sebelumnya telah mengonfirmasi efek perlindungan lingkungan aliran darah terhadap sel, eksperimen baru tersebut secara spesifik merancang kelompok intervensi yang sesuai untuk meningkatkan respons sel terhadap stimulasi mekanis dari aliran darah.
Eksperimen di orbit tersebut memilih hepatosit sebagai subjek penelitian dan merancang tiga kondisi eksperimental yang meliputi kultur statis, simulasi lingkungan aliran darah, serta "lingkungan aliran darah dengan stimulasi obat," yang menghasilkan total enam sampel sel.
Seluruh eksperimen tersebut diinisiasi oleh para peneliti yang berbasis di Bumi melalui perintah jarak jauh.
"Selama periode kultur di orbit, kami melakukan pencitraan mikroskopis terhadap sel-sel tersebut setiap hari untuk mengamati status pertumbuhannya secara waktu nyata (real-time)," kata Li, seraya menuturkan bahwa pada hari ketujuh, sistem secara otomatis menyuntikkan larutan fiksatif untuk menjaga kondisi sel. Setelah itu, sampel-sampel tersebut dimasukkan ke dalam freezer pada suhu minus 80 derajat Celsius untuk penyimpanan.
Sampel-sampel tersebut dijadwalkan akan dibawa kembali ke Bumi pada paruh kedua (H2) tahun ini. Pengumpulan dan analisis mendalam terhadap sebagian besar data inti akan resmi dimulai setelahnya.
Eksperimen di orbit selama tujuh hari ini, yang rampung pekan lalu, dirancang untuk menjelaskan efek pemisahan fase biologis yang berkaitan dengan lingkungan antariksa terhadap metabolisme lipid dalam kondisi mikrogravitasi (microgravity).
Mikrogravitasi antariksa membentuk sebuah lingkungan mekanis unik, yang melibatkan faktor-faktor yang dengan kuat meregulasi fungsi metabolik hepatosit, yang merupakan jenis sel hati, ujar Li Ning, seorang peneliti di Institut Mekanika Akademi Ilmu Pengetahuan China (Institute of Mechanics of Chinese Academy of Sciences).
Hati merupakan organ dengan lingkungan mikro mekanis yang sangat kompleks. "Dalam perkembangan penyakit seperti fibrosis liver atau penyakit perlemakan hati, terjadi perubahan pada lingkungan mikromekanis tersebut, termasuk peningkatan kekakuan dan perubahan aliran darah," tutur Li.
Berdasarkan temuan-temuan eksperimental yang ekstensif, para ilmuwan meyakini bahwa faktor mekanis paling langsung yang menyebabkan keabnormalan metabolisme lipid di dalam hati adalah tegangan geser fluida (fluid shear stress).
Di bawah kondisi normal, aliran darah menciptakan tegangan geser interstisial saat melewati dinding pembuluh darah hepatik, "membasuh" hepatosit, dan dengan demikian menjaga homeostasis metabolik.
Namun, dalam lingkungan mikrogravitasi, redistribusi cairan tubuh ke arah kepala (cephalad) menyebabkan peningkatan aliran darah di atas jantung dan penurunan aliran darah di bawah jantung, yang mengakibatkan penurunan signifikan pada aliran darah vena porta ke hati.
Pada saat yang sama, hilangnya tekanan hidrostatik mengurangi beban tekanan pada hati. "Efek mekanis aliran darah pada hati berkurang di antariksa," sebut Li.
Akibatnya, peran regulasi dari aliran darah berkurang, dan lemak pun bertumpuk lebih banyak.
Untuk meneliti bagaimana tegangan geser aliran darah meregulasi fungsi metabolik hati, eksperimen yang dilakukan selama misi penerbangan antariksa Shenzhou-16 telah menunjukkan bahwa lingkungan mikrogravitasi mengaktifkan protein SREBP, yang mengakibatkan peningkatan tetesan lipid intraseluler. Namun, aliran darah menghambat SREBP dan memberikan efek perlindungan, sehingga mengurangi tetesan lipid.
Mengingat penelitian-penelitian sebelumnya telah mengonfirmasi efek perlindungan lingkungan aliran darah terhadap sel, eksperimen baru tersebut secara spesifik merancang kelompok intervensi yang sesuai untuk meningkatkan respons sel terhadap stimulasi mekanis dari aliran darah.
Eksperimen di orbit tersebut memilih hepatosit sebagai subjek penelitian dan merancang tiga kondisi eksperimental yang meliputi kultur statis, simulasi lingkungan aliran darah, serta "lingkungan aliran darah dengan stimulasi obat," yang menghasilkan total enam sampel sel.
Seluruh eksperimen tersebut diinisiasi oleh para peneliti yang berbasis di Bumi melalui perintah jarak jauh.
"Selama periode kultur di orbit, kami melakukan pencitraan mikroskopis terhadap sel-sel tersebut setiap hari untuk mengamati status pertumbuhannya secara waktu nyata (real-time)," kata Li, seraya menuturkan bahwa pada hari ketujuh, sistem secara otomatis menyuntikkan larutan fiksatif untuk menjaga kondisi sel. Setelah itu, sampel-sampel tersebut dimasukkan ke dalam freezer pada suhu minus 80 derajat Celsius untuk penyimpanan.
Sampel-sampel tersebut dijadwalkan akan dibawa kembali ke Bumi pada paruh kedua (H2) tahun ini. Pengumpulan dan analisis mendalam terhadap sebagian besar data inti akan resmi dimulai setelahnya.
