Peneliti Ungkap Proses Terbentuknya Sel Penglihatan Sebelum Lahir

Robert J. Johnston Jr., profesor madya biologi di Johns Hopkins, memegang cawan petri berisi organoid retina yang ditumbuhkan di laboratoriumnya.(Will Kirk/Universitas Johns Hopkins)

SEBUAH penemuan mengejutkan berhasil mengungkap bagaimana manusia mengembangkan penglihatan pusat yang tajam sejak sebelum lahir. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa sel kerucut biru tidak berpindah dari pusat retina seperti yang diyakini selama ini, melainkan bertransformasi menjadi sel kerucut merah dan hijau akibat pengaruh sinyal vitamin A dan hormon tiroid.

Para ilmuwan di Johns Hopkins University berhasil memetakan interaksi yang teratur antara molekul turunan vitamin A dan hormon tiroid pada retina janin. Penemuan ini mematahkan teori berusia puluhan tahun mengenai pembentukan sel pendeteksi cahaya utama. Selain itu, riset ini berpotensi membuka jalan bagi pengobatan baru untuk penyakit mata seperti degenerasi makula dan glaukoma.

Studi yang menggunakan jaringan retina hasil lab (organoid) ini telah dipublikasikan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Ini adalah langkah kunci untuk memahami cara kerja bagian dalam pusat retina, bagian kritis dari mata dan yang pertama kali rusak pada penderita degenerasi makula," kata Robert J. Johnston Jr., profesor biologi di Johns Hopkins yang memimpin penelitian ini.

"Dengan memahami wilayah ini lebih baik dan mengembangkan organoid yang meniru fungsinya, kami berharap suatu hari nanti dapat menumbuhkan dan mentransplantasikan jaringan ini untuk memulihkan penglihatan."

Guna menyelidiki perkembangan mata manusia, tim peneliti mengamati organoid retina selama beberapa bulan hingga berhasil mengidentifikasi peristiwa seluler yang membentuk foveola. Foveola merupakan wilayah kecil di pusat retina yang bertanggung jawab atas separuh dari seluruh persepsi visual manusia. Berbeda dengan bagian retina lainnya yang memiliki tiga jenis sel kerucut (biru, merah, dan hijau), foveola hanya berisi sel kerucut merah dan hijau untuk menghasilkan penglihatan paling tajam.

Berdasarkan temuan ini, pola sel kerucut pada foveola terbentuk melalui tahapan yang terkoordinasi sejak awal perkembangan janin. Pada minggu ke-10 hingga ke-12, sejumlah kecil sel kerucut biru muncul di foveola. Namun, memasuki minggu ke-14, sel-sel tersebut berubah menjadi sel kerucut merah dan hijau melalui dua mekanisme. Pertama, asam retinoat (turunan vitamin A) dipecah untuk mengurangi pembentukan sel kerucut biru baru. Selanjutnya, hormon tiroid mendorong sel kerucut biru yang tersisa untuk berubah identitas.

"Pertama, asam retinoat membantu menetapkan pola. Kemudian, hormon tiroid berperan dalam mengubah sel yang tersisa," ujar Johnston. "Itu sangat penting karena jika Anda memiliki sel kerucut biru di sana, Anda tidak akan melihat dengan baik."

Temuan ini membantah teori lama yang menyebutkan bahwa sel kerucut biru bermigrasi ke luar dari pusat retina. Sebaliknya, bukti baru menunjukkan sel tersebut tetap di tempat tetapi berganti identitas.

"Model utama di bidang ini dari sekitar 30 tahun lalu adalah bahwa entah bagaimana beberapa sel kerucut biru yang Anda dapatkan di wilayah itu berpindah tempat, bahwa sel-sel ini memutuskan akan menjadi apa, dan mereka tetap menjadi tipe sel tersebut selamanya," kata Johnston. "Kami belum bisa sepenuhnya mengabaikan hal itu, tetapi data kami mendukung model yang berbeda. Sel-sel ini sebenarnya berubah seiring waktu, yang mana sangat mengejutkan."

Para peneliti optimis bahwa pemahaman ini dapat menyempurnakan teknologi organoid untuk menghasilkan sel fotoreseptor yang sehat demi terapi penggantian sel di masa depan. Kebutaan akibat penyakit yang merusak retina pun berpotensi disembuhkan lewat metode ini. (Science Daily/Z-2)