Jika Anda memotong kaki salamander, ia akan tumbuh kembali. Manusia, bagaimanapun, tidak bisa mengelola triknya. Alasannya jauh dari sederhana, dan sampai batas tertentu masih sedikit misteri.
"Kami benar-benar beregenerasi dengan sangat baik; epidermis kami, misalnya," David Gardiner, profesor biologi perkembangan dan sel di University of California, Irvine, mengatakan kepada Live Science, merujuk pada lapisan atas kulit. "Lapisan usus kita, kita dapat meregenerasi potongan-potongan. Tapi kita tidak meregenerasi struktur yang lebih kompleks ini."
Gardiner telah mempelajari regenerasi salamander selama beberapa dekade, mencari mekanisme yang mendasari negara adidaya. Regenerasi manusia, katanya, kemungkinan masih di masa depan, tetapi tidak terlalu jauh - mungkin salah satu mahasiswa pascasarjana saat ini atau peneliti postdoctoral akan memecahkannya, dan regenerasi anggota tubuh akan menjadi bagian dari perangkat medis.
Itu karena, secara teori, menumbuhkan anggota tubuh manusia harus dimungkinkan. Di kulit, misalnya, jika luka tidak dalam, tidak akan ada jaringan parut karena proses penyembuhan yang meregenerasi sel-sel kulit. Manusia juga mungkin bisa meregenerasi ujung jari jika sel-sel di bawah kuku masih utuh. Tulang akan bersatu jika Anda bergabung kembali dengan potongan, katakanlah, dengan sekrup atau gips. Hati manusia juga dapat tumbuh untuk mengisi ruang dan membangun kembali beberapa struktur yang rusak.
Menumbuhkan seluruh anggota tubuh
Tetapi regenerasi anggota tubuh (seperti yang dilakukan salamander) lebih dari sekadar mengganti jaringan. Agar anggota tubuh beregenerasi, Anda membutuhkan tulang, otot, pembuluh darah, dan saraf. Ada sel-sel induk dewasa, sejenis sel yang tidak berdiferensiasi yang dapat menjadi spesialis, yang meregenerasi otot, tetapi mereka tampaknya tidak aktif. "Anda dapat meregenerasi pembuluh darah dan bahkan saraf," kata Gardiner. "Tapi seluruh lengan tidak bisa."
Stéphane Roy, direktur laboratorium untuk regenerasi jaringan pada vertebrata di University of Montreal, mencatat bahwa kulit, hati, dan tulang tidak beregenerasi dalam arti yang sama seperti yang dilakukan salamander.
"Manusia hanya dapat menggantikan lapisan kulit yang dangkal, (yang, pada kenyataannya, merupakan proses berkelanjutan yang disebut homeostasis)," katanya dalam email. "Sebagian besar debu di rumah adalah sel kulit mati yang kita hilangkan."
"Hati juga sangat berbeda dari regenerasi anggota tubuh di salamander," kata Roy. "Regenerasi hati benar-benar hiperplasia kompensasi, yang berarti bahwa apa yang tersisa akan tumbuh dalam ukuran untuk mengimbangi apa yang hilang." Jadi jaringan hati yang ada akan tumbuh lebih besar, tetapi jika seluruh hati hilang, itu tidak bisa beregenerasi.
"Apa yang hilang tidak akan tumbuh kembali, dan karenanya Anda tidak dapat mengamputasi hati kembali, sebagai lawan dari anggota badan dalam salamander, yang dapat diamputasi beberapa kali dan setiap kali anggota tubuh baru akan beregenerasi."
Manusia memiliki kemampuan regenerasi
Gardiner, bagaimanapun, mengatakan manusia membangun seluruh sistem organ dalam rahim; dari hanya beberapa informasi genetik, embrio manusia berkembang menjadi manusia yang lengkap dalam sembilan bulan. Jadi ada kemampuan terbatas untuk menumbuhkan kembali hal-hal, dan itu masuk akal secara evolusi - manusia harus dapat menyembuhkan, katanya.
Di atas semua itu, mesin genetika yang mendasarinya pada manusia dan salamander tidak jauh berbeda, meskipun nenek moyang kita yang terakhir menyimpang selama periode Devonian, sekitar 360 juta tahun yang lalu. "Tidak ada gen khusus untuk regenerasi," kata Gardiner. "Ada langkah-langkah yang mereka lalui dan setidaknya salah satu dari langkah-langkah itu tidak berhasil pada manusia."
Untuk menumbuhkan kembali anggota tubuh, sel-sel perlu tahu di mana mereka berada - apakah mereka berada di ujung tungkai dengan jari, atau apakah mereka di sendi siku? - dan mereka perlu membangun struktur yang tepat dalam urutan yang benar. Salamander memang memiliki gen tertentu yang "dimatikan" pada manusia, kata Gardiner. Mungkin gen-gen itu memungkinkan regenerasi, atau setidaknya membantu mengendalikan proses. Sesuatu di masa lalu evolusi manusia dipilih untuk tidak mengekspresikan gen-gen itu seperti yang dilakukan salamander. Tidak ada yang tahu apa itu sesuatu, katanya.
Pada 2013, seorang ilmuwan Australia, James Godwin, di Monash University mungkin telah memecahkan sebagian dari misteri itu. Dia menemukan bahwa sel, yang disebut makrofag, tampaknya mencegah penumpukan jaringan parut pada salamander. Makrofag ada pada hewan lain, termasuk manusia, dan merupakan bagian dari sistem kekebalan tubuh. Fungsinya untuk menghentikan infeksi dan menyebabkan peradangan, yang merupakan sinyal ke seluruh tubuh bahwa perbaikan diperlukan. Salamander yang kekurangan makrofag gagal meregenerasi anggota tubuhnya, dan malah membentuk bekas luka.
Gardiner mengatakan pekerjaan Godwin adalah langkah menuju pemahaman regenerasi anggota tubuh. Biasanya salamander tidak mengembangkan jaringan parut sama sekali. Ketika seorang manusia merobek otot atau mendapatkan luka yang cukup dalam, jaringan ikat yang rusak, jaringan parut terbentuk. Jaringan parut ini tidak menawarkan fungsi yang sama dengan barang asli.
"Jika saya bisa mendapatkan salamander ke bekas luka yang benar-benar akan menjadi sesuatu," kata Gardiner, karena itu akan menjelaskan mekanisme yang membuat manusia tidak dapat menumbuhkan anggota tubuh atau organ. Jadi makrofag mungkin menjadi bagian dari cerita, tetapi tidak semuanya.
Neotony dan regenerasi anggota tubuh
Kemampuan untuk "awet muda" dapat menambah wawasan lain tentang misteri regenerasi anggota tubuh. Salamander Meksiko, disebut axolotl, atau Ambystoma meksiko, adalah neotenic, yang berarti mereka mempertahankan fitur remaja hingga dewasa. Inilah sebabnya mengapa axolotl mempertahankan insang saat mereka dewasa, sedangkan spesies salamander lainnya tidak.
Manusia juga memiliki neoteny, itulah sebabnya orang dewasa lebih terlihat seperti bayi kita dibandingkan dengan primata lain, dan mengapa kita membutuhkan waktu lebih lama untuk dewasa daripada, katakanlah, simpanse lakukan. Ada beberapa koneksi, mungkin, dengan neoteny dan regenerasi. Gardiner mencatat bahwa orang yang lebih muda tampaknya lebih mampu menyembuhkan daripada orang yang lebih tua.
Selain itu, para peneliti di Harvard Medical School menemukan bahwa gen yang disebut Lin28a, yang aktif pada hewan yang belum dewasa (dan manusia), tetapi dimatikan dengan matang, memiliki andil dalam memungkinkan tikus meregenerasi jaringan - atau setidaknya menumbuhkan kembali ujung jari kaki dan telinga mereka. Setelah hewan berusia lebih dari 5 minggu, mereka tidak dapat menumbuhkan kembali bagian-bagian itu, bahkan ketika fungsi Lin28a distimulasi. Lin28a adalah bagian dari sistem kontrol hewan untuk metabolisme - ketika distimulasi, itu dapat membuat hewan menghasilkan lebih banyak energi, seolah-olah ia lebih muda.
Namun sifat pasti dari koneksi tersebut belum dipahami. Sementara semua salamander dapat meregenerasi anggota tubuh, hanya axolotl yang neotenik, Roy mencatat.
Salamander, terutama axolotl, dapat merekrut sel induk untuk mulai menumbuhkan kembali anggota tubuh, dan jenis sel yang bereaksi terhadap situs luka juga tampaknya terhubung dengan apakah anggota tubuh dapat tumbuh lagi. Gardiner mampu membuat salamander menumbuhkan anggota badan ekstra dengan merangsang pertumbuhan sel saraf di lokasi luka.
"Ini mungkin ada hubungannya dengan respon imun yang kuat, atau pelepasan spesifik dari beberapa faktor pertumbuhan, atau kombinasi dari keduanya. Ini mungkin sebagian masalah biofisika: anggota badan Salamander jauh lebih kecil daripada manusia; namun, katak tidak dapat meregenerasi mereka. anggota badan, jadi itu mungkin bukan hanya masalah ukuran, "kata Roy.
Misteri ini tetap satu - setidaknya untuk saat ini.
Artikel asli tentang Sains Langsung.
