Terobosan! Organoid Otak Ungkap Misteri Skizofrenia & Bipolar

Dunia medis mencatat kemajuan signifikan dalam memahami gangguan jiwa berat. Peneliti berhasil mengungkap bagaimana skizofrenia dan gangguan bipolar mengganggu aktivitas saraf melalui penggunaan miniatur otak yang ditumbuhkan di laboratorium (organoid otak). Temuan ini membuka potensi diagnosis lebih akurat dan pengujian obat yang dipersonalisasi untuk pasien.

Kesulitan Diagnosis Gangguan Kejiwaan

Selama ini, diagnosis gangguan kejiwaan seringkali mengandalkan penilaian klinis subjektif karena sulitnya memahami penyebab molekuler yang mendasarinya. Penelitian yang dipublikasikan dalam jurnal APL Bioengineering memberikan titik terang.

Annie Kathuria, insinyur biomedis dari Johns Hopkins University yang memimpin penelitian, menjelaskan bahwa skizofrenia dan bipolar sangat sulit didiagnosis karena tidak melibatkan kerusakan spesifik pada satu bagian otak.

"Skizofrenia dan gangguan bipolar sangat sulit didiagnosis karena tidak ada bagian otak tertentu yang mati. Tidak ada enzim spesifik yang berhenti berfungsi seperti pada Parkinson, penyakit saraf lain di mana dokter dapat mendiagnosis dan mengobati berdasarkan kadar dopamin meskipun masih belum memiliki obat yang tepat," ujar Kathuria.

Harapan Baru dengan Organoid Otak

Dengan organoid otak, diharapkan dokter di masa depan tidak hanya dapat mengonfirmasi kondisi pasien, tetapi juga menguji konsentrasi obat yang paling efektif sebelum diberikan langsung.

Proses Pembuatan Organoid Otak

Tim peneliti membuat organoid dengan mengubah sel darah dan kulit pasien menjadi sel punca (stem cells), yang kemudian dikembangkan menjadi jaringan mirip otak berukuran sekitar tiga milimeter. Jaringan ini mengandung sel-sel saraf yang biasa ditemukan di korteks prefrontal, wilayah otak yang bertanggung jawab atas pemikiran tingkat tinggi.

Pemetaan Aktivitas Organoid

Untuk memetakan aktivitasnya, organoid diletakkan di atas mikrochip yang dilengkapi dengan jajaran multi-elektroda. Peneliti menganalisis pola sinyal listrik yang dikirimkan neuron dengan bantuan alat pemelajaran mesin (machine learning).

Identifikasi Akurat Melalui Sinyal Listrik

Hasilnya menunjukkan bahwa tim peneliti berhasil mengidentifikasi organoid dari pasien yang sakit dengan akurasi 83% hanya melalui sinyal listrik. Angka ini meningkat menjadi 92% ketika jaringan diberikan stimulasi listrik ringan.

Mengatasi Metode Trial-and-Error

Salah satu masalah terbesar dalam pengobatan psikiatri saat ini adalah metode *trial-and-error* dalam menentukan dosis dan jenis obat. Proses ini seringkali memakan waktu berbulan-bulan tanpa hasil yang pasti.

"Begitulah cara kebanyakan dokter memberikan obat-obatan ini kepada pasien, dengan metode coba-coba yang mungkin memakan waktu enam atau tujuh bulan untuk menemukan obat yang tepat," kata Kathuria.

Memangkas Waktu Penemuan Obat yang Tepat

Kathuria mencontohkan Clozapine, obat umum untuk skizofrenia, di mana sekitar 40% pasien ternyata resisten terhadapnya. Dengan teknologi organoid ini, periode coba-coba tersebut dapat dipangkas sehingga pasien bisa mendapatkan pengobatan yang tepat jauh lebih cepat.

Langkah Selanjutnya

Meskipun baru melibatkan sampel dari 12 pasien, tim kini bekerja sama dengan ahli bedah saraf dan psikiater di John Hopkins School of Medicine untuk memperluas studi. Langkah selanjutnya adalah menguji berbagai konsentrasi obat pada organoid guna mengembalikan pola saraf yang lebih sehat sebelum diterapkan pada manusia.