Ubur-ubur yang Menutup Luka dalam Hitungan Menit, Rahasia Penyembuhan yang Menarik Perhatian Ilmuwan

• Medusa, tahap berenang bebas dari Clytia hemisphaerica, menutup luka kecil dalam beberapa menit dan memulihkan luka besar dalam waktu kurang dari 1 jam, serta tidak membentuk jaringan parut seperti manusia
• Berkat tubuhnya yang transparan dan pemulihannya yang cepat, proses sel epitel menyambung kembali jaringan yang rusak dapat dilihat secara real time di dalam individu hidup
• Makalah baru Jocelyn Malamy merangkum bahwa penyembuhan luka epitel pada Clytia terjadi melalui kerja berurutan lamellipodia dan kabel aktomiosin (actomyosin cable)
• Lamellipodia merayap di atas membran basal dan menarik sel ke depan, sementara kabel aktomiosin menarik sel dan mendorong sisa-sisa luka keluar ketika ada kerusakan atau debris pada membran basal
• Banyak bagian dari proses penyembuhan Clytia mirip dengan sistem hewan lain, termasuk mamalia, sehingga riset ubur-ubur dapat memberi petunjuk untuk memahami mekanisme penyembuhan luka

---

Mengapa Clytia Menarik Perhatian sebagai Model Penyembuhan Luka

• Jocelyn Malamy dari Marine Biological Laboratory pertama kali mengamati sekitar 10 tahun lalu bahwa sel Clytia hemisphaerica “berjalan” saling mendekat untuk menutup luka
• Medusa Clytia adalah tahap berenang bebas yang biasa dibayangkan orang sebagai ubur-ubur, tetapi sebagian besar hidupnya dijalani dalam bentuk koloni polip (polyp colony) yang menempel pada permukaan seperti batu, dermaga, dan bagian bawah daun di air
  • Koloni polip pada suatu waktu melepaskan medusa muda
  • Medusa hanya hidup beberapa bulan atau kurang, tetapi koloni polip dapat terus bertahan seperti semak tahunan
• Medusa Clytia menutup luka kecil dalam beberapa menit dan menyembuhkan luka yang lebih besar dalam waktu kurang dari 1 jam
  • Berbeda dengan manusia, jaringan parut tidak terbentuk
  • Malamy memandang penyembuhan pada ubur-ubur lebih mirip penyembuhan embrionik tanpa bekas luka

Proses Penyembuhan yang Langsung Terlihat di Tubuh Transparan

• Medusa Clytia transparan, sehingga perpindahan sel dapat diamati secara real time di dalam hewan hidup
• Berbeda dengan mamalia, tidak ada sistem imun yang memicu inflamasi di sekitar luka maupun regenerasi kapiler yang mengaburkan pengamatan, sehingga dinamika dasar perbaikan kerusakan lebih mudah dilihat
• Adegan sel epitel menyambung kembali jaringan yang rusak seperti menjahitnya ulang dapat dilihat secara langsung
• Sel epitel adalah sel yang menutupi permukaan tubuh, membentuk kulit, dan melapisi bagian dalam jaringan seperti usus
  • Kulit dan jaringan epitel internal sering mengalami kerusakan dan perlu diperbaiki, sehingga menjadi sasaran utama riset penyembuhan luka
• Banyak bagian dari proses penyembuhan luka Clytia sangat mirip dengan proses yang terlihat pada sistem lain, termasuk mamalia

Dua Struktur Sel Menutup Luka secara Berurutan

• Malamy pertama kali mengarakterisasi penyembuhan luka epitel Clytia bersama para mahasiswa saat menjadi MBL Whitman Fellow pada 2017, lalu memperluasnya dalam makalah kolaboratif tahun 2018 dengan Michael Shribak, anggota fakultas MBL
• Makalah baru ini merupakan upaya untuk merangkum mekanisme penyembuhan luka epitel yang dilaporkan pada berbagai organisme, ukuran luka, dan bentuk luka ke dalam model Clytia
• Semua penyembuhan luka epitel pada Clytia berlangsung melalui kerja berurutan dua struktur sel utama
  • Struktur pertama adalah lamellipodia
  • Struktur kedua adalah kabel aktomiosin
• Cara kedua struktur ini dikoordinasikan pada berbagai jenis luka menjadi mekanisme utama dalam makalah baru tersebut

Peran Lamellipodia dan Kabel Aktomiosin

• Struktur yang terbentuk sebagai respons paling awal terhadap luka adalah lamellipodia
  • Malamy melihatnya sebagai “sensor mirip kaki” sel yang kaya akan aktin
  • Lamellipodia bergerak seperti penjelajah dan menunjukkan gerakan cair yang mirip ameba
• Lamellipodia menjulur dari sel di tepi luka dan merayap di atas membran basal, lembaran protein yang berada di bawah semua sel epitel
  • Saat bergerak, struktur ini menarik sel yang membentuknya ke depan
  • Pada akhirnya, badan sel meregang di atas luka dan menutupnya
• Lamellipodia juga terbentuk pada luka yang sangat kecil di dalam satu sel
• Saat lamellipodia merayap maju, kabel aktomiosin terbentuk di bagian belakangnya
  • Ketika lamellipodia menutupi membran basal, kontraksi kabel dipicu
  • Jika membran basal rusak, kabel aktomiosin dapat menarik sel ke atas area yang rusak dan mendorong sisa-sisa luka keluar
• Jika luka terlalu besar sehingga lamellipodia saja tidak dapat saling mencapai, migrasi sel kolektif dimulai
  • Seluruh lembaran epitel terangkat dan mulai berjalan
  • Ketika lamellipodia sel di bagian depan saling bertemu, luka besar pun tertutup dengan cara yang sama seperti luka kecil

Pertanyaan yang Tersisa adalah Perbaikan Membran Basal Itu Sendiri

• Malamy memandang sistem ini sebagai mekanisme yang beradaptasi untuk menyembuhkan dengan cepat berbagai jenis luka yang dapat terjadi di alam
• Rencana riset berikutnya adalah menyelidiki mekanisme yang menggerakkan perbaikan membran basal
• Menarik sel untuk menutup luka saja tidak cukup; pada suatu titik, membran basal yang rusak itu sendiri harus diperbaiki
• Bagaimana perbaikan membran basal terjadi pada berbagai sistem masih belum jelas
• Studi lengkap dapat dilihat di makalah Molecular Biology of the Cell

[GN⁺]

Komentar di Hacker News

• Karena ini siaran pers dari lembaga riset kelautan, intinya bukan bahwa mereka menelitinya karena langsung relevan bagi manusia, melainkan lebih karena ini objek yang menarik untuk diteliti oleh lembaga riset kelautan
  Kemungkinan bermanfaat bagi manusia tampaknya kecil. Kecuali kalau ada teman berupa gumpalan gelatin yang tidak punya sistem peredaran darah maupun sistem saraf dan umurnya hanya beberapa bulan

  • Artikel itu cukup jelas mengatakan bahwa bagian menariknya adalah beberapa mekanisme perbaikan epitel tampaknya terkonservasi di seluruh hewan, termasuk mamalia
  • Melihat Novo Nordisk, gagasan bahwa aplikasi praktis langsung mengikuti tujuan riset bisa saja dipertanyakan
  • Siapa tahu. Suatu hari mungkin akan ada setelan organisme untuk manusia atau membran yang bisa menjahit diri sendiri untuk mesin
  • Justru karena ada kemungkinan yang sangat kecil bahwa ini akan membantu manusia, rasanya jadi lebih menarik

• Ketika mendengar “ubur-ubur”, biasanya yang terbayang adalah medusa yang berenang bebas, padahal itu hanya satu tahap dalam siklus hidupnya; penjelasan bahwa mudah menganggap bunga atau ubur-ubur itu sendiri sebagai organisme, padahal sebenarnya itu unit reproduksi, cukup berkesan
  Rasanya saya tidak akan bisa melihat ubur-ubur seperti dulu lagi

  • Saya juga. Dibanding penyembuhan luka, detail bahwa “ubur-ubur pada dasarnya adalah bunga” lebih melekat di ingatan
  • Dari sudut pandang spesies, pada umumnya banyak makhluk hidup pada suatu tahap merupakan unit reproduksi atau bagian darinya. Tentu saja ada juga individu yang mandul

• Hal yang saya sukai dari riset ini adalah bahwa ubur-ubur bukan semata sumber “gen regenerasi” yang ajaib, melainkan mungkin lebih berguna sebagai sistem tempat kita benar-benar bisa melihat prinsip kerja dasar dengan jelas

• Judulnya terasa seperti clickbait yang mengisyaratkan krim medis luar biasa

  • Setuju. Bahkan sebelum era LLM, saya selalu tidak suka judul bergaya drama yang memakai “struktur dua bagian” seperti ini dengan “penundaan imbalan”
    Dulu pun itu sudah malas, dan sekarang terlihat seperti kemalasan yang “hanya mendorong satu klik”. Sayangnya, The Guardian juga belakangan banyak tercemar gaya seperti ini

• Bukankah ubur-ubur punya keunggulan karena merupakan jaringan yang sangat sederhana?

  • Dengan jaringan yang lebih sederhana, pembuluh darah, inflamasi, dan berbagai proses lain tidak terjadi secara bersamaan, sehingga mekanisme inti lebih mudah dilihat
  • Secara ketat, ubur-ubur bahkan bukan satu organisme, melainkan koloni makhluk hidup yang mandiri tetapi sebagian besar terspesialisasi. Ini mungkin juga terkait dengan judul artikelnya

• Awalnya saya membayangkan cara ajaib: menggosokkan ubur-ubur ke luka agar sembuh
  Saya pikir iritasi kulit tidak masalah, ini akan menyelamatkan nyawa, tetapi ternyata bukan begitu. Tidak ada kesenangan semacam itu

  • Pakai saja padanan gelatin versi daratnya, Aloe vera. Cara kerjanya lumayan baik, seperti membuat lapisan mirip kulit ubur-ubur di atas kulit

• Ubur-ubur transparan dan tidak punya otak, jadi tidak ada rahasia yang bisa disembunyikan; penyembuhan luka seketika mungkin merupakan kompensasi atau harga yang harus dibayar untuk itu
  Bagaimanapun, mereka telah bertahan selama 700 juta tahun dengan bentuk yang nyaris seperti sekarang, jadi selama kita masih bertahan, kemungkinan besar mereka akan tetap menjadi objek pengamatan