Ilmu penuaan: Bisakah kita hidup selamanya, dan haruskah kita hidup selamanya?

Penuaan bagi manusia sehari-hari hanyalah akibat dari berlalunya waktu. Penuaan berdampak buruk secara fisik, yang diwujudkan dalam uban, kerutan, dan gangguan ingatan. Pada akhirnya, akumulasi kerusakan yang biasa terjadi menyebabkan penyakit dan patologi yang lebih serius, seperti kanker, atau Alzheimer, atau penyakit jantung. Kemudian, suatu hari kita semua menghembuskan nafas terakhir dan terjun ke dalam hal yang tidak diketahui: kematian. Gambaran tentang penuaan ini, walaupun mungkin tidak jelas dan tidak pasti, adalah sesuatu yang secara mendasar diketahui oleh kita semua.

Namun, terjadi pergeseran ideologi yang mungkin merevolusi cara kita memahami dan mengalami usia. Munculnya penelitian mengenai proses biologis penuaan, dan pengembangan teknologi biomedis yang menargetkan penyakit terkait usia, menandakan adanya pendekatan berbeda terhadap penuaan. Faktanya, penuaan tidak lagi dianggap sebagai proses yang bergantung pada waktu, melainkan merupakan akumulasi dari mekanisme yang berbeda. Sebaliknya, penuaan bisa lebih dikualifikasikan sebagai penyakit itu sendiri.

Masukkan Aubrey de Grey, seorang PhD Cambridge dengan latar belakang ilmu komputer, dan ahli gerontologi biomedis otodidak. Dia memiliki janggut panjang yang menutupi dada dan badannya yang seperti buluh. Dia berbicara dengan cepat, kata-kata keluar dari mulutnya dengan aksen Inggris yang menawan. Pidato yang cepat tersebut bisa saja merupakan kekhasan karakter, atau bisa saja berevolusi dari rasa urgensi yang dia rasakan sehubungan dengan perang yang dia lakukan melawan penuaan. De Gray adalah salah satu pendiri dan Chief Science Officer Yayasan Penelitian SENS, sebuah badan amal yang didedikasikan untuk memajukan penelitian dan pengobatan penyakit terkait usia.

De Gray adalah karakter yang mudah diingat, itulah sebabnya dia menghabiskan banyak waktu memberikan ceramah dan mengumpulkan orang-orang untuk gerakan anti-penuaan. Pada sebuah episode Jam Radio TED oleh NPR, ia memperkirakan bahwa “Pada dasarnya, jenis-jenis hal yang dapat membuat Anda meninggal pada usia 100 atau 200 tahun akan sama persis dengan jenis-jenis hal yang dapat membuat Anda meninggal pada usia 20 atau 30 tahun.”

Peringatan: banyak ilmuwan akan dengan cepat menunjukkan bahwa prediksi tersebut bersifat spekulatif dan diperlukan bukti yang pasti sebelum membuat klaim besar tersebut. Faktanya, pada tahun 2005, MIT Technology Review mengumumkan Tantangan SENS, menawarkan $20,000 kepada ahli biologi molekuler mana pun yang dapat menunjukkan secara memadai bahwa klaim SENS mengenai pembalikan penuaan adalah “tidak layak untuk diperdebatkan”. Hingga saat ini, belum ada yang mengklaim hadiah penuh kecuali satu pengajuan penting yang menurut para juri cukup meyakinkan untuk menghasilkan $10,000. Namun hal ini membuat kita semua, manusia, harus bergulat dengan bukti yang paling tidak meyakinkan, namun cukup menjanjikan untuk pantas diterima. pertimbangan implikasinya.

Setelah menyaring tumpukan penelitian dan berita utama yang terlalu optimis, saya memutuskan untuk hanya fokus pada beberapa bidang penelitian utama yang memiliki teknologi dan terapi nyata terkait penuaan dan penyakit terkait usia.

Apakah gen memegang kuncinya?

Cetak biru kehidupan dapat ditemukan dalam DNA kita. DNA kita penuh dengan kode yang kita sebut ‘gen’; gen menentukan warna mata Anda, seberapa cepat metabolisme Anda, dan apakah Anda akan terserang penyakit tertentu. Pada tahun 1990-an, Cynthia Kenyon, seorang peneliti biokimia di Universitas San Francisco dan baru-baru ini dinobatkan sebagai salah satu dari 15 wanita terbaik dalam bidang sains pada tahun 2015 oleh Bisnis Insider, memperkenalkan gagasan yang mengubah paradigma – bahwa gen juga dapat mengkodekan berapa lama kita hidup, dan mengaktifkan atau menonaktifkan gen tertentu dapat memperpanjang masa hidup yang sehat. Penelitian awalnya terfokus pada C.Elegan, cacing kecil yang digunakan sebagai organisme model untuk penelitian karena mereka memiliki siklus perkembangan genom yang sangat mirip dengan manusia. Kenyon menemukan bahwa mematikan gen tertentu – Daf2 – menyebabkan cacingnya hidup dua kali lebih lama dibandingkan cacing biasa.

Yang lebih menarik lagi, cacing-cacing tersebut tidak hanya hidup lebih lama, namun juga lebih sehat. Bayangkan Anda hidup sampai usia 80 dan 10 tahun dari hidup itu dihabiskan untuk berjuang melawan kelemahan dan penyakit. Seseorang mungkin ragu untuk hidup sampai usia 90 tahun jika itu berarti menghabiskan 20 tahun hidup dengan penyakit yang berkaitan dengan usia dan kualitas hidup yang lebih rendah. Tapi cacing Kenyon hidup setara dengan manusia selama 160 tahun dan hanya 5 tahun dari umur tersebut yang dihabiskan di ‘usia tua’. Dalam sebuah artikel di Penjaga, Kenyon membeberkan apa yang sebagian dari kita diam-diam berharap; “Anda hanya berpikir, 'Wow. Mungkin saya bisa menjadi cacing berumur panjang itu.'" Sejak itu, Kenyon telah memelopori penelitian dalam mengidentifikasi gen yang mengendalikan proses penuaan.

Idenya adalah jika kita dapat menemukan gen utama yang mengendalikan proses penuaan, maka kita dapat mengembangkan obat yang mengganggu jalur gen tersebut, atau menggunakan teknik rekayasa genetika untuk mengubahnya sama sekali. Pada tahun 2012, sebuah artikel di Ilmu telah diterbitkan tentang teknik rekayasa genetika baru yang disebut CRISPR-Cas9 (lebih mudah disebut CRISPR). CRISPR menyapu laboratorium penelitian di seluruh dunia pada tahun-tahun berikutnya dan digembar-gemborkan Alam sebagai kemajuan teknologi terbesar dalam penelitian biomedis dalam lebih dari satu dekade.

CRISPR adalah metode penyuntingan DNA yang sederhana, murah, dan efektif dengan menggunakan segmen RNA – yang setara secara biokimia dengan merpati pos – yang memandu penyuntingan enzim pada strip DNA target. Di sana, enzim dapat dengan cepat mengeluarkan gen dan menyisipkan gen baru. Tampaknya luar biasa, bisa 'mengedit' urutan genetik manusia. Saya membayangkan para ilmuwan membuat kolase DNA di laboratorium, memotong dan menempelkan gen seperti anak-anak di meja kerajinan, membuang seluruh gen yang tidak diinginkan. Merupakan mimpi buruk bagi ahli bioetika untuk menciptakan protokol yang mengatur bagaimana teknologi tersebut digunakan, dan pada siapa.

Misalnya, awal tahun ini terjadi kegemparan ketika sebuah laboratorium penelitian di Tiongkok mempublikasikan bahwa mereka telah berupaya untuk memodifikasi embrio manusia secara genetik (lihat artikel asli di Protein & Sel, dan keributan berikutnya di Alam). Para ilmuwan sedang menyelidiki potensi CRISPR untuk menargetkan gen yang bertanggung jawab atas β-thalassemia, suatu kelainan darah keturunan. Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa CRISPR memang berhasil membelah gen β-thalassemia, namun juga mempengaruhi bagian lain dari rangkaian DNA yang mengakibatkan mutasi yang tidak diinginkan. Embrio-embrio tersebut tidak dapat bertahan, sehingga semakin menekankan perlunya teknologi yang lebih andal.

Terkait dengan penuaan, CRISPR diperkirakan dapat digunakan untuk menargetkan gen yang berkaitan dengan usia dan mengaktifkan atau menonaktifkan jalur yang akan membantu memperlambat proses penuaan. Idealnya, metode ini dapat dilakukan melalui vaksinasi, namun teknologi yang ada masih belum mampu mencapai tujuan tersebut dan tidak ada yang dapat memastikan apakah hal tersebut akan terwujud. Tampaknya merekayasa ulang genom manusia secara mendasar dan mengubah cara kita hidup dan (berpotensi) mati masih menjadi bagian dari fiksi ilmiah – untuk saat ini.

Makhluk Bionik

Jika gelombang penuaan tidak dapat dibendung pada tingkat genetik, maka kita dapat mencari mekanisme yang lebih jauh untuk menghentikan proses penuaan dan memperpanjang hidup sehat. Pada saat ini dalam sejarah, kaki palsu dan transplantasi organ merupakan hal yang lumrah – suatu prestasi rekayasa yang spektakuler dimana kita telah meningkatkan, dan kadang-kadang bahkan mengganti, sistem biologis dan organ kita untuk menyelamatkan nyawa. Kami terus mendorong batas-batas antarmuka manusia; teknologi, realitas digital, dan benda asing semakin tertanam dalam tubuh sosial dan fisik kita dibandingkan sebelumnya. Ketika batas-batas organisme manusia menjadi kabur, saya mulai bertanya-tanya, pada titik manakah kita tidak dapat lagi menganggap diri kita sebagai ‘manusia’?

Seorang gadis muda, Hannah Warren, lahir pada tahun 2011 tanpa tenggorokan. Dia tidak bisa berbicara, makan, atau menelan sendiri, dan prospeknya tidak bagus. Namun pada tahun 2013, dia menjalani a prosedur terobosan yang menanamkan trakea yang tumbuh dari sel induknya sendiri. Hannah terbangun dari prosedur tersebut dan dapat bernapas, tanpa mesin, untuk pertama kali dalam hidupnya. Prosedur ini mendapat banyak perhatian media; dia adalah seorang gadis muda yang tampak manis dan ini adalah pertama kalinya prosedur tersebut dilakukan di AS.

Namun, seorang ahli bedah bernama Paolo Macchiarini sudah mempelopori pengobatan ini lima tahun sebelumnya di Spanyol. Teknik ini memerlukan pembuatan perancah yang meniru trakea dari serat nano buatan. Perancah tersebut kemudian 'diunggulkan' dengan sel induk milik pasien yang diambil dari sumsum tulangnya. Sel induk dikultur secara hati-hati dan dibiarkan tumbuh di sekitar perancah, membentuk bagian tubuh yang berfungsi penuh. Daya tarik dari pendekatan ini adalah secara drastis mengurangi kemungkinan tubuh menolak organ yang ditransplantasikan. Bagaimanapun, itu dibangun dari sel mereka sendiri!

Selain itu, hal ini mengurangi tekanan dari sistem donasi organ yang jarang memiliki pasokan organ yang sangat dibutuhkan. Sayangnya, Hannah Warren meninggal dunia kemudian tahun yang sama, namun warisan dari prosedur tersebut tetap hidup seiring para ilmuwan berjuang mengenai kemungkinan dan keterbatasan pengobatan regeneratif – membangun organ dari sel induk.

Menurut Macchiarini dalam Lansetpada tahun 2012, “Potensi utama dari terapi berbasis sel induk ini adalah untuk menghindari donasi manusia dan imunosupresi seumur hidup serta mampu menggantikan jaringan kompleks dan, cepat atau lambat, seluruh organ.”

Kontroversi segera menyusul periode yang tampaknya menggembirakan ini. Kritikus menyuarakan pendapat mereka pada awal tahun 2014 di sebuah tajuk rencana dalam Jurnal Bedah Toraks dan Kardiovaskular, mempertanyakan masuk akalnya metode Macchiarini dan menunjukkan kekhawatiran atas tingginya angka kematian akibat prosedur serupa. Belakangan pada tahun itu, Institut Karolinska di Stockholm, sebuah universitas kedokteran bergengsi tempat Macchiarini menjadi profesor tamu, meluncurkan investigasi ke dalam pekerjaannya. Sedangkan Macchiarini dibersihkan dari pelanggaran awal tahun ini, hal ini menunjukkan keragu-raguan komunitas ilmiah atas kesalahan langkah dalam penelitian kritis dan baru tersebut. Namun demikian, ada a uji klinis saat ini sedang berlangsung di AS untuk menguji keamanan dan kemanjuran transplantasi trakea yang direkayasa dengan sel induk dan penelitian ini diperkirakan akan selesai pada akhir tahun ini.

Prosedur baru Macchiarini bukanlah satu-satunya langkah maju dalam menciptakan organ yang dipesan lebih dahulu – munculnya printer 3D membuat masyarakat siap mencetak segala sesuatu mulai dari pensil hingga tulang. Sekelompok peneliti dari Princeton berhasil mencetak prototipe telinga bionik yang berfungsi pada tahun 2013, yang tampaknya terjadi ribuan tahun yang lalu mengingat betapa pesatnya perkembangan teknologi (lihat artikel mereka di Nano Letters). Pencetakan 3D telah menjadi komersial sekarang, dan mungkin ada perlombaan bagi perusahaan bioteknologi untuk melihat siapa yang dapat memasarkan organ cetakan 3D pertama.

Perusahaan yang berbasis di San Diego organovo go public pada tahun 2012 dan telah menggunakan teknologi pencetakan 3D untuk memajukan penelitian biomedis, misalnya dengan memproduksi secara massal hati berukuran kecil untuk digunakan dalam pengujian obat. Keuntungan dari pencetakan 3D adalah tidak memerlukan perancah awal dan memberikan lebih banyak fleksibilitas – seseorang berpotensi menjalin infrastruktur elektronik dengan jaringan biologis dan memasukkan fungsi baru ke dalam organ. Belum ada tanda-tanda pencetakan organ yang lengkap untuk transplantasi manusia, namun dorongan tersebut sudah ada seperti yang ditunjukkan oleh kemitraan Organovo dengan Organisasi Kesehatan Dunia (WHO). Yayasan Methuselah – gagasan lain dari Aubrey de Grey yang terkenal kejam.

Methuselah Foundation adalah organisasi nirlaba yang mendanai penelitian dan pengembangan pengobatan regeneratif, dilaporkan menyumbangkan lebih dari $4 juta ke berbagai mitra. Meskipun hal ini tidak banyak dalam hal penelitian dan pengembangan ilmiah – menurut Forbes, perusahaan farmasi besar dapat mengeluarkan dana sebesar $15 juta hingga $13 miliar per obat, dan penelitian dan pengembangan bioteknologi juga sebanding – jumlah tersebut masih merupakan jumlah yang besar.

Hidup lebih lama dan tragedi Tithonus

Dalam mitologi Yunani, Tithonus adalah kekasih Eos, Titan fajar. Tithonus adalah putra seorang raja dan peri air, tapi dia fana. Eos, yang sangat ingin menyelamatkan kekasihnya dari kematian, memohon kepada dewa Zeus untuk menghadiahkan keabadian kepada Tithonus. Zeus memang menganugerahkan keabadian kepada Tithonus, tetapi dengan cara yang kejam, Eos menyadari bahwa dia lupa meminta awet muda juga. Tithonus hidup selamanya, tapi dia terus menua dan kehilangan kemampuannya.

“Usia abadi di samping masa muda abadi / Dan seluruh diriku yang dulu, berada dalam abu” katanya Alfred Tennyson dalam sebuah puisi yang ditulis dari sudut pandang manusia yang terkutuk selamanya. Jika kita mampu meyakinkan tubuh kita untuk bertahan dua kali lebih lama, tidak ada jaminan bahwa pikiran kita akan mengikutinya. Banyak orang menjadi korban penyakit Alzheimer atau jenis demensia lainnya sebelum kesehatan fisik mereka mulai menurun. Dulu banyak yang menyatakan bahwa neuron tidak dapat diregenerasi, sehingga fungsi kognitif akan menurun secara permanen seiring berjalannya waktu.

Namun, penelitian kini dengan tegas membuktikan bahwa neuron sebenarnya dapat diregenerasi dan menunjukkan ‘plastisitas’, yaitu kemampuan untuk membentuk jalur baru dan menciptakan koneksi baru di otak. Pada dasarnya, Anda bisa mengajari anjing tua trik baru. Namun hal ini tidak cukup untuk mencegah hilangnya ingatan selama 160 tahun seumur hidup (masa hidup saya di masa depan akan menggelikan bagi de Grey, yang mengklaim bahwa manusia dapat mencapai usia 600 tahun). Sangat tidak diinginkan untuk menjalani umur panjang tanpa kemampuan mental untuk menikmatinya, namun perkembangan baru yang aneh menunjukkan bahwa mungkin masih ada harapan untuk menyelamatkan pikiran dan jiwa kita dari kehancuran.

Pada bulan Oktober 2014, tim peneliti di Universitas Stanford memulai publikasi besar-besaran uji klinis yang mengusulkan untuk menyuntik pasien Alzheimer dengan darah dari donor muda. Premis penelitian ini memiliki kualitas yang buruk, dan banyak dari kita yang skeptis, namun hal ini didasarkan pada penelitian menjanjikan yang telah dilakukan pada tikus.

Pada bulan Juni 2014, sebuah artikel diterbitkan di Alam majalah oleh sekelompok ilmuwan dari Stanford yang merinci bagaimana mentransfusikan darah muda ke tikus yang lebih tua sebenarnya membalikkan efek penuaan di otak dari tingkat molekuler ke tingkat kognitif. Penelitian menunjukkan bahwa tikus yang lebih tua, setelah menerima darah muda, akan menumbuhkan kembali neuron, menunjukkan lebih banyak konektivitas di otak, dan memiliki memori dan fungsi kognitif yang lebih baik. Dalam sebuah wawancara dengan Wali, Tony Wyss-Coray – salah satu ilmuwan utama yang mengerjakan penelitian ini, dan seorang profesor neurologi di Stanford – berkata, “Ini membuka bidang yang sama sekali baru. Hal ini memberi tahu kita bahwa usia suatu organisme, atau organ seperti otak, tidak tertulis di batu. Itu mudah ditempa. Anda dapat memindahkannya ke satu arah atau yang lain.”

Tidak diketahui secara pasti faktor apa di dalam darah yang menyebabkan efek dramatis tersebut, namun hasil pada tikus cukup menjanjikan untuk memungkinkan uji klinis disetujui pada manusia. Jika penelitian ini berjalan dengan baik, maka kita berpotensi mengidentifikasi faktor-faktor tunggal yang meremajakan jaringan otak manusia dan menciptakan obat yang mungkin dapat membalikkan penyakit Alzheimer dan membuat kita terus memecahkan teka-teki silang hingga akhir zaman.