Seiring dengan pertambahan usia manusia, sel induk usus mulai kehilangan kemampuan untuk beregenerasi. Sel induk adalah sumber untuk semua sel-sel usus baru, sehingga penurunan fungsi dapat membuatnya lebih sulit untuk pulih dari infeksi gastrointestinal atau kondisi lain yang memengaruhi usus.

Satu studi dari ahli biologi Massachusetts Institute of Technology (MIT) mengungkap bahwa kehilangan fungsi sel induk yang terkait usia ini dapat dibalik keadaannya dengan cepat dalam 24 jam. Menurut para peneliti yang terlibat dalam studi tersebut, puasa dapat meningkatkan kemampuan sel induk untuk beregenerasi secara dramatis.

Percobaan dilakukan pada tikus tua dan tikus muda. Pada tikus yang sengaja tidak diberi makan (puasa), sel-sel mulai memecah asam lemak, bukan glukosa, perubahan ini merangsang sel-sel induk menjadi lebih regeneratif. Selain itu sel juga dapat meningkatkan regenerasi dengan molekul yang mengaktifkan sakelar metabolik yang sama.

Intervensi semacam itu berpotensi membantu orang tua pulih dari infeksi GI atau pasien kanker yang sedang menjalani kemoterapi.

Sel induk usus dari tikus yang berpuasa selama 24 jam, di kanan, menghasilkan organ-organ usus jauh lebih substansial daripada sel induk dari tikus yang tidak berpuasa, di sebelah kiri.

Puasa menginduksi saklar metabolik di sel induk usus, memanfaatkan karbohidrat untuk membakar lemak. Menariknya, mengganti sel-sel ini menjadi oksidasi asam lemak meningkatkan fungsi mereka secara signifikan.

Penargetan farmakologis dari jalur ini dapat memberikan kesempatan terapeutik untuk meningkatkan homeostasis jaringan di patologi yang terkait usia. Yilmaz dan rekan-rekannya tertarik untuk mengeksplorasi bagaimana puasa memberikan efeknya pada tingkat molekuler, khususnya di usus karena selama beberapa dekade, para ilmuwan telah mengetahui bahwa asupan kalori rendah dikaitkan dengan peningkatan umur panjang pada manusia dan organisme lain.

Sel induk usus bertanggung jawab untuk menjaga lapisan usus yang biasanya memperbarui dirinya sendiri setiap lima hari. Ketika cedera atau infeksi terjadi, sel induk atau sel punca adalah kunci untuk memperbaiki kerusakan.

Seiring bertambahnya usia, kemampuan regeneratif sel-sel induk usus menurun, sehingga diperlukan waktu lebih lama bagi usus untuk pulih. Selama penuaan, fungsi batang usus menurun, yang mengganggu kemampuan usus untuk memperbaiki dirinya sendiri.

Dalam studi ini, para peneliti fokus pada pemahaman bagaimana meningkatkan fungsi sel induk usus yang muda dan tua dalam waktu 24 jam. Setelah tikus berpuasa selama 24 jam, para peneliti mengangkat sel induk usus dan menumbuhkannya dalam cawan budaya, memungkinkan mereka untuk menentukan apakah sel dapat menimbulkan "mini-intestines" yang dikenal sebagai organoids.

Mereka menemukan bahwa sel-sel induk dari tikus-tikus yang puasa menggandakan kapasitas regeneratif mereka. Penelitian lebih lanjut, termasuk pengurutan RNA kurir sel induk dari tikus yang berpuasa, mengungkapkan bahwa puasa menginduksi sel untuk beralih dari metabolisme biasa mereka, yang membakar karbohidrat seperti gula, untuk memetabolisme asam lemak.

Switch ini terjadi melalui aktivasi faktor transkripsi yang disebut PPARs (peroxisome proliferator-activated receptors) yang mengaktifkan banyak gen yang terlibat dalam metabolisme asam lemak. Jika jalur ini dimatikan, puasa tidak bisa lagi digunakan untuk meningkatkan regenerasi.

Mereka juga menemukan bahwa mereka dapat mereproduksi efek menguntungkan dari puasa dengan memperlakukan tikus dengan molekul yang meniru efek PPAR. Selain itu, para peneliti juga menemukan bahwa terapi obat dapat merangsang regenerasi tanpa mengharuskan pasien berpuasa, hal ini dilakukan pada pasien yang merasa kesulitan jika harus berpuasa.

Satu kelompok yang bisa mendapat manfaat dari perawatan semacam itu adalah pasien kanker yang mengalami kerusakan pada usus yang sedang menerima kemoterapi.  

Sumber: MIT News Edu.

Kredit Gambar: Maria Mihaylova dan Chia-Wei Cheng