Peneliti MIT telah menemukan bahwa asam amino alami yang ditemukan dalam banyak makanan kaya protein dapat membantu usus memperbaiki dirinya sendiri setelah kerusakan. Dalam studi baru, para ilmuwan menemukan bahwa sistein dapat mengaktifkan respon imun yang merangsang sel induk usus dan membantu regenerasi jaringan di usus kecil.
Hasilnya, yang diamati pada tikus, pada akhirnya dapat mengarah pada cara-cara baru untuk mengurangi kerusakan usus akibat radioterapi dan kemoterapi. Para peneliti mengatakan pola makan atau suplemen yang kaya sistein suatu hari nanti dapat membantu pasien kanker pulih lebih cepat dari cedera terkait pengobatan.
“Studi ini menunjukkan bahwa jika kita memberi pasien ini diet tinggi sistein atau suplementasi sistein, kita mungkin dapat mengurangi beberapa kerusakan akibat kemoterapi atau radiasi,” kata Omer Yilmaz, direktur MIT Stem Cell Initiative, profesor biologi di MIT, dan anggota Koch Institute for Integrative Cancer Research di MIT. “Keindahannya di sini adalah kita tidak menggunakan molekul sintetis; kita memanfaatkan senyawa makanan alami.”
Penelitian yang dipublikasikan di Alamadalah orang pertama yang mengidentifikasi nutrisi tunggal yang mampu secara langsung meningkatkan regenerasi sel induk usus. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa kebiasaan makan yang lebih luas, seperti puasa atau pembatasan kalori, dapat memengaruhi aktivitas sel induk, namun para ilmuwan belum mengidentifikasi nutrisi spesifik yang bertanggung jawab atas respons perbaikan jenis ini.
Bagaimana sistein mengaktifkan perbaikan usus
Yilmaz dan timnya ingin lebih memahami bagaimana nutrisi individu mempengaruhi sel induk dan kesehatan jaringan. Untuk menyelidikinya, para peneliti memberi tikus makanan yang diperkaya dengan salah satu dari 20 asam amino berbeda, yang merupakan bahan penyusun protein. Mereka kemudian mengukur pengaruh masing-masing asam amino terhadap regenerasi sel induk usus.
Dari semua asam amino yang diuji, sistein menghasilkan efek regeneratif paling kuat pada sel induk dan sel progenitor, yang akhirnya berkembang menjadi sel usus dewasa.
Para peneliti kemudian menemukan reaksi berantai biologis yang menyebabkan efek ini. Ketika sel-sel usus menyerap sistein dari makanan, mereka mengubahnya menjadi molekul yang disebut CoA. Molekul ini kemudian dilepaskan ke mukosa usus, di mana ia diambil oleh sel kekebalan yang disebut limfosit T CD8.
Setelah diaktifkan, sel T ini mulai berkembang biak dan menghasilkan IL-22, protein pemberi sinyal yang disebut sitokin yang berperan utama dalam perbaikan usus dan regenerasi sel induk.
Hingga saat ini, para ilmuwan tidak mengetahui bahwa sel T CD8 dapat memproduksi IL-22 dengan cara yang mendukung sel induk usus.
“Yang benar-benar menarik di sini adalah memberi makan tikus dengan makanan tinggi sistein menyebabkan perluasan populasi sel kekebalan yang biasanya tidak kita kaitkan dengan produksi IL-22 dan pengaturan batang usus,” kata Yilmaz. “Apa yang terjadi pada pola makan tinggi sistein adalah kumpulan sel yang membuat IL-22 meningkat, terutama fraksi sel T CD8.”
Sel kekebalan diposisikan untuk penyembuhan cepat
Para peneliti telah menemukan bahwa sel T yang diaktifkan ini berkumpul di lapisan usus kecil, menempatkannya pada posisi ideal untuk merespons dengan cepat jika terjadi kerusakan. Efeknya sebagian besar terbatas pada usus kecil, karena di situlah sebagian besar protein makanan diserap.
Dalam penelitian tersebut, tikus yang diberi makanan tinggi sistein menunjukkan peningkatan pemulihan dari kerusakan usus akibat radiasi. Tim juga melaporkan bahwa percobaan yang tidak dipublikasikan menemukan manfaat regeneratif serupa setelah pengobatan dengan obat kemoterapi 5-fluorouracil, yang biasa digunakan untuk melawan kanker usus besar dan pankreas tetapi juga dapat merusak lapisan usus.
Makanan kaya sistein
Sistein terjadi secara alami di banyak makanan kaya protein, termasuk daging, susu, kacang-kacangan, dan kacang-kacangan. Tubuh manusia juga dapat memproduksi sistein sendiri dengan mengubah asam amino lain yang disebut metionin di hati.
Namun, para peneliti mengatakan bahwa sistein dari makanan tampaknya memiliki efek yang lebih kuat pada usus karena langsung mencapai usus sebelum didistribusikan ke seluruh tubuh.
“Dengan pola makan tinggi sistein, usus adalah tempat pertama di mana banyak sistein ditemukan,” kata Chi.
Sistein telah lama dikenal karena sifat antioksidannya, namun ini adalah penelitian pertama yang menunjukkan bahwa sistein dapat secara langsung merangsang regenerasi sel induk usus.
Penelitian masa depan tentang regenerasi
Tim MIT saat ini sedang mempelajari apakah sistein juga dapat mendorong regenerasi jaringan lain. Sebuah proyek yang sedang berjalan sedang memeriksa apakah asam amino dapat merangsang perbaikan dan pertumbuhan kembali folikel rambut.
Para peneliti juga terus mempelajari efek asam amino lain yang menunjukkan bukti mempengaruhi perilaku sel induk.
“Saya pikir kita akan mengungkap beberapa mekanisme baru tentang bagaimana asam amino ini mengatur keputusan tentang nasib sel dan kesehatan usus di usus kecil dan usus besar,” kata Yilmaz.
Penelitian ini sebagian didukung oleh National Institutes of Health, V Foundation, Kathy and Curt Marble Cancer Research Award, Koch Institute-Dana-Farber/Harvard Cancer Center Bridge Project, American Federation for Research on Aging, MIT Stem Cell Initiative, dan Koch Institute Support (Core) Grant dari National Cancer Institute.
