9 Februari 2023 — Selama bertahun-tahun, pendukung kesehatan wanita berpendapat bahwa diperlukan lebih banyak penelitian tentang tubuh dan kesehatan wanita. “Vagina dalam sebuah chip” pertama di dunia, yang baru-baru ini dikembangkan di Harvard’s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, bisa sangat membantu untuk mewujudkannya.

“Kesehatan wanita belum mendapat perhatian yang layak,” kata Don Ingber, MD, PhD, yang memimpin tim yang menciptakan chip vagina. Kemajuan tersebut dengan cepat menarik perhatian media setelah dilaporkan di jurnal Microbiome pada akhir November. Tetapi para peneliti berharap lebih dari sekadar berita utama. Mereka melihat chip sebagai cara untuk memfasilitasi penelitian kesehatan vagina dan membuka pintu untuk pengobatan baru yang vital.

Sekarang, Anda mungkin pernah mendengar tentang “organ pada chip”: perangkat kecil seukuran flash drive yang dirancang untuk meniru aktivitas biologis organ manusia. Kepingan kaca ini mengandung sel manusia hidup di dalam alur yang memungkinkan lewatnya cairan, baik untuk mempertahankan atau mengganggu fungsi sel. Sejauh ini, Ingber dan timnya di Institut Wyss telah mengembangkan lebih dari 15 model chip organ, termasuk chip yang meniru paru-paru, usus, ginjal, dan sumsum tulang.

Gagasan untuk mengembangkan chip vagina tumbuh dari penelitian, yang didanai oleh Gates Foundation, pada penyakit masa kanak-kanak yang disebut disfungsi enterik lingkungan, penyakit usus yang paling umum ditemukan di negara-negara dengan sumber daya rendah yang merupakan penyebab utama kematian kedua pada anak di bawah 5 tahun. Saat itulah Ingber menemukan betapa mikrobioma anak memengaruhi penyakit ini.

Berawal dari pekerjaan itu, Gates Foundation mengalihkan perhatiannya pada kesehatan bayi baru lahir — khususnya, dampak bakterial vaginosis, ketidakseimbangan susunan bakteri pada vagina. Vaginosis bakteri terjadi pada 1 dari 4 wanita di seluruh dunia dan telah dikaitkan dengan kelahiran prematur serta HIV, persistensi HPV, dan kanker serviks.

Setelah mendirikan Konsorsium Penelitian Mikrobioma Vagina, yayasan tersebut meminta Ingber untuk merekayasa chip organ yang meniru mikrobioma vagina. Tujuannya adalah untuk menguji “produk bioterapi hidup”, atau mikroba hidup seperti probiotik, yang dapat memulihkan kesehatan mikrobioma vagina.

Tidak ada model praklinis lain untuk melakukan tes seperti itu, kata Ingber.

“Chip vagina adalah cara untuk membantu membuat beberapa kemajuan,” katanya.

Mendorong Lebih Banyak Penelitian Kesehatan Wanita

The Gates Foundation mengakui bahwa kesehatan reproduksi wanita adalah masalah utama, tidak hanya di negara berpenghasilan rendah, tetapi juga di seluruh dunia. Seiring perkembangan proyek, Ingber mulai mendengar dari rekan-rekan perempuannya tentang betapa terabaikannya kesehatan reproduksi perempuan dalam ilmu kedokteran.

“Ini adalah sesuatu yang membuat saya peka dan menyadari bahwa ini hanyalah titik awal,” kata Ingber.

Ambil vaginosis bakteri, misalnya. Sejak 1982, pengobatan berkisar pada dua antibiotik yang sama. Itu sebagian karena tidak ada model hewan untuk dipelajari. Tidak ada spesies lain yang memiliki komunitas bakteri vagina yang sama seperti manusia.

Itu membuat pengembangan terapi baru apa pun “sangat menantang,” jelas Caroline Mitchell, MD, MPH, seorang OB/GYN di Rumah Sakit Umum Massachusetts dan anggota konsorsium.

Ternyata, mereplikasi vagina di cawan laboratorium, dalam istilah teknisnya, sangat sulit.

“Di situlah chip vagina menawarkan kesempatan,” kata Mitchell. “Ini bukan throughput super tinggi, tetapi throughput jauh lebih tinggi daripada a [human] uji klinis.”

Dengan demikian, chip vagina dapat membantu para ilmuwan menemukan perawatan baru lebih cepat.

Seperti Ingber, Mitchell juga melihat chip sebagai cara untuk lebih memperhatikan kebutuhan yang sebagian besar tidak terpenuhi dalam pengobatan reproduksi wanita.

“Kesehatan reproduksi wanita telah kekurangan sumber daya, kurang diprioritaskan, dan sebagian besar diabaikan selama beberapa dekade,” katanya. Dan waktunya mungkin sudah matang untuk perubahan: Mitchell mengatakan dia didorong oleh National Institutes of Health’s Advancing NIH Research on the Health of Women conference, yang diadakan pada tahun 2021 sebagai tanggapan atas permintaan kongres untuk menangani upaya penelitian kesehatan wanita.

Di luar vaginosis bakteri, Mitchell membayangkan chip tersebut dapat membantu para ilmuwan menemukan pengobatan baru untuk infeksi jamur vagina (kandidiasis), klamidia, dan endometriosis. Seperti vaginosis bakteri, obat-obatan untuk infeksi jamur vagina belum berkembang dalam beberapa dekade, kata Mitchell. Upaya untuk mengembangkan vaksin klamidia — yang dapat menyebabkan kerusakan permanen pada sistem reproduksi wanita — telah berlangsung selama bertahun-tahun. Dan endometriosis, suatu kondisi yang seringkali menyakitkan di mana jaringan yang membentuk lapisan rahim tumbuh di luar rahim, tetap kurang diteliti meskipun mempengaruhi 10% wanita usia subur.

Sementara beberapa model tikus digunakan dalam penelitian klamidia, sulit untuk mengatakan apakah mereka akan diterjemahkan ke manusia, mengingat perbedaan bakteri vagina dan serviks.

“Pemahaman kami tentang fisiologi dasar lingkungan vagina dan leher rahim adalah area lain di mana kami sangat tidak mengetahuinya,” kata Mitchell.

Untuk itu, tim Ingber sedang mengembangkan chip yang lebih kompleks yang meniru vagina dan leher rahim. Salah satu anggota timnya ingin menggunakan chip untuk mempelajari infertilitas. Para peneliti telah menggunakan chip tersebut untuk melihat bagaimana bakteri vaginosis dan perubahan lendir memengaruhi cara sperma bermigrasi ke saluran reproduksi.

Laboratorium sekarang menghubungkan chip vagina dan serviks untuk mempelajari infeksi virus pada serviks, seperti HPV, dan semua jenis penyakit bakteri pada saluran vagina. Dengan mengoleskan lendir serviks ke chip vagina, mereka berharap dapat mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana jaringan reproduksi wanita merespons infeksi dan pembengkakan.

“Saya selalu mengatakan bahwa keripik organ seperti biologi sintetik pada tingkat jaringan sel dan organ,” kata Ingber. “Anda mulai dengan sederhana dan lihat apakah Anda [can] meniru situasi klinis.”

Karena mereka membuat keripik menjadi lebih kompleks – mungkin dengan menambahkan sel pembuluh darah dan hormon wanita – Ingber memperkirakan dapat mempelajari respons terhadap perubahan hormonal selama siklus menstruasi.

“Kita dapat mulai mengeksplorasi efek bersepeda dari waktu ke waktu serta jenis efek hormonal lainnya,” katanya.

Ingber juga membayangkan menghubungkan chip vagina dengan chip organ lainnya – dia telah berhasil menghubungkan delapan jenis organ yang berbeda menjadi satu. Namun untuk saat ini, tim berharap chip vagina akan meningkatkan pemahaman kita tentang biologi dasar reproduksi wanita dan mempercepat proses pengembangan pengobatan baru untuk kesehatan wanita.