Gangguan dalam merespons Insulin, yang disebut juga dengan istilah Resistensi Insulin, menjadi penyebab utama Diabetes Mellitus Tipe 2. Oleh karena itu masih banyak dibutuhkan berbagai penelitian mengenai resistensi insulin. Secara umum hewan memiliki banyak kemiripin biologis dengan manusia, sehingga eksperimen pada hewan coba sering dilakukan. Salah satu topik penelitian pada hewan coba adalah Diabetes Mellitus. Penelitian menggunakan hewan coba ini membutuhkan biaya, waktu, prosedur penelitian, pemeliharaan, dan pengembangbiakan hewan coba yang cukup rumit. Terdapat juga berbagai hal yang perlu diperhatikan terkait etika penggunaan hewan coba dalam penelitian eksperimental. Oleh karena itu dibutuhkan metode alternatif yang lebih efisien, murah, dan pengendalian variabel penelitian yang lebih baik.
Pemanfaatan teknologi isolasi sel atau kultur sel dalam media pertumbuhan aseptik (secara in vitro) yang dilakukan di laboratorium dapat menjadi alternatif yang dinilai cukup baik dibandingkan dengan metode eksperimen pada hewan coba (secara in vivo). Teknik in vitro ini cenderung lebih sederhana, mudah diikuti, waktu yang dibutuhkan lebih sedikit, lebih murah, dan tentunya dapat mengatasi berbagai masalah etika yang timbul pada penelitian in vivo. Namun teknik ini juga memilki kekurangan yaitu ketidakmampuan untuk mewakili respons metabolisme secara menyeluruh seperti pada hewan coba dan terdapat keterbatasan kapasitas untuk menentukan farmakokinetik obat atau bahan uji lainnya.
Teknik in vitro cocok untuk mempelajari sel dan mekanisme molekuler yang mendasari resistensi insulin karena model in vitro mudah dipelihara dan hasilnya dapat dengan mudah direproduksi. Model resistensi insulin berbasis sel memungkinkan semua parameter, termasuk kondisi lingkungan ekstra sel, dapat lebih mudah dikontrol dan dimonitor dibandingkan dengan teknik in vivo. Model in vitro dapat menjadi pilihan yang tepat dalam mengemukakan prinsip 3R (Reduction, Refinement, dan Replacement), yaitu pengurangan, penyempurnaan dan penggantian yang digunakan juga pada penelitian eksperimen dengan hewan coba. Selain itu, model resistensi insulin in vitro dapat menghindari terjadinya hubungan yang saling mempengaruhi (crosstalk) antar jaringan. Berbagai pemicu terjadinya resistensi insulin dalam penelitian, dapat digunakan juga secara in vitro, termasuk paparan insulin kronis, obat deksametason, sitokin proinflamasi, adipokin, dan kondisi kekurangan oksigen atau hipoksia. Meskipun paparan insulin kronis paling sering digunakan sebelumnya dalam studi resistensi insulin in vitro, namun saat ini sebagian besar penelitian tersebut memanfaatkan paparan asam lemak bebas, khususnya paparan asam palmitat.
Terdapat metode lain yang merupakan Galur Sel atau Cell lines yang merupakan salah satu media yang telah digunakan untuk mempelajari penyebab penyakit Diabetes, mekanisme resistensi insulin, serta penemuan obat untuk kondisi ini. Cell lines telah membawa perubahan karena kemiripannya dengan jaringan primer, biaya murah, pengaplikasian mudah, dan teknik kulturnya sederhana. Selain itu, cell lines menyediakan pasokan biomaterial yang tidak terbatas, dan penggunaannya tidak bermasalah dengan etika yang terkait dengan penggunaan hewan coba dan manusia sebagai subyek penelitian. Cell lines telah banyak digunakan untuk produksi vaksin, uji toksisitas berbasis sel secara in vitro, identifikasi jalur metabolisme obat, dan sintesis protein terapeutik. Cell lines danpenggunaan preadiposit, otot rangka, dan sel hati telah diketahui dengan baik dalam bidang diabetes dan resistensi insulin. Cell lines mewakili organ yang sangat penting dalam mekanisme terjadinya resistensi insulin dan perkembangan Diabetes Mellitus Tipe 2.
Penggabungan lingkungan peradangan dan adiposit diperlukan untuk pengembangan obat yang terkait gangguan metabolisme seperti obesitas dan resistensi insulin. Pada kondisi gangguan sistem metabolisme tersebut, berbagai faktor terlibat dalam crosstalk antar organ dan jaringan, atau bahkan antar kompartemen seluler dalam jaringan yang sama. Sering didapatkan banyak pemicu stres fisiologis yang mengganggu mekanisme fungsi sel β pada Diabetes Mellitus Tipe 2 yang berkaitan dengan obesitas dan resistensi insulin. Oleh karena itu, penting untuk melakukan penelitian terkait mekanisme terjasinya crosstalk jaringan.
Pengembangan lebih lanjut terkait berbagai model penelitian Diabetes Mellitus Tipe 2 secara in vitro ini akan memberikan alternatif bagi peneliti untuk mengatasi berbagai permasalahan kompleks yang terjadi pada penelitian eksperimental yang menggunakan hewan coba secara in vivo.
Penulis: Ratih D. Yudhani, Yulia Sari, Dwi A. A. Nugrahaningsih, Eti N. Sholikhah, Maftuchah Rochmanti, Abdul K. R. Purba, Husnul Khotimah, Dian Nugrahenny, dan Mustofa.
Detail tulisan lengkap dapat dilihat:
Yudhani, R. D., Sari, Y., Nugrahaningsih, D. A. A., Sholikhah, E. N., Rochmanti, M., Purba, A. K. R., Khotimah, H., Nugrahenny, D., & Mustofa, M. (2023). In Vitro Insulin Resistance Model: A Recent Update. Journal of Obesity, 2023, 113.
https://doi.org/10.1155/2023/1964732.
