1. DEFINISI
Stem cell adalah sel yang tidak/belum
terspesialisasi yang mempunyai 2 sifat:
1. Kemampuan untuk
berdiferensiasi menjadi sel lain (differentiate). Dalam hal ini stem
cell mampu berkembang menjadi berbagai jenis sel matang, misalnya sel saraf,
sel otot jantung, sel otot rangka, sel pankreas, dan lain-lain.
2. Kemampuan untuk memperbaharui atau meregenerasi dirinya sendiri (self-regenerate/self-renew).
Dalam hal ini stem cell dapat membuat salinan sel yang persis sama dengan
dirinya melalui pembelahan sel.
2. JENIS STEM CELL
a.
Berdasarkan Potensi atau
Kemampuan Berdiferensiasi, stem cell dibagi menjadi:
1)
Totipotent.
Dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel. Yang termasuk dalam stem cell
totipotent adalah zigot (telur yang telah dibuahi).
2)
Pluripotent.
Dapat berdiferensiasi menjadi 3 lapisan germinal: ektoderm, mesoderm, dan
endoderm, tapi tidak dapat menjadi jaringan ekstra embryonik seperti plasenta dan
tali pusat. Yang termasuk stem cell pluripotent adalah embryonic stem
cells.
3)
Multipotent.
Dapat berdiferensiasi menjadi banyak jenis sel. Misalnya: hematopoietic stem
cells.
4)
Unipotent. Hanya
dapat menghasilkan1 jenis sel. Tapi berbeda
dengan non-stem cell, stem cell unipoten
mempunyai sifat dapat memperbaharui atau meregenerasi diri (self-regenerate/self-renew)
Gambar
Multipotent dan unipotent stem cells pada sumsum tulang
b.
Berdasarkan Sumbernya
Stem cell ditemukan dalam berbagai
jaringan tubuh. Berdasarkan
sumbernya, stem cell dibagi menjadi:
1)
Zygote. Yaitu
pada tahap sesaat setelah sperma bertemu dengan sel telur
2)
Embryonic stem cell. Diambil
dari Inner Cell Mass dari suatu blastocyst (embrio yang terdiri dari
50 – 150sel, kira-kira hari ke-5 pasca pembuahan). Embryonic stem cell biasanya
didapatkan dari sisa embrio yang tidak dipakai pada IVF (In Vitro
Fertilization). Tapi saat ini telah dikembangkan teknik pengambilan
embryonic stem cell yang tidak membahayakan embrio tersebut, sehingga dapat terus
hidup dan bertumbuh. Untuk masa depan hal ini mungkin dapat
mengurangi kontroversi etis terhadap embryonic stemcell.
3)
Fetus. Fetus
dapat diperoleh dari klinik aborsi.
4)
Stem cell darah tali pusat. Diambil
dari darah plasenta dan tali pusat segera setelah bayi lahir. Stem cell dari
darah tali pusat merupakan jenis hematopoietic stem cell, dan ada yang
menggolongkan jenis stem cell ini ke dalam adult stem cell.
5)
Adult stem cell.
Diambil dari jaringan dewasa, antara lain dari:
a)
Sumsum tulang
Ada
2 jenis stem cell dari sumsum tulang:
·
hematopoietic stem cell.
Selaindari darah tali pusat dan dari sumsum tulang, hematopoietic stem cell dapat
diperoleh juga dari darah tepi.
·
stromal stem cell atau
disebut juga mesenchymal stem cell.
b)
Jaringan lain pada dewasa
seperti pada:
·
susunan saraf pusat
·
adiposit (jaringan lemak)
·
otot rangka
·
pankreas
Adult stem cell mempunyai sifat plastis,
artinya selain berdiferensiasi menjadi sel
yang sesuai dengan jaringan asalnya, adult stem cell juga dapat berdiferensiasi
menjadi sel jaringan lain. Misalnya: neural stem cell dapat berubah
menjadi sel darah, atau stromal stem cell dari sumsum tulang dapat berubah
menjadi sel otot jantung, dan sebagainya.
3. PERAN STEM CELL DALAM
RISET
a.
Terapi gen
Stem cell (dalam hal ini hematopoietic stem cell) digunakan
sebagai alat pembawa transgen ke dalam tubuh pasien, dan selanjutnya dapat dilacak jejaknya apakah stem cell
ini berhasil mengekspresikan gen tertentu dalam tubuh pasien. Dan karena stem
cell mempunyai sifat self-renewing, maka pemberian pada terapi gen tidak
perlu dilakukan berulang-ulang,
selain itu hematopoietic stem cell juga dapat berdiferensiasi menjadi bermacam-macam
sel, sehingga transgen tersebut dapat menetap di berbagai macam sel.
b.
Mengetahui proses biologis
Yaitu perkembangan organisme dan
perkembangan kanker. Melalui stem cell dapat
dipelajari nasib sel, baik sel normal
maupun sel kanker.
c.
Penemuan dan pengembangan
obat baru
Yaitu untuk mengetahui efek obat terhadap berbagai jaringan
d.
Terapi sel berupa replacement
therapy
Oleh karena stem cell dapat hidup di luar organ tubuh manusia
misalnya di cawan petri, maka dapat dilakukan manipulasi terhadap stem cell itu
tanpa mengganggu organ tubuh manusia. Stem cell yang telah dimanipulasi tersebut
dapat ditransplantasi kembali masuk ke dalam organ tubuh untuk menangani penyakit-penyakit
tertentu.
Ada 3 golongan penyakit yang dapat diatasi oleh stem
cell:
a.
Penyakit auto imun. Misalnya
pada lupus, artritis rheumatoid dan diabetes tipe 1. Setelah di induksi oleh growth
factor agar hematopoietic stem
cell banyak dilepaskan dari sumsum tulang
ke darah tepi, hematopoietic stem
cell dikeluarkan dari dalam tubuh untuk dimurnikan dari sel imun matur.
Lalu tubuh diberi agen sitotoksik atau terapi radiasi untuk membunuh sel-sel imun
matur yang tidak mengenal self antigen (dianggap sebagai foreignantigen).
Setelah itu hematopoietic stem cell dimasukkan kembali ke tubuh, bersirkulasi
dan bermigrasi ke sumsum tulang untuk berdiferensiasi menjadi sel imun matur
sehingga sistem imun tubuh kembali seperti semula.
b.
Penyakit degeneratif. Pada penyakit degeneratif
seperti stroke, penyakit Parkinson, penyakit Alzheimer, terdapat beberapa
kerusakan atau kematian sel-sel tertentu sehingga bermanifestasi klinis sebagai
suatu penyakit. Pada keadaan ini stem cell setelah dimanipulasi dapat
ditransplantasi kedalam tubuh pasien agar stem cell tersebut dapat berdiferensiasi
menjadi sel-sel organ tertentu yang menggantikan sel-sel yang telah rusak atau mati akibat penyakit degeneratif.
c.
Penyakit keganasan. Prinsip terapi stem
cell pada keganasan sama dengan penyakit auto imun. Hematopoietic stem
cell yang diperoleh baik dari sumsum tulang atau darah tali pusat telah lama
dipakai dalam terapi leukemia dan penyakit darah lainnya.
Ada beberapa alasan mengapa stem
cell merupakan calon yang bagus dalam cell-based therapy:
1)
Stem cell tersebut
dapat diperoleh dari pasien itu sendiri.
Artinya
transplantasi dapat bersifat autolog sehingga menghindari potensi rejeksi. Berbeda
dengan transplantasi organ yang membutuhkan
organ donor yang sesuai (match), transplantasi stem cell dapat dilakukan
tanpa organ donor yang sesuai.
2)
Mempunyai kapasitas
proliferasi yang besar sehingga dapat diperoleh sel dalam jumlah besar dari sumber
yang terbatas. Misalnya pada luka bakar luas, jaringan kulit yang tersisa tidak
cukup untuk menutupi lesi luka bakar yang luas. Dalam hal ini terapi stem
cell sangat berguna.
3)
Mudah dimanipulasi untuk
mengganti gen yang sudah tidak berfungsi lagi melalui metode transfer gen. Hal
ini telah dijelaskan dalam penjelasan mengenai terapi gen di atas.
4)
Dapat bermigrasi ke
jaringan target dan dapat berintegrasi ke dalam jaringan dan berinteraksi dengan
jaringan sekitarnya.
Therapeutic Cloning
Therapeutic
cloning atau yang lebih panjangnya disebut SCNT (Somatic Cell Nuclear
Transfer) adalah suatu teknik yang bertujuan untuk menghindari risiko penolakan/rejeksi. Pada therapeutic
cloning, inti sel telur donor dikeluarkan dan diganti dengan inti sel resipien
misalnya diambil dari sel mukosa pipi.
Lalu sel ini akan membelah diri dan setelah menjadi blastocyst, maka inner cell massnya akan
diambil sebagai embryonic stem cell dan setelah dimasukkan kembali ke dalam tub uh
resipien maka stem cell tersebut
akan berdiferensiasi menjadi sel organ yang diinginkan (misalnya sel beta pankreas,
sel otot jantung, dan lain-lain), tanpa
reaksi penolakan karena sel tersebut mengandung materi genetic resipien.
Gambar Metoda Somatic Cell
Nuclear Transfer
Gambar Terapi Kloning (Therapeutic Cloning)
Keuntungan dan Kerugian
Memakai Jenis Stem Cell Tertentu dalam Cell-based Therapy
Keuntungan
embryonic stem cell:
o Mudah didapat dari klinik fertilitas.
o Bersifat pluripoten sehingga dapat berdiferensiasi menjadi
segala jenis sel dalam tubuh.
o Immortal. Berumur panjang, dapat berproliferasi
beratus-ratus kali lipat pada kultur.
o Reaksi penolakan rendah.
Kerugian
embryonic stem cell:
o Dapat
bersifat tumorigenik. Artinya setiap kontaminasi dengan sel yang tak berdiferensiasi dapat menimbulkan kanker.
o Selalu bersifat allogenik sehingga berpotensi menimbulkan
penolakan.
o Secara etis sangat kontroversial.
Keuntungan umbilical cord bloodstem cell (stem
cell dari darah tali pusat):
a.
Mudah didapat (tersedia
banyak bank darah tali pusat).
b.
Siap pakai, karena telah
melalui tahap prescreening, testing dan pembekuan.
c.
Kontaminasi virus minimal dibandingkan
dengan stem cell dari sumsum tulang.
d.
Cara pengambilan mudah, tidak
berisiko atau menyakiti donor.
e.
Risiko GVHD (Graft-Versus-Hostdisease) lebih
rendah dibandingkan dengan menggunakan stem cell dari sumsum tulang, dan
transplantasi tetap dapat dilakukan walaupun HLA matching tidak sempurna
atau dengan kata lain toleransi terhadap ketidaksesuaian HLA matching lebih besar dibandingkan
dengan stem cell dari sumsum tulang.
Kerugian umbilical cord blood stem cell:
a.
Kemungkinan terkena
penyakit genetik. Ada beberapa penyakit genetik yang tidak terdeteksi saat
lahir sehingga diperlukan follow up setelah donor beranjak dewasa.
b.
Jumlah stem cell relatif terbatas sehingga ada ketidaksesuaian antara jumlah
stem cell yang diperlukan resipien dengan yang tersedia dari donor, karena
jumlah sel yang dibutuhkan berbanding lurus dengan usia, berat badan dan status
penyakit.
Keuntungan adult stem cell:
a.
Dapat diambil dari sel pasien
sendiri sehingga menghindari penolakan imun.
b.
Sudah terspesialisasi sehingga
induksi menjadi lebih sederhana.
c.
Secara etis tidak ada
masalah.
Kerugian adult stem cell:
a.
Jumlahnya sedikit, sangat
jarang ditemukan pada jaringan matur sehingga sulit mendapatkan adult stem
cell dalam jumlah banyak.
b.
Masa hidupnya tidak selama embryonic
stem cell.
c.
Bersifat multipoten, sehingga diferensiasi tidak
seluas embryonic stem cell yang bersifat pluripoten.
4. TERAPI BERDASARKAN SEL
(CELL-BASED THERAPY)
a)
Stem Cell untuk
Diabetes
Pada diabetes, terjadi kekurangan insulin atau kurangnya kepekaan terhadap
insulin. Dalam hal ini transplantasi sel pulau Langerhans diharapkan dapat
memenuhi kebutuhan insulin. Pada awalnya, kira-kira 10 tahun yang lalu, hanya 8% transplantasi sel pulau Langerhans
yang berhasil. Hal ini terjadi karena reaksi penolakannya besar sehingga
diperlukan sejumlah besar steroid; padahal makin besar steroid yang dibutuhkan,
makin besar pula kebutuhan metabolic pada sel penghasil insulin. Namun, baru-baru
ini penelitian yang dilakukan oleh James Shapiro dkk. diKanada, berhasil membuat protocol transplantasi sel pulau
Langerhans dalam jumlah banyak dengan metode imunosupresi yang
berbeda dengan yang sebelumnya. Pada penelitian
tersebut, 100% pasien yang diterapi transplantasi sel pulau Langerhans pankreas
tidak memerlukan injeksi insulin lagi
dan gula darahnya tetap normal setahun setelah transplantasi. Penelitian-penelitian
yang sudah dilakukan untuk diabetes ini mengambil sumber stem cell dari kadaver,
fetus, dan dari embryonic stem cell. Selanjutnya, masih dibutuhkan
penelitian untuk menemukan cara membuat kondisi
yang optimal dalam produksi insulin, sehingga dapat menggantikan
injeksi insulin secara permanen.
b)
Stem Cell untuk
Skin Replacement
Dengan bertambahnya pengetahuan mengenai stem cell, maka peneliti
telah dapat membuat epidermis dari keratinosi yang diperoleh dari folikel rambut
yang dicabut. Hal ini memungkinkan transplantasi epidermis autolog, sehingga menghindari
masalah penolakan. Pemakaian skin replacement ini bermanfaat dalam terapi
ulkusvena ataupun luka bakar.
c)
Stem Cell untuk
Penyakit Parkinson
Pada penyakit Parkinson,
didapatkan kematian neuron-neuron nigra-striatal, yang merupakan neuron dopaminergik.
Dopamin merupakan neurotransmiter yang berperan dalam gerakan tubuh yang
halus. Dengan berkurangnya dopamin, maka
pada penyakit Parkinson terjadi gejala-gejala gangguan gerakan halus. Dalam hal
ini transplantasi neuron dopamine diharapkan dapat memperbaiki gejala penyakit Parkinson.
Tahun 2001, dilakukan penelitian dengan menggunakan jaringan mesensefalik embrio manusia yang mengandung neuron-neuron dopamin.
Jaringan tersebut ditransplantasikan ke dalam otak penderita Parkinson berat dan
dipantau dengan alat PET (Positron EmissionTomography). Hasilnya setelah
transplantasi terdapat perbaikan dalam uji-uji standar untuk menilai penyakit
Parkinson, peningkatan fungsi neuron dopamin yang tampak pada pemeriksaan PET; perbaikan bermakna ini tampak
pada penderita yang lebih muda. Namun setelah 1 tahun, 15% dari pasien yang ditransplantasi
ini kambuh setelah dosis levodopa dikurangi atau dihentikan.
d)
Stem Cell untuk
Stroke
Dahulu dianggap bahwa sekali terjadi kematian sel pada stroke, maka akan
menimbulkan kecacatan tetap karena sel otak tidak mempunyai kemampuan
regenerasi. Tapi anggapan berubah setelah para pakar mengetahui adanya plastisitas
pada sel-sel otak dan pengetahuan mengenai
stem cell yang berkembang pesat belakangan ini.
Beberapa penelitian dengan menggunakan stem cell dari darah tali pusat
manusia yang diberikan intravena kepada tikus yang arteri serebri medianya dioklusi
menunjukkan hasil yang menggembirakan. Ada pengurangan volume lesi sebanyak 40%
dan adanya kemampuan kembali ke 70% fungsi normal. Terdapat pemulihan fungsional pada kelompok
yang ditransplantasi stem cell dari darah tali pusat dibandingkan dengan kelompok control dan
tampak stem cell dari darah tali pusat bermigrasi masuk ke otak. Penelitian
dengan menggunakan Mesenchymalstem Cell (MSC) dari sumsum tulang autolog
yang diberikan intravena pada 30 penderita stroke juga memperbaiki out come
yang dinilai dari parameter BarthelIndex danmodified Rankin Scale.
e)
Stem Cell untuk
Penyakit Jantung
Penelitian terkini memberikan bukti awal bahwa adult stem cells dan
embryonic stem cell dapat menggantikan sel otot jantung yang rusak dan memberikan
pembuluh darah baru. Strauer dkk. mencangkok mononuclear bone marrow cell autolog
ke dalam arteri yang menimbulkan infark pada saat PTCA 6 hari setelah infark
miokard akut. Sepuluh pasien yang diberi stem cell area infarknya menjadi lebih
kecil dan indeks volume stroke, left ventricular
rend-systolic volume, kontraktilitas area infark, dan perfusi miokard menunjukkan
perbaikan dibandingkan dengan kelompok kontrol.
Perindkk. memberikan transplantasi bone marrow mononuclear cells autolog
yang diinjeksikan pada miokard yang lemah dengan panduan electro mechanical mapping
pada 14 pasien gagal jantung iskemik kronik berat. Single-photon emission computed
tomography myocardial perfusion scintigraphy menunjukkan penurunan defek yang signifikan dan perbaikan
fungsi sistolik ventrikel kiri global pada pasien yang diterapi.
Campbell.Neil A,dkk.BIOLOGI
Edisi Kelima Jilid I.Jakarta:Erlangga.
Saputra,Virgi.2006. Dasar-dasar Stem Cell dan Potensi Aplikasinya dalam Ilmu
Kedokteran.http://www.sci-indonesia.org/wp-content/themes/kalbe/pic/153_12Dasarstemcelldanpotensiaplikasinya.pdf.Jakarta:Business
Development Corporate Department, PT Kalbe Farma Tbk.
Harrah's Hotel & Casino - Mapyro
BalasHapusMapYRO 김천 출장샵 Realtime 원주 출장안마 Gaming 포항 출장마사지 Realtime Gaming RealTime Gaming RealTime Gaming RealTime Gaming RealTime 익산 출장마사지 Gaming RealTime Gaming Realtime Gaming RealTime Gaming RealTime 원주 출장마사지 Gaming Real