STEM CELL

A.    Definisi Stemcell

            Stemcell adalah sel induk yang dapat berdeferensial atau dapat merubah diri menjadi berbagai sel sesuai dengan lingkungan, bisa berubah-ubah menjadi sel otot, sel endokrin, ephitel, dan lain-lain kemudian berkembang lagi menjadi stemcell. Stemcell dapat diperoleh dari berbagai sumber seperti plasenta, tali pusat janin, darah, dan sumsum tulang belakang.

Stemcell yaitu suatu sel yang belum matang atau belum berdeferensiasi (berubah) menjadi sel atau jaringan tertentu. Dalam bahasa indonesia, stemcell disebut sebagai sel punca atau sel induk. Sedangkan dalam bahasa kedokteran, stemcell dapat berupa sel unipoten (hanya dapat berubah menjadi satu jenis sel), multipoten (dapat berubah menjadi beberapa jenis sel), atau totipoten (dapat berubah menjadi jaringan apapun). Dengan kemampuan ini, stemcell dapat menyembuhkan sel-sel tubuh yang rusak atau hilang karena penyakit yang berat dengan cara beregenerasi menjadi organ atau jaringan yang rusak tersebut.

B.     Jenis Stemcell

1.   Berdasarkan potensi atau kemampuan berdiferensiasi, stemcell dibagi menjadi:

a.       Totipotent.

Dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel. Yang termasuk dalam stem cell  totipotent adalah zigot (telur yang telah dibuahi).

b.      Pluripotent.

Dapat berdiferensiasi menjadi 3 lapisan germinal: ektoderm, mesoderm, dan endoderm, tapi tidak dapat menjadi jaringan ekstraembryonik seperti plasenta dan tali pusat. Yang termasuk stem cell pluripotent adalah embryonic stem cells.

c.       Multipotent.

Dapat berdiferensiasi menjadi banyak jenis sel. Misalnya: hematopoietic stem cells.

d.      Unipotent.

Hanya dapat menghasilkan 1 jenis sel. Tapi berbeda dengan non-stem cell, stem cell unipoten mempunyai sifat dapat memperbaharui atau meregenerasi diri (self regenerate/self-renew)

Potensi Definisi

Pluripotent, embryonic stem cells originate as inner mass cells within a blastocyPluripotent, sel induk embrionik berasal sebagai sel massa dalam dalam   

 blastocyst.The stem cells can become any tissue in the body, excluding a placentSel-sel induk dapat menjadi setiap jaringan dalam tubuh, termasuk  plasenta.Only the morula's cells are totipotent, able to become all tissues and a placenta. Hanya sel-sel morula adalah totipoten, dapat menjadi semua jaringan dan plasenta.

 

Sel induk dewasa

           

Stem cell division and differentiatioStem pembelahan sel dan diferensiasi. A: stem cell; B: progenitor cell; C: differentiated cell; 1: symmetric stem cell division; 2: asymmetric stem cell division; 3: progenitor division; 4: terminal differentiation J: sel induk; B: progenitor sel; C: sel dibedakan; 1:   pembelahan sel induk simetris; 2: induk pembelahan sel asimetris; 3: divisi nenek moyang; 4: diferensiasi terminal.

2.   Berdasarkan sumbernya

Stem cell ditemukan dalam berbagai jaringan tubuh. Berdasarkan sumbernya, stem cell dibagi menjadi:

a.    Zygote.

Yaitu pada tahap sesaat setelah sperma bertemu dengan sel telur

b.   Embryonic stem cell.

 Diambil dari inner cell mass dari suatu blastocyst (embrio yang terdiri dari 50 - 150 sel, 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 stem cell.

c.    Fetus.

 Fetus dapat diperoleh dari klinik aborsi.

d.   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.

e.    Adult stem cell.

 Diambil dari jaringan dewasa, antara lain dari: Sumsum tulang.

 Ada 2 jenis stem cell dari sumsum tulang:

v  Hematopoietic stem cell. Selain dari darah tali pusat dan dari sumsum tulang,

      hematopoietic stem cell dapat diperoleh juga dari darah tepi.

v  Stromal stem cell atau disebut juga mesenchymal stem cell.

C.    Kegunaan Stemcell

Ada dua kegunaan stemcell yaitu berdasarkan fungsinya dan riset.

1.      Berdasarkan Fungsinya

1)   Menambah jumlah peredaran darah dan mempercepat mikro sirkulasi darah sehingga bagi pasien yang stroke, tekanan darah tinggi, leukimia, dan cuci darah akan sembuh.

2)   Menambah oksigen dalam darah dan sel sehingga dapat mematikan virus dan bakteri.

3) Mempercepat transportasi nutrisi ke seluruh tubuh.

4) Mempercepat pembersihan dalam tubuh manusia sehingga pasien setelah diterapi

     stemcell akan lancar buang air besar dan air kecil.

5)  Mempercepat metabolisme tubuh.

6)  Menambah kinerja sel badan.

7)  Mempercepat penyembuhan luka dan patah tulang

2.      Berdasarkan Riset

1)   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.

2)   Mengetahui proses biologis, yaitu perkembangan organisme dan perkembangan 

kanker. Melalui stem cell dapat dipelajari nasib sel, baik sel normal maupun sel kanker.

3)   Penemuan dan pengembangan obat baru, yaitu untuk mengetahui efek obat terhadap berbagai jaringan

4)   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.

D.    Golongan penyakit yang bisa diatasi oleh stemcell

1.      Penyakit Autoimun.

Misalnya pada lupus, artritis reumatoid dan diabetes tipe 1. Setelah diinduksi 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 foreign antigen). 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.

2.      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 ke dalam 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.

3.      Penyakit keganasan.

Prinsip terapi stem cell pada keganasan sama dengan penyakit autoimun. Hematopoietic stem cell yang diperoleh baik dari sumsum tulang atau darah tali pusat telah lama dipakai dalam terapi leukemia dan penyakit darah lainnya.

E.     Stemcell sebagai 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.

4.   Dapat bermigrasi ke jaringan target dan dapat berintegrasi ke dalam jaringan dan     

     berinteraksi dengan jaringan sekitarnya.

F.     Keuntungan dan Kerugian Memakai Jenis Stem Cell Tertentu dalam Cell-based Therapy

Keuntungan embryonic stem cell:

1.      Mudah didapat dari klinik fertilitas.

2.      Bersifat pluripoten sehingga dapat berdiferensiasi menjadi segala jenis sel dalam  tubuh.

3.      Immortal. Berumur panjang, dapat berproliferasi beratus-ratus kali lipat pada kultur.

4.      Reaksi penolakan rendah.

Kerugian embryonic stem cell:

1.      Dapat bersifat tumorigenik. Artinya setiap kontaminasi dengan sel yang tak berdiferensiasi dapat menimbulkan kanker.

2.      Selalu bersifat allogenik sehingga berpotensi menimbulkan penolakan.

3.      Secara etis sangat kontroversial.

Keuntungan umbilical cord blood stem cell (stem cell dari darah tali pusat):

1.      Mudah didapat (tersedia banyak bank darah tali pusat).

2.      Siap pakai, karena telah melalui tahap prescreening, testing dan pembekuan.

3.      Kontaminasi virus minimal dibandingkan dengan stem cell dari sumsum tulang.

4.      Cara pengambilan mudah, tidak berisiko atau menyakiti donor.

5.      Risiko GVHD (graft-versus-host disease) 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:

1.      Kemungkinan terkena penyakit genetik. Ada beberapa penyakit genetik yang tidak  

terdeteksi saat lahir sehingga diperlukan follow up setelah donor beranjak dewasa.

2.      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:

1.      Dapat diambil dari sel pasien sendiri sehingga menghindari penolakan imun.

2.       Sudah terspesialisasi sehingga induksi menjadi lebih sederhana.

3.      Secara etis tidak ada masalah.

Kerugian adult stem cell:

1.      Jumlahnya sedikit, sangat jarang ditemukan pada jaringan matur sehingga sulit mendapatkan adult stem cell  dalam jumlah banyak.

2.      Masa hidupnya tidak selama embryonic stem cell.

3.      Bersifat multipoten, sehingga diferensiasi tidak seluas embryonic stem cell yang bersifat pluripoten.

DAFTAR PUSTAKA

Albert, Bruce.dkk.2008.Molecular Biology Of The Cell. Fifth Edition. New York: Garland Science Taylor&Francis Group

Kierszenbaum, Abraham.L.2007.Histologi and Cell Biology.Philadelphia:Mosby Elsevier