Lebih Lanjut Tentang Stem Cell

Pemanfaatan stem cell di bidang kedokteran dan kesehatan

Stem cell merupakan sel yang belum terspesialisasi yang mempunyai dua sifat, yaitu kemampuan untuk berdiferensiasi dan untuk meperbaharui dirinya sendiri. Berdasarkan kemampuan diferensiasinya, stem cell dibagi atas totipoten, pluripoten, multipoten, dan unipoten. Stem cell dapat diperoleh dari zigot, embrionik, fetus, darah tali pusar, dan jaringan dewasa.[1]

Penggunaan stem cell sangat bermanfaat di bidang kedokteran dan dibagi menjadi penggunaan untuk bidang riset dan terapi medis (cell based therapy):

    Peran stem cell dalam riset:

1. Terapi gen

Salah satu penggunaan stem cell adalah untuk terapi gen. Penggunaan hematopoietic stem cell untuk pengobatan penyakit hematopoietic seperti anemia sel sabit telah lama diteliti. 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]

2. Mengetahui proses biologi

Stem cell dapat digunakan untuk mempelajari perkembangan organisme dan perkembangan kanker. Melalui stem cell dapat dipelajari nasib sel, baik sel normal maupun sel kanker.

3. Penemuan dan pengembangan obat baru

Stem cell dapat dipergunakan untuk mempelajari efek obat tertentu di dalam jaringan.

4. Replacement therapy

Stem cell dapat hidup di luar tubuh manusia, sehingga dapat dimanipulasi tanpa mengganggu organ tubuh manusia. Stem cell yang telah dimanipulasi tersebut dapat ditranplantasikan untuk mengganti orang yang rusak.[3]

    Penggunaan stem cell untuk cell based therapy

Tiga golongan penyakit yang dapat diatasi dengan stem cell:

1. Penyakit autoimun

Penyakit autoimun merupakan penyakit yang ditimbulkan akibat respon imun yang berlebihan, sehingga menyerang sel-sel tubuh itu sendiri. 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

Penyakit degeneratif merupakan penyakit yang menyerang fungsi atau struktur tubuh seiring dengan berjalan waktu. 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 penyakit 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

Contoh penyakit yang dapat diatasi dengan cell based therapy:

1. Stem cell untuk pengobatan diabetes

Penggunaan stem cell pada pengobatan diabetes mengacu kepada penyakit diabetes melitus tipe 1. Pada penyakit ini, sel beta pulau Langerhans tidak diproduksi sehingga terjadi kekurangan insulin pada penderita. Insulin tersebut seyogyanya berperan dalam menjaga homeostasis karbohidrat.

Untuk mengobati penyakit tersebut, metode stem cell berperan dalam transplantasi sel pulau Langerhans untuk memenuhi kebutuhan insulin. Sekira sepuluh tahun yang lalu, hanya delapan persen transplantasi stem cell yang berhasil. Ini dikarenakan tingginya reaksi penolakan sehingga penderita membutuhkan asupan steroid; padahal semakin besar kebutuhan steroid semakin besar pula kebutuhan metabolik pada sel penghasil insulin. Namun penelitian yang dilakukan oleh James Shapiro dkk di Kanada telah menuntun kepada protokol yang lebih baik dan pemanfaatan glukokortikoid-free immunosupresi dalam melakukan transplantasi sel pulau Langerhans, sehingga kebutuhan akan steroid dapat ditekan. Hal ini meningkatkan angka keberhasilan hingga mencapai seratus persen.[4]

2. Stem cell untuk skin replacement

Penelitian yang diusung oleh Taylor dkk menemukan bahwa keratinosit folikel rambut yang dicabut dapat memproduksi epidermis.[5] Hal ini memungkinkan untuk terjadinya transplantasi autolog, sehingga meminimalisir reaksi penolakan yang terjadi. Metode ini mampu menolong penderita luka bakar, ulkus vena, dan lain-lain.

3. Stem cell untuk pengobatan stroke

Pada penderita stroke, baik stroke iskemik maupun hemorragik, terjadi kematian pada sel-sel otak. Dahulu dianggap bahwa penyakit stroke adalah penyakit menetap, mengingat bahwa sel-sel otak merupakan sel yang tidak dapat membelah. Namun penelitian yang dilakukan oleh Oh Young Bang dkk dari Universitas Ajou Korea menemukan bahwa infus intravena sel-sel mesenkim dapat digunakan untuk mengobati penyakit ini. Penelitian ini menggunakan lima orang yang diberi infus intravena dan dua puluh lima orang sebagai kontrol (tidak diberi infus). Setahun setelah pemberian infus intravena, maka kedua kelompok dibandingkan dan didapatkan pengurangan defisit neurologis dan peningkatan bermakna fungsi-fungsi tubuh pada subyek penelitian yang mendapat infus intravena. Hal itu juga ditunjang dari pemeriksaan index Barthel dan skor Rankin.[6]

4. Stem cell untuk pengobatan parkinson

Penyakit parkinson ditandai dengan kematian neuron-neuron nigra-striatal, yang merupakan neuron-neuron dopaminergik. Dopamin ini berfungsi dalam gerakan tubuh yang sangat halus, sehingga kematian neuron tersebut sangat mempengaruhi dalam pergerakan tubuh. Melalui transplantasi stem cell, diharapkan dapat mengganti neuron dopamin yang sudah mati untuk berikutnya dapat mengurangi gejala penyakit parkinson.

Pada tahun 2001, penelitian yang dilaksanakan menggunakan jaringan mesenkimal yang mengandung neuron dopamin kemudian ditanamkan pada otak penderita parkinson berat. Hasilnya dipantau dengan pemeriksaan PET (Positron Emission Tomography) dan menunjukkan bahwa terdapat peningkatan aktivitas neuron dopamin, namun peningkatan ini tidak bermakna pada penderita yang berusia sangat tua.[7]

5. Stem cell untuk pengobatan jantung

Penelitian yang diusung oleh Strauer dkk berupa pencangkokan mononuclear bone marrow cell autolog ke dalam arteri yang mengalami infark pada saat PCTA enam hari setelah infark miokard akut pada kelompok kasus, dan tanpa pencangkokan pada kelompok kontrol. Hasilnya berupa area infark yang mengecil serta volume stroke, left ventricular end-systolic volume, kontraktilitas area infark, dan perfusi miokard yang lebih baik pada kelompok kasus daripada pada kelompok kontrol.[8]

Daftar Pustaka:
[1] Wikipedia The Free Encyclopedia [Online]. 2009 February 17 [cited 2009 February 25]; Available from: URL:http://en.wikipedia.org/wiki/Stem_cell

[2] Bank A, Hammer A. Hematopoietic Stem Cell Gene Therapy: Selecting Only the Best. Journal of Clinical Investigation [serial online] 2003 November [cited 2009 February 25]; 112(10):[1478-1480]. Available from: URL:http://www.jci.org/articles/view/20336/version/1

[3] Saputra V. Dasar-dasar Stem Cell dan Potensi Aplikasinya dalam Ilmu Kedokteran. Cermin Dunia Kedokteran [serial online] 2006 [cited 2009 February 25]; 153: [21-25]. Available from: URL:http://www.kalbe.co.id/files/cdk/files/153_12Dasarstemcelldanpotensiaplikasinya.pdf/153_12Dasarstemcelldanpotensiaplikasinya.html

[4] Shapiro J, Lakey J, Ryan E, Korbutt G, Toth E, Warnock G, et al. Islet Transplantation in Seven Patients with Type 1 Diabetes Mellitus Using a Glucocorticoid-Free Immunosuppressive Regimen. The new England Journal of Medicine [serial online] 2000 July [cited 2009 February 24]; 343(4):[230-238]. Available from: URL:http://content.nejm.org/cgi/content/short/343/4/230

[5] Taylor G, Lehrer M, Jensen P, Sun T, Lavker R. Involvement of Follicular Stem Cells in Forming Not Only the Follicle but Also the Epidermis. Cell [serial online] 2000 August [cited 2009 February 24]; 102(4):[451-461]. Available from: URL:http://www.cell.com/retrieve/pii/S0092867400000507

[6] Bang O, Jin S, Lee P, Lee G. Autologous mesenchymal stem cell transplantation in stroke patients. Annals of Neurology [serial online] 2005 [cited 2009 February 24]; 57(6):[874-882]. Available from: URL:http://dx.doi.org/10.1002/ana.20501

[7] Freed C, Greene P, Breeze R, Tsai W, DuMouchel W, Kao R, et al. Transplantation of Embryonic Dopamine Neurons for Severe Parkinson’s Disease. The new England Journal of Medicine [serial online] 2001 March [cited 2009 February 24]; 344(10):[710-719]. Available from: URL:http://content.nejm.org/cgi/content/abstract/344/10/710

[8] Strauer BE, Brehm M, Zeus T, Gattermann N, Hernandez A, Sorg RV, et al. Stem-Cell Transplantation in Myocardial Infarction. Circulation [serial online] 2002 October [cited 2009 February 24]; 106(15);[1913-1918]. Available from: URL:http://circ.ahajournals.org/cgi/reprint/106/15/1913