Sel induk, dengan kemampuannya untuk bertransformasi, tampaknya menjadi obat yang luar biasa untuk banyak penyakit. Cari tahu apa itu sel punca, penyakit apa yang digunakan sel punca saat ini untuk diobati dan bagaimana prospek pengembangan terapi sel punca? Dari mana datangnya skeptisisme para spesialis?
Sel induk memiliki kemampuan untuk berubah menjadi jenis sel lain. Terapi sel induk jelas merupakan salah satu konsep yang paling menarik dan paling menjanjikan dalam pengobatan modern. Tampaknya daftar aplikasi medis mereka seharusnya tidak ada habisnya - memperbaiki jaringan yang rusak, menumbuhkan organ pengganti ...
Tapi faktanya berbeda. Meskipun asal mula penelitian sel punca terjadi pada tahun 1960-an, sejauh ini penggunaannya terbatas pada beberapa indikasi yang jelas.
Ada banyak ide untuk penggunaan sel punca, namun memperkenalkannya pada penggunaan klinis dibatasi oleh sejumlah faktor, di antaranya pertanyaan tentang keamanan jenis terapi ini mengemuka.
Apa itu sel induk?
Sel induk sangat penting untuk pembentukan tubuh manusia. Pada tahap awal perkembangan, embrio manusia seluruhnya terdiri dari sel induk. Seiring waktu, mereka mengalami perubahan, memunculkan semua garis sel yang membentuk tubuh manusia.
Peran penting kedua dari sel induk adalah menjajah beberapa jaringan organisme dewasa dan bertindak sebagai "gudang". Jika perlu, sel dapat berubah menjadi sel dari jaringan tertentu yang mati atau rusak. Namun, ini hanya mungkin dilakukan pada jaringan tertentu.
Jadi, sel induk adalah sel yang memiliki kemampuan untuk berubah menjadi jenis sel lain yang lebih terspesialisasi.
Ciri terpenting sel punca yang membedakannya dari sel lain adalah cara mereka membelah.
Selama pembelahan, sel punca dapat berdiferensiasi sendiri, yaitu menciptakan sel anak dari jenis tertentu (misalnya sel otot, saraf atau epitel).
Ada berbagai jenis sel punca, bergantung pada sifatnya: beberapa di antaranya dapat berubah menjadi semua jenis sel anak, sementara yang lain hanya mampu menghasilkan sel yang membentuk jenis jaringan tertentu (lebih lanjut di bawah).
Fitur penting kedua dari sel punca juga terkait dengan pembelahannya. Selama pembentukan sel anak, sel induk tidak menghilang tanpa bekas. Dalam proses pembelahan, satu sel punca lagi terbentuk, identik dengan "sel induk".
Jadi, efek dari pembelahan sel induk adalah satu sel induk dan satu sel anak terspesialisasi.
Mekanisme ini disebut pembaruan diri. Berkat itu, sel punca tidak "aus" dan tidak memungkinkan ukuran kolam mereka berkurang.
Jenis sel induk
Seperti yang telah disebutkan, sel punca dapat berubah menjadi jenis sel lain saat membelah. Bisakah setiap sel induk menjadi sel anak? Tidak.
Sel induk dibagi menjadi empat subkelompok, tergantung pada seberapa luas spektrum sel dapat muncul dari pembelahannya.
Sel punca yang membentuk embrio manusia mampu memunculkan semua jenis garis sel. Pada gilirannya, beberapa sel punca yang menempati jaringan manusia dewasa hanya dapat berubah menjadi jenis sel yang ditentukan secara ketat yang membangun jaringan tertentu.
Pembagian sel induk karena kemungkinan terciptanya berbagai sel anak adalah sebagai berikut:
- sel induk totipoten
Mereka adalah sel dengan potensi diferensiasi terluas dan dapat berubah menjadi semua jenis sel anak. Sel totipoten membentuk zigot (sel yang dihasilkan dari pembuahan sel telur oleh sperma), dan embrio pada tahap paling awal perkembangannya. Semua jenis sel yang menyusun tubuh manusia dapat dibuat dari sel totipoten.
- sel induk berpotensi majemuk
Sel berpotensi majemuk juga dapat berubah menjadi berbagai jenis sel. Namun, sel plasenta merupakan pengecualian. Sel-sel berpotensi majemuk membentuk apa yang disebut simpul embrio, yaitu salah satu struktur yang terbentuk pada minggu pertama perkembangan embrio.
Baca juga: Perkembangan janin: bagaimana janin berkembang minggu demi minggu
Sel-sel berpotensi majemuk dari simpul embrionik menimbulkan tiga yang disebut lapisan kuman, tempat semua jaringan organisme kita kemudian berkembang. Meskipun nama lapisan kuman terdengar agak rumit (ektoderm, mesoderm dan endoderm), jaringan yang terbentuk darinya diketahui semua orang.
Ektoderm menghasilkan kulit dan sistem saraf, mesoderm membentuk sistem peredaran darah dan muskuloskeletal, dan endoderm membentuk sistem pernapasan dan sebagian besar sistem pencernaan.
- sel induk multipoten
Sel multipoten adalah sekumpulan sel induk dengan potensi diferensiasi yang sedikit lebih sempit. Meskipun mereka masih dapat menghasilkan beberapa jenis sel, mereka biasanya merupakan sel yang sejenis. Contoh unggulan dari sel-sel dalam subkelompok ini adalah sel multipoten sumsum tulang, juga dikenal sebagai sel induk hematopoietik. Mereka dapat berubah menjadi sel darah apa pun, seperti sel darah merah atau berbagai jenis leukosit. Namun, mereka tidak mampu menghasilkan sel yang membangun jaringan lain.
- sel punca unipoten
Jenis sel ini hanya bisa menjadi satu jenis anak perempuan. Biasanya sel unipoten bertindak sebagai reservoir untuk pembaruan dan perbaikan jaringan dewasa. Contoh sel unipoten adalah sel induk epidermis yang terdapat pada kulit manusia.
Di mana sel induk bisa diperoleh
Mendapatkan sel induk pada dasarnya dimungkinkan dengan dua cara.
Sumber pertama mereka adalah embrio manusia dari mana yang disebut sel induk embrionik diisolasi. Mereka adalah sel-sel yang bersifat totipotensi atau majemuk, dan oleh karena itu mampu berdiferensiasi menjadi semua jenis jaringan.
Jenis kedua dari sel induk disebut sel induk somatik (atau sel induk "dewasa"). Jenis sel ini berasal - seperti namanya - dari tubuh manusia dewasa.
Dalam kondisi normal, ini adalah sel yang menghuni berbagai organ
- sumsum
- otot
- hati
- kulit
- pembuluh darah
Di organ-organ ini, sel punca bertindak sebagai reservoir, memungkinkan regenerasi jaringan yang rusak.
Tidak sulit untuk menebak bahwa sel induk somatik memiliki potensi diferensiasi yang lebih terbatas daripada sel induk embrionik. Sel yang berasal dari organisme dewasa bersifat multipoten atau unipoten, yaitu dapat berubah menjadi sel yang sejenis, atau bahkan hanya satu jenis sel anak.
Menemukan dan mendapatkan sel punca somatik dalam tubuh orang dewasa cukup sulit. Jumlah sel jenis ini di jaringan sangat kecil.
Setelah terkumpul, sangat sulit untuk dibudidayakan dalam kondisi laboratorium, sehingga sulit untuk mendapatkan jumlah yang lebih banyak.
Selama ini sel punca dewasa hanya diperoleh dari beberapa sumber. Untuk sel induk hematopoietik, ini adalah:
- sumsum
- darah tepi
- darah tali pusat
Pada gilirannya, dari jaringan adiposa dan sumsum tulang Anda dapat memperoleh apa yang disebut sel induk mesenkim. Mereka dapat berkembang menjadi berbagai jenis jaringan:
- tulang
- tulang rawan
- otot
- berlemak
Terapi dengan penggunaan sel punca mesenchymal masih dalam tahap penelitian - sejauh ini keamanan dan keefektifannya belum dikonfirmasi.
Perlu disebutkan satu lagi jenis sel induk, yang merupakan jenis hibrida dari dua di atas. Ini disebut menginduksi sel induk berpotensi majemuk.
Ini adalah sel induk yang diperoleh dari organisme dewasa yang telah diprogram ulang di laboratorium untuk memberikan karakteristik sel germinal.
Penggunaan sel induk saat ini
Karena kita sudah mengetahui jenis dan kemungkinan diferensiasi sel induk, pertanyaannya tetap - yang mana dan bagaimana mereka digunakan dalam pengobatan?
- sel induk embrio
Sel induk embrionik tidak disetujui untuk semua jenis terapi. Mengapa? Berikut beberapa alasannya.
Pertama, penggunaannya melibatkan dilema etika. Sel induk embrionik diperoleh dari embrio yang dimaksudkan untuk tujuan penelitian, paling sering dibuat selama prosedur fertilisasi in vitro. Masalah etika merupakan salah satu faktor yang membatasi kemajuan penelitian sel punca diperoleh dengan cara ini.
Hambatan kedua untuk penggunaan sel germinal murni ilmiah. Mereka adalah sel dengan potensi diferensiasi yang besar yang dapat berubah menjadi semua jenis sel anak. Sejauh ini, belum ditemukan metode untuk mengontrol perilaku mereka.
Sel induk embrionik, setelah ditanamkan ke dalam tubuh manusia, membentuk tumor yang terdiri dari berbagai sel yang tersusun secara acak. Jenis tumor ini disebut teratoma (teratoma Latin). Kami terus mencari cara untuk mengarahkan sel germinal sedemikian rupa sehingga mereka berubah menjadi jaringan yang diinginkan.
Penggunaan sel induk embrionik juga dikaitkan dengan risiko penolakan - mereka merupakan materi asing (mirip dengan transplantasi organ dari donor yang tidak terkait).
Risikonya jauh lebih rendah bila menggunakan sel punca dewasa yang disumbangkan dan diterima oleh pasien yang sama. Kami menyebut prosedur ini sebagai transplantasi autologous.
- sel induk dewasa
Meskipun penggunaan sel induk dewasa juga dikaitkan dengan banyak keterbatasan, hanya jenis sel induk ini yang sejauh ini telah digunakan dalam pengobatan. Memperoleh sel induk dewasa tidak memerlukan kultur embrio, sehingga menimbulkan dilema moral yang jauh lebih sedikit. Sel induk dewasa digunakan dalam jenis terapi berikut:
- transplantasi sel induk hematopoietik
Transplantasi sel punca hematopoietik saat ini merupakan satu-satunya terapi sel punca rutin yang berhasil digunakan di seluruh dunia. Disebut transplantasi sumsum tulang adalah metode pengobatan berbagai penyakit hematologis.
Pertama, mereka digunakan pada pasien dengan imunodefisiensi primer, yaitu kelainan bawaan pada sistem kekebalan. Transplantasi sumsum tulang seringkali menjadi satu-satunya cara bagi mereka untuk mendapatkan sel kekebalan yang berfungsi dengan baik.
Kelompok pasien kedua yang mungkin memerlukan transplantasi sel punca hematopoietik adalah mereka yang sumsum tulangnya telah dihancurkan, misalnya akibat pengobatan anti kanker yang agresif.
Situasi seperti itu mungkin diperlukan dalam kasus kanker darah (misalnya leukemia), di mana tujuan terapi adalah untuk menghancurkan sistem hematopoietik yang tercakup dalam proses neoplastik, dan rekonstruksi selanjutnya dengan bantuan sel induk yang ditanamkan.
- pengobatan luka ekstensif menggunakan sel induk epidermis
Sel induk epidermis merupakan salah satu cara untuk menyembuhkan luka berskala besar seperti luka bakar.
Keseluruhan prosedurnya adalah sebagai berikut: pertama, sel induk epidermis diambil dari fragmen kulit sehat pasien.
Kemudian sel-sel ini dikultivasi di laboratorium dalam kondisi yang memungkinkan perkaliannya yang ekstensif.
Setelah mendapatkan jumlah sel yang sesuai, mereka ditempatkan di permukaan luka.
Keuntungan tambahan dari terapi ini adalah bahwa tubuh pasien tidak dapat menolak "pembalut" seperti itu - itu terbuat dari selnya sendiri.
- pengobatan mata dengan penggunaan sel induk limbal kornea
Terapi lain yang menggunakan sel induk telah disetujui relatif baru-baru ini. Ini adalah obat yang mengandung sel induk limbal kornea, memungkinkan rekonstruksi epitel kornea (bagian depan, lapisan luar bola mata).
Seperti pada kasus sebelumnya, "sumber" dari sel adalah pasien itu sendiri, dan lebih khusus lagi matanya yang sehat.
Setelah sel induk dikumpulkan, sel tersebut diperbanyak di laboratorium dan kemudian diberikan ke mata yang sakit. Indikasi penggunaan terapi adalah adanya defisiensi stem cell kornea limbal, misalnya karena rusaknya zat kimia.
Masa depan sel induk
Teks di atas merangkum arus dan, seperti yang Anda lihat, penggunaan sel punca dalam pengobatan sangat terbatas.
Penelitian di bidang ini rumit, dan sel punca masih mengajukan lebih banyak pertanyaan daripada jawaban.
Dari waktu ke waktu dalam dunia keilmuan terdapat informasi tentang penemuan-penemuan terobosan yang berkaitan dengan mereka, namun sayangnya dalam banyak kasus ternyata hasil penelitian yang dipublikasikan tidak benar.
Ini adalah kasus, misalnya, dalam kasus upaya keras untuk menanamkan sel induk sumsum tulang ke dalam bekas luka pasca infark di otot jantung. Hasil yang diduga positif dari terapi tersebut memicu longsoran uji coba lebih lanjut di pusat klinis lain, tetapi semua eksperimen akhirnya berakhir dengan kegagalan.
Diperlukan penelitian bertahun-tahun untuk dapat menggunakan sel punca secara efektif dan aman dalam pengobatan.
Ilmuwan terus-menerus mencoba mencari tahu lebih banyak tentang mekanisme tidak biasa dari fungsinya.
Faktor apa yang mempengaruhi proses diferensiasi sel induk?
Apakah proses ini dapat dikontrol?
Apa yang harus dilakukan untuk dapat memperbanyaknya secara efektif?
Manakah dari penyakit yang sampai sekarang tidak dapat disembuhkan yang benar-benar memiliki kesempatan untuk disembuhkan dengan terapi ini?
Ini dan banyak pertanyaan lainnya terus-menerus diteliti.
Perlu disebutkan di sini bahwa, meskipun penggunaan terapeutik sel punca terbatas, sel punca berguna di bidang pengobatan lain.
Salah satu contohnya adalah studi tentang proses neoplastik. Sel punca memungkinkan untuk mensimulasikan proses seperti itu dalam kondisi laboratorium, dan kemudian menguji terapi potensial pada mereka (misalnya obat antikanker baru).
Penelitian sel punca yang sedang berlangsung sejalan dengan, misalnya, aplikasi untuk:
- penyakit neurodegeneratif (misalnya penyakit Alzheimer)
- cedera tulang belakang
- cedera pada sistem muskuloskeletal
dan terakhir, upaya untuk merekonstruksi seluruh organ (misalnya pankreas pada diabetes tipe I).
Kita harus sadar bahwa sel punca bukanlah obat untuk semua, dan bahwa setiap aplikasi potensial diteliti secara independen dan harus menjalani serangkaian uji klinis sebelum disetujui.
Terakhir, penting juga untuk memperingatkan terhadap "klinik" yang menawarkan terapi sel induk tanpa otorisasi apa pun.
Jenis eksperimen ini berakhir dengan kehilangan uang, kesehatan, dan bahkan kehidupan yang paling buruk.
Bibliografi:
- "Sel induk dewasa: harapan dan semangat pengobatan regeneratif" J. Dulak et.al. Acta Biochimica Polonica, Vol. 62, No 3/2015, 329–337
- "Biologi sel induk: gambaran umum" P. Chagastelles, N. Nardi, Kidney Int Suppl (2011). 2011 Sep; 1 (3): 63–67.
- "Sel Punca di Kornea" Hertsenberg AJ, Funderburgh JL. Prog Mol Berbagai Terjemahan Sci. 2015; 134: 25-41
- "Sel Punca dalam Regenerasi Kulit, Penyembuhan Luka, dan Aplikasi Klinisnya" Ojeh N. et.al. Int J Mol Sci. 2015 Oktober 23; 16
Baca lebih banyak artikel dari penulis ini
