Sel punca

Sel punca, sel induk, sel batang (bahasa Inggris: stem cell) merupakan sel yang belum berdiferensiasi dan mempunyai potensi yang sangat tinggi untuk berkembang menjadi banyak jenis sel yang berbeda di dalam tubuh.^{[butuh rujukan]} Sel punca juga berfungsi sebagai sistem perbaikan untuk mengganti sel-sel tubuh yang telah rusak demi kelangsungan hidup organisme. Saat sel punca terbelah, sel yang baru mempunyai potensi untuk tetap menjadi sel punca atau menjadi sel dari jenis lain dengan fungsi yang lebih khusus, misalnya sel otot, sel darah merah atau sel otak.

Sel induk embrio tikus.

Saat ini Indonesia telah memiliki dua lembaga yang dapat mengolah sel punca yaitu Institute of Tropical Disease (ITD) Universitas Airlangga dan Kalbe Farma. Sel punca nasional telah dapat diterapkan pada 20 jenis penyakit, tetapi baru 5 jenis sel punca yang telah dapat dikembangkan secara massal.

Sifat

Sel punca memiliki dua sifat penting yang sangat berbeda dengan sel yang lain:

• Sel punca belum merupakan sel dengan spesialisasi fungsi tetapi dapat memperbaharui diri dengan pembelahan sel bahkan setelah tidak aktif dalam waktu yang panjang.^{[butuh rujukan]}
• Dalam situasi tertentu, sel punca dapat diinduksi untuk menjadi sel dengan fungsi tertentu seperti sel jaringan maupun sel organ yang mempunyai tugas tersendiri.^{[butuh rujukan]} Pada sumsum tulang dan darah tali pusar (bahasa Inggris: umbilical cord blood), sel punca secara teratur membelah dan memperbaiki jaringan yang rusak, meski demikian pada organ lain seperti pankreas atau hati, pembelahan hanya terjadi dalam kondisi tertentu.

Peneliti medis meyakini bahwa penelitian sel punca berpotensi untuk mengubah keadaan penyakit manusia dengan cara digunakan memperbaiki jaringan atau organ tubuh tertentu.^{[butuh rujukan]} Namun, hal ini tampaknya belum dapat benar-benar diwujudkan dewasa ini.^{[butuh rujukan]}

Penelitian sel punca dapat dikatakan dimulai pada tahun 1960-an setelah dilakukannya penelitian oleh ilmuwan Kanada, Ernest A. McCulloch dan James E. Till.^{[butuh rujukan]}

Ragam sel punca

Sel punca dapat digolongkan berdasarkan potensi yang dimiliki oleh sel tersebut maupun berdasarkan asalnya.

Berdasarkan potensi

• Sel punca ber-totipotensi (toti=total) adalah sel punca yang memiliki potensi untuk berdiferensiasi menjadi semua jenis sel, yaitu sel ekstraembrionik, sel somatik, dan sel seksual.^{[butuh rujukan]} Jenis sel ini dapat bertumbuh menjadi organisme baru bila diberikan dukungan maternal yang memadai. Sel punca bertotipotensi diperoleh dari sel punca embrio, hasil pembuahan sel telur oleh sel sperma.^{[butuh rujukan]}
• Sel punca ber-pluripotensi (pluri=jamak) adalah sel-sel yang dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel dalam tubuh, namun tidak dapat membentuk suatu organisme baru.^{[butuh rujukan]}
• Sel punca ber-multipotensi adalah sel-sel yang dapat berdiferensiasi menjadi beberapa jenis sel dewasa.^{[butuh rujukan]}
• Sel punca ber-unipotensi (uni=tunggal) adalah sel punca yang hanya dapat menghasilkan satu jenis sel tertentu, tetapi memiliki kemampuan memperbarui diri yang tidak dimiliki oleh sel yang bukan sel punca.

Berdasarkan asalnya

Sel punca embrionik

Sel punca ini diambil dari embrio pada fase blastosit (5-7 hari setelah pembuahan). Massa sel bagian dalam mengelompok dan mengandung sel-sel punca embrionik. Sel-sel diisolasi dari massa sel bagian dalam dan dikultur secara in vitro. Sel punca embrional dapat diarahkan menjadi semua jenis sel yang dijumpai pada organisme dewasa, seperti sel-sel darah, sel-sel otot, sel-sel hati, sel-sel ginjal, dan sel-sel lainnya.

Sel germinal/benih embrionik (embryonic germ cells)

Sel germinal/benih (seperti sperma/ovum) embrionik induk/primordial (primordial germ cells) dan prekursor sel germinal diploid ada sesaat pada embrio sebelum mereka terasosiasi dengan sel somatik gond dan kemudian menjadi sel germinal. Sel germinal embrionik manusia/human embryonic germ cells (hEGCs) termasuk sel punca yang berasal dari sel germinal primordial dari janin berumur 5-9 minggu.^{[butuh rujukan]} Sel punca jenis ini memilki sifat pluripotensi.

Sel punca fetal

Sel punca fetal adalah sel primitif yang dapat ditemukan pada organ-organ fetus (janin) seperti sel punca hematopoietik fetal dan progenitor kelenjar pankreas. Sel punca neural fetal yang ditemukan pada otak janin menunjukkan kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi sel neuron dan sel glial (sel-sel pendukung pada sistem saraf pusat). Darah, plasenta, dan tali pusat janin kaya akan sel punca hematopoietik fetal.

Sel induk mesenkimal

Sel punca dewasa (adult stem cells)

Sel punca dewasa mempunyai dua karakteristik.^{[butuh rujukan]} Karakteristik pertama adalah sel-sel tersebut dapat berproliferasi untuk periode yang panjang untuk memperbarui diri.^{[butuh rujukan]} Karakteristik kedua, sel-sel tersebut dapat berdiferensiasi untuk menghasilkan sel-sel khusus yang mempunyai karakteristik morfologi dan fungsi yang spesial.^{[butuh rujukan]}

• Sel punca hematopoietik
• Sel punca mesenkimal

Sel punca kanker (cancer stem cells)

Sel punca kanker adalah sel yang mengaktivasi lintasan onkogenik berupa tumorigenesis yang membuat sel normal mengalami fase inisiasi tumor, namun sel punca kanker tidak memiliki sifat tumorigenik. Dari data terakhir, ditemukan keberadaan sel punca kanker pada berbagai jenis kanker seperti leukemia, kanker payudara, kanker otak, kanker otak, kanker usus besar dan kanker kulit. Sel punca kanker pankreas memiliki kluster diferensiasi CD44, CD24 dan epithelial-specific antigen, selain SDF-1 (stromal cell-derived factor 1)/CXCR4 untuk bermigrasi seperti sel punca normal, serta ekspresi genetik lebih tinggi dari sel punca normal, seperti gen BMI-1 dan SHH (Sonic hedgehog) untuk memperbaharui diri,

Transplantasi sel punca

Transplantasi sel punca dapat berupa^{[butuh rujukan]}:

• Transplantasi autologus (menggunakan sel punca pasien sendiri, yang dikumpulkan sebelum pemberian kemoterapi dosis tinggi)
• Transplantasi alogenik (menggunakan sel punca dari donor yang cocok, baik dengan hubungan keluarga atau tanpa hubungan keluarga), atau
• transplantasi singenik (menggunakan sel punca dari saudara kembar identik).

Jenis-jenis transplantasi sel punca

Menurut sumbernya transplantasi sel punca dapat dibagi menjadi:

Transplantasi sel punca dari sumsum tulang

Sumsum tulang adalah jaringan spons yang terdapat dalam tulang-tulang besar seperti tulang pinggang, tulang dada, tulang punggung, dan tulang rusuk.^{[butuh rujukan]}

Sumsum tulang merupakan sumber yang kaya akan sel punca hematopoietik.^{[butuh rujukan]} Sejak dilakukan pertama kali kira-kira 30 tahun yang lalu, transplantasi sumsum tulang digunakan sebagai bagian dari pengobatan leukemia, limfoma jenis tertentu, dan anemia aplastik.^{[butuh rujukan]} Karena teknik dan angka keberhasilannya semakin meningkat, maka pemakaian transplantasi sumsum tulang sekarang ini semakin meluas.^{[butuh rujukan]}

Pada transplantasi ini prosedur yang dilakukan cukup sederhana, yaitu biasanya dalam keadaan teranestesi total.^{[butuh rujukan]} Sumsum tulang (sekitar 600 cc) diambil dari tulang panggul donor dengan bantuan sebuah jarum suntik khusus, kemudian sumsum tulang itu disuntikkan ke dalam vena resipien.^{[butuh rujukan]} Sumsum tulang donor berpindah dan menyatu di dalam tulang resipien dan sel-selnya mulai berproliferasi.^{[butuh rujukan]}

Pada akhirnya, jika semua berjalan lancar, seluruh sumsum tulang resipien akan tergantikan dengan sumsum tulang yang baru.^{[butuh rujukan]} Namun, prosedur transplantasi sumsum tulang memiliki kelemahan karena sel darah putih resipien telah dihancurkan oleh terapi radiasi dan kemoterapi.^{[butuh rujukan]} Sumsum tulang yang baru memerlukan waktu sekitar 2-3 minggu untuk menghasilkan sejumlah sel darah putih yang diperlukan guna melindungi resipien terhadap infeksi.^{[butuh rujukan]} Transplantasi sumsum tulang memerlukan kecocokan HLA 6/6 atau paling tidak 5/6.^{[butuh rujukan]}

Risiko lainnya adalah timbulnya penyakit GvHD, di mana sumsum tulang yang baru menghasilkan sel-sel aktif yang secara imunologi menyerang sel-sel resipien.^{[butuh rujukan]} Selain itu, risiko kontaminasi virus lebih tinggi dan prosedur pencarian donor yang memakan waktu lama.^{[butuh rujukan]}

Transplantasi sel punca darah tepi

Seperti halnya sumsum tulang, peredaran darah tepi merupakan sumber sel punca walaupun jumlah sel punca yang dikandung tidak sebanyak pada sumsum tulang.^{[butuh rujukan]} Untuk mendapatkan jumlah sel punca yang jumlahnya mencukupi untuk suatu transplantasi, biasanya pada donor diberikan granulocyte-colony stimulating factor (G-CSF) untuk menstimulasi sel punca hematopoietik bergerak dari sumsum tulang ke peredaran darah.^{[butuh rujukan]}

Transplantasi ini dilakukan dengan proses yang disebut aferesis.^{[butuh rujukan]} Jika resipien membutuhkan sel punca hematopoietik, pada proses ini darah lengkap diambil dari donor dan sebuah mesin akan memisahkan darah menjadi komponen-komponennya, secara selektif memisahkan sel punca dan mengembalikan sisa darah ke donor.^{[butuh rujukan]}

Transplantasi sel punca darah tepi pertama kali berhasil dilakukan pada tahun 1986.^{[butuh rujukan]} Keuntungan transplantasi sel punca darah tepi adalah lebih mudah didapat.^{[butuh rujukan]} Selain itu, pengambilan sel punca darah tepi tidak menyakitkan dan hanya perlu sekitar 100 cc.^{[butuh rujukan]} Keuntungan lain, sel punca darah tepi lebih mudah tumbuh.^{[butuh rujukan]} Namun, sel punca darah tepi lebih rentan, tidak setahan sumsum tulang.^{[butuh rujukan]} Sumsum tulang juga lebih lengkap, selain mengandung sel punca juga ada jaringan penunjang untuk pertumbuhan sel. Karena itu, transplantasi sel punca darah tepi tetap perlu dicampur dengan sumsum tulang.^{[butuh rujukan]}

Transplantasi sel punca darah tali pusat

Pada tahun 1970-an, para peneliti menemukan bahwa darah plasenta manusia mengandung sel punca yang sama dengan sel punca yang ditemukan dalam sumsum tulang.^{[butuh rujukan]} Karena sel punca dari sumsum tulang telah berhasil mengobati pasien-pasien dengan penyakit-penyakit kelainan darah yang mengancam jiwa seperti leukemia dan gangguan-gangguan sistem kekebalan tubuh, maka para peneliti percaya bahwa mereka juga dapat menggunakan sel punca dari darah tali pusat untuk menyelamatkan jiwa pasien mereka.^{[butuh rujukan]}

Darah tali pusat mengandung sejumlah sel punca yang bermakna dan memiliki keunggulan di atas transplantasi sel punca dari sumsum tulang atau dari darah tepi bagi pasien-pasien tertentu.^{[butuh rujukan]} Transplantasi sel punca dari darah tali pusat telah mengubah bahan sisa dari proses kelahiran menjadi sebuah sumber yang dapat menyelamatkan jiwa.^{[butuh rujukan]}

Transplantasi sel punca darah tali pusat pertama kali dilakukan di Prancis pada penderita anemia Fanconi tahun 1988.^{[butuh rujukan]} Pada tahun 1991, darah tali pusat ditransplantasikan pada penderita Chronic Myelogenous Leukemia.^{[butuh rujukan]} Kedua transplantasi ini berhasil dengan baik. Sampai saat ini telah dilakukan kira-kira 3.000 transplantasi darah tali pusat.^{[butuh rujukan]}

Aplikasi

Pengobatan infark jantung

Menggunakan sel stem sumsum tulang (bone marrow) yang beredar dalam darah perifer dan sel stem yang sudah berada di jantung akan menuju ke daerah infark, tetapi jumlahnya tidak cukup untuk dapat mengatasi dan menyembuhkan daerah infark tersebut. Sel stem akan membentuk sel kardiomiosit dan juga mengadakan neovaskularisasi. Karena jumlah sel stem endogen kurang banyak maka logis untuk mecarikan bantuan sel stem dari luar yang bisa berasal dari sumsum tulang atau sumber lain seperti UCB. Hal ini telah dilakukan dengan hasil yang cukup menggembirakan. Intracoronary infusion BM stem cell otolog telah dilakukan pada 22 pasien dengan AMI dan melaporkan hasil yang sangat baik. Sekarang dalam literatur sudah banyak dilaporkan hasil positif pemberian sel stem BM intrakoroner pada AMI.

Pengobatan diabetes tipe I

Pada diabetes tipe I sel pankreas beta yang mensekresi insulin mengalami kerusakan oleh faktor genetik, lingkungan dan imunologik. Akibatnya terjadi defisiensi insulin dan menyebabkan hiperglikemi.^{[butuh rujukan]} Transplantasi seluruh organ pankreas kadaver dapat menyembuhkan penderita.^{[butuh rujukan]} Tetapi jumlah kadaver sangat sedikit dan obat imunosupresi yang dibutuhkan untuk mencegah reaksi imunologik menimbulkan banyak efek samping. Transplantasi sel stem merupakan alternatif baik dan telah menunjukkan hasil positif pada mencit. Tetapi masih banyak kendala yang harus diatasi supaya penggunaan sel stem untuk menyembuhkan pasien diabetes tipe I dapat terlaksana.

Lihat Pula

• Sel punca dewasa

Referensi

1. Kumar, Rajnish; Sharma, Anju; Pattnaik, Ashok Kumar; Varadwaj, Pritish Kumar (2010). "Stem cells: An overview with respect to cardiovascular and renal disease". Journal of Natural Science, Biology, and Medicine. 1 (1): 43–52. doi:10.4103/0976-9668.71674. ISSN 0976-9668. PMC 3217290 . PMID 22096336. 
2. Juergen Knoblich (28 Agustus 2013). "Cerebral organoids model human brain development and microcephaly". Nature. doi:10.1038/nature12517. 
3. "Stem Cell Eropa Rp 36 Juta, Produk ITD Dibandrol Rp 5 Juta". 18 September 2014. 
4. (Inggris) . National Institute of Health. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2010-02-23. Diakses tanggal 2010-03-01. 
5. Atwood, Craig (2012). Embryonic Stem Cells: Recent Advances in Pluripotent Stem Cell-Based Regenerative Medicine. Books on Demand. hlm. 23. ISBN 9789533071985.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
6. Bongso A & Lee EH. 2005. Stem Cells: From Bench to Bedside.Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. Kesalahan pengutipan: Tanda <ref> tidak sah; nama "Bongso" didefinisikan berulang dengan isi berbeda
7. (Inggris) "Cancer stem cells in solid tumors". Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, Stanford University School of Medicine; Ailles LE, Weissman IL. Diakses tanggal 2011-07-24. 
8. (Inggris) "Cancer stem cells: implications for the progression and treatment of metastatic disease". London Regional Cancer Program, London Health Sciences Centre; Croker AK, Allan AL. Diakses tanggal 2011-07-24. 
9. (Inggris) "Pancreatic cancer stem cells". Department of Surgery, University of Michigan; Lee CJ, Dosch J, Simeone DM. Diakses tanggal 2011-07-24. 
10. Setiawan B. 2006. Aplikasi terapeutik sel stem embrionik pada berbagai penyakit degeneratif. Cermin Dunia Kedokteran 153:5-8

Pranala luar

• (Indonesia) News KeSimpulan.com - Sel Induk Telur Langkah Awal Realisasi Kloning Manusia
• (Indonesia) News KeSimpulan.com - Sel Induk Harus Selamatkan Badak Putih Utara Dari Kepunahan
• (Indonesia) Arifin, Poppy Firzani. Potensi Transplantasi Sel Induk, Kompas, 27 September 2004

• Stem cell transplant