BAB I

PENDAHULUAN

Perkembangan ilmu pengetahuan yang semakin pesat, khususnya dalam bidang kedokteran, membawa banyak perubahan dalam metode pengobatan. Penggunaan bahan-bahan kimia sintetis perlahan-lahan mulai ditinggalkan dan sumber-sumber alamiah mulai diteliti dan dieksplorasi. Salah satu cara pengobatan yang tengah berkembang saat ini adalah terapi stem cell.1

Terapi stem cell merupakan metode terapi yang sangat menjanjikan dan merupakan dasar dari apa yang disebut sebagai cell-based therapy atau sebagai terapi regeneratif atau reparatif. Terapi stem cell membuka wawasan bahwa setiap sel memiliki kemampuan yang luar biasa dalam memperbaiki atau bahkan menyembuhkan suatu penyakit. 1Aplikasi stem cell untuk mengatasi penyakit sebenarnya telah dimulai sejak lebih dari 30 tahun yang lalu yaitu sejak dilakukannya transplantasi stem cell sumsum tulang pada penderita leukemia dengan sel-sel sumsum tulang sehat yang berasal dari donor. Selanjutnya para peneliti berhasil mengisolasi dan mengembangkan stem cell yang berasal dari embrio tikus stadium awal sekitar 20 tahun yang lalu. Pada tahun 1998, para peneliti berhasil mengembangkan metode untuk mengisolasi dan membiakkan stem cell dari embrio manusia. 1,2

Saat ini penggunaan stem cell terutama pada penyakit-penyakit degeneratif yang disebabkan karena proses penuaan, seperti penyakit Parkinson, diabetes maupun penyakit jantung. Penelitian terapi stem cell untuk penyakit-penyakit genetik sudah mulai meluas dan bukan tidak mungkin di masa yang akan datang ruang lingkup pengobatan dengan stem cell akan semakin luas. 1Walaupun tampaknya secara umum terapi stem cell sudah banyak dikenal dan diketahui, tetapi ada baiknya bila hal ini dibahas lebih lanjut, karena banyak perkembangan dan kemajuan dalam penelitian mengenai terapi stem cell yang selalu dihasilkan dari tahun ke tahun. 1,2Dalam makalah ini akan dibicarakan mengenai apakah stem cell itu, bagaimana aplikasinya dalam terapi penyakit, beberapa metode terapi stem cell, beberapa penyakit yang telah berhasil disembuhkan dengan terapi stem cell dan macam-macam stem cell yang telah ada di pasaran.

BAB II

STEM CELL

2.1Definisi

Stem cell adalah sel yang tidak/belum terspesialisasi yang mempunyai kemampuan/potensi untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel-sel yang spesifik yang membentuk berbagai jaringan tubuh.1,2,3 Pada manusia, stem cell ditemukan pada inner cell mass pada tahap awal embrio, dalam jaringan fetus, tali pusat dan plasenta, serta pada organ dewasa.1,2

Gambar 1. Stem cell2.2Karakteristik Stem Cell

Stem cell merupakan sel yang sangat istimewa karena memilki beberapa karakteristik yang berbeda dengan sel-sel yang lain. Stem cell merupakan sel yang tidak berspesialisasi, mempunyai kemampuan untuk membelah dan memperbaharui diri dalam waktu yang tidak terbatas serta berkembang menjadi sel yang berspesialisasi.4

Berikut ini adalah sifat-sifat khas dari stem cell:2,4

1. Stem cell merupakan sel yang tidak terspesialisasi.

Salah satu karakteristik dasar dari stem cell adalah bahwa sel ini tidak memiliki struktur jaringan tertentu yang memungkinkannya untuk memiliki fungsi khusus. Stem cell tidak dapat memompa darah ke seluruh tubuh seperti sel otot jantung atau tidak dapat membawa molekul oksigen di dalam peredaran darah seperti sel darah merah. Namun, stem sell yang tidak terspesialsasi ini dapat berdiferensiasi menjadi sel yang spesifik.

2. Diferensiasi

Yaitu kemampuan stem cell untuk berkembang menjadi sel lain. stem cell mampu berkembang menjadi berbagai jenis sel yang khas (spesifik) misalnya sel saraf, sel otot jantung, sel otot rangka, sel pankreas dan lain-lain. Proses diferensiasi ini tergantung dari signal yang berasal dari dalam sel (internal) dan dari luar sel (eksternal). Signal internal diatur oleh gen-gen stem cell itu sendiri, sedangkan signal eksternal berasal dari zat kimia yang disekresikan oleh sel-sel lain, kontak fisik dengan sel-sel di sekitarnya dan pengaruh molekul-molekul tertentu di dalam lingkungan mikro stem cell tersebut.

3. Regenerasi (Self regenerate/self renew)

Yaitu kemampuan untuk memperbaharui atau meregenerasi dirinya sendiri. Stem cell mampu membuat salinan sel yang persis sama dengan dirinya melalui pembelahan sel.

Berdasarkan kemampuannya untuk berdifferensiasi Stem sel dibagi menjadi:5

1. Totipotent yaitu Stem sel yang dapat berdifferensiasi menjadi semua jenis sel. Yang termasuk dalam Stem sel totipotent adalah zigot. Sel ini merupakan sel embrionik awal yang mempunyai kemampuan untuk membentuk berbagai jenis sel termasuk membentuk satu individu yang utuh. Disamping mempunyai kemampuan untuk membentuk berbagai sel pada embrio sel totipotent juga dapat membentuk sel-sel yang menyusun plasenta.

2. Pluripotent yaitu stem cells yang dapat berdifferensiasi menjadi 3 lapisan germinal (ectoderm, mesoderm, dan endoderm) tetapi tidak dapat menjadi jaringan ekstraembrionik seperti plasenta dan tali pusat. Yang termasuk stem cells pluripotent adalah embryonic stem cells.

3. Multipotent yaitu stem cell yang dapat berdifferensiasi menjadi banyak jenis sel misalnya hemopoetic stem cells yang terdapat pada sumsum tulang yang mempunyai kemampuan untuk berdifferensiasi menjadi berbagai jenis sel yang terdapat dalam darah seperti eritrosit, lekosit dan trombosit. Contoh lainnya adalah neural stem cells yang mempunyai kemampuan berdifferensiasi menjadi sel saraf dan sel glia.

4. Unipotent yaitu stem cells yang hanya dapat menghasilkan 1 jenis sel. Berbeda dengan non stem cells, stem cells mempunyai sifat masih dapat mempebaharui atau meregenerasi diri (self-regenerate/self renew) Contohnya erythroid progenitor cells hanya mampu berdifferensiasi menjadi sel darah merah. Berdasarkan asalnya, stem cell dibagi menjadi 2 yaitu embryonic stem cell dan adult stem cell. Keduanya memiliki karakteristik dan fungsi masing-masing.2.3 Sumber stem cell Berdasarkan asalnya, stem cell dibagi menjadi 2 yaitu embryonic stem cell dan adult stem cell. Keduanya memiliki karakteristik dan fungsi masing-masing.2.3.1 Embryonic stem cellEmbryonic stem cell berasal dari embrio. Embrio ini berasal dari telur yang

difertilisasi in vitro dalam proses IVF yang didonasikan untuk penelitian atas seijin donor. Embrio yang digunakan berusia 3-5 hari dan disebut blastosit yang terdiri dari 3 struktur utama yaitu trofoblas yang merupakan lapisan sel yang mengelilingi blastosit, blastokol yang merupakan rongga di dalam blastosit dan terakhir adalah inner cell mass yang merupakan sekelompok sel berjumlah sekitar 30 sel yang terletak pada salah satu ujung blastokol. 1,2,3

Gambar 2. Asal embryonic stem cell.

2.3.2 Proses produksi embryonic stem cell manusia

Dalam laboratorum, embryonic stem cell manusia diisolasi dan dibiakkan dengan cara

mengambil inner cell mass dan meletakkannya di dalam tempat kultur plastik yang telah mengandung nutrisi dan disebut medium kultur. Umumnya tempat kultur telah dilapisi dengan sel kulit embrio tikus yang berfungsi sebagai sumber nutrisi (feeder layer). Saat ini peneliti mulai mengembangkan teknik kultur tanpa sel tikus karena resiko penularan virus ataupun makromolekul lain dari sel tikus ke sel embrio manusia. 1,2Setelah beberapa hari (3-5 hari), sel-sel dari inner cell mass telah berkembang

memenuhi tempat kultur. Kemudian sel-sel tersebut dipindahkan ke beberapa tempat kultur yang baru dan proses ini disebut subkultur. Setiap siklus subkultur disebut passage. Setelah 6 bulan atau lebih, 30 inner mass cell telah berkembang menjadi jutaan embryonic stem cell dan disebut juga sebagai embryonic stem cell line. Sel-sel ini dapat dibekukan dan dikirim ke laboratorium lain sebagai bahan kultur atau penelitian. 1,2,32.3.3 Uji identifikasi embryonic stem cellSelama proses pembuatan embryonic stem cell line, dilakukan beberapa uji untuk meyakinkan bahwa yang dihasilkan adalah benar-benar embryonic stem cell. Sampai saat ini belum ada kesepakatan mengenai uji standar identifikasi embryonic stem cell, tetapi ada beberapa uji yang umumnya digunakan di laboratorium di seluruh dunia, yaitu : 1 Mengembangkan embryonic stem cell selama beberapa bulan dan melihatnya di bawah mikroskop untuk melihat apakah sel-sel tersebut tetap tidak berdeferensiasi

Menggunakan teknik khusus untuk menentukan adanya penanda permukaan (surface markers) yang hanya ditemukan pada sel-sel yang tidak berdeferensiasi, seperti suatu protein yang disebut Oct-4. Oct-4 merupakan faktor transkripsi yang berperan mengaktifkan atau menonaktifkan gen-gen tertentu pada saat tertentu, yang sangat penting dalam proses deferensiasi

Menganalisis kromosom di bawah mikroskop untuk melihat adanya perubahan struktur dan jumlah kromosom

Menentukan apakah sel dapat disubkultur setelah mengalami proses pembekuan

Menguji apakah embryonic stem cell pluripoten dengan membiarkan sel berdeferensiasi spontan dalam medium kultur, memanipulasi sel sehingga sel berdeferensiasi menjadi sel tertentu atau menginjeksikan sel ke tikus dalam kondisi imunosupresi dan melihat apakah terbentuk teratoma atau tidak.2.3.4Proses stimulasi deferensiasi embryonic stem cell

Telah dijelaskan sebelumnya bahwa proses deferensiasi embryonic stem cell dipengaruhi oleh faktor internal dan eksternal. Sampai saat ini, para peneliti telah membakukan beberapa protokol dasar (resep) untuk mengarahkan deferensiasi embryonic stem cell menjadi beberapa tipe sel yang spesifik. 1,2,3Salah satu contoh adalah proses deferensiasi embryonic stem cell menjadi sel-sel neuron yang mensekresi dopamin dan serotonin dan sel-sel islet pankreas yang mensekresi insulin. 1Awalnya embryonic stem cell dibiarkan membentuk badan embrioid di dalam medium ITFSn (medium insulin/transferin/fibronektin/selenium) yang telah ditambahkan substrat adheren. Selanjutnya sel-sel positif nestin diseleksi dan dikultur dalam 2 medium yang terpisah. Medium pertama adalah medium N2/bFGF/laminin dan medium ke dua adalah medium N2/bFGF/suplemen N27. Saat ini sel-sel masuk ke dalam fase ekspansi di mana sel-sel pada medium pertama akan menjadi sel prekursor neruonal positif nestin sedangkan sel-sel di medium ke dua menjadi sel progenitor pankreatik positif nestin. Sel-sel kemudian memasuki fase deferensiasi, elemen bFGF dari medium pertama dihilangkan dan sel-sel berdeferensiasi menjadi sel-sel neuron yang mensekresikan dopamin dan serotonin, sedangkan elemen bFGF dari medium ke dua dihilangkan dan dilakukan penambahan nicotinamide sehingga sel-sel akan berdeferensiasi menjadi sel-sel islet pankreas yang mensekresikan insulin. 12.3.5Transfer Nukleus

Proses transfer nucleus ini merupakam cara lain yang cukup potensial untuk memproduksi embryonic stem cell. Pada hewan percobaan, transfer nukleus dilakukan dengan cara menginsersi nukleus sel yang telah berdiferensisasi ( misalnya sel kulit) ke dalam sel telur yang nukleusnya telah diambil. Sel telur ini, yang telah mengandung materi genetik sel kulit, di stimulasi untuk membentuk blastocyst yang mengandung stem cell. Stem cell yang terbentuk dengan cara ini merupakan cloning dari sel dewasa asalnya karena nukleusnya mengandung DNA yang sama.5,6

Para ilmuwan percaya bahwa apabila mereka mampu menggunakan metode ini untuk menghasilkan stem cell manusia, maka akan memungkinkan mereka untuk mempelajari perkembangan dan progresivitas penyakit tertentu dengan membiakkan stem cell yang mengandung gen yang bertanggung jawab untuk penyakit tersebut.

Gambar 3. Protokol deferensiasi embryonic stem cell menjadi tipe sel spesifik.2.4Adult stem cellAdult stem cell merupakan sel-sel yang tidak berdeferensiasi yang ditemukan di antara sel-sel yang berdeferensiasi di dalam suatu jaringan atau organ. Peran utama adult stem cell adalah mempertahankan dan memperbaiki jaringan di mana sel-sel tersebut berada bila terjadi kerusakan. Beberapa peneliti menggunakan sebutan somatic stem cell. 1,2,3Berbeda dengan embryonic stem cell, asal adult stem cell belum diketahui. Saat ini

semakin banyak adult stem cell yang ditemukan pada jaringan yang sebelumnya diduga tidak mungkin memiliki stem cell. Adult stem cell yang pertama ditemukan adalah hematopoetic stem cell yang membentuk seluruh tipe sel darah. Populasi ke dua yang ditemukan adalah bone marrow stromal stem cell, sering disebut sebagai stromal stem cell, merupakan populasi campuran sel-sel yang dapat membentuk tulang, kartilago, lemak dan jaringan fibrosa. Selanjutnya para peneliti berhasil menemukan stem cell di otak yang menghasilkan 3 macam tipe sel utama otak yaitu astrosit dan oligodendrosit (sel nonneuron) dan sel saraf (sel neuron). Jaringan lain yang memiliki adult stem cell adalah otot, kulit dan hati. 1,2,3Gambar 4. Adult stem cell.

2.4.1Alur proses deferensiasi adult stem cellAdult stem cell akan menjalani proses deferensiasi menjadi sel-sel spesifik sesuai

dengan jaringan tempatnya berada (normal differentiation pathway). Akan tetapi para peneliti menemukan bahwa adult stem cell juga memiliki kemampuan untuk membentuk tipe sel dari jaringan lain (transdifferentiation/plasticity). 1-5Jalur deferensiasi normal adult stem cell dapat dilihat sebagai berikut:

Hematopoeitic stem cell akan membentuk semua tipe sel darah

Bone marrow stromal cell (mesenchymal stem cell) akan membentuk osteosit, kondrosit, adiposit dan jaringan fibrosa lain

Neural stem cell akan membentuk astrosit, oligodendrosit dan sel neuron

Epithelial stem cell pada GIT akan membentuk sel absorpsi, sel Goblet, sel Paneth dan sel enteroendokrin

Skin stem cell akan membentuk keratinosit

Gambar 5. Normal differentiation pathway of adult stem cell.

Jalur transdeferensiasi atau plastisitas adult stem cell yang berhasil ditemukan para peneliti adalah sebagai berikut:

Hematopoeitic stem cell dapat membentuk 3 sel utama otak (astrosit, oligodendrosit dan sel neuron), sel otot rangka, sel otot jantung dan sel hati

Bone marrow stromal cell (mesenchymal stem cell) dapat membentuk sel otot jantung dan sel otot rangka

Brain stem cell dapat membentuk sel darah dan sel otot rangka

Gambar 6. Transdefferentiation pathway or plasticity of adult stem cell.

2.4.2Uji identifikasi adult stem cellSama seperti embryonic stem cell line, dilakukan beberapa uji untuk meyakinkan bahwa yang dihasilkan adalah benar-benar adult stem cell. Sampai saat ini belum ada kesepakatan mengenai uji standar identifikasi adult stem cell, tetapi ada beberapa uji yang juga digunakan di laboratorium, yaitu : 1,2,3 Melabel adult stem cell pada jaringan hidup dengan penanda molekuler sehingga dapat ditentukan hasil deferensiasi sel-sel tersebut

Mengambil adult stem cell dari jaringan, melabel sel-sel tersebut secara in vitro dan mentransplantasikan sel-sel itu ke jaringan hidup lain untuk melihat repopulasi sel

Mengisolasi adult stem cell, menumbuhkannya dalam medium kultur dan memanipulasi sel-sel tersebut baik dengan faktor pertumbuhan atau dengan menyisipkan gen-gen tertentu dan melihat hasil deferensiasinya.

2.5Kelebihan dan kekurangan embryonic stem cell dan adult stem cellEmbryonic stem cell

KelebihanKekurangan

Imortal

Sel dapat tetap tidak berdeferansiasi dalam waktu lama dan menghasilkan sel serupa dalam jumlah besarRejeksi imun dapat terjadi bila stem cell berasal dari blastosit hasil IVF

Pluripotent

Fleksibel dan dapat berdeferensiasi menjadi tipe sel apa sajaSulit dikontrol dan membutuhkan banyak tahap untuk berdeferensiasi menjadi tipe sel yang diinginkan

Mudah dibuat/diekstrak di laboratorium

Mudah disediakan

Berasal dari embrio hasil IVF yang tidak digunakan

Teknik SCNT menghindari rejeksi imun

Adult stem cell

KelebihanKekurangan

Respon imun dapat dihindari karena menggunakan sel penderita sendiriTidak imortal

Sulit untuk dipertahankan dalam kultur sel untuk waktu yang lama

Beberapa sel selalu tersedia seperti blood stem cellSulit ditemukan dan diekstrak dari jaringan dewasa

Terspesialisasi sebagian sehingga lebih mudah berdeferensiasiBanyak adult stem cell yang belum diketahui

Multipotent

Fleksibilitas terbatas dan tidak dapat menjadi tipe sel apa saja

Mengalami proses penuaan

Kualitas dipertanyakan bila menyangkut defek genetik

Tabel 1. Kelebihan dan kekurangan embryonic stem cell dan adult stem cell.2.6.Manfaat Stem CellBerdasarkan uraian di atas maka dapat dipahami bahwa stem cell memiliki banyak manfaat baik dalam penelitian ilmu dasar maupun klinik, sebagai berikut : 1-51. Penelitian mengenai embryonic stem cell manusia dapat memberikan informasi mengenai kejadian kompleks yang terjadi saat perkembangan dan pembentukan embrio sehingga memberikan pemahaman bagaimana sel yang tidak berdeferensiasi dapat menjadi sel yang berdeferensiasi. Para peneliti mengetahui bahwa dalam proses ini terjadi aktivasi atau nonaktivasi gen-gen tertentu. Akan tetapi bagaimana caranya suatu sinyal mempengaruhi proses tersebut belum diketahui. Beberapa kondisi seperti kanker dan defek kongenital disebabkan kelainan pada pembelahan dan deferensiasi sel. Pemahaman mengenai kontrol genetik dan molekuler mengenai hal tersebut akan memberikan informasi mengenai bagaimana keadaan itu terjadi dan cara menanggulanginya.

2. Stem cell manusia juga dapat digunakan untuk menguji obat baru, baik dalam efektivitas maupun toksisitasnya. Keamanan obat baru dapat diuji pada sel-sel berdeferensiasi yang berasal dari galur sel pluripotent manusia. Hal ini dapat dilihat pada uji obat anti tumor pada galur sel kanker.

3. Terapi stem cell (cell-based therapy) merupakan manfaat stem cell yang paling berkembang saat ini. Stem cell menawarkan kemungkinan sebagai sumber pengganti sel dan jaringan yang rusak atau sakit, seperti pada penyakit Parkinson, penyakit Alzheimer, trauma sumsum tulang belakang, stroke, luka bakar, penyakit jantung, diabetes, osteoatritis dan rematoid atritis. Sebagai contoh, berdasarkan penelitian, terbuka kemungkinan untuk membuat sel otot jantung yang sehat di laboratorium kemudian mentransplantasikannya kepada penderita dengan penyakit jantung kronis. Penelitian pendahuluan pada tikus dan hewan lain menunjukkan indikasi bahwa stem cell sumsum tulang yang ditransplantasikan ke jantung yang rusak dapat menjadi sel otot jantung dan memperbaiki jaringan yang rusak. Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa terdapat kemungkinan untuk mengarahkan deferensiasi embryonic stem cell atau adult stem cell dari sumsum tulang menjadi sel-sel otot jantung.

BAB III

TERAPI STEM CELL

Terapi stem cell memberikan banyak harapan bagi penyembuhan berbagai penyakit. Teknik terapi stem cell adalah dengan transplantasi stem cell (SCT) yaitu suatu cara pembedahan di mana stem cell dari donor dipindahkan ke jaringan atau organ penderita. Komponen yang harus diperhatikan dalam SCT adalah donor dan karakteristik stem cell yang akan ditransplantasikan. 4-83.1. Donor stem cell

Berdasarkan donor stem cell yang digunakan maka SCT dibedakan menjadi :

1. Auto-tranplantasi

Bila donor stem cell berasal dari penderita sendiri. Keuntungan teknik ini adalah respon imunologi dapat dihindari karena menggunakan sel-sel milik penderita. Kerugiannya adalah bila terjadi defek genetik atau kelainan gen maka hal ini tidak dapat diperbaiki dan tetap diturunkan.

2. Alo-tranplantasi

Bila donor stem cell berasal dari spesies yang sama, dalam hal ini berasal dari sesama manusia. Kelemahan teknik ini adalah dapat terjadi rejeksi imunologis.

3. Xeno-transplantasi

Bila donor stem cell berasal dari species yang berbeda, misalnya dari kelinci atau hewan lain. Kelemahan teknik ini serupa dengan alo-transplantasi yaitu dapat terjadi rejeksi imunologis.

3.2. Karakteristik stem cell dalam SCT

Stem cell yang digunakan dalam SCT harus memiliki karakteristik tertentu yang menentukan keberhasilan transplantasi, yaitu :

1. Mampu berproliferasi dan membentuk jaringan dalam jumlah yang mencukupi

2. Berdeferensiasi menjadi tipe sel yang diinginkan

3. Mampu hidup di dalam resipien setelah transplantasi

4. Mampu berintegrasi dengan struktur disekitarnya setelah transplantasi

5. Berfungsi dengan baik sepanjang hidup resipien

6. Tidak menimbulkan kerusakan pada resipien

7. Tidak menimbulkan reaksi imunologi pada resipien

3.3. Prosedur SCT Bila seorang penderita memutuskan untuk menjalani SCT maka ada beberapa hal yang harus diperhatikan sebelum, selama dan sesudah SCT. Prosedur di bawah ini terutama digunakan dalam Xeno-transplantasi.

3.3.1. Hal-hal yang harus dilakukan penderita Tandai tanggal pengiriman preparat SCT

Kurangi aktivitas fisik dan lakukan konsultasi dengan dokter untuk mencapai kondisi kesehatan optimal

Makan makanan yang mengandung + 60% serat 3-4 hari sebelum SCT

Minum kombinasi vitamin dan mineral dosis tinggi sekurangnya 1 minggu sebelum SCT

Rutin berolahraga setiap hari

Menghindari konsumsi obat-obatan selama 1 minggu sebelum SCT

Tidak minum alkohol selama 3 hari dan tidak merokok

Menghindari pemaparan dengan energi elektromagnetik selama 3 hari

Menghindari kopi 24 jam sebelum SCT

Tujuan dari semua hal di atas adalah mempersiapkan tubuh penderita sesehat mungkin sehingga stem cell yang ditransplantasikan ke dalam tubuh penderita dapat berfungsi optimal karena stem cell adalah sel-sel muda yang sangat sensitif terhadap bahan-bahan toksin.

3.3.2. Tahapan SCT

Prosedur SCT terbagi menjadi 2 bagian, yaitu yang dapat dilaksanakan dengan tindakan bedah minor dan yang membutuhkan tindakan bedah mayor.

Pada prosedur SCT dengan tindakan bedah minor maka preparat stem cell dari beberapa organ atau jaringan yang berbeda ditempatkan masing-masing di alat suntik yang berbeda, kemudian disuntikkan pada waktu yang bersamaan melalui injeksi yang terpisah.

Prosedur SCT yang membutuhkan tindakan bedah mayor dan harus dilakukan di rumah sakit dengan peralatan lengkap adalah :

Neurotransplantasi (penyakit Parkinson, kerusakan otak akibat trauma, trauma sumsum tulang, kecelakaan serebrovaskuler, penyakit neurodegeneratif lain)

Pembedahan ortopedik

Tindakan invasif jantung (infark jantung)

Tindakan bedah plastik dan rekonstruksi

3.4. Kelebihan SCT SCT merupakan prosedur yang sederhana sehingga seharusnya sudah digunakan pada stadium awal suatu penyakit. Semakin awal penggunaan SCT pada suatu penyakit, semakin baik hasil yang diperoleh

Prinsip Homing yaitu stem cell tidak harus diimplantasikan langsung pada organ yang rusak, misalnya stem cell hati langsung ke hati. Tetapi dapat diimplantasikan pada jaringan superfisial yang mudah dicapai, seperti di bawah aponeurosis otot rektus abdominis. Hal ini disebabkan stem cell akan menemukan jalan menuju ke jaringan atau organ yang rusak sedangkan organ atau jaringan sehat tidak akan menarik stem cell Stem cell selain menggantikan sel-sel yang rusak atau mati juga merangsang perbaikan sel-sel yang belum mati.

Melalui persiapan khusus, stem cell yang diimplantasikan tidak merangsang terjadinya rejeksi imunologis.

3.5. Efek samping SCT Walaupun telah digunakan berbagai metode untuk menghindari terjadinya efek samping, kemungkinan hal itu timbul tetap masih ada. Adapun efek samping yang dapat terjadi pada terapi stem cell adalah :

Reaksi imunologi

Kemungkinan timbulnya tumor (teratoma). Walaupun hal ini hanya terjadi in vitro tetapi kemungkinan timbulnya tumor pada resipien tetap ada.

3.6. Xeno-transplantasi

Saat ini penggunaan stem cell yang berasal dari hewan (khususnya kelinci) telah berkembang dengan pesat melampaui stem cell yang berasal dari manusia. Adapun alasan mengapa xeno-transplantasi lebih berkembang dibandingkan alo-transplantasi adalah sebagai berikut :

Semua sel eukariotik pada prinsipnya memiliki perkembangan dan fungsi yang sama.

Sel-sel utama dari organ atau jaringan yang sama pada dasarnya sama atau hampir sama tanpa memperhatikan spesies asal sel tersebut.

Semua sistim biologi memiliki komposisi molekul yang sama.

Dogma genetika dan biologi molekuler adalah sama yaitu DNA akan ditranskripsikan menjadi RNA yang akan ditranslasikan menjadi protein dan hal ini berlaku bagi semua sel hidup.

Gambar 7. Xeno-transplantation

Gambar 8. Prosedur terapi stem cell.

BAB IV

APLIKASI TERAPI STEM CELL

4.1. Penyakit-penyakit yang dapat diterapi dengan stem cellBerdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh BRCO (Bio-Cellular Research Organization),

sampai saat ini BRCO telah menyediakan stem cell yang digunakan pada penyakit-penyakit sebagai berikut : 4-81. Diabetes melitus

2. Beberapa gangguan defisiensi hormonal

3. Menopause dini

4. Infertilitas pria

5. Gangguan defisiensi imun

6. Penuaan (anti aging)

7. Penyakit Parkinson

8. Down syndrome, penyakit genetik pada masa anak-anak, trauma lahir dan retardasi mental

Beberapa contoh terapi stem cell pada beberapa penyakit

4.2.1. Penyakit Parkinson

Penyakit Parkinson (PD) merupakan penyakit neurodegeneratif yang mengenai sekitar 2% populasi berusia 65 tahun atau lebih. PD disebabkan degenerasi dan kehilangan progresif dari neuron yang memproduksi dopamin (neuron DA) yang menyebabkan tremor, rigiditas dan hipokinesia. 9

Diduga PD merupakan penyakit pertama yang diterapi dengan SCT. Hal ini disebabkan keberhasilan beberapa laboratorium menginduksi embryonic stem cell untuk berdeferensiasi menjadi neuron DA yang fungsional. Pada penelitian akhir-akhir ini, peneliti berhasil mengarahkan embryonic stem cell tikus untuk berdeferensiasi menjadi sel neuron DA dengan memperkenalkan gen Nurr1 pada stem cell tersebut. Setelah stem cell itu ditransplantasikan ke otak dari tikus model PD, sel neuron DA tersebut akan mereinervasi otak, melepaskan dopamin dan memperbaiki motor neuron. Kemajuan itu memacu peneliti untuk memproduksi neuron dopamin dari stem cell manusia dengan tujuan untuk ditransplantasikan ke penderita PD. 9

Gambar 9. PET scan sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) SCT neuron dopamin pada penderita Parkinson.

Gambar 10. Jaringan dengan neruon dopamin hasil SCT (kiri) dan tanpa neuron dopamin (kanan).

4.2.1. Penyakit hati

Penyakit hati seperti sirosis hepatis dan hepatitis kronis telah berhasil diperbaiki dengan terapi stem cell. Penelitian menemukan bahwa stem cell donor yang diimplantasikan kepada penderita penyakit hati akan menempuh 3 jalur yaitu : 10,111. Transdeferensiasi

Stem cell donor akan berdeferensiasi menjadi hepatosit saat berada di lingkungan sel-sel hati.

2. Fusi

Stem cell donor akan berfusi dengan hepatosit. Fusi dapat terjadi pada nukleus ataupun sitoplasma.

3. Proses 2 tahap

Stem cell donor akan berdeferensiasi menjadi hepatosit dan kemudian akan melakukan fusi dengan hepatosit matur.

Gambar 11. Jalur yang ditempuh stem cell pada penyakit hati.

4.2.1. Penyakit degenerasi retina

Pada beberapa penyakit retina, sel-sel fotoreseptor mengalami kematian karena kelainan intrinsik dan/atau disebabkan kerusakan atau kematian sel pendukung di lapisan retinal pigmented epithelium (RPE). Sel-sel fotoreseptor dewasa tidak memiliki kemampuan untuk membelah dan memperbanyak diri, sehingga terapi stem cell sangat berarti dalam keadaan ini. Pemberian stem cell diharapkan dapat membentuk sel fotoreseptor baru dan memperbaiki sel fotoreseptor yang mengalami kerusakan tetapi belum mati. 12,13Walaupun tampaknya sederhana tetapi pelaksanaan terapi stem cell pada kelainan degenerasi retina bukan persoalan mudah. Sampai saat ini belum didapatkan kepastian mengenai keberhasilan terapi stem cell pada penyakit degenerasi retina. Masih membutuhkan waktu yang cukup panjang untuk membuktikan hasil tersebut. 12-15

Gambar 12. Sel-sel pada retina.

4.2.1. Penyakit jantung

Pada tahun 2006, para peneliti berhasil menunjukkan bahwa stem cell darah dapat berdeferensiasi menjadi tipe sel yang diinginkan. Hasil ini didapatkan pada seorang bocah laki-laki berusia 4 tahun dengan Sanfilippo Syndrome B, suatu penyakit yang sangat jarang, di mana bila tidak diterapi akan menyebabkan kegagalan hati, jantung dan otak. Anak laki-laki itu diberi stem cell sehat dari darah seorang bayi wanita. Walaupun akhirnya anak laki-laki tersbut meninggal karena infeksi, para peneliti berhasil menunjukkan bahwa sebagian stem cell dari donor telah tinggal di jantungnya dan bertransformarsi menjadi sel jantung secara sempurna. 16Penelitian ini dikerjakan oleh tim dari Duke Comprehensive Cancer Center dan dipresentasikan pada International Association of Bone Marrow Tranplantation Research Meeting tanggal 12-17 Februari 2007 di Orlando, Florida. 16

Zona pellucida

Blastocyst

30-150 cells

Morula

(8 cell)

Polar body

Maternal and

paternal pronuclei

Fertilised egg

16 cell

2 cell

Totipotent

Pluripotent

4 cell

Egg Development

6