Tubuh manusia adalah pabrik penting dan terdiri dari ratusan jenis sel yang berbeda, yang memainkan peran yang sangat penting dalam kesehatan kita sehari-hari. Sel-sel ini terlibat dalam pemeliharaan harian tubuh kita, meliputi menjaga detak jantung, merangsang pemikiran otak, menyaring darah dari ginjal, dan mengganti sel-sel kulit lama dengan sel-sel kulit baru. Satu-satunya peran sel punca adalah menciptakan semua jenis sel lainnya. Sel punca (stem cell) adalah penyedia sel-sel baru. Mereka memiliki potensi besar untuk memperbanyak diri. Mirip dengan pembelahan sel induk, sel induk bereplikasi sendiri atau menjadi jenis sel lain. Misalnya, sel punca kulit dapat menghasilkan lebih banyak sel punca atau sel kulit yang berdiferensiasi dalam tugas khusus seperti produksi pigmen.
Sel induk sangat penting. Sama seperti saat kita terluka atau sakit, sel kita terluka dan terbunuh. Ketika ini terjadi, sel punca mulai berfungsi. Sel induk memperbaiki jaringan yang rusak dan mengganti sel lain ketika mereka mati secara teratur. Melalui cara ini, sel induk menjaga kita tetap sehat dan mencegah penuaan dini. Sel punca seperti pasukan dokter kita di bawah mikroskop.
Sel punca memiliki banyak morfologi. Para ilmuwan percaya bahwa setiap organ kita memiliki jenis sel induk tertentu. Misalnya, darah kita terdiri dari sel induk darah (disebut juga organ pembentuk darah). Namun, sel punca telah ada sejak awal perkembangan manusia, dimana oleh para ilmuwan disebut sebagai "sel punca embrionik".
Sel induk embrionik didapatkan dari massa sel dalam blastokista. Pada manusia, hal ini merupakan massa sel berongga yang terbentuk 3-5 hari setelah pembuahan sel telur oleh sperma. Selama perkembangan normal, sel-sel dalam massa sel menghasilkan sel-sel khusus yang membentuk seluruh tubuh dari semua jaringan dan organ kita. Sel punca embrionik bersifat pluripoten. Artinya, dapat menghasilkan semua jenis sel yang terbentuk sepenuhnya di dalam tubuh, bukan plasenta atau tali pusar.
Sel punca spesifik jaringan lebih terspesialisasi daripada sel punca embrionik. Misalnya, sel induk hematopoietik pada sumsum tulang dapat menghasilkan sel darah merah, sel darah putih, dan trombosit. Beberapa jaringan dan organ dalam tubuh mengandung sejumlah kecil sel punca spesifik jaringan yang dimaksudkan untuk menggantikan sel-sel jaringan yang hilang dalam kehidupan sehari-hari atau karena cedera, seperti kulit, darah, dan lapisan usus.
Induced pluripotent stem cell (IPS) adalah sel yang dirancang di laboratorium untuk mengubah sel tertentu dalam jaringan, seperti sel kulit, menjadi sel yang berperilaku seperti asal embrio. Sel IPS adalah alat penting bagi para ilmuwan untuk belajar tentang perkembangan normal, onset dan perkembangan penyakit, serta untuk mengembangkan dan menguji obat dan perawatan baru.
Sel IPS memiliki banyak karakteristik sel induk embrionik, termasuk kemampuan untuk membuat semua jenis sel dalam tubuh, tetapi tidak semuanya sama. Para ilmuwan sedang menyelidiki apa perbedaan ini dan apa artinya. Pertama, sel IPS dibuat menggunakan virus untuk memasukkan salinan tambahan gen ke dalam sel tertentu.
Para peneliti sedang menguji banyak metode alternatif untuk memproduksi sel IPS dan berpotensi untuk digunakan sebagai sumber sel atau jaringan medis. Terapi sel punca, juga dikenal sebagai pengobatan regeneratif, menggunakan sel punca atau turunannya untuk mempercepat respons pemulihan jaringan yang rusak, tidak berfungsi, atau rusak. Ini adalah bab selanjutnya tentang transplantasi organ dan penggunaan sel alternatif untuk organ yang disumbangkan dengan ketersediaan terbatas.
Para peneliti menumbuhkan sel induk di laboratorium. Sel punca ini dirancang untuk berspesialisasi dalam jenis sel tertentu, seperti kardiomiosit, sel darah, dan sel saraf.
Sel khusus dapat ditransplantasikan ke manusia. Misalnya, jika seseorang menderita penyakit jantung, sel dapat disuntikkan ke otot jantung. Oleh karena itu, transplantasi kardiomiosit yang sehat membantu memperbaiki miokardium yang rusak. Para peneliti telah menunjukkan bahwa sel-sel sumsum tulang yang matang bertanggung jawab untuk menciptakan sel-sel seperti jantung yang dapat memperbaiki jaringan jantung manusia, dan penelitian lebih lanjut sedang dilakukan.