Teknologi Stem Cell: Apa yang Perlu Diketahui?

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. 

Teknologi sel punca adalah bidang yang berkembang pesat yang menggabungkan upaya ahli biologi sel, ahli genetika dan dokter untuk menawarkan harapan pengobatan yang efektif dari berbagai penyakit ganas dan non-kanker. 

Sel punca hematopoietik adalah subpopulasi sel somatik dengan sifat piramidal yang sangat spesifik dan kemampuan untuk mereplikasi diri dan berdiferensiasi menjadi beberapa garis sel. Sel punca hematopoietik dapat diambil dari sumsum tulang, darah tepi, darah tali pusat, dan hati janin. Penggunaan sel punca darah tepi pada transplantasi gen dan autologus merupakan hal rutin karena dapat dilakukan secara rawat jalan dan mempercepat pemulihan sistem hematopoietik setelah transplantasi. 

Sel punca darah tali pusat digunakan dalam uji klinis untuk transplantasi sel punca hematopoietik autologus dan sistemik karena sel tersebut dapat ditumbuhkan secara in vitro atau dibekukan untuk disimpan di bank sel. Sumsum tulang adalah jaringan yang berasal dari mesenkim yang terdiri dari komponen seluler hematopoietik kompleks yang didukung oleh lingkungan mikro sel stroma dalam matriks ekstraseluler yang kompleks. 

Matriks ekstraseluler ini tidak hanya berperan penting dalam memfasilitasi interaksi sel-sel, tetapi juga memainkan peran yang lebih kompleks dalam pengikatan dan penyajian sitokin ke sel progenitor darah. Interaksi lingkungan antara sitokin dan matriks ekstraseluler menyediakan jalur untuk pematangan dan diferensiasi sel punca dan berperan dalam manipulasi in vitro sebelum penggunaan terapeutik. 

Misalnya, sel punca hematopoietik dapat dimanipulasi secara in vitro untuk menghasilkan sel penyaji antigen yang paling kuat, sel dendritik. Di sisi lain, migrasi dan fungsi sel dendritik yang diturunkan dari hati di lingkungan alogenik mungkin penting untuk pengembangan resistensi spesifik donor. 

Rekayasa genetika sel dendritik yang mengekspresikan molekul imunosupresan dan imunomodulator mungkin menawarkan pendekatan baru untuk meningkatkan resistensi terhadap transplantasi dan mengurangi ketergantungan pada imunosupresi. Oleh karena itu, teknologi sel punca berkembang melalui upaya interdisipliner, bersama dengan aplikasi klinis sel punca rekayasa yang menggabungkan transplantasi dengan pengembangan terapi gen.

Jadi, disimpulkan bahwa sel punca darah tepi memiliki keunggulan dalam transplantasi autologus dibandingkan sel sumsum tulang, dan bahwa pemulihan hematopoietik lebih cepat dari sebelumnya dan dapat diperoleh sebagai pasien rawat jalan. Teknologi sedang dikembangkan untuk memasukkan materi genetik baru ke dalam sel induk, yang dapat mengarah pada pengobatan berbagai penyakit genetik dengan terapi gen somatik.

N.B. Terima kasih atas bimbingan Mr. Alex selaku guru biologi SMA Karangturi, Semarang