Sel Kecil yang Menjanjikan

Pada masa sekarang banyak penyakit atau kerusakan yang terjadi pada organ tubuh kita. Tak dipungkiri lagi bahwa organ-organ vital seperti jantung dapat mengalami kerusakan karena pola hidup manusia modern. Kerusakan jantung sangat mempengaruhi kerja organ tubuh yang lain dan juga dapat berujung kematian. Banyak cara telah dilakukan oleh orang-orang yang mengalami kerusakan jantung, antara lain operasi transplantasi jantung. Operasi ini memiliki kekurangan yaitu sulitnya mencari pendonor organ yang cocok dengan pasien. Selain itu, kasus operasi transplantasi jantung juga tidak dapat bertahan lama sehingga banyak pasien setelah tiga sampai lima bulan setelah operasi mengalami kematian. Namun, dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi para ilmuan telah menemukan solusi yang lebih efektif dan berasal dari tubuh manusia sendiri, yaitu penanaman sel punca.

"Punca" menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) memiliki arti tingkat permulaan atau pengantar. Secara harafiah, sel punca memiliki arti awal mula. Sel punca merupakan sel-sel istimewa yang berasal dari tubuh manusia. Sel punca merupakan sel primitif atau sel terdahulu yang membentuk pertumbuhan sel-sel lain yang menyusun keseluruhan tubuh manusia.

"Terdapat karakteristik yang harus dipenuhi untuk disebut sebagai sel punca yaitu belum berdiferensiasi, mampu memperbanyak diri, dan dapat berdiferensiasi menjadi lebih dari satu jenis sel (multipoten/ pluripotent)." (Hilman Zulkifli Amin, 2005)

Keistimewaan sel punca adalah belum berdeferensiasi atau belum mengalami perubahan untuk melaksanakan fungsinya. Keistimewaan ini didukung dengan kemampuan sel punca untuk dapat memperbanyak diri sendiri, sehingga sel punca merupakan sel dasar yang dapat berkembang menjadi sel-sel punca yang baru. Sel punca dapat berdiferensiasi menjadi lebih dari satu jenis sel. Karena keistimewaan ini, sel punca memiliki peran untuk memperbaiki sel-sel, jaringan-jaringan, dan organ-organ yang rusak.

Berdasarkan kemampuan berdiferensiasi atau kemampuan mengalami perubahan untuk melaksanakan fungsinya, sel punca atau stem cell terbagi menjadi empat yaitu totipotent, pluripotent, multipotent, dan unipotent. Totipotentmemiliki arti kemampuan suatu sel untuk dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel, contoh dari sel yang totipotent adalah zigot (telur yang telah dibuahi). Pluripotent berarti kemampuan suatu sel untuk berdiferensiasi menjadi 3 lapisan germinal: ektoderm, mesoderm, dan endoderm, tapi tidak dapat menjadi jaringan ekstraembrionik seperti plasenta dan tali pusat. Yang termasuk sel punca pluripotent adalah embryonic stem cellsatau sel punca embrionik. Sedangkan sifat multipotentmenunjukan suatu sel dapat berdiferensiasi menjadi banyak jenis sel. Yang terakhir sifat unipotentyang berarti sel hanya dapat menghasilkan 1 jenis sel. Tapi berbeda dengan non-stem cell(bukan sel punca), stem cell(sel punca) unipoten mempunyai sifat dapat memperbaharui diri.

Sel Punca Embrionik dan Sel Punca Dewasa

Berdasarkan asalnya, sel punca terbagi lagi menjadi dua jenis yaitu sel punca embrionik dan sel punca dewasa. Sel punca embrionik adalah sel punca yang telah ada dalam tubuh embrio selama perkembangan janin. Sel punca embrionik terbentuk saat embrio berusia tiga sampai lima hari. Pada tahap ini berarti perkembangan embrio telah mencapai tahap blastula membentuk rongga blastosol, pembentukan blastula ini berarti isi dari sel tersebut adalah sel punca embrionik. Keistimewaan sel punca embrionik adalah bersifat pluripotent sehingga sel tersebut dapat berubah menjadi tiga lapisan tubuh. Hal ini menandakan bahwa tidak ada satupun penyakit degenerative yang tidak dapat diobati.

Sel punca dewasa adalah sel punca embrionik yang masih terdapat pada jaringan makhluk hidup yang sudah berdiferensiasi, tapi sel punca itu sendiri belum mengalami diferensiasi dan terkadang dalam keadaan tidak aktif. Sifat sel punca dewasa adalah multipotent, kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi beberapa jenis sel. Selain itu, sel punca dewasa memiliki kemampuan berdiferensiasi lebih rendah daripada sel punca embrionik. Sel punca dewasa mencakup sel punca hematopoietic yang berdiferensiasi menjadi darah, sel punca jaringan saraf yang berdiferensiasi menjadi tiga jaringan saraf utama, sel punca jaringan kulit yang berdiferensiasi menjadi lapisan-lapisan kulit. Selain itu, ada pula sel punca mesenkimal berdiferensiasi sebagai sel-sel jaringan ikat, dan yang tidak kalah penting adalah sel punca jantung yang memiliki kemampuan berdiferensiasi menjadi tiga jenis sel jantung utama.

Jantung terdiri atas tiga lapisan yaitu lapisan epikardium (terluar), lapisan miokardium (tengah), dan lapisan endokardium (dalam). Jantung dilapisi selaput pelindung yang disebut sebagai perikardium. Pada lapisan miokardium terdiri dari jaringan otot jantung dan lapisan tebal dari dinding jantung. Bagian yang sering mengalami kerusakan pada jantung adalah bagian jaringan otot jantung atau kardiomiosit. Pada studi terbaru menyatakan bahwa terdapat sistem perbaikan alamiah dari miosit yang mengalami kerusakan, akan tetapi mekanisme itu tidak bekerja pada kerusakan sel yang lebih lanjut. Maka peran sel punca dalam mengatasi kerusakan organ jantung sangat diperlukan.

Dalam mengatasi kerusakan jantung, sel punca memiliki potensi untuk diaplikasikan dalam terapi karena sel punca tersebut dapat berasal dari tubuh pasien sendiri sehingga meninimalkan kemungkinan terjadi penolakan imun oleh tubuh yang mengakibatkan pertumbuhan tumor dan kanker, sedangkan pada transplantasi organ membutuhkan kecocokan organ pendonor dengan pasien. Alasan yang kedua adalah sifat sel punca yang daya perbanyakan dirinya tinggi sehingga sel punca yang dibutuhkan untuk penutupan kerusakan sedikit namun dapat berkembang menjadi banyak pada organ atau jaringan tersebut. Selain itu, sel punca mudah dimanipulasi untuk mengganti gen yang sudah tidak berfungsi lagi melalui metode transfer gen.

Sel-sel yang menyusun organ jantung tidak hanya terdiri dari satu macam sel saja. Sel jantung tersusun oleh berbagai macam sel yang tersusun secara kompleks. Maka, aplikasi sel punca untuk mengatasi kerusakan jantung tidak hanya berasal dari sel punca jantung saja, tapi dapat juga berasal dari sel punca embrionik, sel punca dewasa, sel punca satelit (myoblast skeletal), sel sum-sum tulang dewasa, sel punca mesenkim, sel punca darah, sel progenitor endothelial, sel darah fetus dan tali umbilicus, dan sel punca hasil induksi.

Macam-macam Sel Punca Pembentuk Jantung

Sel punca jantung merupakan sel yang paling tepat untuk mengatasi kerusakan jantung, karena sel punca ini terdapat pada jantung itu sendiri sehingga kecocokan sel-selnya dapat membantu mempercepat penyembuhan kerusakan.

"Melalui studi terhadap hewan, ditemukan bahwa sel tersebut yang selanjutnya berkembang menjadi kardiomiosit dan dapat meningkatkan fungsi ventrikel kiri jantung." (Hilman Zulkifli Amin, 2005)

schematic-representing-the-generation-transplatation-and-functional-endpoints-associated-with-stem-cell-derived-cardiomyocyte-therapy-59ef12c9f1334439386d29e2.jpg

Sel punca jantung diambil dan ditumbuhkan dalam laboratorium, hasilnya adalah sel punca jantung dapat menumbuhkan otot jantung, otot polos, dan sel endotel. Sel punca ini berusaha membentuk otot-otot jantung atau kardiomiosit. Ketika sel punca jantung yang telah ditumbuhkan dalam laboratorium disuntikkan ke jantung, sel berkontribusi pada pembentukan endotelium dan otot polos pembuluh darah dan regenerasi miokardium di kawasan nekrosis, meningkatkan fungsi pompa dan geometri ruang ventrikel atau bilik jantung.

Kelemahan dari penggunaan sel punca jantung adalah sampai saat ini, data tentang keberadaan sel ini langka. Subset sel punca ini tampaknya sangat terbatas jumlahnya, sulit untuk mengidentifikasi dan berkembang dalam kultur sehingga banyak kesulitan dalam reproduksi eksperimen mengenai proses isolasi dan transplantasi. Selain itu, pada saat ini belum dapat diketahui dengan jelas letak dan penanda sel punca jantung yang membedakan dengan sel-sel lain.

Sel Punca Embrionik

Sel punca embrionik seperti yang sudah dijelaskan di atas, sel punca embrionik memiliki daya pembelahan diri yang tinggi sehingga dapat menutup dan memperbaiki jaringan dan organ tubuh yang mengalami kerusakan. Sel punca embrionik diambil dari sel embrio yang berumur tiga sampai lima hari kemudian di letakkan pada cawan petri yang berisi nutrien sehingga berkembang dan membentuk jaringan. Jaringan baru ini ditanam pada bagian jantung yang mengalami kerusakan, sehingga jaringan sel punca ini dapat membentuk jaringan jantung baru yang bersinkronisasi dengan organ jantung asli. Dengan cara ini kerusakan organ jantung dapat diperbaiki.

Kelemahan pada penggunaan sel punca embrionik adalah dalam beberapa penelitian menggunakan subjek percobaan tikus, beberapa sel kardiomiosit atau sel punca di dalam cawan petri yang telah berkembang mengalami kematian setelah dicangkokkan pada jantung tikus. Hal ini menunjukkan bahwa penerapan sel punca embrionik belum dapat digunakan secara luas karena presentase kegagalan masih besar. Selain itu sel punca embrionik memiliki daya pembiakan sel yang tinggi sehingga dapat beresiko menimbulkan tumor pada jantung.

Penggunaan sel punca satelit (myoblast skeletal) merupakan pengaplikasian pengobatan kerusakan jantung yang paling efektif sejauh ini. Sel punca satelit (myoblast skeletal) berasal dari otot rangka. Sel otot rangka satelit pada kultur dapat mengalami pembelahan diri secara berlimpah, dan dapat dengan mudah tumbuh dari pasien sendiri dengan demikian meminimalkan penolakan imun oleh tubuh.

"Mioblast relatif resisten terhadap iskemi (dibandingkan dengan kardiomiosit yang menjadi rusak dalam waktu 20 menit) karena mioblast dapat bertahan beberapa jam dari proses iskemia berat tanpa terjadi cedera yang ireversibel." (Djanggan Sargowo,2007)

Hal ini menunjukkan bahwa sel-sel satelit yang berasal dari otot rangka ini memiliki ketahanan yang lebih kuat dari otot jantung itu sendiri sehingga ketahanan pasien terhadap kerusakan jantung kelanjutan lebih kecil presentasenya. Namun, belum diketahui lebih lanjut perkembangan sel mioblast yang ditanam di jantung akan mengalami perumbahan menjadi sel-sel otot jantung atau tetap sebagai sel-sel mioblast yang menambal kerusakan. Maka, penananaman sel mioblast pada jantung memiliki pengaruh yang lebih efektif dari penanaman atau transplantasi sel punca yang lain, tetapi perlu adanya penelitian lebih lanjut untuk menganalisis penggunaan sel punca satelit yang benar serta kelemahan dan kelebihan penggunaan sel punca satelit.

Sel sum-sum tulang dewasa juga memiliki pengaruh yang besar terhadap perbaikan jantung yang rusak. Hal ini diperjelas lagi dengan percobaan pada tikus yang menyatakan bahwa sel sum-sum tulang yang ditanam pada jantung tikus mengalami diferensiasi menjadi miosit dan pembuluh darah koroner maka memperbaiki fungsi jantung yang rusak. Dalam sel sum-sum tulang dewasa terdapat juga hormon pertumbuhan sitokin, dengan adanya hormon pertumbuhan ini sel sum-sum tulang yang ditanam pada jantung yang rusak akan mempercepat perbaikan kerusakan jantung. Sel sum-sum tulang bila diteliti lebih lanjut merupakan hasil dari beberapa sel yang tumpang tindih, antara lain sel punca satelit (myoblast skeletal), sel punca mesenkim, sel punca darah, sel progenitor endothelial. Masing-masing dari ke empat sel tersebut adalah sel punca yang berpotensi untuk memperbaiki jaringan pada jantung yang rusak. Dengan adanya sel-sel tersebut, otomatis proses perbaikan jantung semakin cepat.

Kekurangan dalam pengaplikasian sel sum-sum tulang pada perbaikan jantung manusia masih dipertanyakan banyak pihak karena percobaannya memakai subjek percobaan tikus. Studi awal tentang transplantasi sel sum-sum tulang dan hormon sitokin pada jantung manusia cenderung lebih mengakibatkan cedera dan komplikasi.

Tampaknya sel sum-sum tulang menyediakan penyembuhan yang efektif, namun ada alternatif penggunaan sel punca yang lain yaitu sel punca mesenkim. Sel punca mesenkim sebenarnya merupakan sel yang terdiri dari sel adiposa (lemak), sel darah tapi pusar, dan sel sum-sum tulang. Maka kemampuan sel mesenkim untuk berdiferensiasi dan memperbaiki jaringan jantung lebih mudah dan cepat karena pengaruh sel-sel punca yang menjadi satu.

"Mekanisme perbaikan jaringan atau organ yang rusak melalui aplikasi sel punca melalui dua tahap yaitu diferensiasi sel punca dan produksi faktor sel punca itu sendiri." (Hilman Zulkifli Amin, 2005)

Pada prakteknya, berbagai sel punca seperti sel punca jantung, sel punca embrionik, sel punca dewasa, sel punca satelit (myoblast skeletal), sel sum-sum tulang dewasa, dan sel punca mesenkim terletak pada organ yang berbeda-beda dan memiliki fungsi yang berbeda dari fungsi jaringan yang terdapat pada jantung. Maka diperlukan terjadinya diferensiasi sel punca tersebut sehingga bila ditanam pada jantung yang rusak, sel punca dapat menyusun struktur jantung dan melakukan fungsi jantung tersebut. Selain itu, keberhasilan penanaman sel punca pada jantung yang rusak ditandai dengan berkembangnya sel punca yang ditanam tumbuh menjadi satu dengan jaringan jantung tersebut. Hal ini dapat terjadi bila ada pembelahan sel-sel punca menjadi sebuah jaringan yang dapat menutup kerusakan jantung.

Tahapan-tahapan perbaikan dinding atau jaringan jantung oleh sel punca adalah 48 jam setelah sel punca ditanamkan, akan terbentuk benang-benang fibrin yang memulai penyembuhan. Tiga sampai empat hari pertama sel punca akan bersinkronisasi dengan jantung untuk membentuk lapisan jaringan yang baru sehingga dapat memperbaiki kerusakan. Selama tujuh sampai empat belas hari berikutnya akan terjadi proses penyembuhan. Periode-periode penyembuhan ini dapat menunjukkan hasil yang berbeda-beda tiap orang tergantung pada berbagi faktor.

Penggunaan Sel Punca

Maka benang merah yang dapat ditarik adalah sel punca merupakan sel primitif yang dapat berdiferensiasi menjadi sel-sel dengan bentuk lain yang dapat melaksanakan fungsi yang lebih kompleks dan juga memperbaiki jaringan atau organ yang mengalami kerusakan. Sel punca dapat digunakan untuk terapi perbaikan jantung yang rusak dengan menanamkan hasil pembelahan sel punca pada cawan petri ke jaringan pada jantung yang rusak. Sel punca yang paling tepat untuk diaplikasikan pada jantung adalah sel punca jantung, sel sum-sum tulang belakang dan sel punca satelit (myoblast skeletal) karena ketiga jenis sel punca ini memiliki keunikan masing-masing yang dapat mempercepat proses penyembuhan dan kualitas kerja jantung. Keberhasilan dari penanaman sel punca pada jantung adalah sel punca tersebut mengalami pembelahan dan diferensiasi yang mendukung kerja jantung.

REFERENSI :

• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4090219/.diakses tanggal 12 Oktober 2017.
• https://www.dokter.id/berita/5-fakta-menarik-mengenai-sel-punca-stem-cells. diakses tanggal 12 Oktober 2017.
• http://journal.ui.ac.id/index.php/eJKI/article/view/2064/2491 diakses tanggal 19 Oktober 2017.
• http://elib.fk.uwks.ac.id/asset/archieve/jurnal/Vol%20Edisi%20Khusus%20Desember%202011/STEM%20CELL%20DALAM%20TERAPI%20PENYAKIT%20KARDIOVASKULAR.pdf diakses tanggal 21 Oktober 2017.
• https://id.wikipedia.org/wiki/Sel_punca diakses tanggal 22 Oktober 2017.
• Aguirre A, Sancho-Martinez I, Izpisua Belmonte JC. Reprogramming toward heart regeneration: stem cells and beyond. Cell Stem Cell. 2013
• Bearzi C, Rota M, Hosoda T, Tillmanns J, Nascimbene A, De Angelis A, Yasuzawa-Amano S, Trofimova I, Siggins RW, Lecapitaine N, et al. Human cardiac stem cells. Proc Natl Acad Sci USA. 2007