Ginjal adalah organ utama yang memproduksi urine hasil eksresi. Ginjal berbentuk seperti kacang berwarna merah tua keunguan. Ginjal berfungsi untuk mengeluarkan zat sisa organik, mengeluarkan zat racun, dan menjaga tekanan darah.
Ginjal tersusun atas jutaan unit penyaring kecil yang menghasilkan urine dari penyaringan darah, yaitu nefron. Nefron terdiri dari glomerulus dimana terjadi filtrasi atau penyaringan darah, kapsul bowman yang mengumpulkan filtrat glomerulus, tubulus kontortus proksimal dimana terjadi reabsorbsi, Lengkung henle yang mengatur tekanan osmosis darah, dan tubulus kontortus distal dimana terjadi reabsorbsi terkontrol Na+ dan H2O.
Proses pembentukkan urine sendiri terbagi menjadi 3 proses dasar, yaitu filtrasi, reabsorbsi, dan augmentasi. Filtrasi adalah proses penyaringan plasma bebas protein melalui glomerulus ke dalam kapsul Bowman, hasilnya adalah filtrat glomerulus atau urine primer. Reabsorbsi adalah proses penyerapan kembali zat yang dibutuhkan tubuh, seperti glukosa, asam amino, air, dan lain-lain. Hasil reabsorpsi adalah urine sekunder. Sedangkan augmentasi adalah transpor aktif yang memindahkan zat-zat tertentu dari darah menuju urine.
Ginjal yang memiliki fungsi penting dalam eksresi tidak terlepas dari gangguan penyakit. Penyakit-penyakit ini biasa menyerang nefron dan dapat bersifat kronis. Salah satunya adalah gagal ginjal kronis atau Chronic Kidney Disease (CKD) yang didefinisikan sebagai hilangnya sepertiga atau lebih fungsi ginjal selama lebih dari 3 bulan. CKD dapat berlanjut menjadi gagal ginjal stadium akhir atau end-stage renal disease (ESRD). Kurang lebih 2.000.000 orang di dunia mengalami ESRD. Terapi penyembuhan yang biasa ditawarkan adalah transplantasi ginjal atau cuci darah. Keduanya memakan biaya yang besar. Baru-baru ini, solusi baru untuk penyembuhan ESRD sedang diteliti oleh para ilmuan, yaitu dengan terapi menggunakan sel punca.
Esai ini akan membahas secara analitik tentang apakah jaringan atau organ ginjal dari sel punca bisa digunakan sebagai pengganti organ atau jaringan ginjal yang mengalami kerusakan atau kegagalan. Sel punca atau Stem Cells yang dimaksud adalah sel yang menjadi awal mula dari pertumbuhan sel lain yang menyusun keseluruhan tubuh organisme.
Salah satu jenis sel punca yang sering digunakan untuk menumbuhkan jaringan atau organ ginjal adalah Pluripotent Stem Cells (PSCs) yang terdiri dari sel punca embrionik atau Embryonic Stem Cells (ESCs) dan sel dewasa yang diprogram secara genetik agar berperilaku seperti sel punca atau Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs). ESCs tumbuh saat perkembangan suatu individu masih dalam tahap embrio. Sel ini terbentuk ketika embrio dalam tahap blastosis pada kurang lebih 3-5 hari. iPSCs didapat dari sel dewasa yang diprogram ulang sehingga dalam keadaan ESCs. iPSCs sangat mirip dengan ESCs, walau masih ditemukan beberapa perbedaan di antara 2 sel tersebut. PSCs bersifat pluripoten artinya PSCs memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi sel tubuh apapun yang berasal dari 3 lapisan embrional (ektoderm, endoderm, mesoderm). Karena itu, walaupun sel ginjal mamalia dewasa tidak dapat membentuk nefron baru, PSCs dapat melakukan pembentukan nefron. Salah satu contoh yang meyakinkan adalah tikus yang diklon, dimana seluruh jaringan maupun organ ginjal berasal dari kultur PSCs. Penelitian terhadap tikus tersebut menunjukkan bahwa iPSCs yang didapat dari tikus itu sendiri bisa memproduksi jaringan atau organ yang tidak akan ditolak oleh sistem imun tikus itu. Penelitian lainnya yang menggunakan ESCs tikus menunjukkan bahwa ESCs tikus dapat melakukan pembentukan tubulus ginjal dan glomerulus pada tikus.
Selain penelitian dengan menggunakan PSCs tikus, penelitian dengan menggunakan PSCs manusia juga banyak dilakukan. Salah satu studi menunjukkan bahwa dengan melakukan diferensiasi ESCs manusia, sel mirip tubulus proximal manusia dapat dihasilkan. Sel tersebut memiliki gen yang mirip dan berfungsi seperti sel tubulus proximal manusia. Studi lain menunjukkan keberhasilan memproduksi organoid ginjal dari PSCs manusia. Organoid ginjal tersebut memiliki nefron yang bersegmen dan dapat berfungsi mirip dengan ginjal.
Berdasarkan studi-studi yang telah dilakukan, teknologi jaman sekarang memang telah mampu membentuk jaringan atau organ ginjal dari sel punca. Namun, apakah jaringan atau organ tersebut dapat menggantikan jaringan atau organ ginjal yang mengalami kerusakan?
Sel punca pluripoten atau PluripotentStem Cells memang bersifat pluripoten. Sifat pluripoten menyebabkan sel punca memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi sel tubuh apapun yang berasal dari 3 lapisan embrional (ektoderm, endoderm, mesoderm). Lapisan embrional adalah lapisan-lapisan yang terbentuk saat proses embrio dan menjadi bakal dari organ-organ yang dimiliki suatu individu. Ginjal sendiri berasal dari lapisan embrional mesoderm intermediet, berarti ginjal sendiri dapat diproduksi dari sel punca pluripoten. Proses pembentukan ginjal dimulai dari mesoderm intermediet yang membentuk pronefros yang merupakan bakal ginjal. Pronefros sendiri belum memiliki fungsi eksresi pada embrio. Pronefros akan berkembang menjadi mesonefros. Mesonefros memiliki saluran yang disebut tubulus mesonefros. Mesonefros kemudian berkembang menjadi metanefros. Pada metanefros, tubulus mesonefros berdiferensiasi membentuk ureter atau saluran yang menyalurkan urine produk ginjal menuju kandung kemih. Selain ureter, mulai muncul juga sel-sel glomerulus. Struktur-struktur tersebut belum matang dan akan dimatangkan lebih lanjut setelah kelahiran. Dengan mengikuti proses terbentuknya ginjal, para ilmuwan memprogram PSCs agar dapat membentuk organ maupun jaringan dalam ginjal. Organ maupun jaringan yang dibuat dari PSCs inilah yang ingin ditransplantasikan kepada pasien. Namun, masalah organ atau jaringan yang dibuat dari PSCs bisa ditransplantasikan atau menyembuhkan penyakit ginjal kronis dan menghasilkan efek yang lebih menguntungkan masih dalam perdebatan. Saya sebagai penulis setuju terhadap pandangan bahwa organ atau jaringan yang dibuat dari PSCs masih perlu dikembangkan lebih lanjut lagi sebelum diberikan pada pasien karena beberapa alasan.
Pertama-tama, muncul pertanyaan apakah sistem imun pasien akan menerima organ atau jaringan hasil kultur sel punca atau bahkan sistem imun pasien akan menolak organ atau jaringan tersebut. Sistem imun pasien diperkirakan akan menerima organ atau jaringan hasil kultur sel punca, karena sel punca diambil dari sel-sel pasien itu sendiri, sehingga kemungkinan penolakan bertambah kecil. Hal ini tentu sungguh membahagiakan, karena teknik-teknik transplantasi ginjal konvensional biasa lebih mengkhawatirkan terjadinya penolakan pada sistem imun pasien. Jika terjadi penolakan, tentu saja ginjal hasil transplantasi tidak dapat berfungsi dengan baik atau bisa dianggap benda asing dan diserang oleh sistem imun pasien. Ditambah lagi, transplantasi ginjal konvensional membutuhkan biaya yang besar. Selain itu, sulit untuk mencari ginjal donor yang sesuai dan menyimpan organ tranplan sebelum operasi.
Kedua, sel punca yang bersifat pluripoten dapat menjadi pisau bermata dua. PSCs memiliki daya proliferasi atau daya membelah sel untuk bertambah banyak yang tinggi. Daya proliferasi sel yang tinggi menyebabkan sel membelah tak terkendali. Hal ini dapat memicu berkembangnya sel yang tidak diinginkan atau munculnya tumor. Sel-sel itu menyebabkan sel punca yang diinginkan supaya menyembuhkan penyakit, berakibat menambah penyakit pada pasien. Maka, setelah melakukan transplantasi organ atau jaringan hasil kultur sel punca, harus ada pengawasan lebih lanjut tentang muncul tidaknya sel-sel yang tidak diinginkan itu.
Ketiga, kelemahan lain dari transplantasi organ atau jaringan dari sel punca pluripoten adalah adanya batas usia. Karena sel punca pluripoten didapatkan dari diri sendiri, ada batasan umur atas agar tidak terjadi komplikasi. Batasan umur tersebut adalah kurang lebih 60 tahun. Sedangkan batas umur bawah agar seseorang dapat melakukan terapi sel punca adalah 18 tahun.
Keempat, selain kelemahan-kelemahan tersebut, sel punca pluripoten memiliki keuntungan juga. Organ atau jaringan ginjal dari sel punca pluripoten bersifat fleksibel, karena dapat dibentuk dalam media kimia di luar tubuh. Setelah selesai dibentuk, organ atau jaringan tersebut dapat ditransplantasikan ke ginjal pada tubuh. Berbeda dengan teknik transplantasi ginjal konvensional yang harus mencari ginjal donor yang relatif sulit untuk dicari. Hal tersebut menyebabkan teknik transplantasi ginjal konvensional tidak fleksibel. Walaupun demikian, proses pengembangan organ atau jaringan ginjal dari sel punca pluripoten harus steril agar tidak terdapat pertumbuhan sel-sel lain atau infeksi dari bakteri dan virus. Karena, hal-hal tersebut dapat menyebabkan organ atau jaringan ginjal dari sel punca pluripotent yang diinginkan untuk menyembuhkan pasien memperparah keadaan pasien.
Dari uraian yang telah saya jabarkan, saya dapat menyimpulkan beberapa poin penting. Pertama, teknologi untuk membuat organ atau jaringan ginjal dari sel punca pluripoten sudah ditemukan dan masih diteliti lebih lanjut oleh para ilmuwan. Selama ini, keberhasilan percobaan untuk mentransplantasikan organ hanya pada tikus dan belum masuk tahap manusia. Kedua, sel punca pluripoten dapat membentuk organ atau jaringan ginjal karena sifat pluripoten yaitu kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi sel tubuh apapun yang berasal dari 3 lapisan embrional, yaitu ektoderm, endoderm, mesoderm. Ginjal sendiri berasal dari lapisan mesoderm, maka secara logis ginjal dapat dibentuk dari sel punca pluripoten. Sifat pluripoten tidak hanya memiliki dampak positif tetapi juga dampak negatif, seperti pembelahan sel yang tidak terkendali menyebabkan tumbuhnya tumor yang tidak diinginkan. Maka, untuk mencegah hal itu, pengawasan pasca transplantasi sangat diperlukan. Ketiga, sistem imun pasien akan secara otomatis menerima kehadiran organ atau jaringan ginjal dari sel punca pluripoten, karena sel punca pluripoten diambil dari sel-sel pasien sendiri, sehingga risiko penolakan sangat kecil. Berbeda dengan transplantasi konvensional dimana masih besar kemungkinan bagi sistem imun pasien untuk menolak organ transplan. Selain itu, organ yang dipakai untuk transplantasi sistem konvensional sangat mahal, susah dicari, dan sulit penyimpanannya. Ketiga, ada batasan umur agar seseorang dapat melakukan transplantasi organ atau jaringan dari sel punca pluripoten. Batasan umur tersebut dimaksudkan agar tidak terjadi komplikasi saat terapi. Keempat, organ atau jaringan ginjal dari sel punca pluripoten bersifat fleksibel, karena organ atau jaringan dari sel punca pluripoten dapat dibuat pada media kimia. Berbeda dengan tranplantasi ginjal konvensional yang membutuhkan ginjal donor yang sulit dicari, sehingga membuatnya tidak fleksibel. Dilihat dari kontroversi-konteroversi tersebut, saya mendukung penggunaan sel punca pluripoten untuk transplantasi organ atau jaringan pada ginjal. Walaupun penggunaan sel punca pluripoten sebaiknya dikurangi dampak negatifnya terlebih dahulu sebelum dilakukan secara luas dan dijadikan dasar pengobatan penyakit ginjal kronis.
Sumber
- http://www.eurostemcell.org/kidney-disease-how-could-stem-cells-help
- Diakses tanggal: 6 Oktober 2017
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3980673/
- Diakses tanggal: 6 Oktober 2017
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5113819/
- Diakses tanggal: 13 Oktober 2017
- https://www.advancells.com/stem-cell-treatment-kidney-disease.php
- Diakses tanggal: 13 Oktober 2017
- https://stemcellres.biomedcentral.com/articles/10.1186/scrt472
- Diakses tanggal: 13 Oktober 2017
- Grskovic M, lavaherian A, Strulovici B, Daley GQ. Induced pluripotent stem cells–opportunities for disease modelling and drug discovery. Nat Rev Drug Discov. 2011;10:915–929. [PubMed]
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4893322/
- Diakses tanggal: 22 Oktober 2017
- http://www.closerlookatstemcells.org/learn-about-stem-cells/types-of-stem-cells
- Diakses tanggal: 22 Oktober 2017
- https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/bone-marrow-transplant/in-depth/stem-cells/art-20048117
- Diakses tanggal: 22 Oktober 2017
