selpunca STROKE
stroke sulit disembuhkan dengan obat obatan walaupun dengan berbagai
cara pencegahan sebab Sel-sel neuron yang .rusak tidak mampu pulih dengan sendirinya, pada tahun 2008 Steinberg dari Universitas Stanford melakukan penelitian dengan memakai sel punca embrional untuk mengobati tikus yang terkena stroke, Dengan diberikan terapi sel punca neural, sel-sel neuron yang rusak pada tikus akibat stroke dapat tergantikan dengan sel neuron baru oleh karena sel punca merupakan sel yang belum dewasa dan mampu berdiferensisasi menjadi berbagai jenis sel sesuai
dengan letak sel tersebut di dalam tubuh, Kultur sel punca mampu menghasilkan sel sel neuron baru yang kemudian dapat menumbuhkan aksonnya menuju lokasi yang tepat di otak, Sel punca adalah sel yang belum berdiferensiasi, namun dapat berproliferasi memperbanyak diri dan
berdiferensiasi menjadi lebih dari satu jenis .sel (pluripoten atau multipoten),
SEL PUNCA DEWASA
Sel punca dewasa mempunyai sifat yaitu sel punca dewasa mampu berdiferensiasi menjadi jenis sel dewasa dengan karakteristik morfologik dan fungsi tertentu dan sel sel ini mampu membuat salinan sel yang identik dengan dirinya sendiri untuk waktu yang lama, Sel punca dewasa harus berpotensi klonogenik mampu menghasilkan turunan sel yang identik secara genetik, yang kemudian berkembang menjadi semua sel yang tepat sesuai dengan jaringan di tempat sel tersebut berada,Sel punca dewasa yaitu sel-sel yang terdapat di semua organ tubuh terutama sumsum tulang, dapat melakukan regenerasi untuk mengatasi dan memperbaiki berbagai kerusakan jaringan yang dapat berakibat nekrosis sel, Sel punca dewasa dapat diambil dari darah perifer ,tali pusat (umbilical cord blood stem cells), fetus (fetal stem cells), sum-sum tulang (bonemarrow stem cells),
Meskipun dapat berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel, sel punca dewasa berkurang kemampuan diferensiasinya, seperti gastrointestinal crypt cells di sistem pencernaan, oval cells di dalam hati, pneumocytes tipe II di dalam paru-paru, subset sel punca di dalam epitel kulit, subset sel punca di dalam kornea, subset sel punca di dalam retina, subset sel punca di dalam pankreas,subset sel punca di dalam pembuluh darah, subset sel punca di dalam otot rangka, subset sel punca di dalam sum-sum tulang, subset sel punca di dalam darah tepi, subset sel punca di dalam otak, subset sel punca di dalam korda spinalis, subset sel punca di dalam pulpa gigi,
SEL PUNCA EMBRIO
sel punca embrio atau Sel punca embrional yaitu bahwa setiap pasien di mulai dari proses fertilisasi antara spermatozoa dan oosit di ampula tuba Falopi, yang kemudian menghasilkan sebuah sel yaitu. zigot, Pada zigot, materi genetik yang tersimpan di dalamnya merupakan kesatuan dari oosit dan spermatozoa ,Sel zigot segera aktif membelah dan menghasilkan sel-sel
blastomer dalam jumlah banyak , pada hari ke-3 sampai ke-4 sesudah
fertilisasi, blastomer yang terbentuk sudah berjumlah delapan sel, sesudah mencapai tahapan ini, embrio akan mengalami kompaksi (morula) yang
ditandai oleh adanya ikatan antar blastomer , seiring waktu sel-sel di dalam embrio juga akan terus membelah hingga berjumlah 32 sel. kemudian natrium dipompakan dari dalam ke luar sel, yang mengakibatkan keseimbangan di dalam zona pelusida berubah sehingga air dapat masuk ke dalamnya, ini terus berlangsung hingga terbentuk rongga blastokel, embrio sudah mencapai tahap blastosis, Sel-sel dalam tahapan ini sudah kehilangan sifat totipotensi pluripoten, karena sudah terjadi diferensiasi yang pertama kali, yaitu
perubahan blastomer menjadi inner cell mass (massa sel dalam) dan sel trofoblas. Inner cell mass yaitu sel-sel punca embrio yang nantinya akan berdiferensiasi membentuk seluruh jenis sel tubuh, sedangkan sel trofoblas bertanggung jawab pada proses pembentukan plasenta,
STROKE
Jenis stroke yang sering terjadi yaitu stroke iskemia yaitu terhambatnya peredaran darah arterial ke/dalam otak secara sementara selama terjadinya stroke dinamakan cedera serebrovaskuar, pada iskemia, sel-sel neuron kekurangan pasokan glukosa ,darah dan pasokan oksigen , akibat adanya penggumpalan darah ,
Iskemia mengakibatkan edema jaringan otak yang meningkatkan tekanan dalam otak berpeluang untuk terjadinya stroke lagi, Iskemia dan perdarahan juga mengganggu kerja pompa ion Na+, K + sehingga terjadi .penumpukan ion Na+ di dalam sel-sel neuron. Edema dan kelebihan ion Na+ akan .memicu sel-sel neuron untuk melepaskan neurotransmiter glutamat yang kemudian secara berlebihan menstimulasi sel-sel neuron , Ion Na+ dan ion-ion lainnya masuk ke dalam sel-sel neuron dalam jumlah berlebihan, melampaui kemampuan pompa
ion Na+, K +, untuk mengeluarkan ion-ion tersebut kembali, Ion positif berlebihan akan menghalangi metabolisme dalam mitokondria, kemudian mematikan sel sel neuron. sesudah terjadi kematian sel-sel neuron, sel-sel glia berproliferasi dan menyingkirkan sel-sel neuron yang mati ,stroke hemoragik yaitu perdarahan akibat pecahnya pembuluh arterial di dalam otak, pada hemoragik terjadi perdarahan sehingga selsel neuron dibanjiri oleh kelebihan oksigen, kalsium,
APLIKASI SEL PUNCA DALAM PENGOBATAN STROKE
peneliti melakukan perawatan prahipoksia tikus dengan NPC yang berasal
dari sel punca embrionik selama 12 jam sebelum transplantasi. Ternyata sel-sel
tersebut dapat bertahan hidup dan saat ditransplantasikan ke otak tikus yang
iskemik dapat berdiferensiasi menjadi selsel neuron untuk pemulihan neuron
sensorik, memakai NPC yanh berasal dari kera kemudian sel-sel ini ditransplantasikan ke korpus striatum tikus yang iskemik pada 24 jam
sesudah reperfusi. Ternyata sel-sel ini bermigrasi ke area sekitar lesi iskemik
dan berdiferensiasi menjadi berbagai jenis .sel neuron dan sel glia, kemudian sesudah transplantasi, sel-sel graft dilabel dengan fluorogold stereotaxically dan disuntikkan ke talamus anterior dan substansia nigra, Bila di bandingkan pada hari ke 14, sel-sel itu menandakan konektivitas ke sel-sel otak residen,
Secara in vitro, sel punca dewasa dapat berproliferasi dengan pemberian berbagai faktor pertumbuhan, yaitu faktor penghambat leukemia,epidermal
growth factor (EGF) dan fibroblast growth factor (FGF),
Molekul-molekul ini berpotensi memperbaiki teknik terapi sel punca,
Terapi sel punca pada stroke dikategorikan sebagai jenis endogen dan
eksogen,Terapi sel punca transplantasi sel punca dewasa yang berasal dari jaringan adiposa, jaringan otak, jaringan sumsum tulang dan jaringan tali pusat,
terapi sel punca pada gangguan neurologik yaitu menggantikan, memperbaiki,
ataupun meningkatkan fungsi biologik dari sel-sel neuron yang rusak untuk memulihkan fungsi otak. sirkuit neuron fungsional dapat dipulihkan melalui penggantian neuron yang rusak,
sel-sel neuron baru dapat dihasilkan dari transplantasi sel punca,
Otak dewasa dapat menghasilkan sel-sel neuron baru sebagai respon terhadap
kerusakan sel,
terapi sel punca endogen yaitu memanfaatkan populasi sel punca dewasa yang berada di sistem saraf, Pada tipe eksogen, sel punca dewasa atau sel prekursor diberikan melalui injeksi lokal atau sistemik sesudah melalui proses pemurnian, sel punca dewasa yang didapat dari sum-sum tulang dan darah tali pusat, Terapi sel punca neural eksogen digunakan untuk merekonstruksi sirkuit neuron yang rusak, Sel-sel ini akan memberikan efek neuroprotektif dengan mengeluarkan faktor neurotropik yang mempertahankan kelangsungan hidup sel neuron, baik secara .intrinsik atau sesudah pemberian transgenik terapeutik, Sel punca multipoten dapat diisolasi dari sistem saraf pusat tikus dewasa dan dikultur in vitro atau pada jaringan otak pasien dewasa,
bahwa beberapa jenis sel yang di injeksikan ke otak sesudah stroke
dapat mengubah sel donor menjadi sel otak, ketika diinjeksikan pada otak tikus yang iskemik, sel progenitor neural pasien akan bermigrasi ke daerah infark dan mengekspresikan neuroblas dan penanda neuronal imatur, seperti beta-tubulin dan doublecortin , ini mengecilkan ukuran infark, Pemberian sel punca non-neural dapat membantu terapi sel punca neural, transplantasi sel
punca pada otak tikus pasca iskemi menginduksi pemulihan fungsional, Manfaat pemberian sel punca non-neural antara lain memberikan efek tropik memberikan efek neuroproteksi,memodulasi peradangan; menunjang remielinisasi, plastisitas aksonal,angiogenesis dan neurogenesis,
Sel punca embrionik berpotensi untuk berproliferasi secara in vitro dan berdiferensiasi dalam tubuh pasien dewasa , sel punca embrionik
sebagai sel-sel induk untuk transplantasi oleh karena bersifat pluripoten,
Penelitian yang memakai sel punca embrionik yang belum berdiferensiasi mengemukakan bahwa sel-sel tersebut dapat membentuk teratoma saat ditransplantasikan ke dalam otak, Penggunaan neural progenitor cell (NPC) yang dihasilkan dari sel punca embrionik tikus dapat berdiferensiasi menjadi sel-sel neuron dan glia (termasuk oligodendroglia) secara in vitro. Oleh sebab itu, untuk menghindari terjadinya pembentukan teratoma, sel punca embrionik didiferensiasikan dahulu sebelum dilakukan transplantasi, NPC yang
diturunkan dari sel punca embrionik ditransplantasikan di otak tikus yang
mengalami iskemi sesudah reperfusi yaitu ke dalam area iskemik dan menempati 27% luas belahan otak iskemik ternyata mengekspresikan saraf penanda dewasa seperti β-III tubulin 4 minggu sesudah transplantasi, Selain itu banyak sel punca embrionik dicangkokan berasal dari sel punca neural dapat bertahan dalam inti area yang infark sampai 12 minggu,
mobilisasi sel progenitor dan sel punca endogen, granulocyte-colony stimulating factor (G-CSF) memicu regenerasi jaringan dan meningkatkan
harapan hidup sesudah terjadi stroke dengan cara memobilisasi sel punca sumsum tulang ke darah tepi, Pada pasien ukuran infark sangat mengecil
dan terjadi pemulihan fungsi neurologik, ini menandakan bahwa sel punca dari sumsum tulang yang termobilisasi berperan meregenerasi jaringan sesudah iskemia serebral lokal, bahwa otak yang cedera mempunyai kemampuan memperbaiki diri sendiri dan chemokine dapat menarik sel progenitor ke bagian otak yang .mengalami infark, efektivitas sel prekursor sumsum tulang untuk dipakai pada terapi stroke iskemik, Sel punca sumsum tulang menghasilkan banyak jenis sel dan jaringan, termasuk sel-sel neuron,
hepatosit, glia, tulang rawan, jaringan adiposa, otot,
Transplantasi sel-sel punca untuk stroke memerlukan injeksi banyak jenis sel,
jika infark terjadi di striatum,talamus atau hipokampus, maka akan mengikutsertakan berbagai populasi sel-sel neuron heterogen, Untuk menentukan jenis lesi stroke yang dapat diperbaiki dengan transplantasi sel
punca, peneliti melakukan injeksi sel-sel punca intrastriatal langsung ke pusat infark, meskipun hasilnya belum jelas, daerah penumbra mungkin merupakan lokasi paling tepat untuk menginjeksi sel punca.Saat melakukan trasnplantasi sel punca pada stroke, tentang saat yang tepat untuk memulai transplantasi sel punca belum ada kesepakatan, tentang iskemik pada stroke merupakan proses progresif dan kematian sel-sel neuron masih dapat terus berlangsung sampai beberapa minggu sesudah stroke. Penundaan transplantasi
berisiko terjadinya jaringan ikat, yang akan mempengaruhi keberhasilan terapi sel, Saat terbaik untuk melakukan transplantasi tergantung pada kemajuan pemulihan sesudah stroke, namun hasil akhir stroke berbeda-beda pada setiap pasien,
bahwa injeksi langsung sel punca sum sum tulang pada penumbra infark saat infark serebral atau mobilisasi sel punca ini sesudah infark serebral menghasilkan regenerasi sel-sel neuron dengan peningkatan fungsi otak, Jumlah sel punca sumsum tulang untuk bertransdiferensiasi menjadi
sel-sel neuron sangat kecil, memicu munculnya sel-sel tetraploidi yang terdiri dari sel punca dan sel neuron yang telah ada sebelumnya,
sel-sel punca sum-sum tulang autologus diinjeksi secara intravena untuk terapi stroke, pada pasien dengan infark serebral berat, pemberian infus sel punca autologus menjadi terapi terbaik,
penelitian pada tikus, sel darah tali pusat pasien dimasukkan melalui vena ekor tikus yang mengalami stroke. Percobaan in vitro ini menandakan sel darah tali pusat pasien berdiferensiasi menjadi sel neuron dengan pemberian asam retinoat. Sel-sel ini bermigrasi ke lokasi stroke dan berdiferensiasi
menjadi sel glia dan sel neuron , Pemberian melalui vena mungkin merupakan cara yang efektif untuk menangani stroke, Sel darah tali pusat meningkatkan kadar faktor tropik di otak yang berkorelasi positif dengan pengecilan ukuran infark dan perbaikan fungsi otak,
SEL PUNCA MESENKIMAL
Sel punca adalah sel yang tidak dan belum terspesialisasi dan berpotensi untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel yang menonjol yang membentuk berbagai jaringan tubuh,
sel punca dan rekayasa jaringan (tissue engineering) merupakan salah satu penelitan yang berkaitan dengan pengobatan sel dan pengobatan regeneratif,
sel punca mempunyai 2 ciri yaitu kemampuan untuk memperbaharui atau meregenerasi dirinya sendiri (self renew/self regenerate) dan kemampuan untuk berdifferensiasi menjadi sel lain ,kemampuan untuk berdifferensiasi memungkinkan sel punca berkembang menjadi berbagai sel lain misalnya sel otot ,sel saraf dan lain-lainnya, proses differensiasi sel punca menjadi sel lain dipengaruhi faktor eksternal seperti faktor lingkungan sekitar seperti faktor tumbuh nutrisi, oksigen dan faktor internal seperti genetik,
kemampuan untuk meregenerasi atau memperbaharui dirinya sendiri memungkinkan sel punca membuat salinan dirinya sendiri melalui pembelahan sel,kemampuan memperbanyak diri dapat dilakukan berulang kali
bahkan diduga tidak terbatas dan dapat dipertahankan dalam waktu lama.
berdasarkan kemampuannya untuk berdifferensiasi sel punca dibedakan menjadi ,antaralain :
1, multipotent yaitu sel punca yang mampu berdiferensiasi
menjadi berbagai sel pada satu lapis embrionik,
2. unipotent merupakan sel yang hanya dapat menghasilkan satu jenis sel tertentu. berbeda dengan non-stem cell, stem cell unipoten
mempunyai sifat dapat memperbaharui atau meregenerasi diri (self-regenerate/self-renew).
3.totipotent yaitu sel punca yang mampu berdifferensiasi menjadi berbagai jenis sel baik sel intraembrionik maupun sel ekstraembrionik termasuk tali pusat dan plasenta ,
4. pluripotent yaitu sel punca yang mampu berdifferensiasi menjadi berbagai sel intraembrionik namun tidak mampu berdifferensiasi menjadi sel ekstraembrionik seperti tali pusat, dan plasenta , sel punca
ini mampu berdiferensiasi menjadi sel yang membentuk tiga lapisan embrionik (endoderm,ektoderm, mesoderm )
berdasarkan sumber didapatkannya sel punca dibagi menjadi 4 golongan ,antaralain :
1.. sel punca pluripotent yang diinduksi (induced pluripotent stem cells / IPSC).
2.. sel punca embrio (embryonic stem cell) ,
3.. sel punca dewasa (adult stem cell) ,
4..sel punca fetus fetal stem ,
sel punca embrio merupakan sel induk yang diperoleh dari massa sel dalam (inner cell mass) blastosit, blastosit adalah embrio yang terdiri atas 50 sampai 150 sel yang terbentuk selama masa embrio, sel punca embrionik ini mempunyai sifat pluripotent yang dapat berkembang menjadi sel yang
berasal dari 3 lapis germinal (ektoderm mesoderm dan endoderm), sel punca dewasa merupakan sel punca yang ditemukan di antara sel-sel lain yang telah berdifferensiasi, sel punca ini diduga berperan dalam menjaga homeostasis (keseimbangan) jaringan. sel punca dewasa mempunyai sifat plastis yang berarti selain berdifferensiasi menjadi sel jaringan lain juga berdifferensiasi menjadi sel yang sesuai dengan jaringan asalnya ,
sel punca fetal adalah sel punca yang ada pada organ-organ fetus
(janin) sel punca fetal ini juga bersifat pluripotent yang dapat berkembang menjadi endoderm,ektoderm dan mesoderm ,
induced pluripotent stem cells (IPSc) merupakan sel punca pluripotent yang didapat dari sel yang sudah matur yang di program ulang sehingga bersifat
seperti sel punca embrionik,
sel punca dewasa dibedakan menjadi 2 jenis yaitu sel punca mesenkimal (mesenchymal stem cells) dan sel punca hematopoetik (hematopoetic stem cells)
sel punca hematopoetik adalah sel punca pembentuk darah yang mampu membentuk keping darah yang sehat,sel darah merah dan sel darah putih ,
sel punca jenis hematopoetik ini berasal dari darah tali pusat,sumsum tulang, darah tepi , sel punca mesenkimal adalah sel punca multipotensi yang dapat berdifferensiasi menjadi tendon, lemak sel tulang otot ligamen dan mungkin bahwa sel punca mesenkimal bersifat pluripotensi sehingga tidak hanya dapat berubah menjadi endodermal, jaringan mesodermal dan ektoderm ,
sel punca jenis ini dapat ditemukan pada jaringan adiposa ,darah tali pusat,stroma sumsum tulang,
Kemampuan Differensiasi Sel Punca Mesenkimal
sel punca mesenkimal dapat berdifferensiasi menjadi sel sel yang merupakan turunan endoderm dan ektoderm , sel punca mesenkimal pasien yang berasal dari sumsum tulang dan jaringan lemak mampu berdifferensiasi menjadi sel-sel hati pada media kultur yang ditambahkan faktor tumbuh, sel punca mesenkimal yang berasal dari sumsum tulang tikus mampu berdifferensiasi menjadi sel punca saraf, sel punca mesenkimal yang berasal dari sumsum tulang tikus dan mencit mampu berdifferensiasi menjadi hepatosit.
Sel punca mempunyai kemampuan untuk berdifferensiasi menjadi berbagai sel yang merupakan turunan mesoderm. Sel punca mesenkimal pasien dapat berdifferensiasi menjadi kardiomiosit dengan bantuan hormon dan faktor tumbuh. Proses differensiasi sel punca mesenkimal menjadi sel-sel tulang rawan tulang dan lemak memerlukan molekul Cbfa-1 and
Peroxisome Proliferator-Activated Receptors (PPARy2). proses differensiasi sel punca mesenkimal untuk menjadi sel-sel tulang diperlukan osteocalcin, kolagen tipe-1,alkalin fosfat dan osteopontin , untuk menjadi sel sel tulang rawan diperlukan kolagen tipe2 dan 9 juga untuk menjadi sel-sel lemak (adiposit) diperlukan lipoprotein lipase dan adipsin4 leptin ,
lingkungan mikro /niche dari sel punca mesenkimal adalah faktorfaktor lingkungan yang terdapat di area sekitar sel punca itu . faktorfaktor itu
sangat penting untuk memelihara dan meregulasi keberlangsungan hidup, proliferasi dan differensiasi sel, lingkungan mikro ini masih belum diketahui . sel punca mesenkimal membentuk niche yang khas melalui kerjasama dengan selsel lainnya,
Sel Punca Mesenkimal(Mesenchymal Stem Cells)
pertama kali tahun 1980 friedenstein dan petrakova menemukan sel punca mesenkimal yang didapat dari sumsum tulang,
sel punca mesenkimal yaitu sel punca berbentuk spindel melekat pada plastik dan bersifat multipotent yang dapat berdifferensiasi menjadi lemak, sel tulang dan tulang rawan. sel punca multipotent ini ada di seluruh organ tubuh terutama di daerah perivaskular dan terbanyak ada pada darah tali pusat,stroma sumsum tulang dan jaringan adiposa ,
sel punca mesenkimal mempunyai banyak nama lain seperti pada tabel 1,
Sifat Sel Punca Mesenkimal
sifat yang khusus dari sel punca jenis mesenkimal ini adalah tidak adanya penanda sel punca hematopoetik (hematopoetic stem cells). sel punca mesenkimal mempunyai kemampuan untuk melekat pada wadah kultur dan mampu berproliferasi secara invitro pada medium kultur di laboratorium.,sel punca mesenkimal mampu berdifferensiasi menjadi sel kondrogenik,sel osteogenik,sel adipogenik, sel miogenik dan sel kardiomiogenik,
Sel punca mesenkimal pasien adalah sel punca yang memenuhi 3 syarat menurut International Society for Cellular Therapy (ISCT) ,antaralain:
1 Sel punca mesenkimal harus dapat berdifferensiasi menjadi tulang (Osteogenik) , sel-sel lemak (adipogenik) dan tulang rawan (Kondrogenik) secara invitro,
2. Pada kondisi kultur yang normal, sel punca mesenkimal harus melekat ke dasar wadah kultur plastik,
3. Sel punca mesenkimal harus mengekspresikan marker permukaan (Cluster of Differentiation) CD 73, CD 90 dan CD 105 dan harus tidak mempunyai indikator hematopoetik khususnya CD45, CD34 dan indikator lain seperti CD14 atau CD11beta, CD79 alpha atau CD19 dan HLA-DR.
sifat sel punca mesenkimal ini masih belum diketahui terutama yang menyangkut protein permukaan yang ada pada permukaan sel, misalnya ketidak sesuaian keberadaan CD 166,CD29, CD44 . Sel punca mesenkimal yang berasal dari jaringan adiposa menunjukkan adanya ekspresi CD 54 dan CD 34 pada permukaannya,
Tabel 1. nama nama sel punca mesenkimal
Marrow Stromal Cells :
Bone marrow adhesion cells which include fibroblast-quasi cells,
endothelial cells and colonies of monocyte/macrophages.
BMSSCs and/or SPCs :
Non-hematopoietic cells with mesenchymal origin which is similar to
fibroblast cells morphologically.
RS-2،RS-1 RS – 1:
thin-shaped spindle cell, RS-2: relatively thin spindle cells
mMSCs mMSCs:
wider spindle cells
MAPCs :
Progenitor cells derived from cultured bone marrow
CFU :
Colony Forming Unit –Fibroblast BMSSC : Bone Marrow Stromal Stem Cells
SPCs :
Stromal Progenitor Cells RS : Recycling Stem Cell
MAPC : .
Multipotent Adult ProgenitorCcells
Precursor of non-hematopoietic tissue :
Bone marrow adhesion cells: including fibroblast-quasi cells,
endothelial cells and monocyte and macrophages cells.
CFU :
Colonies of fibroblast cells in the presence of monocyte and
macrophages cells
MSCs Cells :
which are identified with the property of their adhesiveness to
the solid surfaces
FOTO Kultur sel punca mesenkimal pasien memperlihatkan sel berbentuk spindel seperti fibroblas
(gambar atas). Di bawah kondisi yang sesuai sel-sel tersebut akan berdifferensiasi menjadi sel
lemak yang ditandai oleh globul lemak, differensiasi kondrogenik yang diperlihatkan dengan pulasan
untuk kolagen tipe-2 atau differensiasi osteogenik seperti diperlihatkan dengan kalsium.
