www.gorengx.blogspot.com
.....
www.berasx.blogspot.com
......
Selasa, 05 April 2022
selpunca 3
April 05, 2022
selpunca 3
FOTO PENUNJUK HSC
HSC mengekspresikan penunjuk CD34+, CD133+, Thy1+, tetapi tidak mengekspresikan penunjuk CD38-, CD33-. HSC memiliki kemampuan aktif berdiferensiasi membentuk seluruh elemen darah, disamping
mempembahari diri.
penunjuk komplit molekul HSC
Secara sistematik penunjuk komplit HSC dibagi menjadi 4 macam, yaitu:
--SCF
penunjuk ini berfungsi sebagai aktivitas proliferasi dan
diferensiasi
--CD34+/CD38-/c-Mpl+
penunjuk ini berfungsi sebagai penanda fisik seluler
--Trombopoietin (TPO)
penunjuk ini berfungsi sebagai aktivitas pembaruan diri,
--TGF-β
penunjuk ini berfungsi sebagai siklus sel dorman.
penunjuk komplit sitas molekuler HSC dijelaskan di bawah ini.
FOTO PENUNJUK KOMPLIT SITAS MOLEKULER HSC
HSC mengekspresikan CD34+/ CD38-/ c-Mpl+ sebagai penunjuk konvensional, TPO sebagai penunjuk pembaruan diri, SCF sebagai penunjuk proliferasi dan diferensiasi dan TGF-β sebagai penunjuk yang
berfungsi sebagai siklus sel dorman. penunjuk molekuler HSC yang berperan kuat adalah SCF dan
TPO. Kedua protein penunjuk ini berfungsi sebagai regulator sitokin. detailnya SCF berperan dalam promosi dan diferensiasi sel progenitor hematopoietik, sedang TPO berperan dalam pembaruan diri. Sisi lain sitokin TPO dan reseptornya yaitu c-Mpl berperan dalam hematopoiesis awal HSC, sehingga sel dengan
penunjuk CD34+/CD38-/c-Mpl+ memiliki aktifitas engraftment HSC yang jauh lebih baik. Sinyal yang berasal dari angiopoietin-1 melalui Tie2 mengatur dormansi HSC dengan cara mempromosikan adhesi
HSC ke osteoblas sumsum tulang dan mempertahankan aktivitas repopulasi jangka panjang.
Fisiologis dinamis hematopoiesis.
Aktivitas HSC in-vivo dapat disifat eistik melalui tingkahlaku proliferasi. HSC memiliki laju pembelahan yang lebih lambat dibandingkan sel progitor turunan. Laju pembelahan HSC yang lambat dalam melewati siklus sel, dapat dinilai melalui status G0 atau
status quiescence. Status G0 terkait dengan status sel yang keluar dari siklus sel (menjadi dorman), tetapi masih reversibel. Keadaan ini dapat dibedakan dengan status sel yang tertahan pada tahap G1 secara
ireversibel yang dinamakan senescence.peran sel punca, termasuk HSC didukung pada analisis
jaringan dengan tingkat pergantian sel tinggi, seperti sel usus dan folikel rambut. Jaringan ini memiliki sel punca dengan tingkat proliferasi tinggi. ini menandakan bahwa HSC mengandung kompartemen aktif yang dapat mengarahkan prosedur hematopoesis menuju keadaan stabil dan kompartemen dorman yang berperan sebagai cadangan dalam mempertahankan status pembaruan diri sel punca jangka panjang. meski begitu status dorman HSC dapat menanggapi terhadap stres. Aktivitas proliferasi HSC tidak sama persis dengan aktivitas pembelahan asimetris yang mengharuskan
bahwa aktivasi HSC berkorelasi dengan diferensiasi. Pembelahan HSC berwujud aktivitas pembaruan diri dalam rangka pergantian HSC yang hilang akibat diferensiasi (saat terjadi cidera jaringan). Gambar 109. HSC sumsum tulang. Jaringan rusak mengeluarkan molekul sinyal cidera yang menandakan akan kebutuhan reparasi dan regenerasi jaringan tinggi.
Sinyal injuri memicu HSC senescence kompartemen dorman aktif sehingga membelah secara simetris untuk merestorasi HSC kompartemen aktif yang sudah terlebih dahulu membelah secara asimetris untuk memenuhi kebutuhan regenerasi jaringan yang rusak,
disamping tetapi mempertahankan sistem hematopoiesis.
Perkembangan maturasi HSC
HSC secara terus menerus melakukan proliferasi dan
diferensiasi menjadi turunan sel bentuk dewasa. Selama prosedur diferensiasi ini, turunan HSC mengalami beberapa perubahan sesuai dengan tahap tahap maturasi, mulai dengan menjadi multi-potential
progenitors (MPP), lalu progenitor yang sudah berkomitmen pada turunan tertentu (lineage-committed progenitors) hingga akhirnya mencapai maturasi menjadi sel khusus , apakah monosit,
eritrosit limfosit dan sebagainya
Hematopoiesis
Hematopoiesis prosedur produksi darah secara terus-menerus oleh HSC sepanjang siklus kehidupan bertujuan mempertahankan fungsi normalitas sistem imun dan hemostatis. Secara anatomis hemostatis terjadi terutama pada sumsum tulang, baik pada pelvis, sternum, colum vertebrae maupun tengkorak. prosedur
molekuler hematopoiesis diterangkan dibawah
FOTO HIERARKI HSC
LT-HSC : long term-hemapoietic stem cell,
ST-HSC : short-term hematopoietic stem cell
MPP : multipotential progenitor
CLP : common lymphoid progenitor
CMP : common myeloid progenitor
CFU-GEMM :colony-forming unit-granulocyte/ erythrocyte/macrophage/ megakaryocyte
BFU-E : burst-forming unit-erythroid
CFU-E : colony-forming unit-erythroid
CFU-Mk : colony-forming unit-megakaryocyte
CFU-GM : colony-forming unit-granulocyte/Macrophage
CFU-G : colony-forming unit-granulocyte
CFU-M : colony-forming unit-macrophage
Ontogeni HSC
Kemunculan dan pengkhususan HSC memerlukan integrasi faktor intrinsik dan jalur sinyal transduksi yang berbeda, mulai awal prekursor mesoderm hingga terbentuk HSC pada sumsum tulang. Beberapa jalur regulasi kemunculan HSC sudah diidentifikasi melalui
hewan coba, yaitu jalur vascular endothelial growth factor (VEGF) yang dapat merangsang diferensiasi dan migrasi sel, jalur sonic hedgehog (SHH) dan bone morphogenetic protein (BMP) yang meregulasi polarisasi dinding arterial (pengkhususan HSC) dan jalur notch untuk pembentukan dan pengkhususan HSC. Prekursor HSC pada awalnya muncul dari posterior lateral plete mesoderm (PLM) yang bermigrasi menuju regio media embrio untuk menciptakan vascular cord, yang akan menjadi bagian dorsal
dari aorta (DA). Sekali DA terbentuk maka HSC muncul dari sel endotelial hemogenik terspesialisasi, yang lalu keluar dari aorta memasuki sirkulasi darah dan lalu menyemai pada wilayah niche untuk perkembangan kemudian . prosedur dimulai dengan pelepasan molekul sinyal pro-inflamasi TNF-α dan IFN-α/γ oleh sel efektor myeloid yang dapat mendorong
kemunculan HSC melalui jalur sinyal NF-κB dan Notch. Sisi lain protein Tet2/3 juga ikut meregulasi sinyal Notch. Semua keadaan itu memicu ekspresi Gata2-b dan runx1 sel endotelial hemogenik.Molekul Cbf-β diperlukan untuk mendorong ekstravasasi
kemunculan HSC dari dalam dorsal aorta (DA) sehingga nascent HSC (HSC baru lahir) muncul. Nascent HSC lalu menyemai ke bagian caudal hematopoietic tissue (CHT) untuk menginduksi redesaining endotel sehingga membentuk mikro-niche yang terdiri atas HSC dikelilingi sel endotel berdekatan dengan sel stromal yang mengekspresikan CXCL12.
Pembentukan molekuler HSC dijelaskan dibawah ini.
FOTO PEMBENTUKAN MOLEKULER HSC
prosedur pembentukan HSC dimulai dengan pelepasan TNF-α dan IFN-α/γ mengaktivasi jalur sinyal NF-κB dan Notch. Bersama dengan protein Tet 2/3 memicu ekspresi Gata2-b dan runx1 sel endotelial
hemogenik dan bersama molekul Cbf-β mendorong kemunculan HSC sebagai nascent HSC dari dalam DA. Nascent HSC lalu menyemai ke bagian CHT membentuk mikro-niche yang terdiri atas HSC yang sel endotel dan sel stromal yang mengekspresikan
CXCL12, sehingga HSC berada pada sumsum tulang.
Regulasi dan koordinasi faktor transkripsi HSC yaitu Gata2, Scl, Runx1, Lmo2, dan C‐myb. Koordinasi faktor transkripsi HSC dengan faktor epigenetik adalah penting dalam menentukan nasib HSC. Gata2 berperan besar dalam hematopoiesis, terutama downstream sinyal Notch selama pengkhususan HSC. Gata2-a juga
berperan dalam vaskuler, sebaliknya Gata2-b diperlukan dalam pembentukan HSC.
sifat isasi HSC berdasar uji CFU
Historis uji CFU
sifat isasi HSC pada awalnya berdasar atas kemampuan HSC donor dalam meregenerasi (menyusun kembali) sistem hematopoiestik darah sumsum tulang resipien yang sudah dirusak sebelumnya dengan mengablasi memakai radiasi. ini
mengindikasikan pengembangan prinsip bahwa HSC adalah sel dalam sumsum tulang dengan kemampuan menciptakan seluruh sistem darah secara lengkap. beberapa koloni sel (klonogenik) yang sudah
diturunkan donor pada resipien dapat diidentifikasikan secara langsung pada organ limfe resipien. detailnya colony forming unit (CFU) limfe resipien memungkinkan dilakukan sifat isasi dengan mendiagnosa sel progenitor (sel yang bertanggung jawab dalam pemuihan hematopoietik). HSC menciptakan sel progenitor yang dapat membentuk beberapa turunan hematopoietik atau multipotensi disamping memperbarui diri dalam rangka
mempertahankan sifat sel induk.
penjelasan uji CFU
Colony-forming unit (CFU assay), adalah uji in-vitro untuk menilai sel progenitor hemapoetik, terutama sel progenitor multipoten (MPP) dan sel progenitor turunan terbatas eritroid, granulositik dan monosit. HSC dan progenitor primitip dapat membentuk koloni pada
keadaan kultur tertentu (potensi stemness), tetapi pada in-vivo mayoritas CFU yang terdiagnosa dalam sumsum tulang dan darah memiliki potensi yang terbatas. Pemeriksaan CFU dilakukan dengan
menyemai sel tunggal dengan densitas rendah dalam medium semisolid (metil selulosa) seperti MethoCult™ yang disuplementasi dengan sitokin dengan kombinasi tertentu. ini memicu HSC berproliferasi dan diferensiasi menjadi sel progenitor tertentu dan
lalu menciptakan pembentukan koloni terpisah dan berbeda. Koloni yang berasal dari tipe sel progenitor berbeda digolongkan dan dihitung atas jumlah dan tipe sel matur yang diproduksi dengan memakai kreteria morfologi dan fenotip. Pemeriksaan CFU berguna bagi HSC pada keadaan yang mana pemeriksaan transplantasi jangka panjang mahal dan tidak praktis.
HSC dalam penerapan klinis,secara medis keberhasilan terapi tranplantasi sumsum tulang dan tali pusat dipicu sebab kemampuan HSC dalam
menciptakan sistem darah pada host baru. Keterbatasan jumlah donor yang cocok dalam terapi berbasis HSC akan menghambat pemakaian transplantasi lebih luas. beberapa proses besar sudah
dibuat selama beberapa decade terakhir dengan memakai desain hewan untuk mengungkap banyak proses baru dalam ontogeni HSC.HSC adalah sel punca dewasa/ sel progenitor multipoten yang dapat
memperbarui diri sendiri dan difrensiasi menciptakan seluruh jenis sel darah yang berbeda selama prosedur hematopoiesis, mulai limfosit, granulosit, dan makrofag dari system imunitas badan dan eritrosit dan trombosit yang bersirkulasi
Sirkuit molekuler diferensiasi HSC
Mekanisme yang mengendalikan pembaruan diri dan
diferensiasi HSC dipengaruhi oleh beberapa sitokin, kemokin, reseptor, dan molekul sinyal intraseluler. Diferensiasi HSC diregulasioleh growth factor dan sitokin termasuk CSF dan IL yang mengaktifkan jalur sinyal intra seluler. Secara klasik HSC berdiferensiasi menjadi dua turunan sel progenitor terbatas, yaitu
limfoid dan myelo-erythroid (sel progenitor oligopotent).
Turunan HSC diterangkan dibawah .
FOTO TURUNAN HSC
desain pengembangan garis turunan HSC. HSC berdiferensiasi menjadi commonlymphoid progenitorcell dan commonmyeloid progenitorcell. Common lymphoid progenitor cell akan menciptakan
sel T, sel B, sel NK dan dendritik, sedang common myeloid progenitor cell akan menciptakan granulocyte macrophage progenitor cell dan megakaryocyte erytroid progenitor cell. Granulocyte macrophage progenitor cell menciptakan monosit dan myeloblast, sedang monosit akan menciptakan makrofag.
golongan megakaryocyte eritroid progenitor cell akan menciptakan eritrosit dan platelet. Inflamasi adalah tanggapan lokal beberapa sel radang dengan
tujuan mengeliminasi, membersihkan, membangun dan menjaga kembali integritas sistem homoestasis jaringan. Inflamasi diinisiasi oleh aktivasi sel radang akibat rangsangan molekul sinyal danger yang
dilepas sesaat terjadi kerusakan jaringan atau subtansi tertentumikroorganisme patogenik. Molekul ini dinamakan molekul danger, baik berwujud damage-associated molecular pattern (DAMP) atau pathogenic-associated moleculer patters (PAMP). Molekul
danger berperan sebagai inisiator dalam aktivasi sel radang, terutama dalam menciptakan suasana awal inflamasi. Sel radang menanggapi molekul danger ini melalui reseptor Toll-like receptors (TLR) dan
atau reseptor IL-1R. detailnya tanggapan inflamasi diinisiasi oleh pelepasan molekul sel cidera secara pasif yang dinamakan damageassociated molecular pattern (DAMP) dan atau secara aktif oleh sel
makrofag residen melalui pelepasan IL-1α. Sitokin IL-1α merangsang sel parenkim untuk melepas molekul kemokin agar supaya dapat merekruit sel radang lain, terutama neutrofil, termasuk MSC.
Sisi lain secara klasik makrofag residen juga dapat teraktivasi oleh molekul pathogen-associated molecular pattern (PAMP) saat berinteraksi dengan golongan reseptor pattern recognition receptors
(PRR), terutama reseptor TLR. Ikatan molekul PAMP dan reseptor TLR sel radang dapat menciptakan sitokin pro-inflamasi dalam kadar tinggi dan produk reactive nitrogen and reactive oxygen species (ROS). Pelepasan molekul sitokin dan ROS itu dapat
menginduksi tanggapan inflamasi tahap akut.
Sel dendritik, neutrofil, limfosit T dan B dan sel NK, termasuk MSC memiliki reseptor TLR sehingga dapat teraktivasi saat berikatan dengan molekul sinyal DAMP dan PAMP. Sisi lain sel radang yang teraktivasi akan melepas mediator inflamasi, baik sitokin dan kemokin yang dapat berperan besar untuk mengaktivasi sel
imun sekitarnya termasuk MSC, disamping mengambil sel radang sistemik. Pengikatan molekul danger DAMP atau PAMP pada reseptor TLR sel imun dan MSC berlanjut dengan transduksi sinyalbsitoplasmik hingga memicu polarisasi sel radang termasuk MSC.
Polarisasi MSC penting dalam mengendalikan beberapa sel radang aktif sehingga inflamasi mereda.
Molekul danger
Pengikatan molekul danger-TLR akan memicu polarisasi beberapa sel radang, termasuk MSC yang berakibat pada peningkatan aktivitas fungsional sel itu , baik berwujud sekretom maupun fagositosis. detailnya aktivitas MSC sesudah berikatan dengan molekul danger atau sitokin adalah terpolarisasi menjadi tipe-1 atau menjadi tipe-2 menggantungkan diri pada kadar stimulatornya.
penjelasan molekul danger
Molekul danger adalah molekul sinyal yang dilepaskan
jaringan sesaat terjadi kerusakan, dinamakan molekul damageassociated molecular pattern (DAMP) atau saat mikroba patogenik menginvasi jaringan, dinamakan pathogenic-associated moleculer patters (PAMP). Molekul danger berperan sebagai inisiator dalam menciptakan suasana awal inflamasi yang dapat memicu polarisasi beberapa sel radang sekitarnya, termasuk MSC. ini dipicu sebab MSC memiliki sifat yang seperti dengan sel radang diantaranya adalah kemampuan nya dalam
mengekspresikan reseptor TLR. detailnya molekul danger dibagi menjadi 2:Molekul danger PAMP,
Molekul danger DAMP,
Molekul DAMP
DAMP adalah beberapa molekul yang dilepaskan sesaat terjadi kerusakan jaringan, baik berwujud struktur protein dan atau non-protein. Secara struktural molekul DAMP ini dibagi menjadi 2 yaitu:
1.DAMP struktur non-protein: ATP, asam urat dan heparin sulfat
2.DAMP struktur protein:
-Protein intra seluler: heat-shock protein (Hsp) dan highmobility group box-1(HMGB1)
-Protein matriks ektra seluler: fragmen hyaluronan
Molekul PAMP
PAMP adalah molekul danger yang berasal dari berbgai elemen mikroba patogenik tertentu. Secara struktural dibagi menjadi:
1. Lipo-polysaccharide (LPS)
LPS adalah partikel bakteri gram-negatif yang dapat
mengaktivasi reseptor TLR4 sel radang atau MSC.
2. dsRNA (double strand RNA)
dsRNA adalah partikel virus yang dapat mengaktivasi reseptor TLR3 sel radang atau MSC.
3. Endotoksin
prinsip molekul danger dijelaskan berikut.
FOTO DANGER MOLECULE
Peran molekul danger
Molekul danger HMGB1
HMGB1 adalah molekul protein danger DAMP yang
disekresikan sel hematopoetik melalui lisosom. Molekul ini adalah prototipe protein LSP (leaderless secreted protein) terkait kromatin, yang berperan sebagai mediator poten dalam memicu tanggapan inflamasi kuat, terutama dalam menginduksi syok endotoksin. ini terjadi melalui pengikatan molekul HMGB1 pada reseptor TLR-2, TLR-4 dan receptor for advanced glycation endproducts (RAGE) beberapa sel radang sehingga mengaktivasi jalur JAK-STAT.
detailnya molekul HMGB1 memicu aktivitas fungsional:
- Induksi sel myeloid dalam sekresi sitokin pro-inflamatori HMGB1 memicu sel dendritik untuk memproduksi sitokin proinflamatori, terutama IL-1, TNF-a, IL-6, IL-8
-Aktivasi sel endotel
HMGB1 memicu peningkatkan ekspresi molekul adhesi,
terutama ICAM-1, VCAM-1.
- Induksi sel dendritik matur
HMGB1 memicu sel dendritik meningkatkan ekspresi CD80, CD83, dan CD11c, yaitu sebagai penunjuk sel dendritik matur
Molekul danger DNA/RNA
Secara natural DNA berada dalam nukleus atau mitokondria suatu sel dan saat tidak pada tempatnya maka molekul DNA ini dapat berperan sebagai molekul DAMP yang dapat memicu tanggapan
imun. detailnya molekul DNA akan diikat oleh reseptor TLR-9, sedang molekul RNA dengan TLR-3. Paparan sinar UV-B pada sel keratinosit (sunburn injury) dapat memicu kerusakan RNA (sekalipun sel keratinosit masih intak). ini mendorong reseptor TLR-3 mengikat molekul RNA itu sehingga memicu aktivasi jalur JAK-STAT dengan obyek sasaran sekresi molekul proinflamasi seperti TNF-α dan IL-6. ini akan menginisiasi prosedur inflamasi sekitar kulit.
Molekul danger fragmen hyaluronan
beberapa hasil riset mengabarkan bahwa struktur fragmen hyaluronan adalah glikan atau glikokonjugat, yang dikenali reseptor TLR sel radang sebagai struktur molekul DAMP. Oleh sebab nya molekul ini akan mengaktivasi jalur JAK-STAT dengan obyek sasaran sekresi mediator pro-inflamasi.
Molekul danger metabolit purin
beberapa nukleotide, terutama ATP dan nukleoside seperti adenosine dapat berperan sebagai molekul danger sinyal. Molekul ini dilepas ektraseluler saat terjadi nekrosis sel, yang lalu ditanggapan oleh reseptor purinergik dan TLR sehingga memicu
peningkatan sinyal inflamasi. Sisi lain molekul ATP ektraseluler juga dapat memicu degranulasi sel mast melalui sinyal reseptor P2X7, sementara molekul adenosine melalui reseptor P1. maka pelepasan asam urat oleh jaringan cidera dapat berperan sebagai
molekul sinyal danger endogenous. Sistematik tanggapan imun dan sel yang terlibat diilustrasikan dibawah ini.
FOTO TANGGAPAN DANGER MOLECULE
Beberapa saat sesudah kerusakan jaringan atau invasi patogen, dilepas molekul danger, berwujud DAMP atau PAMP. Molekul ini dapat mengaktivasi sel dendritik lokal, yang lalu mensekresi beberapa mediator inflamasi.
Reseptor TLR
Reseptor Toll-like receptors (TLR) dapat mengenali
beberapa molekul danger yang dilepas oleh jaringan rusak, sebagai molekul DAMP. Sisi lain reseptor TLR juga dapat mengenali dan mengikat elemen mikro-organisme patogenik, sebagai molekul PAMP.
penjelasan reseptor TLR
TLR adalah reseptor permukaan transmembran yang
diekspresikan oleh beberapa sel radang terutama dendritik dan limfosit disamping MSC. Reseptor TLR dapat menanggapi molekul sinyal danger DAMP yang dilepas jaringan rusak atau PAMP yang dilepas potongan mikroba patogen dan lalu memodulasinya
melalui aktivasi jalur JAK-STAT atau MyD88. ini
memungkinkan untuk mengarahkan tanggapan imun yang sesuai dengan derajat kerusakan.
nyatanya setidaknya ada 10 keluarga human
TLR yang diekspresikan sel radang, yaitu:
-Reseptor TLR permukaan sel
Reseptor ini adalah TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, dan TLR6
-Reseptor TLR sitoplasmik
Reseptor ini adalah TLR3, TLR7, TLR8, dan TLR9, yang
detailnya terlokalisasi dalam kompartemen endosomal/lisosomal.
Struktur reseptor TLR
Secara struktural reseptor TLR adalah protein
transmembran yang terdiri atas 2 domain, yaitu:
1. Domain ekstraseluler
Secara kimia domain ekstraseluler berwujud wilayah yang mengandung banyak akan pengulangan protein leucine. Domain leucine-rich berfungsi sebagai
reseptor pengenalan terhadap beberapa elemen patogen khusus / molekul danger.
2. Domain intraseluler
Secara kimia domain intraseluler reseptor TLR berwujud wilayah Toll- interleukin-1 receptor (TIR) pada ekor sitoplasmik. Domain TIR sitoplasmik ini berperan besar sebagai reseptor bagi IL-1 dan
IL-8 (inisiator sinyal intraseluler). Sinyal intraseluler lalu mengaktivasi jalur JAK-STAT yang dapat merangsang beberapa produk sitokin dan substansi mikrobisidal dalam tanggapan imunologik.
FOTO DANGER MOLECULE DAN RESEPTOR TLR
Peran reseptor TLR dalam inflamasi
Reseptor TLR berperan sentral dalam menginisiasi prosedur inflamasi. Secara sistematis peran reseptor TLR dalam inflamasi adalah antaralain :
--Polarisasi sel radang dan MSC
TLR berperan kuat dalam polarisasi beberapa sel radang termasuk MSC. Polarsasi dimulai saat terjadi ligasi molekul dangerpada reseptor TLR yang berakibat pada perubahan fenotip sel radang/ MSC dari pro-inflamatori menjadi anti-inflamatori atau sebaliknya
menggantungkan diri pada tipe dan kadar molekul penrangsangan nya.
-- Modulasi sel inaktif
Reseptor TLR dapat memodulasi beberapa sel imun tahap innate menjadi bentuk aktif saat reseptor TLR yang dieskpresikan sel radang/ MSC itu dapat berikatan dengan molekul ligan pro-inflamasi, sehingga mendorong terbentuknya sinyal tranduksi
sitoplasmik yang berakhir dengan pelepasan molekul bioaktif tertentu.
--pemeriksaan mikroorganisme dan atau jaringan rusak Reseptor TLR dapat mengenali beberapa sinyal cidera terutama molekul DAMP (molekul danger) yang dilepas oleh jaringan rusak dan atau mengenali sinyal mikroorganisme patogenik melalui PAMP. kemampuan pemeriksaan resptor TLR-MSC terlihat pada
kejadian inflamasi, yang mana terjadi mobilisasi dan migrasi MSC dan sel progenitor asal sumsum tulang menuju wilayah inflamasi.
-- pemeriksaan sinyal inflamasi (homing mechanism)
Mediator inflamasi adalah sinyal profesional bagi sel
yang mengekspresikan reseptor TLR, seperti dendritik dan limfosit. MSC juga mengekpresikan TLR sehingga juga dapat menanggapi mediator inflamasi dan bergerak menuju wilayah inflamasi yang dikenal
sebagai mekanisme homing terhadap tanggapan inflamasi.
--Mengarahkan tanggapan sel yang sesuai
kemampuan reseptor TLR dalam mengarahkan tanggapan imun dan atau tanggapan MSC yang sesuai terlihat pada beberapa kejadian inflamasi. Reseptor TLR3 sel makrofag yang berikatan dengan
sitokin tertentu akan mendorong sel makrofag itu berubah menjadi sel fagosit profesional dan atau sel asesoris APC. Hal yang sama juga terjadi saat reseptor TLR3-MSC berikatan dengan molekul sitokin pro-inflamatori yang mana akan terjadi polarisasi MSC
menjadi MSC tipe-2. MSC tipe-2 memiliki sekretom, yaitu mensekresi molekul anti-inflamatori, seperti IL-1ra, PGE3, TGFb dan TSG6, disamping molekul proliferasi VEGF, PDGF, FGF. MSC tipe-2 ini bersifat imunosupresif dan proliferasi. Sisi lain saat
reseptor TLR-MSC berikatan dengan molekul sitokin anti-inflamatori, maka akan berefek sebaliknya menjadi MSC tipe-1 yang bersifat sitik sebagai imunomodulasi.
FOTO POLARISASI FENOTIP
Sel dendritik
Sel dendritik teraktivasi akan mensekresi beberapa molekul sitokin yang berfungsi untuk memperkuat tanggapan inflamasi, dikenal sebagai mediator inflamasi.
penyaluran sel dendritik
Secara hirarki sel dendritik berasal dari pre-cursor HSC asal sumsum tulang. Sel dendritik pada awalnya hadir dalam bentuk imatur di darah hasil diferensiasi (turunan) sel progenitor hamatopoetik. Sel dendritik imatur ini lalu bermigrasi ke jaringan perifer menjadi sel dendritik residen. Beberapa diantaranya berubah menjadi sel dendritik bentuk khusus yaitu sel langerhans akibat pengaruh lingkungan ekternal.
Sel dendritik imatur
Sel dendritik imatur memiliki sifat berwujud aktivitas
endositik tinggi tetapi potensi aktivasi sel-T rendah, sehingga secara terus menerus memeriksa keberadaan beberapa antigen disekitar lingkungan mikroseluler untuk lalu untuk dilakukan fagosit,
termasuk juga mencoba fagositosis sedikit membran sel dendritik itu sendiri, dikenal prosedur nibbling (belajar menggigit). kemampuan memeriksa beberapa antigen ini dimungkinkan sebab sel dendritik mengekspresikan reseptor pattern recognition receptors
(PRR) seperti toll like receptor (TLR) yang dapat mengenali subtansi kimia tertentu sebagai bagian dari patogen.
Maturasi sel dendritik dan travelling
prosedur maturasi dimulai saat sel dendritik imatur
bersentuhan dengan presentable antigen (antigen yang tepat) yang lalu memfagositosis dan mendegradasinya menjadi kepingan kecil/ fragmen lalu dipresentasikan ke permukaan membran melalui
molekul MHC kepada sel limfosit T dalam jaringan limfoid sekunder. ini mengindikasikan bahwa sel dendritik melakukan travelling menuju njaringan limfoid, dipicu sebab sel dendritik mulai mengekspresikan reseptor CCR7, sebagai detektor kemotaksis yang dapat menginduksi perjalanan sel dendritik baik melalui aliran darah ke limpa atau sistem limfatik ke kelenjar getah bening. Fakta ini
mengindikasikan bahwa prosedur maturasi mulai terjadi di dalam jaringan limfoid, tetapi maturasi sukses terjadi di dalam jaringan limfoid primer saat antigen yang sudah difagosome itu dipresentasikan
kepada sel limfosit T, sehingga dinamakan sel APC (antigenpresenting cells).
Sel dendritik matur
Sel dendritik matur adalah sel dendritik imatur yang
teraktivasi dan terspesialisasi sehingga dapat mensekresi molekul bsitokin aktif IFNγ atau TNFα sebagai mediator inflamasi poten dan mengekspresikan CD11c dan CD83 sebagai penunjuk . Sel dendritik nmatur berperan memperpanjang onset inflamasi.
Sel dendritik aktivasi limfosit T
Secara bersamaan dengan maturitas, sel dendritik matur mulai meningkatkan ekspresi reseptor permukaan sel CD80, CD86 dan CD40 sebagai co-receptor yang berperan untuk meningkatkan
kemampuan sel dendritik dalam mengaktifkan sel limfosit T. maka sel dendritik matur bertindak sebagai sel penyaji atau pembawa pesan antigen dari sistem imun innate ke adaptif. Sisi lain sel dendritik matur adalah juga mengekspresikan molekul MHC-1
dan MHC-II untuk interaksi dengan sel limfosit Th1 dan Th2.
Sel limfosit
Limfosit
Limfosit adalah sel leukosit yang berperan sentral dalam sistem imunitas adaptif. Secara garis besar dibagi menjadi 2 tipe, yaitu limfosit T (imunitas seluler) dan limfosit B (imunitas humoral) yang melibatkan pembentukan antibodi. Limfosit T sendiri dikenal
pula sebagai sel TH naif dan sel T Helper. Paradigma rekayasa baru adalah Th17 dan T regulator (Treg). nyatanya limfosit T yang tersalurkan dalam sirkulasi perifer adalah dalam bentuk CD4(+) sekitar 60% dan dalam bentuk CD8(+) sekitar 30%, meskipun
demikian prosentasi ini bersifat dinamik sehingga dapat berubah pada keadaan tertentu, tetapi tetapi prinsip dominasi klon, sehingga tidak
akan ditemukan CD4+ dan CD8+ dalam waktu bersamaan. penjelasan sel TH naif Sel TH naif adalah sel T yang sudah berdiferensiasi dalam sumsum tulang dan lalu lolos dalam prosedur seleksi positip dan negatif di thymus. Sel ini dianggap sel matur, tetapi statusnya masih sebagai TH0 dipicu sebab belum ditemukan adanya kognasi antigen dalam dirinya.
penjelasan sel TH-1 atau TH-2
rangsangan antigen yang dibawa sel dendritik aktif (sel APC) memicu sel TH0 (TH naif) terpolarisasi menjadi TH-1 atau TH-2 menggantungkan diri pola sitokin yang disekresi. Sesuai paradigma TH-1/TH-2
Mosmann and Coffman, dinamakan sel TH-1 saat IL-2 dan IFN-γ yang disekresi dan menjadi TH-2 saat IL-4, IL-10, dan IL-13. Sel TH ini berfungsi untuk memberi bantuan kepada sel limfosit T lain
atau kepada limfosit B penghasil immunoglobulin.
Sel limfosit CD4/ CD8,
detailnya sel limfosit dinamakan sebagai sel limfosit CD4 saat sel limfosit mengenali dan berikatan dengan antigen yang dikonjugasi oleh molekul MHC kelas II sel dendritik matur (sel APC), sebaliknya dinamakan sel limfosit CD8 saat dengan MCH kelas 1. Sel
limfosit T CD4+ sendiri berperan sebagai sel TH sebab berfungsi memberi bantuan kepada sel limfosit T lain atau kepada limfosit B penghasil immunoglobulin, sedang sel limfosit T CD8+ sebagai T cytotoxic cell (TC) atau TS, sebab berfungsi sebagai sitotoksik/
supresi terhadap sel yang terinfeksi virus atau sel tumor.
Maturasi dan seleksi sel limfosit
tahap tahap maturasi limfosit ditentukan oleh sitokin IL-2 dan IL-7 yang dilepas sel stromal, yang memiliki aktivitas growth factor sehingga dapat mendorong thymocyte immatur untuk proliferasi dan diferensiasi menjadi limfosit matur. Molekul lain adalah
Lymphocyte function-associated antigen 3 (LFA-3) yang disekresi sel epitel thymmic. berdasar ekspresi penunjuk permukaan sel, terutama TCR (T cell reseptor), CD3 (sinyal transduksi) dan CD4/CD8 maka
perkembangan sel T dibagi menjadi:
1. tahap tahap migrasi prekursor sel T
Perkembangan sel T dimulai dengan migrasi pre-cursor sel T (sel progenitor) asal sumsum tulang menuju regio kortek timus.
2. tahap tahap maturasi awal: sel pro-T
tahap tahap ini dimulai dengandiferensiasi prekursor sel T menjadi sel pro-T(thymocyte committed) yang ditandai dengan ekspresi CD2 (reseptor eritrosit domba) dibawah pengaruh hormon thymik dan tymopoetin yang disekresi epitel thymic. Sel pro-T ini
belum mengekspresikan reseptor antigen sel T (TCR) maupun CD4 atau CD8, sehingga dinamakan sel dengan double negatif.
3. tahap tahap sel double positip
tahap tahap ini adalah pembentukan reseptor TCR dan CD3, disamping pembentukan CD4 dan CD8, sehingga sel thymocyte dinamakan sel dengan double positip, yang kemudian akan mengalami tahap tahap seleksi konal.
FOTO MATURASI SEL LIMFOSIT
Perkembangan sel T dimulai dengan migrasi sel progenitor limfoid sumsum tulang menuju regio kortek timus. tahap tahap maturasi dimulai dengan diferensiasi sel proginetor limfoid menjadi sel pro-T
(thymocyte committed) di bawah pengaruh hormon thymik dan tymopoetin. Sel pro-T ditandai dengan ekspresi CD2 (reseptor eritrosit domba) tetapi belum mengekspresikan reseptor antigen sel T baik TCR atau CD4 dan atau CD8 (double negatif). tahap tahap
kemudian adalah pembentukan reseptor TCR dan CD3 dan CD4 dan CD8 yang dinamakan double positif. prosedur berlanjut menuju tahap tahap seleksi klonal di medula.
4. Seleksi klonal ”eduksi thymic”
tahap tahap seleksi klonal adalah tahap tahap akhir seleksi, yaitu melalui pengenalan dan pendidikan reseptor TCR sel limfosit di medula thymic, sehingga dapat mengenali antigen MHC sendiri, dinamakan self tolerance, disamping non-MCH. tahap tahap ini
ditandai dengan kehilangan salah satu CD secara progresif, apakah CD4 atau CD8 menggantungkan diri prosedur edukasi. Klon yang mengenali
molekul MHC secara over-reactive/ berlebihan juga akan mengalami delesi, sehingga hanya 10% saja sel limfosit yang kembali ke sirkulasi. Keberhasilan diferensiasi dan proliferasi sel T menggantungkan diri
pada rendahnya afinitas reseptor TCR-MHC terhadap antigennya sendiri. detailnya seleksi klon dibagi menjadi 2 yaitu:
-Seleksi negatif
Seleksi negatip adalah seleksi yang terjadi pada klon sel T yang mengenali MHC dan peptide sendiri secara berlebihan. Klon demikian akan diprogram apoptosis. Klon sel patologik ini saat lolos dari seleksi negatif dan berhasil keluar sirkulasi maka akan memicu kemunculan penyakit autoimun.
- Seleksi Positif
Seleksi positip adalah seleksi yang terjadi pada klon double positipe (CD4+ dan CD8+) bertujuan untuk menghilangkan salah satu klon, melalui rangsangan TCR sel limfosit dengan MHC-I/II sel dendritik (konjugasi dengan benda asing). rangsangan MHC-II
memicu klon dengan CD4 dipertahankan, tetapi klon CD8 delesi demikian sebaliknya. Sisi lain sel yang tidak dapat mengenali MHC host sama sekali akan diprogam apoptosis.
(291)
FOTO SELEKSI KLONAL DAN MATURASI LIMFOSIT
Limfosit T matur
Limfosit T matur adalah sel limfosit yang sudah lolos dari seleksi baik seleksi positif maupun negatif dan meninggalkan medula menuju sirkulasi sistemik. Limfosit T ini tersalurkan di beberapa jaringan limfoid perifer untuk beberapa saat, terutama pada kortek
nodus limfatikus, spleen dan jaringan limfoid terkait mukosa (plaque peyer kolon). Maturasi progenitor sel T dalam timus dan aktivasi sel T matur dalam jaringan perifer dipengaruhi oleh molekul MHC,
yang mana hanya mengizinkan sel dengan MHC yang sudah mengalami restriksi dan non-reactive terhadap diri saja yang dapat menjadi limfosit matur. Sel limfosit matur fungsional akan menciptakan duasubpopulasi baik sebagai CD4(+) saat dapat mengenali MHC kelas II atau CD8(+) saat mengenali MHC kelas I melalui interaksi
reseptor sel T (TCR). Sisi lain aviditas dalam interaksi reseptor sel TCR sel limfosit dengan MHC adalah rendah, sehingga memerlukan bantuan ko-reseptor dan molekul membran tambahan untuk memperkuat interaksi sel limfosit dan sel dendritik, sehingga
memicu aktivasi sinyal tranduksi sinyal . Aktivasi sel limfosit matur memicu proliferasi dan diferensiasi sel T menjadi beberapa tipe sel efektor limfosit termasuk CD8+ (CTL) dan atau sel T memori.
MSC menghindari sistem imum
nyatanya setiap partikel asing yang memasuki badan
akan dikenali sel radang terutama sel dendritik melalui prosedur APC sebagai antigen yang diprosedur , dipemeriksaan dan lalu dieliminasi. Sisi lain sel NK juga memiliki kemampuan kuat dalam memeriksa
partikel asing untuk dimusnahkan.
kemampuan MSC meloloskan diri
MSCs dapat menghindari sistem imun sebab MSC tidak mengekspresikan antigen HLA kelas II pada permukaan sel sehingga sulit/ tidak dikenali oleh sel APC. ini menjadi keuntungan tersendiri bagi MSC sebab MSC relatif aman terhadap potensi
rejeksi sel imun badan saat dilakukan transplantasi. beberapa hasil penelitan sudah mengabarkan bahwa MSC allogenic berpotensi menjadi salah satu terapi seluler efektif dalam meregulasi kekacauan/penyakit
sistem imun pada beberapa hewan coba, diantaranya desain tikus multiple sclerosis, inflammatory bowel disease dan diabetes tipe I. kemampuan MSC menghindar dari sistem imun menjadi penting agar supaya keberadaan MSC dalam situs inflamasi itu tidak dipersepsikan sebagai antigen yang harus dieliminasi.
Efek pleotropik MSC dalam supresi sel inflamasi
detailnya efek pleotropik MSC berwujud supresi, reduksi dan atau inhibisi terhadap beberapa sel radang baik dendritik, neutrofil, limfosit T dan B, dan sel NK. Sisi lain MSC juga mempromosi dan memodulasi pembentukan sel T regulator (Treg) yang berfungsi
menjaga homeostatis sistem imunitas. detailnya efek pleotropik MSC terhadap sel radang adalah:
MSC menghibisi proliferasi dan sitotoksisitas sel NK,
MSC mensupresi maturasi sel dendritik,
MSC mensupresi sel limfosit T dan B,
MSC mensupresi sel neutrofil,
MSC mempromosi pembentukan sel T regulatori (T-reg)
Efek pleotrofik MSC dalam supresi sel inflamasi dijelaskan di bawah ini.
FOTO EFEK PLEOTROFIK MSC DALAM SUPRESI SEL INFLAMASI
MSC supresi sel dendritik
MSC memicu sel dendritik aktif mensekresikan TNF-α
dan IFN-γ dalam jumlah besar saat terjadi inflamasi. MSC memperpendek masa inflamasi dengan cara mensupresi sel radang terutama sel dendritik dengan cara :
MSC menghambat maturasi (diferensiasi) sel dendritik MSC menginhibisi maturasi monosit sehingga sel dendritik matur tidak terbentuk. ini penting sebab sel dendritik matur sebagai produsen utama pelepasan mediator inflamasi poten TNF-α dan IFN-γ, sehingga dengan tidak terbentuknya dendritik matur, maka mediator inflamasi berkurang dan inflamasi mereda
MSC mendorong sel dendritik matur menjadi imatur
MSC dapat mendorong sel dendritik matur menjadi imatur melalui pelepasan IL-10. Dendritik imatur tidak mengekspresikan mediator inflamasi poten TNFα atau IFNγ sehingga inflamasi yang terjadi akan mereda. Sisi lain dendritik imatur rentan terhadap prosedur
litik yang dilakukan oleh sel NK aktif.
MSC menginduksi polarisasi sel monosit
prinsip dasar polarisasi makrofag
nyatanya sel makrofag dapat terpolarisasi menjadi 2
fenotip dengan fungsi dan sifat yang berbeda (berlawanan). Satu sisi berfungsi sebagai pro-inflamasi, sisi lain sebagai anti-inflamasi
menggantungkan diri pada rangsangan molekul inflamasi yang dilepas oleh sel radang aktif lainnya di samping niche. detailnya polarisasi
makrofag terbagi menjadi 2 fenotip, yaitu :
--Makrofag tipe M-2
Makrofag tipe M-2 adalah makrofag yang mensekresi molekul anti-inflamasi IL-10 dan TGF-β1 dalam konsentrasi tinggi dan molekul pro-inlamasi IL-1, IL-6, TNF-α dan IFN-γ dalam konsentrasi rendah secara bersama. ini memunculkan efek supresi inflamasi
sehingga memungkinkan terjadi prosedur regenerasi jaringan. riset terbaru mengungkap polarisasi makrofag tipe M-1 (fagositosis) menjadi tipe M-2 (imunotoleran) banyak terjadi pada keganasan sel
yang dinamakan tumor associated cancer (TAM).
-- Makrofag tipe M-1
Makrofag tipe M-1 adalah makrofag yang mensekresikan molekul pro-inflamasi TNF-α, IFN-γ, IL-1dan IL-6 dalam konsentrasi tinggi dan molekuul anti-inflamasi IL-10 dan TGF-β1 dalam konsentrasi rendah.
MSC memicu polarisasi makrofag tipe M-2
MSC dapat menginduksi polarisasi sel makrofag tipe M-1 menjadi tipe M-2. ini terlihat jelas pada eksprimen co-culture MSC dengan sel monosit. Sisi lain MSC sendiri dapat terpolariasi menjadi MSC tipe-1 dan tipe-2, sebab MSC memiliki properti
seperti sel radang (persamaan sifat isitik). ini membuat MSC dapat berperan sebagai imunoregulator pada sistem imun, disamping fungsi regenerasi jaringan. kemampuan polariasi makrofag dan MSC
dikaitkan dengan keberadaan reseptor TLR.
MSC supresi limfosit
MSC dapat mensupresi sel limfosit T dan sel B melalui
pelepasan iNOS (tikus) atau iDO (kita ) sesudah terpapar sitokin TNFα dan IFNγ dalam jumlah besar. Inflamasi memicu sel T limfosit teraktivasi sehingga menciptakan sitokin pro-inflamatori
TNFα, IFNγ dan IL-1 dalam jumlah besar. ini memicu
MSC terpolarisasi menjadi tipe-2 dengan fungsi sebagai imunosupresi.
Peran MSC tipe-2 dalam supresi limfosit
detailnya mekanisme MSC tipe-2 dalam mensupresi sel limfosit adalah :
-MSC menurunkan proliferasi sel limfosit T
Proliferasi sel limfosit T dapat dikendali oleh MSC baik pada kultur in-vitro ataupun in-vivo. kemampuan MSC dalam supresi limfosit ini menjadi penting terutama dalam mengendalikan kemunculan
penyakit GVHD yang terjadi sesudah transplantasi sumsum tulang. Sisi lain MSC sendiri tidak mengekspresikan HLAII, sehingga relatif aman terhadap potensi rejeksi yang diperantarai sel limfosit-APC.
- MSC mensupresi sel limfosit T CD4+
MSC dapat mensupresi sel limfosit CD4+ secara langsung melalui pelepasan beberapa soluble molecule PGE2, IDO, TGF-β1, HGF, iNOS dan HO1.
- MSC mensupresi sel limfosit T CD8+ (sitotoksik)
MSC dapat menginhibisi sel sitotoksik limfosit T CD8+
secara langsung melalui pelepasan molekul sHLA-G5.
4. MSC supresi fungsi sel B
MSC menghambat fungsi sel B yang menggantungkan diri pada soluble factors and cell contact
-MSC menghambat apoptosis sel T
-MSC mendorong pergesaran sel T menjadi TH2
Proliferasi sel T Yng menurun sesudah dihambat MSC tipe-2 memicu penurunan sekresi IFN-γ (mediator pro-inflamasi). Hal ini akan memicu peningkatan produksi IL-4 oleh sel TH2 (antiinflamasi) sehingga terjadi pergesaran status sel T dari pro-inflamasi
yang dimotori IFN-γ menjadi status anti-inflamasi yang fasilitasi IL-4.
Mekanisme MSC dalam supresi sel T
Nitrit oxide (NO) adalah molekul yang dapat mensupresi proliferasi sel T melalui fosforilasi STAT5 dan inhibisi buatan NO atau inhibisi buatan prostaglandin. Sisi lain indoleamine-2, 3-
dioxygenase (IDO) juga berperan besar dalam memediasi efek NO. meski begitu usaha menetralisir fungsi IDO (dengan blocking antibodi) tidak berpengaruh terhadap supresi NO. ini menunjukan bahwa efek supresi sel T menggantungkan diri pada MSC. Pelepasan sitokin pro-inflamasi akan mengaktivasi sel radang yang lalu melepas kemokin CXCR-3 yang lalu akan diikat oleh reseptor CXCR-3R MSC sehingga terjadi ko-lokalisasi antara sel limfosit T dan MSC. ini memicu pelepasan NO, yang berakibat hambatan pada fosforilasi STAT5, sehingga siklus sel
tertahan yang berefek pada aktivitas proliferasi sel limfosit T menurun. detailnya mekanisme MSC tipe-2 dalam mensupresi sel limfosit T adalah melalui pelepasan molekul iNOS atau IDO yang
dijelaskan antaralain :
--Menghambat jalur JAK-STAT
Hambatan jalur JAK-STAT akan menghambat fosforilasi STAT5 sel limfosit T, sehingga siklus sel tertahan. ini berakibat pada hambatan aktivitas proliferasi sel limfosit T.
--Menghambat jalur sinyal MAPK
--Menghambat jalur NF-κB (nuclear factor-κB)
Nf-kb adalah jalur utama dalam ekspresi sitokin priinflamasi, sehingga hambatan Nf-kb sel limfosit akan mereduksi pelepasan sitokin.
MSC supresi sel leukosit
Neutrofil berperan utama dalam imunitas innate, terutama dalam mengeliminasi invasi agen bakteri melalui respiratory burst. detailnya sel neutrofil menanggapi sitokin IL-8, f-MLP dan C5a
yang dilepas selama inflamasi, sehingga memicu peningkatan kemampuan fagosit, ekspresi molekul adhesi dan kemotaksis (rekruitmen neutrofil dengan pola IL-8 dan MIF dependent). meski begitu MSC tidak mempengaruhi kemampuan neutrofil dalam hal fagositosis, ekspresi molekul adhesi dan kemotaksis.
detailnya peran MSC dalam mensupresi sel neutrofil
adalah antaralain :
-MSC memperkecil efek respiratory burst sel neutrofil.
nyatanya respiratory burst melepas ROS secara cepat.
ROS berperan besar dalam mendegradasi partikel (mikroba) yang sudah difagosit sel neutrofil. Sisi lain respiratory burst memicu prosedur inflamasi dan apoptosis bagi sel sekitar, sehingga efek respiratory
burst yang diperlemah akan meredakan inflamasi, tetapi kemampuan fagositosis, ekspresi molekul adhesi dan kemotaksis tidak dipengaruhi.
- MSC menunda program apoptosis sel neutrofil
Program apoptosis yang dijalankan sel neutrofil adalah dengan cara pelepasan IL-6 dependent, tetapi ini dihambat dengan keberadaan MSC. beberapa riset mengabarkan bahwa sel neutrofil yang terekrut dan teraktivasi dalam wilayah inflamasi akan memiliki
masa siklus kehidupan yang lebih panjang saat dengan MSC.
-MSC ikut terlibat dalam prosedur eliminasi mikroba bersama dengan leukosit MSC bersama leukosit ikut berperan dalam eliminasi mikroba berdasar atas riset yang menyebutkan bahwa rangsangan endotoksin bakterial dapat meningkatkan reseptor CXCR3-R MSC.
ini menunjukan bahwa MSC juga ikut terlibat dalam prosedur eliminasi mikroba bersama dengan sel leukosit.
MSC supresi sel NK
Sel natural killer (NK) adalah sel efektor utama dari imun innate dalam mengeliminasi beberapa virus, mikroba dan sel tumor melalui aktifitas granzim B yang dilepas NK dengan dimediasi oleh sel limfosit sitotoksik, sehingga dinamakan NK-mediated obyek sasaran
cell lysis. Sisi lain NK juga memproduksi sitokin pro-inflamasi. peran MSC dalam menghambat NK aktif adalah sentral sebab sel NK aktif dapat mengikat ligan MSC pada reseptor permukaannya,
sehingga dapat mengeliminasi keberadaan MSC.
kemampuan MSC lolos pemeriksaan NK
kemampuan NK dalam memusnahkan sel obyek sasaran menggantungkan diri
pada kadar molekul major histocompatibility complex (MHC) kelas I yang diekspresikan sel obyek sasaran itu . kemampuan melisiskan sel obyek sasaran yang dimediasi sel NK berkorelasi terbalik dengan ekspresi
HLA kelas I pada sel obyek sasaran itu . ini menandakan bahwa sel yang mengekspresikan MHC kelas 1 akan mudah dimusnahkan NK.
Sisi lain MSC tidak mengekspresikan MHC kelas I, sehingga MHC sulit dikenali oleh program lisis sel NK, baik MSC yang berasal autologus maupun allogenik .
Peran MSC dalam supresi sel NK
detailnya MSC mensupresi sel NK melalui :
1. MSC menghambat proliferasi sel NK
MSC menghambat proliferasi sel NK dengan cara pelepasan molekul, antaralain :
sHLA-G5 (soluble HLA-G5),prostaglandin E2 (PGE2)
IDO (indoleamine 2,3-dioxygenase) ,
2. MSC menghambat aktivitas sitotoksitas sel NK resting MSC menghambat aktivitas sitotoksitas sel NK dengan cara menurunkan regulasi terhadap ekspresi protein NKp30 dan NK group 2, keluarga D (NKG2D). Protein itu berperan sebagai aktivator reseptor obyek sasaran pemusnahan. ini dibuktikan dalam riset yang mana inkubasi sel NK dengan IL-2 atau IL-15 dapat memicu proliferasi sel NK yang dalam posisi resting akan memperoleh aktivitas sitotoksik yang kuat,
tetapi sebaliknya saat sel NK diinkubasi dengan MSC, maka kemampuan NK dalam memproduksi IFNγ (produk molekul utama) hampir seluruhnya hilang. Fakta ini mengindikasikan bahwa MSC sebagai
inhibitor sel NK poten, meski begitu sel NK yang dalam posisi pre-activated akan memperlihatkan daya resistensi terhadap efek imunosupresif MSC dibandingkan dengan sel NK resting.
(303)
Pemahaman bahwa MSC dapat berperan sebagai guardian of inflperiksa on muncul secara bertahap dalam beberapa riset dekade terakhir. ini mendorong perubahan diperiksa pada hipotesis banyak riset . MSC yang awalnya dieksplorasi sebagai sel dengan fungsi reparasi dan regenerasi, tetapi kini sudah bergeser
ke arah imunoregulasi dengan kemampuan supresi inflamasi, sehingga dapat meredakan inflamasi dan mempercepat tahap regenerasi. Data riset menandakan bahwa pemberian MSC IV
tidak mengindikasikan peningkatan engraftment MSC pada wilayah cidera secara menonjol . Tampak sebagian kecil saja yang berada pada wilayah
cidera dalam waktu yang singkat yaitu 24 jam sesudah IV. Sekalipun demikian selama waktu singkat ini, tetapi terjadi perbaikan jaringan secara bermakna. ini mengindikasikan bahwa MSC tetapi dapat
melakukan komunikasi crosstalk dengan beberapa molekul yang dilepas sel radang sekitar wilayah cidera, sekalipun dalam waktu singkat.
Polarisasi MSC
Polarisasi adalah perubahan fenotip dan fungsi suatu sel menjadi bentuk lain akibat rangsangan molekul tertentu. kemampuan polarisasi dimiliki oleh sel leukosit. MSC memilki properti seperti leukosit sehingga juga dapat berpolarisasi menjadi MSC tipe-2
dengan fenotip anti-inflamatori dan atau MSC tipe-1 pro-inflamatori.
penjelasan polarisasi MSC
Polarisasi MSC adalah perubahan fenotip suatu MSC menjadi bentuk lain, baik secara sifat maupun fungsional. detailnya MSC dapat berpolarisasi menjadi 2 fenotip, yaitu MSC tipe-2 dan atau MSC tipe-1 menggantungkan diri pada tipe dan kadar molekul inflamatori (IL-1/ IFNγ/ TNFα) yang merangsang . Kadar mediator inflamatori
tinggi mendorong MSC terpolarisasi menjadi MSC tipe-2 dan sebaliknya. Polarisasi MSC diterangkan dibawah
FOTO POLARISASI MSC
Paparan molekul stimulator (IL-1, IFNγ dan TNFα) memicu MSC terpolariasi menjadi fenotip MSC tipe-2 yang bersifat anti- inflamatori dan atau MSC tipe-1 yang bersifat pro-inflamatorimenggantungkan diri pada kadar molekul stimulator itu .
Faktor polarisasi MSC
Polarisasi MSC dipengaruhi oleh tingkat kosentrasi IL-1, IFNγ dan TNFα (mediator poten) yang merangsang nya , disamping jenis reseptor TLR yang diekspresikan MSC. prosedur polarisasi terjadi secara komplit s dan rumit, dimulai dengan polarisasi MSC menjadi
tipe-1 terlebih dahulu, lalu berlanjut menjadi MSC tipe-2, yang akan dibahas secara detail pada mekanisme polarisasi MSC. Secara sistematis faktor polarisasi MSC dibagi menjadi 2, yaitu:
--Reseptor MSC; TLR-3 dan TLR-4 Reseptor TLR diekspresikan MSC bertujuan untuk memeriksa keberadaan molekul inflamasi, lalu mengikatnya.
komplit pengikatan TLR-molekul inflamasi ini secara kaskade akan mengaktivasi jalur inflamasi hingga lalu menginduksi polarisasi MSC. Polarisasi MSC dimulai dengan menjadi MSC tipe-1 memakai reseptor TLR-4 dan berlanjut menjadi MSC tipe-2 melalui reseptor TLR-3,
--Mediator inflamasi; TNFα, IFNγ atau IL-1 dan dsRNA
Kosentrasi TNFα, IFNγ dan IL-1 dapat mempengaruhi
polarisasi MSC menjadi MSC tipe-1 atau MSC tipe-2 menggantungkan diri pada tingkat kadar molekul itu . detailnya polarisasi MSCtipe-2 juga dapat dirangsangan oleh molekul dsRNA (double stranded
RNA) asal virus niche, dipicu sebab dsRNA juga dapat
merangsang reseptor TLR-3 MSC.
Bentuk polariasi MSC
berdasar konsentrasi molekul IL-1, TNFα dan IFNγ yang merangsang reseptor TLR-MSC, maka polarisasi MSC dibagi menjadi 2 tipe yaitu :
-MSC tipe-2: reseptor TLR-3
- MSC tipe-1: reseptor TLR-4
Reseptor TLR-3 dan TLR-4 diterangkan dibawah
FOTO TLR-3 dan TLR-4
Paparan mediator inflamatori poten (IL-1, IFNγ dan TNFα) dengan konsentrasi tinggi memicu polarisasi MSC menjadi fenotip MSC tipe-2 yang mengekspresikan reseptor TLR-3 (anti-inflamatori),
sebaliknya paparan mediator inflamasi konsentrasi rendah akan memicu MSC terpolarisasi menjadi MSC tipe-1 yang mengekspresikan reseptor TLR-4 (pro-inflamatori).
MSC tipe-2: imunosupresif
Mediator inflamatori poten IL-1, TNF-α atau IFN-γ berperan aktif dalam menginisiasi kaskade jalur inflamasi sel radang. Sisi lain mediator itu juga dapat memicu sel radang aktif dan mengambil sel radang sistemik sehingga terbentuk suasana inflamasi akut. MSC menanggapi mediator inflamasi dengan cara mengikat molekul itu melalui reseptor IL-1R untuk IL-1 atau TNF-R untuk TNF-α sehingga dapat mengaktivasi jalur utama inflamasi NF-κB untuk
mensekresikan molekul proinflamasi COX-2, sehingga polarisasi MSC tahap demikian dinamakan MSC tipe-1. Sisi lain COX-2 juga menginduksi PGE2 yang akan mengaktivasi jalur TRIP-TRAM yang berakhir dengan sekresi IL-1ra, IL-10 dan TGF-β. Polarisasi MSC
tipe demikian dinamakan MSC tipe-2.
penjelasan MSC tipe-2
MSC tipe-2 adalah MSC yang terpolarisasi menjadi tipe-2 dengan ekspresi TLR-3 yang bersifat sitik imunosupresif (antiinflamatori terutama terhadap proliferasi sel T) sesudah paparan IL-1,TNF-α atau IFN-γ kadar tinggi (dilepas sel dendritik residen aktif).
MSC tipe-2 : sekresi soluble molecule
nyatanya MSC tipe-2 akan melepas beberapa soluble
molecule imunosupresif tertentu sesudah terpapar molekul inflamasi poten (IL-1, TNF-α atau IFN-γ) kadar tinggi. meski begitu MSC tipe-2 tidak hanya mensekresi soluble molecule yang bersifat
imunosupresif saja, tetapi juga mensekresi molekul yang bersifat pro-regenerasi seperti PDGF, VEFG, IGF.
detailnya soluble molecule yang disekresi MSC tipe-2
dengan sifat imunosupresif diterangkan dibawah
FOTO SOLUBLE MOLECULE MSC TIPE-2
MSC tipe-2 sesudah terpapar IL-1, TNF-α dan IFN-γ akan mensekresi TSG-6 dengan fungsi mensupresi jalur NF-kB, IDO untuk mensupresi limfosit T, TGFβ untuk menginduksi T-reg, PGE2 untuk mensupresi proliferasi sel NK, COX2 untuk polarisasi sel inflamasi/
MSC dan HGF sebagai growth factor bagi proliferasi seluler (proregenerasi). MSC juga mensekresi molekul pro-regenerasi lainnya.
Tipe reseptor MSC tipe-2
detailnya MSC tipe-2 mengekspresikan reseptor TLR-3,
meski begitu MSC tipe-2 juga mengekspresikan beberapa reseptor lainnya seperti pada di bawah ini.
FOTO RESEPTOR MSC TIPE 2
MSC tipe-2 mengekspresikan reseptor TLR-3 untuk menciptakan molekul imunosupresif. MSC tipe-2 juga mengekspresikan IL-1R dan TNFR yang dapat mengikat IL-1 dan TNF-α, dan mengekspresikan
CXCR3-R dan c-METR untuk mengikat SDF-1 dan HGF (soluble molecule yang dilepas dari jaringan cidera). Sisi lain MSC tipe-2 mensekresi VLA-4 dan CD44 yang mengikat VCAM dan P-selectin yang diekspresikan sel endotel aktif.
Mekanisme polarisasi MSC tipe-2
Mekanisme molekuler polarisasi MSC tipe-2 sangat komplit s dan hingga kini belum bisa diungkap dengan jelas. Kami mencoba untuk menguraikan mekanisme polarisasi MSC tipe-2 sesudah terpapar
mediator inflamasi menjadi 2 tahap tahap , antaralain :
1. tanggapan initial MSC sesudah inflamasi: polarisasi MSC tipe-1
2. tanggapan lanjut MSC polarisasi MSC tipe-2
tanggapan initial MSC: polarisasi MSC tipe-1
Hasil riset terbaru mengindikasikan bahwa inflamasi
diinisiasi oleh 2 molekul utama yaitu:
1. Pelepasan IL-1α yang berperan sentral dalam inflamasi steril melalui rangsangan molekul danger DAMP (jaringan luka steril)
2. PelepasanTNF-α pada inflamasi infeksius melalui rangsangan molekul danger PAMP (jaringan cidera infeksius.)
tanggapan initial MSC sesudah inflamasi: MSC tipe-1
Keberadaan IL-1 akan dipemeriksaan dan diikat oleh reseptor IL-1R, sedang TNF-α oleh TNFR yang diekspresikan MSC. detailnya pengikatan IL-1 dan LPS akan mengakivasi jalur NF-κB melalui protein MyD88, sedang TNF-α dapat secara langsung mengaktivasi jaur NF-κB. ini mengindikasikan bahwa jalur NF-κB
menjadi sentral dalam inisiasi prosedur polarisasi MSC.NF-κB teraktivasi oleh jalur MyD88 melalui rangsangan IL-1 dan LPS dan atau jalur TNFR-1/TNF-α. Jalur NF-κB teraktivasi akan mentranskripsi sitokin proinflamasi TNF-α, IL-12, COX-2 dan iNOS.
tanggapan initial MSC: prinsip NF-κB
NF-κB adalah heterodimer (protein Rel dan p50) yang
dalam keadaan normal berada pada posisi inaktif di dalam sitosol. meski begitu NF-κB tidak memerlukan protein lain dalam menjalankan aktivitasnya, sehingga termasuk golongan rapid-acting molecule. NF-κB teraktivasi akan memasuki nuklues untuk
mentrankripsi beberapa gen obyek sasaran yang bersifat pro-inflamasi. NF-κB berperan dalam prosedur inflamasi dengan mentranskripsi sitokin proinflamasi TNF-α, IL-12, COX-2 dan iNOS. detailnya NF-κB dapat teraktivasi oleh beberapa molekul ligan ektraseluler yang dilepas sel radang (disamping radiasi ionisasi
dan Ros), yaitu:
-TNF-α melalui jalur inflamasi TNFR,
- IL-1 dan LPS melalui jalur inflamasi MyD88/
tanggapan initial MSC: jalur TNF-α/ TNFR
nyatanya TNF-α adalah molekul sitokin proinflamatori poten yang berperan besar dalam mengaktivasi jalur
NF-κB. detailnya prosedur aktivasi jalur NF-κB dimulai dengan pengikatan TNF-α pada reseptor TNF-R. ini memicu fosforilasi reseptor sehingga memicu protein TRADD (tumor necrosis factor receptor type 1-associated death domain) terdisosiasi. Protein TRADD lalu mengambil TRAF2 (TNF receptorassociated factor-2) yang lalu memicu aktivasi IKK sehingga
memecah NF-κB menjadi molekul bebas dan aktif memasuki nukleus untuk mentranskripsi protein proinflamasi. beberapa molekul inflamasi yang disekresi diantaranya adalah sitokin TNF-α, IL-12,
COX-2 dan iNOS.
Aktivasi jalur NF-κB melalui TNF-α/TNFR dijelaskan di bawah ini.
FOTO AKTIVASI JALUR NF-KB
Pengikatan TNF-α pada TNFR-1 memicu disosiasi protein TRADD. Protein TRADD lalu merekruit TRAF2 yang dapat memicu aktivasi IKK sehingga dapat memecah NF-κB menjadi molekul aktif yang dapat memasuki nukleus untuk mentranskripsi
beberapa molekul proinflamasi seperti sitokin TNF-α, IL-12, COX-2 dan iNOS.
tanggapan initial MSC: jalur IL-1α
Pengikatan IL-1α dengan reseptor IL-1αR memicu
reseptor IL-1αR teraktivasi yang lalu berjalan menuju domain sitoplasmik reseptor Toll/ Interleukin-1 (domain TIR). Keadaan ini memicu TIRAP aktif. Protein TIRAP adalah protein yang menghubungkan antara reseptor IL-1R yang teraktivasi dengan protein MyD88 sitoplasmik. ini memicu protein MyD88 teraktivasi.
tanggapan initial MSC melalui jalur MyD88 dijelaskan dibawah ini.
FOTO TANGGAPAN INITIAL MSC: MYD88
tanggapan initial MSC: MyD88
Protein MyD88 adalah suatu protein adaptor yang berfungsi sebagai penerima sinyal downstream dari ikatan komplit s liganreseptor TLR/ IL-1R untuk lalu diteruskan secara kaskade pada jalur protein kinase sinyal transduksi intraseluler menuju nukleus,
sehingga dapat ditranskripsi beberapa gen terkait dengan inflamasi. Jalur inflamasi MyD88 dapat diaktivasi melalui pengikatan IL-1 pada
reseptor IL-1R MSC dan atau pengikatan LPS pada reseptor TLR-4 MSC. Secara kimia domain intraseluler reseptor TLR (ekor sitoplasmik) sendiri adalah wilayah Toll- interleukin-1 receptor(TIR), yaitu sebagai wilayah penerus fosforilasi dari reseptor teraktivasi IL-1
atau IL-8 kepada protein adaptor intraseluler (inisiasitor sinyal intraseluler).
detailnya aktivasi jalur MyD 88 melalui tahap tahap sebagai berikut:
1. Jalur IRAK dan TRAF-6
2. Jalur IRAK-1/TRAF-6 /TAK-1/TAB-1/TAB-2
tanggapan initial MSC: IRAK dan TRAF-6
Protein MyD88 teraktivasi berinteraksi secara langsung
dengan protein IL-1R-associated kinase (IRAK) dan sekali IRAK terfosforilasi maka merekruit protein adaptor lain yaitu TNF receptorassociated factor 6 (TRAF-6) sehingga menjadi komplit s IRAK-1-
TRAF6 dan lalu berdisosiasi dari komplit s IL-1R, sehingga komplit s IRAK-1-TRAF6 terbebas dan dapat berinteraksi dengan komplit protein lain.
Pengikatan IRAK dan TRAF-6 dijelaskan di bawah ini.
FOTO TANGGAPAN INITIAL MSC: IRAK dan TRAF-6
tanggapan initial MSC: IRAK-1/TRAF-6 /TAK-
1/TAB-1/TAB-2 komplit s IRAK-1/TRAF-6 bebas dapat berinteraksi dengan komplit protein yang sudah ada dalam membran plasma yaitu TGF-β
activated kinase 1 (TAK-1), TAB-1 dan TAB-2, sehingga
membentuk komplit s IRAK-1/ TRAF-6/ TAK1/ TAB-1/ TAB-2 dan melekat pada membran. TAK-1 adalah protein mitogen-activated protein kinase kinase kinase (MAPKKK). IRAK-1 lalu didegradasi secara ubiquinasi, sehingga tinggal komplit s TRAF-6/ TAK1/ TAB-1/ TAB-2 yang bergerak bebas dalam sitoplasmik.
Sekali komplit s TRAF-6/ TAK1/ TAB-1/ TAB-2 berada dalam sitoplasmik, maka TRAF6 akan didegradasi sehingga memicu aktivasi protein TAK1 kinase yaitu jalur transkripsi NF-κB tanggapan initial MSC IRAK/TRAF6/TAK-1/TAB-1/2 diterangkan dibawah
FOTO TANGGAPAN INITIAL MSC: IRAK/TRAF-6/TAK-1/TAB-1/2
tanggapan lanjut MSC: polarisasi MSC tipe-2
tanggapan lanjut MSC dimulai dengan pelepasan
Cyclooxygenase-2 (COX-2) melalui jalur Nf-Kb. COX-2 adalah protein enzim myeloperoxidase yang berlokasi di RE dan membran nuklear dengan fungsi mengkatalisis prosedur yang membatasi laju biosintetis prostaglandin dari sumber arachidonic acid. prosedur ini menyebabkan konversi arachidonic acid yang dilepas membran plasma (melalui phspolipase A2) menjadi prostaglandin G2, lalu menjadi prostaglandin H2. ini mengindikasikan bahwa COX-2
dapat menginduksi biosintetis PGE2.
tanggapan lanjut MSC: COX-2 induksi PGE2
tanggapan lanjut MSC dimulai dengan pelepasan COX-2 melalui jalur NF-kB, dipicu sebab COX-2 memiliki wilayah promotor untuk tanggapan element NF-κB dan IL-6. Pelepasan COX-2 memicu peningkatan produksi PGE2 (sebagai salah satu
produksi utama COX-2). PGE2 secara autokrin akan mengikat reseptor EP-1, EP-2, EP-3, dan EP-4 MSC, sehingga mengaktivasi jalur TRIP-TRAM.
Mekanisme COX-2 dalam induksi biosintetis PGE2
diterangkan dibawah
FOTO TANGGAPAN LANJUT MSC: COX2 INDUKSI PGE2
tanggapan lanjut MSC: TRIP-TRAM
detailnya PGE2 mengikat reseptor EP2 dan EP4 MSC,
yaitu reseptor terkait dengan protein G, yang dapat mengaktivasi adenylate cyclase, sehingga memicu peningkatan cAMP. Molekul cAMP lalu mengaktivasi beberapa jalur PI3K (aktivitas proliferasi) dan GSK3 (aktivitas β-catenin siklus sel), disamping mengkativasi jalur TRIP-TRAM. Protein TRIF adalah
satu-satunya protein adaptor yang dipakai dalam aktivasi jalur TLR-3. detailnya TLR-3 adalah CD283 yaitu protein reseptor keluarga keluarga TLR yang berada dalam sitoplasmik. TRIF yang teraktivasi dapat menginduksi aktivasi jalur IRF-3 (interferon
regulatory factor-3) yang lalu memasuki nukleus untuk
mentranskripsi protein obyek sasaran anti-inflamtori, terutama IL-1ra, IL-10 bdan TGF-β. prosedur ini dinamakan polarisasi MSC dari MSC tipe-
1 (pro-inflamasi) menjadi MSC tipe-2 (anti-inflamasi).
Polarisasi MSC tipe-2 secara jelas dijelaskan di
bawah ini.
FOTO POLARISASI MSC
MSC tipe-1: Pro-inflamatori
penjelasan MSC tipe-1
MSC tipe-1 adalah MSC yang mengekspresikan reseptor TLR-4 dengan sifat promosi proliferasi sel T (proinflamatori). MSC tipe-1 terbentuk akibat paparan IL-1, TNF-α atau IFN-γ (molekul pro-inflamatori) dalam kosentrasi rendah pada reseptor TLR-4 MSC.
MSC tipe-1 : sekresi soluble molecule
nyatanya MSC juga dapat menanggapi pro-inflamasi IL-1α, TNFα dan IFNγ dalam konsentrasi rendah. ini dapat memicu polarisasi MSC menjadi MSC tipe-1 yang dapat mensekresikan beberapa soluble molecule, seperti dijelaskan bawah ini.
FOTO SOLUBLE MOLECULE MSC Tipe-1
MSC tipe-1 sesudah terpapar IL-1α, TNFα dan IFNγ dapat mensekresi molekul: MIP-1a, MIP-1b, RANTES, CXCL9, CXCL10 (kemokin) yang berperan untuk meningkatkan tanggapan sel T. Sisi lain MSC tipe-1 juga mensekresikan IDO yang berperan sebagai
imunomodulasi limfosit T dan PGE2 sebagai supresi proliferasi NK.
Polarisasi MSC tipe-1
MSC tipe-1 terjadi akibat rangsangan molekul pro-inflamatori IL-1, TNFα dan atau IFNγ dalam konsentrasi rendah pada reseptor TLR4-MSC. Secara sistematik prosedur polarisasi dimulai dengan
berikatannya molekul TNFα atau IFNγ kosentrasi rendah pada reseptor TLR4-MSC. Ikatan ini memicu MSC beradaptasi dan lalu terpolarisasi (berubah) menjadi MSC tipe-1.
sifat molekuler MSC tipe-1
MSC tipe-1 secara aktif akan mensekresikan beberapa soluble molecule, antaralain , yaitu:
1. Kemokin dalam kadar tinggi
Pelepasan kemokin berakibat pada peningkatan tanggapan sel T dalam hal perekrutan limfosit menuju situs inflamasi, sehingga memicu aktivasi sinyal pro-inflamasi. beberapa kemokin yang disekresikan MSC tipe-1 dalam jumlah besar, antara lain:
CXCL9, CXCL10,MIP-1a,MIP-1b, RANTES,
2. Molekul IDO/iNOS dan PGE2 dalam kadar rendah
Molekul iNOS atau IDO dalam konsentrasi rendah
memicu kemampuan MSC dalam supresi sel T berkurang dan hilang, sehingga terjadi proliferasi sel T aktif. Sisi lain terjadi penurunan regulasi ligan Notch. ini dibuktikan dengan riset bahwa hambatan iNOS atau ablasi genetic iNOS dapat berefek pada peningkatan proliferasi sel T oleh MSC.
MSC supresi prosedur inflamasi
nyatanya MSC menanggapi inflamasi saat terpapar
beberapa molekul pro-inflamasi, terutama IL-1α yang dilepas sel makrofag residen dan sel dendritik pada wilayah cidera. tanggapan MSC terhadap inflamasi itu berwujud supresi sel makrofag residen dan sel dendritik matur. ini mengindikasikan bahwa tanggapan MSC,
terutama melalui aktivasi jalur IL-1.
MSC mensekresi IL-1ra: anti inflamasi
Seiring dengan aktivasi beberapa sel radang maka beberapa mediator inflamasi poten, seperti IL-1α, IL-1β, TNF-α dilepas pada wilayah cidera, disamping molekul danger dari jaringan cidera dan nekrosis. Keberadaan mediator inflamasi dan molekul danger ini
dalam jumlah tinggi dapat mengaktivasi MSC. MSC menanggapi melalui reseptor TLR. Keberadaan reseptor TLR dalam MSC dimungkinkan sebab adanya kesamaan sifat antara sel radang dengan MSC.
detailnya MSC menanggapi inflamasi dengan cara
mengikat molekul itu (IL-1) melalui reseptor TLR yang berakhir dengan disekresinya IL-1 receptor antogonis (IL-1ra). Reseptor IL-1ra ini akan berkompetisi dengan IL-1 dalam mengikat reseptor IL-1R sel radang/ MSC, sehingga IL-1ra pada kosentrasi tinggi akan
mendominasi pengikatan reseptor IL-1R. ini memicu IL-1 yang dilepas sel radang tidak lagi dapat mengaktivasi sel radang, yang memicu hambatan pelepasan sitokin pro-inflamasi sehingga inflamasi mereda.
MSC supresi inflamasi pada animal desain
beberapa hasil riset bahwa MSC memiliki efek
mempercepat penyembuhan penyakit melalui supresi inflamasi pada beberapa peristiwa animal desain seperti pada penjelasan di bawah ini.
Anti-inflamasi pada desain tikus fibrosis paru
Pemberian MSC tertentu (dosis 5x105 sel) secara IV
bersamaan dengan pemberian bleomycin pada tikus desain cidera paru, dapat mencegah munculnya fibrosis paru dibandingkan golongan kendali . Bleomycin sendiri adalah agen kemotoksik yang dapat memicu inflamasi hebat terhadap paru, sehingga dipakai sebagai penginduksi fibrosis paru pada desain hewan coba. ini mengindikasikan bahwa MSC dapat mencegah berkembangnya fibrosis dengan cara mensupresi prosedur inflamasi paru yang terjadi sesudah pemberian bleomycin melalui sekresi IL-1ra. Sitokin IL-1ra bersifat anti-inflamasi dengan cara memperlemah efek IL-1 (pro-inflamasi)
melalui kompetisi dengan reseptor IL-1R.
Anti-inflamasi pada desain tikus infark miokard
Pemberian MSC dosis tertentu (2x106 sel) secara IV dapat menurunkan tanggapan inflamasi secara menonjol pada tindakan ligasi permanen arteri koronaria, disamping memperkecil ukuran infark dan
memperbaiki fungsi ventrikel jantung 3 minggu lalu . Hasil riset ini mengindikasikan bahwa hanya sebagian kecil saja dari MSC yang berada pada wilayah injuri (1500 dari 2x106 sel) dan bersifat
sementara (24 jam dan menghilang sesudah 48 jam). Sisi lain hasil riset ini menemukan bahwa sebagian besar MSC terjebak dalam paru sebagai mikro emboli dengan waktu paruh 24 jam. ini mengindikasikan bahwa perbaikan yang terjadi bukan
akibat prosedur homing MSC pada wilayah cidera pada jantung (wilayah ligasi arteri koronaria). meski begitu prosedur perbaikan tetapi terjadi sesudah pemberian MSC, meskipun sebagian besar terjebak di wilayah paru. ini ditunjukan dengan pemeriksaan tingkat genetik yang mengindikasikan bahwa terjadi peningkatan ekspresi lebih dari 50 gen anti-inflamasi dengan sifat MSC, diantaranya adalah TNF-α
stimulated gene/protein-6 (TSG-6). Temuan ini menguatkan bahwa MSC berperan sentral dalam mensupresi inflamasi dan mempercepat tahap regenerasi, sehingga mengakselerasi prosedur penyembuhan. Anti-inflamasi pada desain cidera kornea. Pemberian MSC dosis tertentu (1x106 sel) secara IV pada desain cidera kornea dapat menurunkan tanggapan inflamasi secara menonjol , ditandai dengan penurunan infiltrasi neutrofil dan reduksi
produksi sitokin pro-inflamatori dan mencegah perkembangan opacity dalam kornea. Perbaikan ini sejalan dengan disekresinya TSG-6, tetapi bukan akibat prosedur engrafment MSC pada kornea.
ini dipicu sebab MSC yang berada di kornea hanya
sebagian kecil saja (kurang dari 10 buah). Sisi lain perbaikan juga akan terjadi saat dilakukan penyuntikan hanya dengan rhTSG-6
dengan dosis dependen. Temuan ini mengindikasikan bahwa perbaikan yang terjadi pada kornea, terjadi akibat dari prosedur parakrinisasi MSC
melalui pelepasan anti-inflamasi TSG-6 bukan akibat dari prosedur homing MSC.
Sirkuit jalur inflamasi JAK-STAT
penjelasan jalur JAK-STAT
Jalur JAK-STAT adalah jalur yang menghantarkan molekul sinyal ligan kimia (molekul danger) dari ekstraseluler ke dalam intraseluler menuju nukleus, bertujuan mentranskripsi gen terkait prosedur imunitas, disamping pembelahan, kematian, dan pembentukan tumor.
Secara sistematik jalur sinyal JAK-STAT dibagi menjadi 4 bagian, yaitu:
Nukleus: aktivasi STAT.
-Reseptor domain ektraseluler: TLR-ligan kimia
-Reseptor domain intraseluler TIR: Janus kinases (JAK)
-Sitoplasmik: sinyal transducer and activator transcription(STAT),
Reseptor domain ekstraseluler: TLR-ligan
Pengikatan molekul sinyal ligan (interferon atau interleukin) pada domain ekstraseluler reseptor permukaan sel memicu reseptor TLR teraktivasi (dimerisasi) yang lalu terus berjalan menuju domain intraseluler, sehingga mencapai receptor-associated
JAK. ini memicu JAK yang berada dalam reseptor
intraseluler terfosforilasi dan aktif. JAK aktif akan transfosforilasi pada wilayah loop aktivasi (residu tirosin), sehingga terjadi peningkatan aktivitas domain kinase. ini menciptakan situs pengikatan untuk
protein tertentu yaitu protein dengan domain SH2 (termasuk protein STAT).
Aktivasi STAT sitoplasmik
STAT memiliki protein domain SH2 sehingga STAT dapat mengikat tirosin terfosforalasi pada situs pengikatan. STAT yang terikat pada situs ini lalu difosforilasi oleh JAK sehingga STAT
terdisosiasi dari reseptor, menjadi bebas dan aktif membentuk hetero atau homodimer. komplit hetero/hemodimer STAT ini lalu translokasi ke nukleus untuk menginduksi transkripsi gen obyek sasaran .
Aktivitas STAT nukleus
detailnya untuk mencapai nukleus, STAT harus melalui
nuclear pore complexes (NPC) yaitu protein komplit s yang berada disepanjang membran nukleus yang berperan sebagai kendali aliran molekul yang keluar-masuk nukleus. meski begitu untuk memasuki nukleus maka nuclear localization sinyal (NLS) yaitu
sekuen asam amino STAT harus diikat terlebih dahulu oleh protein importins. STAT yang terikat importin (dimer STAT-importin) akan mudah memasuki nukleus. Sekali STAT-importin memasuki nukleus maka importin harus dilepas dengan protein Ran. Keadaan ini
memicu STAT terlepas bebas dalam nukleus, sehingga dapat mentranskripsi gen obyek sasaran , terutama terkait dengan imunitas.
JAK-STAT dengan PI3K/AKT/mTOR
Jalur molekuler JAK-STAT dapat berinteraksi dengan jalur RTK (PI3K/AKT/mTOR), meskipun demikian tetapi memerlukan JAK sebab sebagian besar reseptor PI3K tidak memiliki aktivitas JAK kinase bawaan. Jalur JAK-STAT terhubungkan secara langsung dengan jalur PI3K/ AKT/ mTOR, sehingga saat JAK diaktifkan dan
difosforilasi, maka protein domain SH2 mengikat fosfotirosin. Sisi lain protein PI3K juga memiliki domain SH2 dan sebab nya juga dapat mengikat reseptor terfosforilasi ini. Dengan demikian, aktivasi
jalur JAK-STAT juga dapat mengaktifkan jalur PI3K / AKT / mTOR.
JAK-STAT dengan MAPK/ERK
Jalur JAK-STAT terhubungkan dengan jalur MAPK/ERK,
sehingga saat JAK diaktifkan dan difosforilasi, maka protein domain SH2 mengikat fosfotirosin. Sisi lain jalur MAPK/ERK juga memiliki domain SH2 yaitu Grb2 yang dapat mengikat reseptor terfosforilasi ini. Dengan demikian, aktivasi jalur JAK-STAT juga
dapat mengaktifkan jalur MAPK/ERK. Homing adalah kejadian pergerakan sel lekosit menuju
wilayah inflamasi. ini dipicu akibat rangsangan faktor kemoatraksi yang dilepas oleh beberapa sel radang, termasuk jaringan cidera. Molekul kemoatraksi itu akan dipemeriksaan oleh reseptor sel radang,
termasuk MSC.MSC dapat memeriksa molekul kemoatraksi sebab memiliki properti seperti sel leukosit. kemampuan pemeriksaan itu dipicu adanya perbedaan gradien molekul antara wilayah cidera
dengan wilayah normal, sehingga memandu sel leukosit atau MSC bergerak menuju arah sumber produksi kemoatraksi. Faktor kemoatraksi dapat berwujud sitokin dan atau growth factor, sedang reseptor yang dapat memeriksa molekul
kemoatraksi berwujud reseptor golongan TLR. ada perbedaan reseptor pemeriksaan antara leukosit dengan MSC. Leukosit memakai PECAM-1/ CD34, sedang MSC memakai CXCR3-R.
kemampuan leukosit dan atau MSC dalam mengekspresi reseptor itu terkait dengan paparan mediator inflamasi. Mediator inflamasi berperan dalam mendorong ekspresi reseptor TLR-3,
CXCR3 MSC atau CD34 leukosit, disamping mengaktivasi sel imun/MSC. MSC yang berhasil homing pada situs inflamasi akan melakukan kendali terhadap beberapa sel radang, sehingga inflamasi
mereda dan prosedur regenerasi terjadi. peran homing MSC dalam mengendalikan inflamasi dan
mempercepat regenerasi mendorong kami untuk mengeksplorasi lebih lanjut, mengenai prinsip molekuler homing mulai dari penjelasan ,
mekanisme molekuler homing sel leukosit dan MSC dan pergerakan transmigrasi MSC menuju wilayah jaringan inflamasi/ cidera.
prinsip homing
Homing adalah kejadian migrasi sel radang atau MSC dari sirkulasi darah menuju wilayah inflamasi atau cidera, akibat rangsangan molekul kemoatraksi dan adhesi yang dilepas sel radang dan atau jaringan cidera. Fenomena migrasi juga terjadi pada MSC,
dipicu sebab MSC memiliki sifat yang seperti dengan
sel imun, terutama dalam mengekspresikan reseptor TLR-3 dan CXCR3-R. detailnya reseptor CXCR-3 MSC akan memeriksa keberadaan molekul SDF-1 yang dilepaskan oleh jaringan rusak, sedang reseptor TLR-3 memungkinkan memeriksa keberadaan
sitokin TNFα dan IFNγ. ada perbedaan homing antara leukosit dan MSC yang mana leukosit memakai molekul platelet endothelial cell adhesion
molecule-1 (PECAM-1)/ CD34 untuk mengikat molekul L-selectin dan E-selectin sel endotel aktif dalam prosedur inisiasi homing, sedang MSC memakai TLR-3 dan CXCR3-R. detailnya mekanisme molekuler homing dan pergerakan migrasi/ transmigrasi
leukosit/ MSC dijelaskan pada bahasan kemudian .
prinsip homing diterangkan dibawah.
FOTO PRINSIP HOMING
Neutrofil dan MSC dapat bermigrasi dari sirkulasi sistemik menuju wilayah inflamasi atau cidera akibat rangsangan molekul sinyal kemoatraksi yang dilepas oleh jaringan cidera dan atau sel radang aktif.
penjelasan homing leukosit
Homing leukosit adalah perpindahan sel neutrofil sirkuler menuju wilayah inflamasi akibat rangsangan molekul kemoatraksi dan adhesi yang dilepas sel makrofag residen atau matriks sekitar jaringan
cidera. ini dipicu sebab reseptor neutrofil dapat
memeriksa perubahan gradien kimia molekul itu dan lalu mengikatnya. Neutrofil adalah sel leukosit pertama yang bermigrasi sesaat sesudah hemostasis sekunder tercapai. Penurunan migrasi sel neutrofil mengindikasikan bahwa sinyal kemoatraksi sudah mereda yang berkorelasi dengan kontaminasi luka sudah terkendali .
penjelasan homing MSC
Homing MSC adalah kejadian migrasi MSC dari sirkulasi darah menuju jaringan cidera/ luka atau wilayah inflamasi akibat rangsangan molekul sinyal kemoatraksi IFNγ, TGFα dan SDF-1 yang dilepas oleh sel makrofag residen dan atau jaringan cidera. MSC tidak mengekspresikan CD34 sehingga tidak memungkinkan mengikat molekul L-selectin dan E-selectin dalam prosedur homing.
( 334 \311)
Mekanisme molekuler homing MSC
Homing MSC terjadi saat wilayah inflamasi/cidera melepas protein stromal derivate factor-1 (SDF-1) dan hepatocyte growth factor (HGF) yang berperan sebagai kemoatraksi terhadap MSC. MSC menanggapi dan mengikat SDF-1 melalui reseptor CXCR-3 dan
HGF melalui c-METR. Saat bersamaan makrofag aktif juga melepas molekul TNFα dan IFNγ (mediator inflamatori poten) yang berperan sebagai kemoatraktan terhadap MSC. MSC menanggapi dengan cara mengikat TNFα dan IFNγ melalui reseptor TLR-3. meskibegitu prosedur migrasi memerlukan molekul adhesi yang memungkinkan MSC menempel pada sel endotel kapiler. Endotel kapiler aktif mengekspresikan vascular cell adhesion molecule-1
(VCAM-1) dan P-selectin (molekul adhesi). MSC menanggapi dengan cara mengikat VCAM-1 melalui reseptor VLA-4 dan mengikat Pselectin dengan CD-44.
Mekanisme molekular homing MSC dijelaskan
di bawah ini.
FOTO MEKANISME MOLEKULER HOMING MSC
wilayah inflamasi/cidera melepas SDF-1 dan HGF yang akan diikat reseptor CXCR-3 dan c-METR MSC. Makrofag aktif melepas TNFα dan IFNγ yang akan diikat oleh reseptor TLR-3 MSC. Semua molekul itu sebagai kemoatraktan bagi MSC. Prose transmigrasi
dilakukan melalui penempelan pada sel endotel dengan mengikat VCAM-1 dan P-selectin melalui reseptor VLA-4 dan CD-44 MSC.
Molekul-reseptor neutrofil dalam homing
Molekul homing neutrofil adalah molekul kemoatraksi atau adhesi. Molekul kemoatraksi adalah small molecule yang dapat menarik dan memandu neutrofil keluar sirkulasi menuju wilayah inflamasi, sedang molekul adesi adalah molekul yang diekspresikan permukaan membran sel endothel aktif dengan fungsi
mengikat ligan leukosit melalui reseptor PSGL-1 sehingga terjadi perlekatan dan migrasi.
Molekul kemokin leukosit
1. CXCL8 dan CXCL1 (GRO-α)
CXCL8 adalah molekul kemokin poten pertama bagi neutrofil yang disekresi oleh makrofag residen aktif. Sel neutrofil menanggapi molekul itu dengan mengikat melalui reseptor CXCLR1 dan CXCR2. CXCL1 adalah kemokin neutrofil hasil sekresi makrofag
residen aktif yang diikat sel neutrofil melalui reseptor CXCLR1.
2. TNF-α
TNF-α adalah mediator pro-inflamatori poten yang dilepas sel radang aktif, terutama sel dendritik dan makrofag dengan fungsi memicu kemoatraksi beberapa sel radang termasuk MSC menuju wilayah radang/cidera, disamping sebagai pengaktivasi beberapa sel radang,termasuk MSC.
3. Complement factor C5a dan leukotrient B4
C5a adalah protein fragmen hasil potongan elemen
complement C5 oleh enzim C5-convertase (jalur klasif/ pilihan lain / lektin) yang dapat menarik neutrofil/ monosit menuju wilayah injuri/cidera, disamping fungsi fogositosis dan anafilatoksis.
Leukotrient B4 adalah metabolit hasil oksidasi archidonic acid (AA) melalui lipogenase yang berfungsi menginduksi migrasi neutrofildi samping fungi modulasi inflamasi.
4. Formyl methionyl dan Molekul H202
Formyl methionyl adalah peptide potongan debris bakteri lisis (lipopolysaccharide) yang dapat menarik monosit/leukosit disamping mengaktivasi, melalui pengikatan reseptor formyl peptide receptor-1
(FPR-1) dan transient receptor potential melastatin-2 (TPRPM2). H202 adalah molekul kimia radikal bebas yang dapat menginduksi neutrofil bermigrasi dengan mengaktivasi reseptor transient receptor potential melastatin-2 (TPRPM2) melalui oksidasi cystein 549.
Molekul adesi leukosit
1. P-selectin
P-selectin adalah molekul adesi yang diekspresikan oleh sel endotel aktif sesudah rangsangan protein thrombin, bradikinin dan histamin yang dilepas jaringan cidera.
2. E-selectin
E-selectin adalah molekul adhesi yang diekspresikan sel endotel aktif sesudah rangsangan TNF-α yang dilepas sel makrofag aktif.
Reseptor TLR leukosit
Reseptor TLR adalah reseptor yang diekspresikan oleh
beberapa sel radang, termasuk MSC dengan fungsi mempromosikan sel radang dan MSC untuk bermigrasi keluar sirkulasi menuju wilayah jaringan cidera.
detailnya fungsi reseptor TLR adalah antaralain :
1. pemeriksaan wilayah inflamasi (cidera)
kemampuan pemeriksaan reseptor TLR dipicu sebab reseptor ini dapat memeriksa beberapa molekul sitokin, interleukin dan kemokin yang dilepas oleh sel radang aktif pada wilayah inflamasi dan atau jaringan cidera. kemampuan pemeriksaan resptor TLR-MSC terlihat pada kejadian inflamasi. detailnya terlihat pada aktivitas pergerakan dan migrasi dari beberapa sel progenitor/ MSC asal sumsum tulang dalam menuju wilayah inflamasi.
2. Modulasi sel inaktif
kemampuan reseptor TLR dalam memodulasi beberapa sel radang/MSC tahap innate (tahap inaktif) terlihat saat terjadi pengikatan antara molekul pro-inflamatori dengan reseptor TLR. Pengikatan ligan-reseptor ini akan memicu aktivasi sinyal transduksi
sitoplasmik yang berakhir dengan sekresi beberapa molekul bioaktif lainnya.
3. Mengarahkan tanggapan sel yang sesuai
kemampuan reseptor TLR dalam mengarahkan tanggapan imun/tanggapan MSC yang sesuai terlihat pada kejadian polarisasi sel. Sel makrofag pada keadaan tertentu dapat berpolarisasi menjadi sel
fagosit profesional tetapi sisi lain juga dapat berubah menjadi sel asesoris APC dengan fungsi sekresi. Hal yang sama terlihat saat MSC terpapar molekul pro-inflamatori yang mana akan terjadi polarisasi
MSC menjadi MSC tipe-2 yang bersifat imunosupresif dengan mensekresi molekul anti-inflamatori (IL-1ra, PGE3, TGFb, IL-10 dan TSG6), disamping molekul proliferasi (VEGF, PDGF, FGF).
5. Mekanisme molekuler homing leukosit
Mekanisme homing leukosit sesudah terjadi kerusakan jaringan prosedur dimulai dengan pelepasan thrombin, bradikinin dan histamin oleh sel platelet dan mast aktif yang lalu mengaktivasi sel endotel untuk mengekspresikan molekul P-selectin. Sisi lain sel
makrofag residen aktif melepas TNF-α dan IL-1 yang dapat mengaktivasi sel endotel untuk mengekspresikan molekul E-selectin.
Sel neutrofil aktif menanggapi dengan cara mengekspresikan reseptor Pselectin glycoprotein ligan-1 (PSGL-1) yang dapat mengikat Pselectin dan E-selectin endotelial sehingga terjadi perlekatan dan
migrasi. prosedur migrasi dimulai dengan dilepaskan nya kemokin CXCL8 oleh sel makrofag residen aktif sebagai sinyal kemoatraktanpoten bagi sel neutrofil. Neutrofil menanggapi dengan mengikat CXCL8
melalui reseptor CXCR1 dan CXXR2. Bersamaan dengan hal itu sel makrofag juga melepas kemokin CXCL1 untuk memperkuat daya kemotaksis. Faktor kemotaksis lainnya adalah aktivasi jalur komplemen (komplemen C5a aktif) sebagai sinyal kemotaksis dan aktivasi sel neutrofil dan monosit. Leukotrient B4 dan
potongan peptide N-formyl-methionyl-phenyalalanin bakteri juga dapat berperan sebagai kemotaksis sel neutrofil. peran molekuler kemoatraktan dalam migrasi diterangkan dibawah .
FOTO MOLEKULER KEMOATRAKTAN DALAM MIGRASI NEUTROFIL
Sel endotel aktif mengekspresikan P-selectin (sesudah rangsangan thrombin, bradikinin dan histamine) dan E-selectin (sesudah rangsangan TNF-α dan IL-1). Sel neutrofil aktif mengikat P-selectin dan Eselectin melalui reseptor PSGL-1. Migrasi leukosit dirangsangan oleh CXCL8 (dilepas sel makrofag aktif) melalui reseptor CXCR1 dan CXXR2. Kemokine CXCL1 (dilepas sel makrofag aktif) memperkuat
daya kemotaksis. kerjasama seluruh molekul di atas mendorong terjadinya homing sel neutrofil.
Molekul dan reseptor MSC dalam homing
Homing MSC menuju wilayah inflamasi/ cidera adalah hasil interaksi dan integrasi reseptor tertentu yang diekspresikan MSC dengan beberapa molekul sitokin/ kemokin atau soluble molecule yang dilepas sel radang aktif terutama sel neutrofil dan makrofag dan
atau jaringan cidera.
Molekul kemoatraksi MSC
1. TNFα
TNFα adalah mediator pro-inflamatori poten yang dilepas sel radang aktif, terutama sel dendritik dan makrofag dengan fungsi menarik beberapa radang termasuk MSC sirkuler untuk migrasi menuju wilayah cidera/ inflamasi, disamping sebagai pengaktivasi
beberapa sel radang termasuk MSC. Peningkatan kadar TNF-α secara berlebihan dapat memicu kegagalan organ multi-sistem, disamping memicu prosedur kronis.
2. IFNγ
IFNγ adalah molekul sitokin mediator pro-inflamatori
poten yang dilepas beberapa sel radang terutama sel dendritik dengan fungsi sebagai pemicu utama migrasi sel radang dan MSC sirkuler menuju wilayah cidera, disamping sebagai pengaktivasi.
3. SDF-1
SDF-1 adalah molekul kemokin yang dilepas oleh
jaringan rusak dengan fungsi sebagai pemandu arah bagi sel MSC dalam menuju wilayah inflamasi/ cidera. ini mengindikasikan bahwa SDF-1 berperan sebagai ko-lokalisasi bagi reseptor CXCR3-R MSC.
Reseptor MSC
Suasana inflamasi memungkinkan MSC dan sel progenitor asal sumsum tulang bergerak dan migrasi menuju wilayah inflamasi.
1. Reseptor TLR-3
TLR-3 adalah reseptor yang diekspresikan oleh beberapa sel radang, termasuk MSC. Reseptor TLR-3 berperan besar dalam mempromosikan MSC untuk migrasi keluar sirkulasi, homing menuju wilayah jaringan cidera/ inflamasi. ini dipicu sebab reseptor
TLR-3 yang diekspresikan MSC itu dapat memeriksa
keberadaan molekul sitokin, interleukin dan khemokin yang dilepas sel imun aktif pada wilayah inflamasi/cidera. Sisi lain pengikatan reseptor TLR-3/MSC dengan sitokin pro-inflamatorik juga memicu
polarisasi MSC dari tipe-1 menjadi tipe-2 yang berisifat
imunosupresif, yaitu dapat mensekresi beberapa molekul aktif antiinflamatori terutama IL-1ra, PGE3, TGFb dan TSG6, disamping molekul proliferasi VEGF, PDGF, FGF.
2. Reseptor CXCR3-R
CXCR3-R adalah reseptor yang diekspresikan beberapa
sel radang termasuk oleh MSC secara kuat dengan fungsi memeriksa keberadaan molekul kemokin SDF-1 yang dilepaskan jaringan rusak. nyatanya MSC mengekspresikan reseptor CXCR3-R secara kuat,
sehingga dapat memeriksa keberadaan molekul SDF-1 dan mengikatnya. ini mengindikasikan bahwa SDF-1 berperan sebagai kolokalisasi MSC untuk bergerak menuju wilayah inflamasi.
Perbedaan homing MSC dan leukosit
detailnya perbedaan homing MSC dan leukosit adalah
antaralain . ada perbedaan nyata antara migrasi MSC dan leukosit/ HSC yang mana leukosit dominan memakai L-selectin dan E-selectin dalam menginisiasi prosedur rolling, tetapi MSC
memakai reseptor VLA-4 untuk mengikat VCAM-1 dan CD-44 untuk P-selectin dalam perlekatan dengan sel endotel.
-Sel leukosit memakai molekul L-selectin dan E-selectin Sel leukosit melakukan aktivitas rolling pada sel endotelial pada tahap pertama rekruitmen dengan memakai E-selectin dan L-selectin, tetapi MSC lebih memakai P-selectin (L-selectin dan E-selectin tidak diekspresi). MSC memakai reseptor VLA-4
dan CD-44 dalam menanggapi molekul VCAM-1 dan P-selectin perlekatan dengan sel endotel.
-. Sel leukosit memakai molekul PECAM-1/ CD34
Sel leukosit mengekspresikan molekul platelet/ endothelial cell adhesion molecule-1 PECAM-1/ CD34 yang memungkinkan sel leukosit melakukan prosedur transmigrasi (menyebarang) endotelium,
sedang MSC tidak mengekspresikan CD-34 sehingga migrasi dan transmigrasinya memakai reseptor VLA-4, CD-44 dalam mengikat molekul adhesi, disamping memakai reseptor TLR-3 dan CXCR-3 rangsangan molekul kemokin SDF-1, TNF-α dan IFNγ
-. MSC memakai reseptor protein G
Selama aktivitas rolling, MSC memakai reseptor 7-
trans membran spanning G protein-coupled receptors.
Transmigrasi MSC/ neutrofil
penjelasan transmigrasi MSC
Transmigrasi adalah pergerakan migrasi atau perpindahan MSC/ neutrofil sikuler yang sebelumnya sudah melekat di endotel lalu keluar menuju wilayah inflamasi secara amubiasid melalui sisi lateral sel endotel. pergerakan ini dikendali oleh protein Rho GTPases (protein G subkeluarga Ras) melalui jalur PI3K yang menciptakan protein aktin cytoskeleton dynamic dengan fungsi sebagai pemicu motilitas neutrofil.
Pengaruh molekul adhesi dalam transmigrasi
MSC yang diberikan intravena akan bergerak bebas dalam sirkulasi darah hingga suatu saat reseptor TLR-3 dan CXCR-3R memeriksa sinyal cidera (SDF-1, TNFα dan IFNγ) lalu bergerak menuju sumber sinyal cidera itu . meski begitu MSC harus dapat melakukan migrasi dan transmigrasi (trafficking). ini dilakukan MSC dengan cara mengikat molekul adesi Pselectin yang diproduksi oleh sel endotel dengan CD44, disamping mengikat VCAM-1 dengan integrin melalui reseptor VLA-4. nyatanya MSC yang terikat pada molekul adhesi sel endotel berakibat pada penurunan kecepatan pergerakan MSC sirkuler, sehingga memungkinkan MSC melakukan migrasi dan
transmigrasi trans-endothelia menuju wilayah cidera (pola pergerakan leukopedesis). MSC yang gagal dalam prosedur transmigarasi akan tertanam dalam lapisan endotel vaskuler.
Pola pergerakan transmigrasi MSC
MSC yang bermigrasi secara trans-endothelia mengikuti pola leukopedesis seperti pergerakan motilitas MSC. pergerakan motilitas
MSC ini terdiri atas 5 tahap tahap yaitu:
1 Rolling MSC
Rolling MSC adalah pergerakan tertentu MSC berwujud pergerakan berguling (rolling) menuju wilayah tepi endotel akibat rangsangan molekul
kemoatraksi (SDF-1, TNFα dan IFNγ) yang dilepas jaringan cidera dan makrofag aktif.
2 Attaching MSC
Attaching MSC adalah prosedur penempelan MSC pada sel endotel akibat pengikatan molekul adhesi E-selectin dan L-selectin yang diekspresikan sel endotel aktif melalui reseptor PSGL-1, sedang attaching MSC melalui pengikatan molekul adhesi Pselectin di samping VLA-4 dan CD-44. Saat yang sama MSC/
neutrofil aktif akan mengikat kolagen, fibronektin dan fibrinogen yang terekspos disekitar endotel melalui reseptor integrin β1/ β2.
3 Spreading MSC
Spreading adalah pergerakan memanjang MSC membentuk lamellipodia dan filipodia akibat aktivasi cytoskeletonactin sesudah pengikatan molekul adhesi dengan reseptor MSC.
4 Traction
Traction atau traksi adalah pergerakan penarikan tepi ujung MSC akibat kontraksi, sehingga reseptor integrin dapat mengikat pada bagian depan kemudian .
5 Retraction
Retraction atau retraksi adalah pergerakan penarikan MSC ke belakang hingga terlepas akibat pergeseran reseptor integrin ke arah belakang. pergerakan ini memungkinkan MSC bergerak maju. Pola pergerakan transmigrasi dijelaskan dibawah ini.
FOTO POLA PERGERAKAN TRANSMIGRASI
Penyembuhan kronis seperti ulkus diabetes dan dekubitus hingga kini masih menjadi masalah dunia kesehatan dengan insiden sekitar 5-7 peristiwa pertahun. beberapa strategi kedokteran sudah
dilakukan mulai perawatan intensif, pemberian antibiotik hingga topikal growth-factor, tetapi hingga kini hasil yang diperoleh masih belum memuaskan, bahkan separuh diantaranya tidak menanggapi . Hal
ini kemungkinan akibat adanya hambatan dalam memasuki tahap tahap proliferasi prosedur penyembuhan luka. Hambatan ini dipicu akibat
prosedur inflamasi berkepanjangan yang dapat memicu pelepasan beberapa sitokin pro-inflamatori dan ROS yang terus menerus dan bersifat litik. Keadaan ini memicu kerusakan jaringan semakin meluas dan kesulitan pembentukan jaringan baru bahkan
berpotensi memicu fibrosis.Penyembuhan luka adalah prosedur komplit yang saling berkesinambungan dengan melibatkan interaksi beberapa faktor,
mulai soluble molecule growth factor, matriks ekstraseluler dan elemen seluler mulai sel radang, parenkrim dan mesencymal. Secara simultan prosedur penyembuhan luka dibagi menjadi 4 tahap tahap ,
yang dimulai dengan hemostasis, inflamasi, proliferasi dan redesaining. Pembentukan matriks pada tahap tahap hemoestasis adalah pintu awal bagi migrasi beberapa sel, termasuk MSCs menuju wilayah cidera sedang prosedur inflamasi yang terkendali
adalah tahap berbahaya dalam menuju tahap tahap regenerasi. riset terbaru mengabarkan bahwa MSC berperan kuat dalam prosedur meregenerasi jaringan rusak, termasuk jaringanluka kronis. ini dimungkinkan sebab MSC memiliki kemampuan mengendalikan
inflamasi secara parakrin, berdiferensiasi menjadi sel khusus , mengaktivasi sel progenitor endogenous hingga aktivitas proliferasi.MSC adalah sel punca dewasa asal jaringan stromal dengan kemampuan memperbarui diri dan berdiferensiasi dan mengekspresikan CD105 (+), CD73 (+), CD90 (+), CD45(-), CD34(-), CD14 atau CD11b (-), CD79a atau CD19 (-) , HLA-DR(-) dan a HLA Class II antigen (-). MSC terlibat dalam setiap tahap tahap penyembuhan luka, mulai tahap tahap hemostasis, inflamasi, prolifreasi
hingga redesaining. ini dipicu sebab MSC memiliki
kemampuan homing,mensupresi prosedur inflamasi dan terlibat aktif dalam prosedur regenerasi. ini menunjukan bahwa pemberian MSC eksogenous dapat meregenerasi penyembuhan kerusakan
jaringan, termasuk luka kronis, disamping mempersingkat waktu penyembuhan.meski begitu peran MSC dalam meregulasi luka setiap tahap tahap prosedur penyembuhan luka secara molekuler
hingga kini masih belum dapat dijelaskan. ini mendorong kami untuk mengeklorasi peran MSC dalam jaringan cidera, dimulai dengan pembahasan tahap tahap molekuler penyembuhan luka hingga
peran MSC dalam setiap tahap nya.
prinsip molekuler dalam cidera
Prinsip molekuler dalam luka adalah memperpendek masa inflamasi dan mempercepat pembentukan jaringan baru.
penjelasan cidera
nyatanya cidera adalah kronologis kejadian biokimia
komplit s dan terorganisir yang terjadi sesaat sesudah kerusakan jaringan. ada beberapa kemungkinan yang dapat terjadi pada cidera jaringan, yaitu sembuh secara normal baik morfologis maupun
fungsi (regenerasi sukses), sembuh dengan fibrosis (regenerasi tidak sukses) dan atau menjadi luka kronis.
tahap tahap penyembuhan jaringan cidera
detailnya tahap tahap penyembuhan jaringan cidera ditandai dengan 4 tahap tahap penting, yaitu:
tahap tahap homeostatis, tahap tahap inflamasi,
tahap tahap proliferasi ,tahap tahap redesaining
FOTO TAHAP TAHAP TANGGAPAN PENYEMBUHAN CIDERA
( 350)
tahap tahap penyembuhan cidera ditandai dengan pembentukan jaringan baru, dinamakan tahap proliferasi. tahap ini dimulai saat tahap inflamasi sudah mereda. Inflamasi yang berkepanjangan
memicu kesulitan memasuki tahap tahap proliferasi sehingga berefek pada kegagalan pembentukan jaringan baru dan berpotensi fibrosis. usaha memperpendek masa inflamasi akan mempercepat pembentukan jaringan baru.
Molekuler hemostasis
Hemostasis terjadi segera sesudah endotelial mengalami kerusakan. Kerusakan sel endotelial memicu pelepasan molekul von willebrand factor (faktor VIII) dan hambatan sekresi molekul heparin-like, nitric oxide dan prostacylin.
penjelasan hemostasis
Hemostasis adalah usaha jaringan dalam menghentikan perdarahan dengan menutup permukaan luka melalui kaskade koagulasi jalur intrinsik dan ekstrinsik bertujuan pembentukan
agregasi platelet dan bekuan darah sehingga kehilangan darah diminimalisasi dan kerusakan jaringan dibatasi.
tahap hemostasis
tahap hemostasi bertujuan untuk membatasi kerusakan dengan cara menghentikan perdarahan dan menutup permukaanluka. Secara teoritis prosedur hemostasis melibatkan 3 tahap tahap yaitu:
Vasokontriksi arteriole dan kapiler,Hemostasis primer
dan Pembentukan hemostasis sekunder,
Vasokontriksi arteriole dan kapiler
Vasokontriksi adalah kontraksi pembuluh darah sebagai refleks awal sel otot polos vaskuler akibat stimulus syaraf simpatis lokal pada pembuluh darah yang cidera, bertujuan mengurangi laju aliran darah dan membatasi kehilangan darah. Vasokontriksi
adalah tanggapan awal terhadap kerusakan pembuluh darah dengan tujuan menghentikan perdarahan sementara.
Hemostasis primer
Hemostasis primer adalah tahap initial dalam penghentian darah melalui agregasi sel platelet yang bersifat sementara. tahap tahap ini dikenal juga sebagai hemostasis primer. Mekanisme hemostasis
primer melalui:
1. Pengikatan sel platelet pada endothelium
2. Agregasi platelet
Secara molekuler prosedur hemostasis primer diterangkan dibawah ini.
FOTO MOLEKULER HEMOSTASIS PRIMER
tahap tahap hemostasis dimulai dengan vasokontriksi akibat stimulus saraf simpatis, sehingga memicu laju aliran darah melambat. Sel endothelial cidera melepas faktor VIII yang menginisiasi arachidonic cascade. Saat yang sama sel platelet yang terlepas dari vaskuler rusak,
mengikat serat kolagen tipe IV dan V (terekspos sekitar endothelium cidera) melalui reseptor integrin (α2β1) dan mengikat glikoprotein laminin dengan reseptor integrin (α6β1). Sisi lain terjadi pengikatan
antar sel platelet melalui reseptor integrin (αIIbβ3) bertujuan membentuk agregasi platelet. ini memicu sel platelet aktif,ditandai dengan pelepasan serotonin dan ADP (kemoatraksi sel platelet lain) dan thromboxane A2 (agregasi platelet).
1. Pengikatan sel platelet pada endothelium
Kontraksi pembuluh darah memungkinkan sel platelet dan eritrosit melekat pada endotelium kapiler yang rusak, sebab vaskuler yang rusak memicu serat kolagen terekspos sekitar endotelial rusak. Sel platelet dapat melekat dan mengikat serat kolagen sebab
memiliki reseptor integrin (α2β1) dan (α6β1). Sisi lain pengikatan platelet memerlukan faktor VIII (von willebrand), yaitu protein heterodimer yang dibuatan oleh sel megakariosit dan endotelial.
Agregasi platelet
Agregasi sel platelet adalah rombongan sel platelet yang saling berikatan dan melekat pada serat kolagen endotelial yang rusak. Agregasi platelet memicu bentuk platelet berubah sehingga memicu reseptor platelet terkonformasi, lalu menginduksi sinyal transduksi dan menjadi aktif. Sel platelet aktif ditandai dengan sifat :
-Mensekresi molekul granula vasoaktif-amine, yaitu serotonin, ADP, thromboxane A2 tumpukan prosedur diatas memicu pembentukan sumbatan kapiler sementara yang dapat menghentikan perdarahan.
- Mengekspresikan reseptor integrin GPIIb-IIIa(αIIbβ3),
Hemostasis sekunder
Hemostasis sekunder adalah tahap akhir dalam hemostasis berwujud kronologis prosedur komplit s yang melibatkan kaskade koagulasi dan agregasi platelet untuk membuat scaffold (kerangka
bekuan darah berjala). Scaffold berfungsi untuk menutupi seluruh permukaan luka. Produk akhir tahap tahap ini adalah bekuan darah yang menghentikan perdarahan secara permanen. Sisi lain pembentukan
scaffod adalah matrik bagi migrasi beberapa sel, seperti eritrosit, endotelial, sel radang, sel fibroblast termasuk termasuk MSC. detailnya prosedur pembentukan bekuan darah meliputi:
1. Pembentukan trombin
Trombin adalah enzim proteolitik aktif golongan serine
protease yang dapat memecah protein fibrinogen menjadi bentuk fibrin. Trombin sendiri berasal dari pemecahan protein protrombin (faktor koagulasi II) oleh enzim protrombinase (proteolitik) yang
teraktivasi pada membran sel platelet aktif sesudah berikatan dengan faktor V dan berinteraksi dengan faktor X. Trombin berperan mengaktivasi sel platelet lain dan dapat melarutkan membran
basalis untuk prosedur kemudian , terutama pada tahap proliferasi.
2. Pembentukan untaian fibrin
Untaian fibrin adalah elemen utama bekuan darah
hasil konversi fibrinogen oleh trombin di sekitar wilayah agregasi platelet.
3. Pembentukan bekuan darah
Bekuan darah adalah scaffold (kerangka jala) yang dapat menutupi permukaan luka dan menjadi tempat migrasi dan perlekatan beberapa sel, sehingga dapat membesar dan membentuk bekuan darah yang solid, dinamakan thrombus. prosedur hemostasis sekunder diterangkan dibawah ini.
FOTO PROSEDUR MOLEKULER HEMOSTASIS SEKUNDER
Pembentukan bekuan darah dimulai dengan agregasi platelet dan kaskade koagulasi yang berefek pada aktivasi protein plasma, dimulai dengan pembentukan trombin dari membran phospolipid sel platelet aktif dengan bantuan faktor V dan X. Trombin aktif
mengganti fibrinogen menjadi untaian fibrin, yang lalu melekat dan integrasi dengan agregasi platelet, sehingga membentuk scaffold. Bangunan scaffold adalah tempat migrasi dan pelekatan beberapa
sel, diantaranya sel eritosit, endotelial, sel inflamasi dan sel fibroblast, termasuk MSC sehingga membentuk bekuan darah sekunder yang dikenal thrombus.
Homing MSC menuju wilayah cidera
prinsip homing MSC
Homing MSC adalah kejadian migrasi MSC dari
sirkulasi darah menuju wilayah cidera (inflamasi), akibat rangsangan molekul kemoatraksi dan adhesi yang dilepas wilayah cidera dan atau sel radang residen aktif. Fenomena homing MSC dipicu sebab
MSC memiliki sifat yang seperti dengan sel imun, terutama dalam mengekspresikan reseptor TLR-3 dan CXCR3-R. Reseptor ini dapat memeriksa beberapa danger molekul seperti TNFα, IFNγ dan SDF-1 yang dilepas oleh sel radang aktif, terutama oleh sel dendritik
dan sel makrofag. Homing MSC adalah hal penting dalam dunia klinis, sebab memugkinkan MSC untuk memeriksa dan memasuki wilayah cidera secara presisi sekalipun MSC diberikan secara transplanasi sistemik
Mekanisme molekuler homing MSC
Homing MSC terjadi saat wilayah inflamasi/ cidera melepas protein SDF-1 dan HGF yang dapat berperan sebagai kemoatraksi terhadap MSC. MSC menanggapi dan mengikat SDF-1 melalui reseptor
CXCR-3 dan HGF melalui c-METR. Saat bersamaan sel dendritik residen aktif juga melepas molekul TNFα dan IFNγ (mediator inflamatori poten) yang berperan sebagai kemoatraktan terhadap MSC. MSC tanggapanya dengan mengikat TNFα dan IFNγ melalui
reseptor TLR-3. Sisi lain prosedur migrasi MSC memerlukan perlekatan pada sel endotel dengan cara mengikat molekul adhesi berwujud VCAM-1 dan P-selectin melalui reseptor VLA-4 dan CD-44.
Mekanisme molekuler homing MSC dijelaskan
dibawah ini.
FOTO MEKANISME MOLEKULER HOMING MSC
wilayah inflamasi/cidera sesudah trauma fisik/ kimia (pemberian CCL4) memicu pelepasan molekul SDF-1 dan HGF. MSC menanggapi dan memeriksa molekul itu dan mengikatnya memakai reseptor CXCR-3 dan c-METR. Sisi lain wilayah cidera memicu aktivasi sel makrofag residen untuk melepas sitokin TNFα
dan IFNγ. MSC dapat memeriksa keberadaan sitokin itu melalui reseptor TLR-3 MSC. prosedur diatas memicu MSC homing dan mendekati sel endotel untuk prosedur pengikatan. ini dilakukan dengan cara mengikat molekul VCAM-1 dan P-selectin
melalui reseptor VLA-4 dan CD-44 MSC. Pengikatan molekul adhesi dengan reseptor MSC memicu prosedur migrasi secara transendothelial mengikuti pola leukopedesis. detailnya pola itu berwujud pergerakan motilitas MSC seperti rolling, attaching,
spreading, traction dan retraction. prosedur pergerakan ini memungkinkan MSC bergerak maju ke depan keluar endotel kapiler menuju wilayah cidera.
Molekuler inflamasi
tahap tahap inflamasi adalah tahap tahap berbahaya dalam prosedur penyembuhan luka.
tahap tahap molekuler inflamasi dibagi menjadi:
- Peningkatan permeablitas kapiler
-Migrasi sel radang neutrofil
-Migrasi sel radang monosit
-Migrasis sel radang limfosit
Migrasi sel radang terjadi secara kemotaksis bertujuan
utama pembuangan jaringan nekrotik, debris asing atau bakteri. Aktivasi sel radang juga bertujuan untuk pelepasan molekul sitokin dan growth factor dalam rangka memperkuat aktivitas sel radang dalam hal fagosit dan migrasi, disamping mendorong prosedur inflamasi untuk segera memasuki tahap tahap proliferasi.
penjelasan inflamasi
tahap inflamasi adalah suatu tahap tahap dalam penyembuhan luka yang terjadi sesaat sesudah prosedur hemostasis tercapai, dimulai dari
peningkatan permeabilitas vaskuler, migrasi sel radang dan aktivitas fagositosis-sekretome sel radang. tahap inflamasi adalah prosedur seluler yang melibatkan interaksi beberapa molekul sitokin dan growth factor yang saling tumpang tindih dan dapat terpolarisasi
sesuai dengan niche. detailnya inflamasi ditandai dengan kemunculan beberapa sel radang yaitu:
Sel neutrophil dalam 24-36 jam,Sel monosit dalam 48-72 jam,Sel limfosit dalam 5 hari lalu .
tahap tahap inflamasi
berdasar perjalanan sel radang dan molekul yang terlibat maka sistematika molekuler inflamasi kami bahas menjadi 4 tahap tahap . detailnya tahap tahap itu seperti skema dibawah ini
FOTO TAHAP TAHAP INFLAMASI
tahap tahap peningkatan permeabilitas kapiler
Peningkatan permeabilitas kapiler dapat berimplikasi pada migrasi dan transmigrasi beberapa sel radang termasuk MSC, disamping terjadi perembesan (kebocoran) plasma darah dari ruang
intravaskuler menuju kompartemen ekstra-seluler.
penjelasan permeabilitas kapiler
Peningkatan permeabilitas kapiler adalah pembentukan ruang celah antar sel endotel vaskuler, sehingga memungkinkan bagi beberapa sel radang untuk keluar dari sirkulasi darah (migrasi) melalui celah dan lalu transmigrasi menuju wilayah inflamasi.
Molekuler permeabilitas kapiler
detailnya prosedur molekuler yang terjadi dalam
peningkatan permeabilitas kapiler adalah akibat rangsangan molekul:
1. Molekul serotonin
Serotonin adalah neurotransmitter monoamine yang disekresi platelet aktif saat prosedur hemostasis dengan fungsi sebagai agen vasodilatasi. ini dipicu sebab serotonin memediasi pelepasan nitroc oxide (NO) dari sel endothel vaskuler. NO yang bebas adalah sinyal relaksasi otot polos vaskuler sekitar, sebagai
endothelium-derived relaxing factor (EDRF).
2. Molekul histamin
Histamin adalah molekul vasoaktif yang disekresi sel mast aktif dengan fungsi sebagai agen vasodilatasi dan peningkatan permeabilitas kapiler, disamping mediator inflamasi. Pelepasan mediator inflamasi dapat memunculkan tanda patognomonik disekitar wilayah inflamasi yang dinamakan cardinal sign yaitu:
Rubor (kemerahan),Calor (panas), Tumor (pembengkakan),Dolor (nyeri).
prosedur peningkatan permeabilitas kapiler diterangkan dibawah ini.
FOTO MOLEKULER PERMEABILITAS KAPILER
Pelepasan serotonin dan histamin memicu vasodilatasi kapiler. ini berakibat pada penurunan aliran darah sekitar wilayah inflamasi dan lalu menarik sel radang, terutama sel neutrophil mendekati
endotelium (menjauhi pusat lumen). ini dipicu sebab laju aliran darah sisi tepi relatif lebih rendah dibandingkan dengan pusat lumen. Saat yang sama terjadi aktivasi sistem komplemen secara
kaskade yang menciptakan C5a/ C3a dan bersama dengan histamin memicu peningkatan permeabilitas kapiler. Sisi lain sesaat neutrophil mendekati endotel maka akan terjadi ikatan antara sel leukosit dengan endotel melalui selektin yang diekspresikan keduanya. Transmigrasi leukosit menuju wilayah inflamasi
akibat rangsangan kemokine CXCL8 yang akan dibahas berikutnya.
Molekuler sel neutrofil
Neutrofil adalah sel leukosit pertama yang bermigrasi kedalam wilayah inflamasi sesaat sesudah bekuan darah (hemostasis sekunder) terbentuk. berdasar waktu kejadian dan molekul yang terlibat dalam tahap tahap ini, maka kami membagi tahap tahap sel neutrofil menjadi 3 aktivitas, yaitu:
Aktivitas migrasi sel neutrofil ,pergerakan motilitas neutrofil, Aktivasi sel neutrofil .
Migrasi sel neutrofil
Migrasi neutrofil adalah aktivitas perpindahan sel neutrofil dari sirkulasi darah menuju wilayah cidera/ inflamasi. Aktivitas migrasi dipicu sebab sel neutrofil mengekspresikan beberapa reseptor permukaan yang dapat memeriksa gradien kimia beberapa molekul
sinyal kemoatraksi dan molekul adhesi yang dilepas oleh sel atau matriks sekitar jaringan cidera. Aktivitas migrasi neutrofil akan menurun dan terhenti saat luka terkendali dan prosedur penyembuhan
mulai memasuki tahap tahap kemudian .
detailnya aktivitas migrasi dibagi menjadi:
--Faktor molekuler dalam migrasi sel neutrofil
Migrasi dan transmigrasi sel neutrofil nyatanya akibat
paparan beberapa molekul kemokin pada reseptor sel neutrofil. Molekul kemokin bersifat kemoatraksi yang dapat menarik dan memandu sel neutrofil keluar sirkulasi darah menuju wilayah inflamasi.
--Waktu migrasi neutrofil
Aktivitas migrasi sel neutrofil terjadi sesaat sesudah prosedur hemostatis sekunder tercapai dan berlangsung hingga 24-36 jam, lalu akan menurun secara progresif dan mengalami apoptosis,
sehingga prosedur fagositosis diambil alih oleh sel radang lainnya. Masa hidup sel neutrofil yang singkat bertujuan untuk membatasi kerusakan jaringan sebab neutrofil melepas molekul litik yang dapat merusak
jaringan sekitar. Aktivitas fogositosis neutrofil pada jaringan memunculkan gambaran penampilan warna keputihan/ kekuningan.
Secara sistematik kami membagi menjadi 2 golongan besar seperti dibawah ini
FOTO SISTEMATIKA FAKTOR MIGRASI SEL NEUTROFIL
Molekuler kemoatraksi sel neutrofil
Molekul kemoatraksi adalah molekul sinyal kemokin yang dilepas sel radang, elemen mikroba dan molekul plasma dengan tujuan menarik dan memandu sel neutrofil keluar sirkulasi darah menuju wilayah inflamasi. detailnya molekul kemokin sel neutrofil
dibagi menjadi:
1. CXCL8 (IL-8)
CXCL8 adalah molekul kemokin poten yang pertama kali disekresi makrofag residen aktif, berperan sebagai kemoatraksi sel neutrofil (neutrophil chemotactic factor).
2. CXCL1 (GRO-α)
CXCL1 adalah molekul kemokin yang disekresi makrofag resident aktif, berperan sebagai kemoatraksi sel neutrofil.
3. Leukotrient B4
Leukotrient B4 adalah metabolit utama sel neutrofil yang dapat memodulasi inflamasi, disamping sebagai faktor kemoatraksi sel neutrofil.
4. Komplemen faktor C5a
C5a adalah protein fragmen hasil potongan elemen
komplemen C5 oleh enzim C5-convertase hasil aktivasi jalur klasik, pilihan lain atau lektin yang dapat berfungsi sebagai fagositosis dan anaphilatoksin, disamping sebagai kemoatraksi dan perlekatan bagi
sel neutrofil dan monosit pada endotel vaskuler.
5. Peptide formylmethionyl
Peptide formylmethionil adalah potongan fragmen bakteri yang dapat dikenali oleh sel neutrofil melalui reseptor TLR, sehingga dapat berperan sebagai kemotaksis.
6. H2O2
H2O2 adalah elemen molekul kimia radikal bebas,
yang berperan kuat sebagai molekul kemoatraksi beberapa sel radang, termasuk neutrofil.
Reseptor integrin β1 dan β2 sel neutrofil
Reseptor integrin β1 dan β2 adalah reseptor transmembran yang diekspresikan membran permukaan sel neutrofil aktif dengan fungsi sebagai pengikat matriks ekstraseluler, terutama serat kolagen,
fibronectin dan fibrinogen yang terekspos sekitar sel endotelium cidera. detailnya pengikatan reseptor integrin-ligan memicu sel neutrofil melekat pada sel endotel yang lalu mengaktivasi jalur sinyal transduksi, sehingga memunculkan tanggapan seluler berwujud sitoskleton interseluler. Sisi lain reseptor integrin juga
berperan besar dalam modulasi jalur sinyal reseptor tirosin kinase (RTK), yang berakibat pada peningkatan aktivitas fungsional sel.
Peran molekul adhesi dalam migrasi neutrofil
Molekul adhesi adalah molekul yang diekspresikan
permukaan membran sel endothel aktif dengan fungsi mengikat ligan antar sel (termasuk sel neutrofil) dan atau elemen ECM lain. elemen molekul adhesi sel neutrofil berwujud :
1. P-selectin
P-selectin adalah molekul adhesi yang diekspresikan sel endotel akibat rangsangan thrombin, bradikinin dan histamin yang dilepas oleh jaringan cidera.
2. E-selectin
E-selectin adalah molekul adhesi yang diekspresikan sel endotel akibat rangsangan TNF-α yang dilepas makrofag residen aktif. detailnya P-selectin dan E-selectin yang diekspresikan endotel akan diikat oleh P-selectin glycoprotein ligan-1 (PSGL-1) sel
neutrofil, sehingga terjadi perlekatan sel neutrofil pada endotel yang dapat memicu migrasi dan transmigrasi.
Secara sistematik peran molekuler yang terlibat dalam
migrasi neutrophil diterangkan dibawah ini.
FOTO PERAN MOLEKULER ADHESI SEL NEUTROFIL
Perlekatan sel neutrofil pada endotel dipicu sebab reseptor PSGL-1 sel neutrofil mengikat P-selectin dan E-selectin sel endotel. detailnya ekspresi P-selectin dirangsangan oleh thrombin, bradikinin dan histamine yang dilepas sel platelet dan sel mast aktif,
sedang E-selectin dirangsangan oleh TNF-α dan IL-1 yang dilepas sel makrofag aktif. Perlekatan sel neutrofil pada endotel menyebabkan migrasi sel neutrofil menuju wilayah cidera sesudah rangsangan sinyal kemokin CXCL8 yang dilepas makrofag residen aktif.
Sisi lain makrofag aktif juga melepas CXCL1 untuk menunjang migrasi sel neutrofil dan diperkuat dengan pelepasan komplemen C5a aktif, Leukotriene B4, dan peptide N-formyl-methionyl bakteri.
pergerakan motilitas neutrofil
Neutrofil memiliki kemampuan bergerak secara dinamis menuju ke wilayah cidera dipicu sebab properti yang dimiliki sel neutrofil dapat menanggapi terhadap rangsangan molekul kemoatraktan.
penjelasan motilitas neutrofil
pergerakan motilitas adalah pergerakan tertentu sel neutrofil dalam transmigrasi menuju wilayah cidera/ inflamasi sesudah terjadi perlekatan pada sel endotel. pergerakan itu berwujud memanjang, traksi, retraksi
dan lepas secara amubiasis. pergerakan motilitas neutrofil adalah bentuk polaritas neutrofil akibat aktivitas protein Rho GTPases (jalur sinyal transduksi Ras) yang meregulasi protein aktin intraseluler,
yaitu protein yang berperan sentral dalam cytoskeleton dynamic dan pergerakan sel. Sisi lain aktivasi Rho GTPase juga dapat terjadi akibat induksi molekul lipid melalui jalur sinyal tranduksi PI3K.
Motilitas neutrofil
detailnya pergerakan motilitas neutrofil dibagi menjadi 4 tahap, dimulai dengan perlekatan sel neutrofil pada endotel melalui Eselectin dan P-selectin, berlanjut dengan spreading berwujud pergerakan
memanjang sel neutrofil membentuk lamellipodia dan filipodia, lalu traksi dengan menarik tepi ujung sel neutrofil yang berakhir dengan retraksi berwujud penarikan neutrofil ke belakang, sehingga terlepas dan bergerak maju kedepan menuju wilayah cidera
(migrasi). Motilitas neutrofil dijelaskan dibawah ini
FOTO MOTILITAS NEUTROFI
Aktivitas sel neutrofil
Aktivasi sel neutrofil terjadi saat sel neutrofil sudah berada pada wilayah cidera, sekalipun prosedur dimulai saat migrasi. Aktivasi sel neutrofil terjadi melalui pengikatan molekul ligan pada reseptor TLR
neutrofil, yang lalu mengaktivasi cAMP (cyclic adenosine monophosphate) sehingga memicu sinyal transduksi yang berakibat pada aktivasi sel neutrofil.
sifat molekuler neutrofil aktif
Secara sistematik neutrofil aktif memiliki sifat sebagai
berikut:
1. Mengekspresi reseptor antigen permukaan:
Reseptor TLR,Reseptor CR1 dan CR3, Reseptor IgG,
2. Peningkatan aktivitas fagositosis
3. kemampuan melepas soluble molecule litik:
myeloperoxidase,defensin, cathepsin,lysozyme
lactoferrin, collagenase.,
Ekspresi reseptor antigen permukaan
Neutrofil aktif mengekspresikan beberapa reseptor permukaan membran baru yang sebelumnya tidak ada bertujuan untuk membantu peningkatan aktivitas fagositosis dan menanggapi terhadap rangsangan beberapa molekul danger. Reseptor itu berwujud :
1. Reseptor CR1 dan CR3
CR1 dan CR3 adalah reseptor yang diekspresikan neutrofil bertujuan untuk mengikat dan memfagositosis komplit C3b/C3b1-bakteri (opsonisasi-antibodi bakteri). Opsonisasi bakteri
memicu sel neutrofil mudah memeriksa dan mengikat bakteri.
2. Reseptor IgG
Reseptor IgG adalah reseptor yang diekspresikan sel neutrofil untuk mengikat molekul IgG yang sudah opsonisasi dengan bakteri.
3. Reseptor TLR
Reseptor TLR adalah reseptor yang diekspresikan sel neutrofil dan beberapa sel radang, terutama makrofag yang berperan besar dalam memeriksa dan mengeliminasi beberapa molekul danger DAMP dan mikroorganisme PAMP, disamping polarisasi sel
Aktivitas fagositosis
Aktivitas fagositosis adalah aktivitas ingesti atau penelanan terhadap beberapa molekul danger DAMP/ PAMP baik berwujud material nekrotik/ debris asing atau mikroba (pembersihan/ scavenge) ke dalam badan sel melalui prosedur fagosom. Aktivitas yang terjadi
dalam fagosom berwujud pelepasan enzim hidrolitik sehingga dapat melisiskan beberapa sel dan matriks sekitar sel neutrofil, disamping terjadi aktivitas respiratory burst menciptakan ROS yang toksik bagi
mikroba (bakterisiadal potent) dan jaringan sekitar. detailnya sifat neutrofil aktif dijelaskan dibawah ini.
FOTO AKTIVITAS NEUTROFIL AKTIF
Molekuler sel monosit
Migrasi monosit adalah aktivitas perpindahan sel monosit dari sirkulasi darah menuju wilayah cidera/ inflamasi. Aktivitas migrasi dipicu sebab sel monosit mengekspresikan beberapa reseptor permukaan yang dapat memeriksa gradien kimia terhadap beberapa
molekul sinyal khemoatraksi dan molekul adhesi yang dilepas sel atau matriks sekitar jaringan cidera.
Migrasi sel monosit
Migrasi sel monosit dari sirkulasi darah menuju wilayah cidera/ inflamasi akibat rangsangan beberapa faktor kemotaksis. detailnya aktivitas migrasi monosit terjadi sekitar 48-72 jam terutama sesudah sel neutrofil mulai apoptosis. ada banyak faktor yang terlibat dalam migrasi sel monosit. Secara sistematik kami jelaskan seperti dibawah ini,
(367)
FOTO SISTEMATIKA FAKTOR MIGRASI SEL MONOSIT
Molekul kemoatraksi sel monosit
Molekul kemoatraksi adalah molekul sinyal kemokin yang dilepas sel radang, elemen mikroba dan molekul plasma yang berfungsi sebagai kemoatraksi (menarik dan memandu) sel monosit keluar sirkulasi darah menuju wilayah inflamasi. detailnya molekul
kemoatraksi sel monosit adalah:
1. MCP-1 atau CCL2
MCP-1 (macrophage chemoattractant protein) adalah
molekul kemokin monosit yang disekresi sel keratinosit dan makrofag residen aktif, disamping limfosit dan sel mast saat terjadi cidera.
2. MIP-1α dan MIP-1β
MIP (macrophage inflammatory protein) adalah molekul kemokin monosit yang disekresi sel neutrofil aktif sesudah 5-6 jam dalam wilayah inflamasi.
3. Trombin, fibronektin dan kolagen
Trombin, fibronektin dan kolagen adalah protein aktif
hemostasis yang dapat berfungsi sebagai kemoatraksi bagi monosit.
4. Molekul PDGF-BB
PDGF-BB adalah growth factor yang dilepas oleh sel platelet, fibroblas dan monosit bertujuan memicu perkembangbiakan dan pembelahan sel/ mitogenesis, disamping sebagai kemotaksis monosit.
5. N-Formyl-Methionyl-Leucyl-Phenylalanine (FMLP)
FMLP adalah potongan bakteri lisis/ debris bakteri, terutama lipopolysaccharide yang berperan sebagai kemoatraksi monosit disamping aktivasi sel monosit (jalur pelepasan radikal bebas).
6. Protein complement C5a
C5a adalah protein fragmen hasil potongan komplemen C5 oleh enzim C5-convertase hasil aktivasi jalur klasik, pilihan lain atau lektin dengan fungsi meningkatkan migrasi neutrofil dan monosit, disamping fogositosis dan sebagai anaphilatoksin.
Reseptor sel monosit
Reseptor sel monosit berwujud reseptor transmembran yang diekspresikan pada membran permukaan sel bertujuan mengikat matriks ekstraseluler, terutama serat kolagen, fibronektin dan fibrinogen yang terekspos sekitar endotelium cidera. Pengikatan
reseptor itu dapat memicu sel monosit aktif dan bermigrasi.detailnya ikatan reseptor monosit dan ligan molekul dijelaskan antaralain :
- Leukotrin-BLT
Reseptor BLT sel monosit akan mengikat ligan leukotrin.
- Protein komplemen C5a-CR
Reseptor CR sel monosit akan mengikat ligan C5a
Sisi lain ligan VCAM-1 yang diekspresikan endotel aktif sesudah rangsangan IL-1 berperan sebagai molekul adhesi bagi sel monosit.
-CCL2-CCL2R
Reseptor CCL2R sel monosit akan mengikat ligan CCL2.
-MIP-1α dan MIP-1β-MIPR
Reseptor β-MIPR sel monosit akan mengikat ligan MIP-1α dan MIP-1β.
-PDGF-PDGFR
Reseptor PDGFR sel monosit akan mengikat ligan PDGF.
-FMLP(debris bakteri)-FPR
Reseptor FPR sel monosit akan mengikat ligan FMLP.
Molekuler sel makrofag
Sel makrofag aktif dapat menginduksi apoptosis sel
neutrofil dan mengambil alih fungsi fagosit dan aktif melepaskan beberapa sitokin untuk prosedur kemudian .
penjelasan sel makrofag
Makrofag adalah hasil polarisasi sel monosit yang memasuki wilayah cidera. prosedur dimulai dengan pengikatan sel monosit pada matrik ekstraseluler melalui reseptor integrin β, memicu transduksi sinyal, sehingga memicu ekspresi elemen sinyal tranduksi
gen sitokin tertentu dan EGR2 dan c-Fos (tanggapan perkembangbiakan ). Hal ini memunculkan tanggapan sel monosit berwujud peningkatan aktivitas
fagosit dan ekspresi sitokin.
Molekul sekresi sel makrofag aktif
Sel makrofag aktif akan mensekresi beberapa molekul bioaktif mediator inflamasi yaitu:
1. Molekul TNF-α
TNF-α adalah mediator inflamasi poten yang terdiagnosa dalam 12 jam sesudah cidera dengan puncak 72 jam. TNF-α adalah hasil sekresi makrofag aktif sebagai tanggapan rangsangan molekul DAMP atau PAMP, dengan obyek sasaran antaralain :
-buatan PGE2 di hipotalamus (induksi febris), berperan
sebagai pirogen endogenous (bersama IL-1 dan IL-6)
-buatan protein akut liver berwujud CRP, faktor komplemen, fibrinogen, mannose binding protein (M-bp) (bersama IL-6, IL-1 dan LIF),
- Peningkatan permeabilitas kapiler (bersama IL-1 dan IL-6)
-Ekspresi E-Selectin untuk migrasi neutrofil. (bersama IL-1)
-Aktivasi sel makrofag/ neutrofil untuk mensekresi M-CSF, G-CSF, GM-CSF sumsum tulang, sehingga terjadi
peningkatan hemoepoesis dan leukositosis perifer
2. Molekul IL-1
IL-1 adalah sitokin proinflamatori yang dilepas makrofag residen aktif yang diperkuat oleh TNF-α makrofag dan endotoxin bakteri. IL-1 menjadi patogenesis luka kronis non-healing. Secara
khusus obyek sasaran molekuler IL-1 adalah:
- Mengaktivasi sel neutrofil dan limfosit
- buatan PGE2 hipotalamus (induksi febris), sebagai
molekul pirogen endogenous (bersama TNF-α dan IL-6)
- buatan protein akut liver berwujud CRP, faktor komplemen, fibrinogen, mannose binding protein (M-bp) (bersama TNF-α, IL-1 dan LIF),
- Mengekspresi E-Selectin endotel untuk migrasi neutrofil (bersama TNF-α), VCAM-1 untuk migrasi monosit dan ICAM-1 untuk migrasi limfosit.
3. IL-6
IL-6 adalah sitokin proinflamasi yang disekresi makrofag residen dan limfosit aktif sebagai tanggapan rangsangan PAMP dengan obyek sasaran molekuler berwujud :
- buatan PGE2 hipotalamus (induksi febris), sebagai molekul pirogen endogenous (bersama TNF-α dan IL-1)
-Mobilisasi energi jaringan otot dan lemak (suhu meningkat).
- buatan protein akut liver berwujud CRP, faktor komplemen, fibrinogen, mannose binding protein (M-bp) (bersama TNF-α, IL-1 dan LIF),
- Peningkatkan permeabilitas kapiler (bersama TNF-α / IL-1),
4. Leukemia Inhibitory Factor (LIF)
LIF adalah sitokin yang berperan dengan obyek sasaran :
-Inhibisi diferensiasi
LIF menghambat diferensiasi sel dan menginduksi terminal differentiation leukemic myeloid.
-buatan protein akut liver berwujud CRP, faktor komplemen, fibrinogen, mannose binding protein (M-bp) (bersama TNF-α, IL-1 dan Il-6 )
5. Nitric oxide (NO)
NO adalah molekul sinyal yang disekresi makrofag aktif
berperan ganda, yaitu sebagai mediator pro-inflamasi (disekresi makrofag aktif) dan molekul anti-inflamasi (dilepas endotel intact). NO dalam keadaan fisiologis dapat mencegah agregasi platelet dan menginduksi vasodilatasi, termasuk kardiovaskuler. detailnya
molekul NO berperan sebagai:
-Neurotrasmiter poten pada sinap neuron.
- Regulasi apoptosis.
-Molekul sinyal dalam patogenesis inflamasi.
-Radikal bebas poten yang toksik terhadap mikroba dan
jaringan viable sekitar (disfungsi mitokondria hingga
gangguan sintesis DNA). Makrofag aktif dapat
mengekspresikan inducible NO synthesis (iNOS) yang
dapat mengubah L-arginin menjadi L-siturilin dengan
bantuan oksigen dan NADPH.
6. IL-12
IL-12 adalah molekul interleukin yang disekresi sel dendritik dan makrofag aktif, disamping neutrofil sebagai tanggapan terhadap rangsangan antigen dengan obyek sasaran :
-Aktivasi sel NK dan limfosit T CD8 sitotoksik, sehingga
mensekresi IFN-γ dan TNF-α.
-Menurunkan sekresi IL-4 yang diproduksi .
- Diferensiasi sel T naif menjadi Th1 aktif, sehingga
mensekresi IFN-γ dan TNF-α,
7. Metabolit aktif: tromboxan A2, PGF2α, leukotrient B4 dan C4 Makrofag aktif menginduksi phosfolipase yang berakibat degradasi membran phosfolid sel makrofag, sehingga memicu pelepasan protein tromboxan A2, PGF2α, leukotrient B4 dan C4
8. MMP-1, MMP-2, MMP-3 dan MMP-9 (proteinase)
Makrofag aktif melepaskan MMP-1, MMP-2, MMP-3 dan MMP-9 (enzim pendegradasi ECM) sebagai pembersihan material asing dan mekanisme pergantian EMC dan mendorong migrasi sel
radang (melalui celah jaringan yang terbentuk). Aktivitas ini menggantungkan diri pada jalur cAMP (diinhibisi glukokortikoid dan NSAID).
9. TGF-β
TGF-β adalah polipeptida yang disekresi platelet dan
makrofag residen aktif yang peran nya menggantungkan diri pada tahap penyembuhan luka dapat sebagai aktivasi makrofag di awal inflamasi
dan inhibisi makrofag/ limfosit tahap kemudian .
FOTO KOMPLEKSITAS MOLEKUL MAKROFAG
Molekuler sel limfosit
Sel limfosit T adalah sel radang ketiga yang bermigrasi ke dalam wilayah cidera/ luka pada hari ke 5 dan puncaknya pada hari ke 7.
Migrasi sel limfosit
detailnya migrasi sel limfosit dari sirkulasi darah
dirangsangan oleh beberapa faktor kemotaksis, yaitu:
ICAM-1,CCL2 (MCP-1),CXCL12 (SDF-1),CXCR3
1. Ekspresi ICAM-1
ICAM-1 sebagai molekul adhesi limfosit yang diekspresikan endotel sesudah rangsangan IL-1 (hasil sekresi makrofag residen aktif).
2. CCL2 (MCP-1)
MCP-1 (macrophage chemoattractant protein) adalah
molekul sinyal kemokin limfosit (monosit dan sel mast) yang dilepas sel keratinosit saat cidera. Ekspresi MCP-1 yang berkepanjangan memicu migrasi neutrofil, makrofag dan limfosit T berkepanjangan sehingga terjadi tanggapan inflamasi terus menerus, yang
memicu penyembuhan luka tidak terjadi.
3. CXCL12 (SDF-1)
SDF-1 adalah molekul sinyal kemokin limfosit yang dilepas jaringan cidera, terutama oleh sel endotelial, miofibroblas dan keratinosit, disamping mendorong prosedur angiogenesis dan prolifreasi/ reepitelisasi. detailnya SDF-1 adalah sinyal kemoatraksi bagi sel progenitor/ sel punca sirkuler sumsum tulang
(termasuk MSC) menuju sirkulasi wilayah cidera di jaringan perifer.
4. CXCL10 (IP-10)
CXCL10 adalah molekul sinyal kemokin limfosit
(interferon inducible protein 10) yang diproduksi oleh keratinosit. Kadar molekul ini meningkat pada luka akut dan juga keadaan inflamasi kronis. CXCL10 menganggu prosedur penyembuhan sebab meningkatkan prosedur inflamasi dan mengambil sel limfosit ke dalam wilayah cidera dan menghambat proliferasi sel dengan cara menurunkan prosedur reepitelisasi, mencegah angiogenesis/ migrasi sel fibroblas.
5. CXCR3
Molekul CXCR3 adalah molekul sinyal kemokin limfosit.
Aktivitas sel limfosit
Sel limfosit T terlibat penting dalam penyembuhan luka
kronik. Sel limfosit kemungkinan berperan minimal dalam penyembuhan akut terutama saat tidak ada inflamasi yang berlebihan. Secara khusus kerja limfosit dapat dilihat dalam hubungan antara sel dendritik dengan sel limfosit yang dikenal dengan APC, yang mana sel makrofag memprosedur debris asing sebagai antigen lalu dipresentasikan pada sel limfosit. Limfosit teraktivasi akan melepaskan sitokin antaralain :
1. IFN-γ
IFN-γ adalah sitokine proinflamatori yang disekresikan oleh limfosit T aktif sebagai tanggapan terhadap rangsangan IL-12 yang disekresi oleh sel makrofag aktif. detailnya IFN-γ berfungsi sebagai:
-Faktor penting dalam terjadinya luka kronis, sehingga
sering dipakai dalam terapi hipertropik dan scar keloid
sebab efeknya dalam memperlambat produksi kolagen dan cross linking dan saat yang sama meningkatkan produksi MMP-1 (kolagenase).
-Mengaktivasi sel makrofag dan leukosit PMN (fagositosis aktif), sebaliknya makrofag aktif melepas IL-12 untuk mengaktivasi sel limfosit T, disamping IL-1 dan TNF-α.
-Menurunkan buatan prostaglandin (molekul antiinflamasi), sehingga efek mediator inflamasi meningkat.
- Menahan sel makrofag agar supaya tetapi dalam wilayah cidera.
2. IL-4
IL-4 adalah sitokin yang berperan dalam:
- Induksi diferensiasi sel T naif menjadi sel Th2
IL-4 dapat menginduksi diferensiasi sel T naif (sel Th0)
menjadi sel Th2, yang lalu secara feedback positip
menciptakan IL-4 secara mandiri.
- Polarisasi makrofag tipe M1 menjadi M2
IL-4 berperan besar dalam inflamasi kronis, terutama
dengan mengganti aktivasi makrofag (polarisasi) melalui jalur pilihan lain , sehingga menciptakan M2. nyatanya keberadaan IL-4 dengan sitokin anti-inflamasi (IL10 dan TGF) akan mengurangi inflamasi kronis.
MSC dan inflamasi
prinsip imunoregulasi MSC
MSC dapat menghindari diri dari pemeriksaan sistem imunitas badan sebab MSC tidak mengekspresikan antigen HLA class II pada permukaan sel sehingga tidak dikenali oleh sel APC-limfosit T. detailnya MSC mensupresi sel radang dengan cara melepaskan
molekul seperti dibawah ini.
FOTO MUNOREGULASI MSC
Mekanisme imunosupresi MSC
detailnya MSC mensupresi beberapa sel radang dengan cara antaralain :
1. MSC supresi sel limfosit: dengan melepas iNOS (tikus) atau iDO (kita ), PGE2, TGF-β1, HGF, sHLA-G5 dan HO1 sehingga berakibat pada :
-Pergeseran sel T menjadi TH2 terinduksi,
-Promosi Treg,
-Proliferasi sel limfosit T menurun ,
-Limfosit T CD4+, Limfosit T CD8+ dan Sel B tersupresi,
-Apoptosis sel T dihambat,
2. MSC supresi sel NK dengan cara melepas PGE2, IDO dan sHLA-G5 sehingga berakibat pada :
-Hambatan proliferasi sel NK
- Hambatan aktivitas sitotoksitas sel NK resting
3. MSC supresi sel dendritik dengan cara melepas IL-10, sehingga berakibat pada :
- Hambatan maturasi sel dendritik,
-Promosi dendritik matur menjadi imatur,
Secara molekuler mekanisme imunosupresi MSC pada
inflamasi diterangkan dibawah .
FOTO PERAN MSC DALAM MENGENDALIKAN INFLAMASI
tahap tahap proliferasi
tahap tahap proliferasi adalah tahap tahap penyembuhan luka berwujud prosedur reparasi jaringan rusak secara terintegrasi melalui angiogenesis, epitelisasi dan granulasi. tahap tahap ini adalah
bentuk pergeseran arah penyembuhan luka dari tahap akut inflamasi menjadi bentuk regenerasi, yang dimulai pada hari ke-3, saat prosedur hemostasis tercapai sukses dan inflamasi sudah terkendali yang
dapat berlangsung hingga 2 minggu. Secara mikroskopis tahap tahap proliferasi ditandai oleh migrasi fibroblas dan pembentukan jaringan
granulasi secara berlebihan akibat deposisi ECM baru hasil buatan fibroblas aktif. Sisi lain deposisi ECM mengantikan matriks scaffold (komplit s fibrin dan fibronektin) sebelumnya. Secara sistematik tahap tahap proliferasi dibagi menjadi:
- Aktivitas angiogenesis,
-Aktivitas fibroplasia,
-Aktivitas epitelisasi,
MSC berperan sentral dalam ketiga tahap tahap itu , mulai dengan menginisiasi pembentukan angiogenesis, aktivasi sel fibroblas sehingga terjadi deposisi kolagen secara siginifikan, hingga pembentukan sel epitel baru (re-epitelisasi). detailnya peran MSC dalam ketiga tahap tahap itu adalah dengan:
1. Melepas soluble molecule yang secara parakrin,
2. Berdiferensiasi menjadi sel khusus sekitar wilayah luka,
3. Melakukan fusi dan transdiferensiasi
4. Melakukan eksosom
meski begitu peran soluble molecule dalam
proliferasi ini sangat dominan, dipicu sebab kemampuan nya dalam mengaktivasi sel sekitarnya, disamping menginduksi endogenous stem cell agar supaya terlibat aktif dalam prosedur proliferasi.
Soluble molecule MSC
peran MSC dalam proliferasi adalah melepas beberapa
molekul GF yang berperan besar dalam angiogenesis, pembentukan fibroblas, deposisi kolagen dan pembentukan epitelisasi. detailnya molekul yang dilepas MSC adalah :
FGF-1 dan FGF-2
FGF-1 dan FGF-2 adalah molekul angiogenik growth factor pertama (sub-keluarga FGF) yang disekresi fibroblas aktif secara autokrin (sesudah rangsangan PDGF), disamping oleh makrofag aktif,
endotel dan sel mast dalam 3 hari pertama cidera. FGF bekerja dengan cara mengikat reseptor FGFR sel obyek sasaran yang mengandung heparin proteoglikan (afinitas tinggi molekul angiogenik), lalu memicu kaskade transduksi sinyal yang berefek pada banyak
fungsi dan tipe sel mulai diferensiasi, proliferasi, mitogenikangiogenesis, sehingga dinamakan promiscuous growth factor.
Molekul FGF dibagi menjadi 2, yaitu :
1. FGF-1
FGF-1 berperan sebagai mitogen potenuntuk proliferasi dan diferensiasi endothel dan otot polos (pembentukan pembuluh arterial), sedang VEGF pada pembuluh darah baru.
2. FGF-2
FGF-2 dikenal juga sebagai bFGF adalah faktor angiogenik poten dibandingkan VEGF dan PDGF, sebab prosedur angiogenesis menciptakan pembentukan struktur fisik endothel seperti pipa. pluripoten hingga dilusi matriks, FGF-1 dan FGF-2 juga merangsang fibroblast dalam pembentukan jaringan granulasi.
VEGF (vasculer endothelial growth factor)
Adalah molekul angiogenik growth factor kedua (sub-keluarga PDGF) yang disekresi fibroblast aktif (disamping makrofag aktif, endothel dan platelet) dalam 4-7 hari cidera. detailnya peran VEGF dalam angiogenesis (pembentukan pembuluh darah baru dari
pembuluh sebelumnya) adalah menarik endothel migrasi, mendorong proliferasi dan membentuk struktur seperti kapiler, disamping vaskulogenesis (pembentukan denovo). ada 5 keluarga VEGF,
yaitu VEGF-A, -B, -C, D dan PGF. VEGF-A mendorong awal angiogenesis, khemotaksis makrofag dan sel neutrophil, dan vasodilatasi.
TGF-β
TGF-βadalah molekul growth factor yang disekresi
beberapa tahap penyembuhan terutama oleh sel platelet dan makrofag aktif, disamping keratosit. TGF-β berperan sebagai sinyal khemotaktis makrofag diawal inflamasi dan sebaliknya menghambat
aktivasi makrofag pada tahap proliferasi. TGF-β secara tidak langsung juga berperan pada angiogenesis dengan cara mengaktivasi fibroblast sehingga dapat menciptakan FGF secara autokrin. TGF-β
adalah sensor terhadap peningkatan produksi kolagen,
proteoglikan dan fibronectin (elemen ECM) dengan menurunkan sekresi protease MMP (enzim degardasi matriks ECM).adalah growth factor yang disekresi oleh sel makrofag aktif, disamping sel keratosit berperan mengaktivasi sel fibrobalast disamping
angiogenesis. TGF-β adalah stabilator dalam prosedur
pembentukan jaringan granulasi dengan cara memberi sinyal kritis terhadap peningkatan aktivitas produksi kolagen, proteoglikan dan fibronectin (elemen ECM) dan saat yang sama menurunkan sekresi protease MMP yaitu enzim pendegardasi matriks ECM.or
kontak antar sel endothel saat migrasi dalam wilayah luka.
Platelet derivate growth factor (PDGF)
PDGF adalah molekul growth factor(atas subunit PDGF
AA, -BB dan –AB) yang disekresi sel platelet aktif (dalam granula alpha), disamping makrofag dan endothel aktif dengan fungsi proliferasi, diferensiasi, morfogenesis, migrasi dan angiogenesis.
PDGF berperan sebagai mitogenik potent (agen pembelahan baik proliferasi, diferensiasi dan morfogenesis)mesenkimal terutama sel fibroblast dan otot polos, dipicu sebab PDGF dapat mempercepat siklus sel terutama melewat wilayah G1 checkpoint(daerah retriksi). PDGF-BB juga berperan sebagai molekul khemotaksis langsung terhadap sel monosit.adalah growth factor yang disekresi oleh sel platelet (tersimpan dalam granula alpha), disamping
makrofag aktif dan endothel. PDGF terdiri atas subunit PDGF AA, -BB dan –AB,yang akan mengikat reseptor alpha (PDGFRA) dan beta (PDGFRB). Reseptor PDGFRB adalah penunjuk penting bagi aktivasi sel stella hepar dalam prosedur fibrogenesis.
PECAM-1 (platelet endhothelial adhesion moleculer-1)
PECAM-1 adalah molekul adhesi yang disekresi endothel aktif yang berperan sebagai mediatPDGF derivate sel platelet
FGF-2.
FGF-2 adalah growth factor yang disekresi sel fibroblast
aktif secara autokrin akibat rangsangan PDGF. Fibroblast aktif akan merangsang sel fibroblast lain proliferasi dan aktif yang lalu melepas FGF-2 secara autokrin merangsang replikasi dirinya.
EGF atau IGF-1
EGF atau IGF-1 adalah growth factor yang disekresi sel
makrofag aktif, disamping sel keratinosit berperan sebagai agen proliferasi, diferensiasi, migrasi bagi sel fibroblast dan keratinosit dan terlibat aktif pada pembentukan jaringan granulasi.
Keratinocyte growth factor (KGF)
KGF adalah growth factoryang disekresi sel keratinosit,
dinamakan FGF7 pada tahap epitelisasi dari tahap penyembuhan luka. KFG adalah small molekul sinyal ing yang mengikat FGFR2b terkait dengan heparin proteoglikan.
MSC dan angiogenesis
penjelasan angiogenesis
Angiogenesis adalah prosedur pembentukan pembuluh darah baru dari pembuluh darah yang sudah ada sebelumnya dalam menunjang prosedur penyembuhan luka. Angiogenesis berbeda vaskulogenesis atau neovaskulerisasi, yang mana pembuluh darah yang diproduksi angiogenesis berasal dari tonjolan dan perkembangan tunas kapiler (capillary bud) yang sudah ada sebelumnya, sedang
pada neovaskulerisasi berasal dari pembentukan jaringan mikrovaskuler embrionik.
peran MSC dalam angiogenesis
MSC berperan sentral dalam prosedur angiogenesis, seperti dalam tahap berikut ini.
1. tahap migrasi endotel
tahap migrasi endotel adalah tahap awal angiogenesis yang mana terjadi migrasi endotel dari jaringan terdekat menuju wilayah cidera akibat rangsangan molekul angiogenesis (bFGF, PDGF, VEGF)
yang disekresi makrofag tipe M2 dan sel mast (sesudah hemostasis terkendali hingga akhir tahap inflamasi), termasuk MSC. detailnya molekul angiogenesis dapat menarik sel endotel terdekat untuk migrasi (bersifat kemotaksis).
2. tahap aktivasi endothel
tahap aktivasi endotel adalah tahap yang mana sel endothel menjadi aktif sesudah rangsangan beberapa molekul angiogenesis (bFGF, PDGF,
VEGF dan PECAM-1). tahap ini ditandai oleh :
-kemampuan mengekspresikan VCAM-1
- kemampuan meretraksi diri, sehingga dapat menurunkan cell junctions yang berakibat pengengenduran (sel endotel sebelumnya tertanam kuat). Secara mikroskopis tampak nukleolus membesar.
3. tahap degradasi membran basalis
tahap ini ditandai dengan terjadinya prosedur degradasi membran basalis oleh enzim protease (dilepas endothel aktif) dan MMP (dilepas makrofag aktif dan mast sel), termasuk MSC, sehingga
endotel terlepas dari dinding endotelium.
4. tahap tunas angiogenesis(sprouting)
tahap ini ditandai dengan pembentukan tunas vaskuler baru sesudah sel endotel migrasi-melekat diserat kolagen (matriks sekitar) yang tersambung dengan pembuluh darah sekitarnya. Stimulus molekul angiogenik memicu tunas baru tumbuh secara tandem.
keadaan hipoksia/ asidosis memicu aktivasi prosedur angiogenesis. Ekspresi molekul adhesi integrin β1 diperlukan untuk stabilisasi kontak antar endotel dan pembentukan tight junction, sehingga
memudahkan pembentukan lumen vaskuler.
5. tahap maturasi
tahap maturasi adalah prosedur pemisahan pembuluh darah yang baru terbentuk, dimulai dari zona kontak wilayah tengah antara dua dinding pembuluh kapiler berlawanan, lalu terjadi reorganisasi endotelial cell junction dan penetrasi sel pericytes dan myofibroblast
ke dalam lumen, yang dinamakan prosedur intussusception angiogenesis. Pemisahan ini mengindikasikan bahwa prosedur reorganisasi
berasal dari pembuluh yang sudah ada sebelumnya, sehingga memungkinkan meningkatkan jumlah kapiler tanpa perlu meningkatkan jumlah endotel terutama saat sumber tidak cukup. Kecepatan tumbuh tunas perhari adalah beberapa mm.
MSC dan Fibroblas
Pembentukan dan aktivasi fibroblas adalah bagian
penting dalam tahap tahap proliferasi. Proliferasi terjadi akibat sel platelet dan makrofag aktif mensekresi molekul PDGF yang berperan kuat sebagai agen proliferasi sel fibroblas. detailnya sel platelet
aktif melepas molekul TGF-β, yang dapat memicu sel makrofag residen aktif dan bermigrasi menuju wilayah luka. Sisi lain inflamasi yang terkendali mendorong polarisasi makrofag menjadi tipe-2 yang aktif melepas molekul PDGF dan TGF.
penjelasan fibroblas
Fibroblas adalah sel mesenkimal yang dalam keadaan normal berada pada posisi quiescence (tidak membelah) siklus sel tertahan ditahap G0. Aktivasi fibroblas terjadi saat dirangsangan oleh TGF-β
dan PDGF yang disekresi makrofag dan platelet, termasuk MSC di hari 3-5 (inflamasi terkendali ). ini mengindikasikan bahwa fibroblas muncul di wilayah luka pada hari ke tiga seiring dengan prosedur inflamasi yang terkendali dan terus meningkat hingga 7-14 hari seiring dengan prosedur angiogenesis yang lalu menurun di minggu 2-4 seiring dengan tahap redesainling. Fibroblast aktif ditandai dengan aktivitas
replikasi dan proliferasi (pergerakan siklus sel) yang menciptakan produk kolagen (elemen matriks ECM).
Peran MSC dalam mengaktivasi fibroblas
Fibroblas dan miofibroblas berasal dari jaringan sekitar
jaringan cidera yang mengalami aktivasi dan proliferasi yang lalu bermigrasi ke wilayah luka. detailnya aktivasi fibroblas terjadi akibat rangsangan TGF-β dan PDGF yang dilepas oleh sel makrofag dan platelet aktif, termasuk MSC. Sisi lain FGF-2 juga berperan dalam aktivasi fibroblas. Keberadaan TGF-β dan PDGF
dapat memandu fibroblas dan miofibroblas bermigrasi menuju wilayah luka. PDGF adalah agen mitogenik poten dalam pembelahan proliferasi, diferensiasi dan morfogenesis. peran PDGF terlihat jelas dalam prosedur percepatan siklus sel terutama melewati wilayah G1 checkpoint (daerah retriksi).
MSC dan pembentukan jaringan granulasi
Secara sistematis pembentukan jaringan granulasi terdiri atas 5 tahap , antaralain .
1. tahap migrasi fibroblas
tahap migrasi fibroblas adalah tahap tahap penyembuhan luka antara tahap hemostasis dan akhir inflamasi yang mana terjadi pelepasan beberapa molekul pro-regenerasi oleh sel makrofag aktif dan sel mast, termasuk MSC. detailnya molekul pro-regenerasi itu berwujud TGF-β dan PDGF yang berperan sebagai kemoatraksi bagi migrasi fibroblas dari jaringan berdekatan, lalu menempel pada fibronektin matriks sekitar luka (scaffold bekuan darah) melalui
reseptor integrin β1 dan β2. Matriks itu bersifat sementara hingga lalu digantikan dengan matriks EMC provional.
2. tahap aktivasi sel fibroblas.
tahap aktivasi sel fibroblas sesudah rangsangan beberapa molekul pro-regenerasi yang disekresi oleh makrofag tipe-M2 dan MSC. Makrofag tipe-2 adalah makrofag yang bersifat pro-regenerasi
(hasil polariasi tipe-M1 pro-inflamasi) sesudah inflamasi terkendali akibat supresi MSC. Secara langsung MSC juga dapat mendorong
polarisasi makrofag tipe-1 menjadi tipe-2. Sel fibroblas aktif akan mensekresi molekul sinyal kemoatraksi, terutama FGF-2 untuk migrasi sel fibroblas, epitel dan endothel.
3. tahap degradasi membran basalis fibroblas
adalah tahap tahap degradasi membran basalis sel fibroblas aktif akibat rangsangan enzim protease yang dilepas sel makrofag aktif dan sel mast, sehingga terjadi penurunan cell junctions yang berakibat
pada pengenduran sel fibroblas (yang sebelumnya tertanam erat dalam EMC) dan lalu lepas.
4. tahap pembentukan jaringan granulasi
tahap ini ditandai dengan pembentukan jaringan granulasi berwujud pembuluh darah baru, sel fibroblast, myofibroblast, sel inflamasi, sel endothel dan elemen ECM provisional. Sekalipun demikian dalam tahap ini pembentukan elemen ECM oleh sel fibroblas matur menjadi sentral. ECM berwujud serat kolagen dan
elastin yang mengisi ruang ekstraseluler sebagai subtansia amorphous seperti gel. Hipoksik dapat menghambat proliferasi sel fibroblas (berbeda dengan angiogenesis). Komposisi ECM provisional berbeda
dengan EMC jaringan normal, yang mana ECM provisional adalah gabungan sel fibroblas dengan beberapa serat fibronetin, kolagen, glikosaminoglikan, elastin, glikoprotein dan proteoglikan. Serat
fibronetin dan hyaluronan sebagai elemen utama matriks bersifat hidratik yang dapat memfasilitasi migrasi sel fibroblas.
5. tahap maturasi.
tahap ini ditandai dengan keseimbangan antara produksi dan degradasi kolagen (maturasi kolagen), yang mana laju buatan kolagen akan menurun dan mulai terjadi destruksi kolagen baru akibat
pembentukan enzim MMP-1 (kolagenase). ini memicu
kadar glikoprotein, mucopolisakarida dan kolagen menurun, disamping itu pembentukan kapiler baru juga menurun. keadaan ini memicu elemen matrik ECM provisional secara perlahan mirip ECM jaringan normal (non-cidera). prosedur ini mulai terjadi pada minggu ke 4 dan terus berlanjut hingga beberapa bulan
bahkan tahunan dalam rangka mencapai hemostasis. Perubahan ini mengganti penampilan luka dan meningkatkan kekuatannya.
MSC dan Deposisi kolagen
Sel fibroblas aktif akan menciptakan kolagen, sehingga
terjadi deposisi kolagen secara terus menerus, sehingga dapat mengganti penampilan dan kekuatan luka yang sebelumnya hanya ditutupi oleh bekuan darah fibrin-fibnonetin yang lemah dan tidak tahan traumatik. detailnya fibroblas aktif menciptakan kolagen
tipe III dan fibronektin dalam jumlah besar sesudah 10 jam pertama dari inflamasi terkendali hingga 3 hari lalu menggantungkan diri pada ukuran luka. Deposisi kolagen ini mencapai puncaknya pada 1-3 minggu, yang lalu diganti dengan kolagen tipe I yang jauh lebih
kuat. Fibroblas aktif tetapi menbuatan matriks kolagen, sekalipun enzim kolagenase mendegradasi matriks itu , sehingga buatan kolagen akan jauh lebih besar dibanding dengn prosedur degradasi hingga mencapai keseimbangan antara buatan dan degradasi yang
dikenal tahap maturasi. ini dipicu sebab MSC dapat
meregulasi molekul sinyal regenerasi, sehingga molekul pengaktivasi sel fibroblas secara gradual menurun dan kembali normal (fibroblas mulai mengalami apoptosis diakhir tahap granulasi).
MSC dan re-epitelisasi
penjelasan epitelisasi
Epitelisasi adalah tahap tahap pembentukan epitelisasi (sel keratinosit) pada jaringan granulasi untuk menutupi luka. Sel keratinosit adalah sel epithelium yang berasal dari migrasi basal tepi
luka beberapa jam sesudah hemostasis tercapai hingga hari 2-3. Sel keratinosit ini berproliferasi pada tepi luka dan terhenti saat saling bertemu di tengah. Sel keratosit migrasi ke atas dari statum basale
(situs regenerasi) jika membran basalis utuh/ tidak rusak (tidak cidera) dalam waktu 3 hari, tetapi jika membran basalis rusak maka repitelisasi terjadi dari batas tepi luka dan appendage (folikel rambut,
kelenjar keringat) memasuki dermis. ini mengindikasikan bahwa pada peristiwa luka sangat dalam (skin appendage juga rusak). maka migrasi
sel hanya terjadi lewat tepi luka. ini memerlukan banyak sel keratinosit asal tepi luka. meski begitu MSC dapat berdiferensiasi menjadi sel keratinosit untuk mengisi wilayah luka itu , disamping MSC juga dapat mendorong sel punca endogenous epithelial dari folikel rambut berdiferensiasi menjadi sel
keratinosit, sehingga keberadaan MSC mempercepat prosedur reepitelisasi.