SEL INDUK: JENIS, APLIKASI, DAN DI MANA MEREKA DITEMUKAN - NEUROPSIKOLOGI - 2025

Stem sel adalah jenis sel yang ditemukan secara alami dalam semua makhluk hidup multiseluler. Mereka dicirikan oleh sifat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel dan membelah untuk menghasilkan lebih banyak sel induk.

Jenis sel ini sangat penting sejak sebelum lahir, karena beberapa hari setelah bergabung, kedua gamet mulai membelah dan berkembang biak menciptakan sel induk yang akan mengkhususkan diri dan memunculkan berbagai organ dan jaringan tubuh embrio.

Ilustrasi sel induk

Pentingnya sel punca terletak pada potensinya yang luar biasa untuk berkembang dan membentuk hampir semua jenis sel. Kemampuan ini dapat digunakan untuk memperbaiki dan mengisi kembali sel yang rusak atau hancur.

Saat ini, aplikasi klinis dari sel punca sedang diselidiki pada berbagai penyakit seperti Parkinson, Alzheimer, atau beberapa kondisi bawaan. Lebih jauh lagi, sudah ada produk berbasis sel punca yang mulai digunakan secara internasional dalam pengobatan ortopedi.

Apakah ada sel induk pada orang dewasa atau hanya pada anak-anak?

Sel induk masih ada pada individu dewasa, meskipun dalam jumlah yang lebih sedikit dan dengan potensi yang lebih kecil dibandingkan pada tahap embrio.

Sel punca ini terdapat dalam struktur tertentu seperti sumsum tulang, otot, dan otak; Berkat mereka, sel-sel yang rusak dapat diganti dan organ dapat terus berfungsi secara normal.

Perbedaan apa yang mereka miliki dengan jenis sel lain?

Secara umum dapat dikatakan bahwa sel punca memiliki tiga sifat utama yang membedakannya dari sel lain:

• Mereka dapat bereproduksi untuk jangka waktu yang lama.
• Mereka tidak terspesialisasi.
• Mereka dapat berspesialisasi dalam semua jenis sel.

Sifat ini membuatnya berpotensi bermanfaat untuk mengobati beberapa penyakit yang disebabkan oleh keausan atau degenerasi beberapa sel seperti penyakit neurodegenrative.

Sifat sel punca yang luar biasa ini pertama kali diselidiki hanya 35 tahun yang lalu, pada tahun 1981, ketika sekelompok peneliti menemukan bahwa adalah mungkin untuk mengekstrak sel punca dari embrio tikus.

Baru pada tahun 1998, penelitian yang dilakukan pada tikus dapat diekstrapolasi ke manusia, ketika sel induk pertama diekstraksi dari embrio manusia dan dibiakkan secara in vitro untuk mempelajari fungsi dan sifatnya. Sel induk ini disebut sel induk embrionik.

Pada tahun 2006, tonggak sejarah lain dalam sejarah studi sel punca terjadi, sekelompok peneliti menemukan bagaimana beberapa sel dewasa dapat diprogram ulang secara genetis untuk menghasilkan sel punca yang dapat mengkhususkan diri pada beberapa jenis sel. Jenis sel induk ini disebut sel induk berpotensi majemuk terinduksi (iPS).

Meskipun banyak kemajuan telah dibuat dalam penelitian sel punca dalam 35 tahun ini, penelitian lebih lanjut masih diperlukan untuk lebih memahami mereka dan untuk dapat menggunakannya dalam penciptaan terapi baru dan dalam studi perkembangan normatif manusia.

Jenis sel induk

Sel induk dapat dikategorikan secara luas menurut tingkat kematangannya menjadi sel induk embrionik, janin, dewasa, dan sel induk berpotensi majemuk terinduksi.

Selain itu, tidak semua sel punca memiliki potensi yang sama untuk berdiferensiasi menjadi jenis sel apa pun. Bergantung pada jenis sel di mana sel induk dapat dibedakan, mereka dapat berupa:

Totipoten (atau mahakuasa)

Morula, sel totipoten. Sumber: Pidalka44 Mereka dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel. Sel-sel ini hanya dapat ditemukan di morula (kumpulan sel yang terjadi setelah penyatuan dua gamet) dan, secara teoritis, dalam embrio, meskipun belum tercapai bahwa sel induk embrionik berkembang dan menciptakan semua jenis. sel.

Pluripotent

Koloni sel induk embrio manusia. Sumber: Domain publik

Mereka adalah langkah selanjutnya untuk sel induk totipoten dan dapat berdiferensiasi menjadi hampir semua jenis sel. Kultur sel embrionik dan sel induk yang diinduksi bersifat majemuk.

Multipoten

Mikograf confocal dari sel prekursor saraf GFP-positif (hijau) di bohlam penciuman tikus. Sumber: Oleg Tsupykov Mereka dapat berdiferensiasi menjadi berbagai macam sel, tetapi hanya sel yang termasuk dalam kelompok sel terkait. Misalnya, sel multipoten di jantung hanya dapat berdiferensiasi menjadi jaringan penyusun jantung. Sel-sel ini dapat dikumpulkan dari janin.

Oligopoten

Sel dendritik myeloid (oligopotent) imatur Sumber: Josef Neumüller, Sylvia Emanuela Neumüller-Guber, Johannes Huber, Adolf Ellinger dan Thomas Wagner Mereka dapat berdiferensiasi menjadi beberapa jenis sel, misalnya membentuk jaringan yang sama. Sel induk dewasa bersifat oligopoten.

Unipotent

Jenis hematosit hepatolas janin (sel induk unipoten). Sumber: Departemen Histologi, Jagiellonian University Medical College Mereka hanya dapat berdiferensiasi menjadi satu jenis sel. Sel induk ini berbeda dari sel dewasa normal dalam hal mempertahankan sifat reproduksinya untuk jangka waktu yang lama (sebelum berdiferensiasi). Jenis sel punca ini dapat ditemukan misalnya pada beberapa otot.

Sel induk embrio

Sel induk embrio tikus. Sumber: National Science Foundation

Sel induk embrio diekstraksi dari embrio. Sebagian besar berasal dari gamet yang telah dibuahi secara in vitro dan bukan dari wanita hamil alami. Secara teori, mereka totipoten, yaitu, mereka dapat menghasilkan semua jenis sel, meskipun saat ini hanya beberapa jenis sel yang dapat dibiakkan di laboratorium.

Setelah sel induk diekstraksi, kultur dilakukan di mana sel dan bahan nutrisi (media kultur) dimasukkan ke dalam piring laboratorium. Dalam kultur, sel-sel tumbuh dan mulai membelah menciptakan lapisan tipis yang meluas ke seluruh permukaan piring.

Sel induk janin

Sel induk janin. Sumber: Teixeira, J., Rueda, BR, dan Pru, JK, sel induk rahim (30 September 2008), buku induk, ed. Komunitas Penelitian Stem Cell, StemBook, doi / 10.3824 / stembook.1.16.1, http://www.stembook.org.

Sel induk janin diperoleh dari janin (mulai minggu ke-10 kehamilan). Sel-sel ini dapat ditemukan di sebagian besar jaringan janin.

Sel punca ini bersifat multipoten, yaitu dapat berdiferensiasi menjadi beberapa jenis sel yang saling berhubungan, misalnya pada beberapa jaringan serupa untuk membentuk organ yang sama.

Sel induk dewasa

Gambar mikro dari sel induk dewasa menunjukkan ciri-ciri ultrastruktural yang khas. Sumber: Robert M. Hunt, Atribusi Creative Commons

Pada beberapa jaringan orang dewasa, seperti kulit, otot, usus, dan sumsum tulang, terdapat sel induk dewasa yang dapat berkembang biak dan berdiferensiasi menjadi sel jaringan yang sama untuk menggantikan sel mati atau rusak, sehingga disebut oligopoen. Sel induk dewasa juga dapat ditemukan dalam darah tali pusat.

Misalnya di sumsum tulang terdapat sel punca darah yang matang menjadi sel darah yang matang (sel darah merah, sel darah putih, atau trombosit).

Penelitian dengan jenis sel ini sangat maju, dan transplantasi sel induk dewasa dari sumsum tulang atau darah tali pusat saat ini sedang dilakukan untuk mengobati penyakit darah seperti sindrom myelodysplastic dan myeloproliferative.

Potensi terapeutik dari sel punca dewasa lainnya seperti sel mesenchymal, yang memproduksi sel dari tulang, tulang rawan dan lemak, saat ini sedang diselidiki untuk mengobati penyakit seperti arthritis.

Diinduksi sel induk berpotensi majemuk

Diinduksi sel induk berpotensi majemuk. Sumber: Laboratorium Gepstein

Sel induk berpotensi majemuk terinduksi (iPS) sudah merupakan sel dewasa khusus (misalnya dari kulit) yang telah diprogram ulang secara genetik secara in vitro untuk memiliki sifat sel induk embrionik.

Untuk memprogram ulang sel dewasa, mereka diambil dari sel dewasa dan dibiakkan di piring, di mana virus yang dibuat di laboratorium dengan gen tertentu dimasukkan untuk berintegrasi dengan sel dan memodifikasi informasi genetiknya.

Meskipun sel iPS dan sel embrionik memiliki banyak karakteristik yang tidak sepenuhnya sama, perbedaan ini sedang diselidiki, serta prosedur baru untuk membuat iPS.

Meskipun diperlukan lebih banyak penelitian, sel iPS telah digunakan untuk menguji efek beberapa obat yang sedang dalam uji klinis dan diharapkan berguna untuk transplantasi dalam waktu dekat.

Transplantasi sel IPS saat ini tidak dilakukan karena beberapa penelitian pada hewan menghasilkan formasi kanker, kemungkinan karena teknik yang digunakan untuk memprogram ulang sel.

Kultur sel induk

Blastokista, secara internal memiliki sel induk. Sumber: Gnzlndrs

Kultur sel induk tidak 100% efektif, ada kalanya sel tidak tumbuh atau membelah. Tetapi, ketika kultur telah efektif, kelompok sel punca diambil dan populasi baru diciptakan yang akan terus membelah dan mulai berdiferensiasi. Sel induk dapat dibekukan dan disimpan kapan saja dalam proses.

Selama penanaman, sel punca dapat secara spontan berkelompok dan berspesialisasi dalam semua jenis jaringan (otot, saraf …). Bahwa mereka mampu berspesialisasi merupakan tanda bahwa sel-sel tersebut tetap dalam kondisi baik, namun idealnya proses spesialisasi tersebut dikendalikan oleh peneliti untuk menciptakan populasi sel tertentu.

Untuk mengontrol diferensiasi sel induk embrionik, peneliti memodulasi komposisi kimia dari media kultur, persegi, atau sel itu sendiri dengan memasukkan gen tertentu ke dalamnya.

Melalui berbagai studi, protokol telah dibuat yang menunjukkan parameter apa yang harus dimodifikasi dan bagaimana melakukannya untuk membuat kultur sel tertentu.

Saat ini transplantasi sel induk embrionik tidak dilakukan pada manusia karena dalam beberapa penelitian dengan hewan, telah diamati bahwa hal tersebut dapat menyebabkan perkembangan kanker. Masih penelitian sedang berlangsung dan mereka sangat menjanjikan untuk perawatan di masa depan.

Perawatan sel induk

Saat ini, penggunaan klinis sel punca yang paling banyak dipelajari dan dipraktikkan adalah transplantasi sel punca darah (hematopoietik) dari sumsum tulang atau tali pusat. Mereka digunakan untuk mengobati masalah darah dan sistem kekebalan, serta untuk memperbaharui sel-sel yang rusak setelah perawatan kemoterapi atau radioterapi.

Setiap tahun lebih dari 26.000 orang dirawat di Eropa dengan transplantasi sel induk hemetapoietik setiap tahun. Penyakit yang saat ini dapat diobati dengan transplantasi adalah:

Leukemia dan limfoma

• Leukemia myelogenous akut.
• Leukemia limfoblastik akut.
• Leukemia myelogenous kronis.
• Leukemia limfoblastik kronis.
• Leukemia myelomonocytic remaja.
• Limfoma hodgkin.
• Limfoma non-Hodgkin.

Penyakit yang berhubungan dengan sumsum tulang

• Anemia aplastik berat.
• Anemia fanconi.
• Hemoglobinuria nokturnal paroksismal.
• Aplasia sel darah merah murni.
• Trombositopenia / amegakariositosis kongenital.
• Sindrom myeloproliferative dan myelodysplastic.
• Mieloma multipel.

Penyakit sistem kekebalan keturunan

• Defisiensi imun gabungan yang parah.
• Sindrom Wiskott-Aldrich.

Hemoglobinopati (penyakit sel darah merah)

• Talasemia beta mayor.
• Penyakit sel sabit

Penyakit metabolik keturunan

• Penyakit Krabbe.
• Sindrom Hurler.
• Adrenoleukodystrophy.
• Leukodistrofi metakromatik.

Aplikasi lain

Penerapan lain dari transplantasi sel induk adalah cangkok kulit. Aplikasi ini mungkin yang tertua karena telah digunakan sejak sebelum benar-benar memahami bagaimana sel punca bekerja.

Pencangkokan kulit biasanya dilakukan hanya dalam kasus ekstrim di mana orang tersebut mengalami kerusakan kulit yang luas, misalnya dari luka bakar yang parah.

Pencangkokan kulit pertama dilakukan pada tahun 1970 dan sejak saat itu tekniknya telah disempurnakan, meskipun jalannya masih panjang, karena saat ini kulit yang dicangkok tidak dapat mengembangkan rambut penuh atau kelenjar keringat.

Holoclar

Penerapan sel punca terbaru yang telah disetujui di Eropa adalah Holoclar, pengobatan untuk memperbaiki kerusakan yang mungkin dialami kornea, apakah itu luka atau luka bakar.

Prosedurnya terdiri dari mengekstraksi sebagian kecil sel limbal dalam kondisi baik, bertanggung jawab untuk memperbaiki kornea, dan membiakkannya di laboratorium hingga membentuk lapisan kornea tipis yang dapat ditransplantasikan ke mata pasien.

Regenerasi jaringan

Aplikasi lain dari sel punca sedang diselidiki dalam uji klinis. Aplikasi utama yang ditemukan dalam penelitian adalah regenerasi jaringan dan organ, pengobatan cedera, pengobatan penyakit kardiovaskular, dan pengobatan penyakit otak.

Penggunaan sel punca untuk regenerasi jaringan dan organ mungkin merupakan aplikasi yang paling banyak dipelajari. Jika organ atau jaringan dibuat dari sel punca, maka dapat ditransplantasikan kepada orang yang membutuhkannya, nyatanya ginjal pertama dengan sel punca sudah tercipta dan hasilnya menjanjikan.

Penyakit kardiovaskular

Hasil penelitian tentang penggunaan sel punca dalam pengobatan penyakit kardiovaskular juga sangat menggembirakan.

Pada 2013, sekelompok peneliti dari Massachusetts General Hospital (Amerika Serikat) membuat pembuluh darah dari bagian sel induk manusia yang ditanamkan pada tikus dan bekerja dengan baik. Saat ini penelitian sedang berlangsung dan mereka berusaha menerapkannya dengan aman pada manusia.

Penyakit otak

Penggunaan sel induk untuk pengobatan penyakit otak seperti Parkinson atau Alzheimer sedang dipelajari dengan menggunakan sel induk embrio untuk potensi diferensiasinya. Hasilnya terlihat menjanjikan, meski studi tersebut masih dalam tahap yang sangat awal.

Studi tentang sel punca tidak hanya dilakukan untuk mengobati penyakit, tetapi juga dipelajari untuk memahami perkembangan normal sel sehat dan untuk lebih memahami beberapa proses seperti pembelahan dan diferensiasi sel.

Referensi

1. De Luca, M. (1 September 2015). Penyakit dan kondisi apa yang dapat diobati dengan sel induk? Diperoleh dari EuroStemCell.
2. Masyarakat Internasional untuk Penelitian Sel Punca, ISSCR. (sf). Jenis Sel Punca. Diperoleh pada 20 Juni 2016, dari A Closer Look At Stem Cells.
3. Kementerian Sains, Teknologi, dan Inovasi Produktif Republik Argentina. (sf). Diperoleh pada 20 Juni 2016, dari incucai.
4. Institut Kesehatan Nasional. (5 Maret 2015). Informasi Stem Cell. Diperoleh dari National Institutes of Health.
5. Schöler, HR (2007). Potensi Stem Cells: An Inventory. Dalam N. Knoepffler, D. Schipanski, & SL Sorgner, Humanbiotechnology as Social Challenge (p. 28). Ashgate Publishing.
6. Tentang Stem Cells. (sf). Perawatan sel induk. Diperoleh pada 20 Juni 2016, dari sobrecélulasmadre.com.
7. Ketentuan penggunaan Kebijakan privasi EEO / Affirmative Action Employer. (sf). Penyakit bisa diobati dengan transplantasi. Diperoleh pada 20 Juni 2016, dari Be the match.