ASPEK DASAR SEL PUNCA EMBRIONIK (EMBRYONIC STEM CELLS) DAN POTENSI PENGEMBANGANNYA

ASPEK DASAR SEL PUNCA EMBRIONIK (EMBRYONIC STEM CELLS) DAN POTENSI PENGEMBANGANNYA

PENDAHULUAN

Pada dekade terakhir perhatian dan penelitian dalam bidang sel punca (stem cells) mengalami kemajuan yang amat pesat. Para peneliti menggunakan sel punca untuk mengetahui dan mempelajari proses pertumbuhan dan perkembangan jaringan tubuh manusia serta patogenesis penyakit-penyakit yang diderita. Disamping itu penggunaan sel punca dalam perngobatan penyakit-penyakit yang sudah tidak mungkin untuk diobati lagi baik secara konservatif maupun operatif khususnya penyakit degeneratif maupun kelainan lainnya seperti trauma, keganasan dan sebagainya juga meningkat pesat. Dalam bidang farmakologi para peneliti juga menggunakan sel punca untuk menguji obat-obat baru. Tentu saja penggunaan sel punca dalam bidang penelitian dan pengobatan penyakit  ini tidak terlepas dari potensi nilai bisnis yang akan diraih manakala sel punca ini sudah dapat digunakan untuk mengobati penyakit-penyakit atau kelainan-kelainan pada manusia.

Penggunaan dan pengembangan sel punca dalam bidang penelitian dan aplikasinya diklinik dalam rangka mengobati penyakit tidak terlepas dari masalah etik yang mungkin membayanginya, khususnya penggunaan dan pemanfaatan sel punca yang berasal dari embrio (embryonic stem cells). Tanggal 12 Pebruari 2004 sejumlah peneliti di Korea telah mengumumkan pembuatan stem cell manusia pertama dengan cara transplantasi sel somatik. Walaupun pernyataan ini kemudian ditarik kembali dengan alasan manipulasi data atau perilaku tidak etis para penelitinya, hal ini telah mendorong para peneliti untuk menggiatkan penelitian sel punca dan pengkolnan embrio guna pemakaian dalam pengobatan penyakit-penyakit degeneratif.

Penelitian dengan menggunakan embrio dan pengklonan embrio telah menyulut kontroversi dan  menjadi bahan perdebatan dibanyak negara, seperti Inggris, Amerika Serikat, Swedia dan sebagainya.

Uraian dibawah ini akan membahas tentang pengertian, aspek biomedik dan potensi penggunaannya di klinik serta masalah etik yang membayanginya.

DEFINISI

Sel Punca atau stem cell adalah sel yang tidak/belum terspesialisasi dan mempunyai kemampuan/potensi untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel-sel yang spesifik yang membentuk berbagai jaringan tubuh.

Gambar-1 Sifat/karakter sel punca yaitu differentiate dan self regenerate/renew

Sel Punca mempunyai 2 sifat yang khas yaitu

  1. Differentiate yaitu kemampuan untuk berdifferensiasi menjadi sel lain. Sel Punca mampu berkembang menjadi berbagai jenis sel yang khas (spesifik) misalnya sel saraf, sel otot jantung, sel otot rangka, sel pankreas dan lain-lain
  2. Self regenerate/self renew yaitu kemampuan untuk memperbaharui atau meregenerasi dirinya sendiri. Stem cells mampu membuat salinan sel yang persis sama dengan dirinya melalui pembelahan sel.

Berdasarkan pada kemampuannya untuk berdifferensiasi sel punca dikelompokkan menjadi

  1. Totipoten yaitu sel punca yang dapat berdifferensiasi menjadi semua jenis sel. Yang termasuk dalam sel punca totipoten adalah zigot dan morula. Sel-sel ini merupakan sel embrionik awal yang mempunyai kemampuan untuk membentuk berbagai jenis sel termasuk sel-sel yang menyusun plasenta dan tali pusat. Karenanya sel punca kelompok ini mempunyai kemampuan untuk membentuk satu individu yang utuh.

Gambar-2  Sel Punca totipoten dan pluri

2. Pluripoten yaitu sel punca yang dapat berdifferensiasi menjadi 3 lapisan germinal (ektoderm, mesoderm, dan endoderm) tetapi tidak dapat menjadi jaringan ekstraembrionik seperti plasenta dan tali pusat. Yang termasuk sel punca pluripoten adalah sel punca embrionik (embryonic stem cells)

3. Multipoten yaitu sel punca yang dapat berdifferensiasi menjadi berbagai jenis sel  misalnya sel punca hemopoetik (hemopoetic stem cells) yang terdapat pada sumsum tulang yang mempunyai kemampuan untuk berdifferensiasi menjadi berbagai jenis sel yang terdapat di dalam darah seperti eritrosit, lekosit dan trombosit. Contoh lainnya adalah sel punca saraf (neural stem cells) yang mempunyai kemampuan berdifferensiasi menjadi sel saraf dan sel glia.

4. Unipotent yaitu sel punca yang hanya dapat berdifferensiasi menjadi 1 jenis sel. Berbeda dengan non sel punca, sel punca mempunyai sifat masih dapat memperbaharui atau meregenerasi diri (self-regenerate/self renew) Contohnya erythroid progenitor cells hanya mampu berdifferensiasi menjadi sel darah merah.

Gambar-3 Multipotent dan unipotent stem cells pada sumsum tulang

ASPEK BIOMEDIK SEL PUNCA EMBRIONIK (EMBRYONIC STEM CELLS)

Sel punca embrionik (embryonic stem cells) adalah sel yang diambil dari inner cell mass (suatu kumpulan sel yang terletak di satu sisi blastokista) embrio berumur 5 hari dan terdiri dari 100 sel. Sel ini mempunyai sifat dapat berkembang biak secara terus menerus dalam media kultur optimal dan dalam keadaan tertentu dapat diarahkan untuk berdifferensiasi menjadi berbagai sel yang terdifferensiasi seperti sel jantung, sel kulit, neuron, hepatosit dan sebagainya, sehingga dapat dipakai untuk transplantasi jaringan yang rusak.

Gambar -4 Embryonic Stem Cells

Inner cell mass ini mempunyai kemampuan untuk menjadi berbagai jaringan embrio dan tubuh kecuali membentuk plasenta. Inner cell mass ini disebut sel pluripotent karena dapat berkembang lebih lanjut menjadi berbagai jaringan dan organ tubuh. Secara alami sel pluripotent yang telah berkembang dan melakukan spesialisasi dikenal sebagai sel multipoten dan merupakan sel punca dewasa. Sel punca dewasa ini dapat berkembang menjadi berbagai sel dan jaringan. Tantangan bagi peneliti sebenarnya adalah cara memanipulasi sel punca dewasa ini sehingga berkembang menjadi sel atau produk yang diinginkan yang dapat digunakan untuk pengobatan.

Sel punca embrionik (Embryonic Stem Cell) mempunyai sifat sebagai berikut

  1. pluripoten, artinya sel punca ini mempunyai kemampuan berdifferensiasi menjadi sel-sel yang merupakan turunan dari 3 lapis germinal, tetapi tidak dapat membentuk membran embrio (tali pusat dan plasenta)
  2. immortal artinya dapat berumur panjang sehingga dapat memperbanyak diri ratusan kali pada media kultur. Mereka merupakan sumber sel-sel yang belum berdifferensiasi. Sel punca embrionik dulu dipikirkan dapat memperbanyak diri sendiri secara tak terbatas, tetapi kini diketahui bahwa usia dan perbanyakan diri sendiri sel-sel stem juga ada batasnya. Hal ini disebabkan karena terjadinya mutasi pada gen-gen pada sel stem yang diakibatkan karena pengaruh nutrisi dalam medium kultur.
  3. mempunyai karyotipe yang normal
  4. dapat bersifat tumorigenik artinya setiap kontaminasi dengan sel yang tak berdifferensiasi dapat menimbulkan kanker
  5. selalu bersifat allogenik sehingga berpotensi menimbulkan terjadinya rejeksi imunitas. Untuk mencegah terjadinya reaksi penolakan jaringan dapat digunakan metoda somatic cell nuclear transfer atau terapi kloning.

Gambar-5 Metoda Somatic Cell Nuclear Transfer

Therapeutic cloning atau disebut Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT) adalah suatu teknik yang bertujuan untuk menghindari resiko penolakan atau rejeksi. Pada teknik ini inti sel telur donor dikeluarkan dan diganti dengan inti sel resipien. Sel yang telah dimanipulasi ini kemudian akan membelah diri dan setelah menjadi blastokista maka inner cell massnya akan diambil sebagai embryonic stem cells. Stem cells ini kemudian akan dimasukkan kembali kedalam tubuh resipien dan stem cells ini kemudian akan berdifferensiasi menjadi sel organ (sel beta pankreas, sel otot jantung dan lain-lain). Tanpa reaksi penolakan karena sel tersebut mengandung materi genetik resipien.

 

Gambar-6 Terapi Kloning (Therapeutic Cloning)

 

APPLIKASI / PENGGUNAAN KULTUR STEM CELLS

            Stem cells dapat digunakan untuk keperluan baik dalam bidang riset maupun pengobatan. Adapun penggunaan kultur stem cells adalah sebagai berikut

  1. Terapi gen

Stem cells khususnya hematopoetic stem cells digunakan sebagai pembawa transgen kedalam tubuh pasien dan selanjutnya dilacak apakah jejaknya apakah stem cells ini berhasil mengekspresikan gen tertentu dalam tubuh pasien. Adanya sifat self renewing pada stem cell menyebabkan pemberian stem cells yang mengandung transgen tidak perlu dilakukan berulang-ulang. Selain itu hematopoetic stem cells juga dapat berdifferensiasi menjadi bermacam-macam sel sehingga transgen tersebut dapat menetap diberbagai macam sel.

  1. Penelitian untuk mempelajari proses-proses biologis yang terjadi pada organisma termasuk perkembangan organisma dan perkembangan kanker
  2. Penelitian untuk menemukan dan mengembangkan  obat-obat baru terutama untuk mengetahui efek obat terhadap berbagai jaringan
  3. Terapi sel (cell based therapy)

Stem cell dapat hidup diluar tubuh manusia, misalnya di cawan Petri. Sifat ini dapat digunakan untuk melakukan manipulasi pada stem cells yang akan ditransplantasikan ke dalam organ tubuh untuk menangani penyakit-penyakit tertentu tanpa mengganggu organ tubuh

Gambar-7 Berbagai peran Stem Cells

PENGGUNAAN STEM CELLS DALAM PENGOBATAN PENYAKIT  

Para ahli saat ini sedang giat melakukan berbagai penelitian untuk menggunakan stem cell dalam mengobati berbagai penyakit. Penggunaan stem cells untuk mengobati penyakit dikenal sebagai Cell Based Therapy.  Prinsip terapi adalah dengan melakukan transplantasi stem cells pada organ yang rusak. Tujuan dari transplantasi stem cells ini adalah

1.      Mendapatkan pertumbuhan dan perkembangan sel-sel baru yang sehat pada jaringan atau organ tubuh pasien

2.      Menggantikan sel-sel spesifik yang rusak akibat penyakit atau cidera tertentu dengan sel-sel baru yang ditranspalantasikan.

Sel stem embryonic sangat plastik dan mempunyai kemampuan untuk dikembangkan menjadi berbagai macam jaringan sel seperti neuron, kardiomiosit, osteoblast, fibroblast, sel-sel darah dan sebagainya, sehingga dapat dipakai untuk menggantikan jaringan yang rusak. Sel stem dewasa juga dapat digunakan untuk mengobati berbagai penyakit degeneratif, tetapi kemampuan plastisitasnya sudah berkurang. Keuntungan dari penggunaan sel stem dewasa yaitu tidak atau kurang menimbulkan masalah dan kontroversi etika.

 Penggunaan sel punca embrionik untuk mengobati cidera pada medula spinalis (spinal cord)

            Cidera pada medula spinalis disertai demielinisasi menyebabkan hilangnya fungsi neuron. Sel punca dapat mengembalikan fungsi yang hilang dengan cara melakukan remielinisasi . Percobaan dengan sel punca embrionik tikus dapat menghasilkan oligodendrosit yang kemudian dapat menyebabkan remielinisasi akson yang rusak

 Penggunaan sel punca pada penyakit stroke

            Pada penyakit stroke dicoba untuk menggunakan sel punca mesenkim (mesenchymal stem cells (MSC) dari sumsum tulang autolog. Penelitian ini didasarkan pada hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Mesenchymal stem cells diperoleh dari aspirasi sumsum tulang. Setelah disuntikkan perifer MSC akan melintas sawar darah otak pada daerah otak yang rusak.  Pemberian MSC intravenous akan mengurangi terjadinya apoptosis dan menyebabkan proliferasi sel endogen setelah terjadinya stroke

 Penggunaan sel punca pada infark miokardium

Bartinek telah melakukan intracoronary infusion bone marrow stem cells otolog pada 22 pasien dengan AMI dan mendapatkan hasil yang baik. Penelitian terkini menunjukkan bukti awal bahwa adult stem cells dan embryonic stem cells dapat menggantikan sel otot jantung yang rusak dan memberikan pembuluh darah baru. Strauer et al. mencangkok mononuclear bone marrow cell autolog ke dalam arteri yang menimbulkan infark pada saat PTCA 6 hari setelah infark miokard. Sepuluh pasien yang diberi stem cells area infarkya menjadi lebih kecil dan indeks volume stoke, left ventricular end systolic volume, kontraktilitas area infark dan perfusi miokard menunjukkan perbaikan dibandingkan dengan kelompok kontrol.

 Bioetika Pada Penelitian Stem Cells

Manfaat yang diperoleh dari penggunaan sel punca embrionik (embryonic stem cell) dalam bidang kedokteran amat besar, namun sumber sel punca embrionik ini merupakan masalah etika yang perlu mendapat perhatian.

Berkembangnya penelitian stem cell dan penggunaan stem cell dalam upaya untuk mengobati penyakit pada manusia akan mengakibatkan timbulnya masalah dalam hal etik. Hal utama terkait dengan masalah etik adalah sumber stem cell tersebut. Berbagai masalah etika yang perlu dipikirkan adalah

1.      Apakah penelitian embrio manusia secara moral dapat dipertanggung jawabkan?

2.      Apakah penelitian embrio yang menyebabkan kematian embrio merupakan pelanggaran terhadap hak azasi manusia (HAM) dan berkurangnya penghormatan terhadap mahluk hidup?

3.      Apakah penyalah gunaan dapat diketahui dan dikendalikan?

4.      Apakah penggunaan embrio sisa proses bayi tabung pada penelitian diperbolehkan?

5.      Apakah penelitian khusus membuat embrio untk digunakan diperbolehkan?

Isu bioetika utama dalam penelitian dan penggunaan stem cell adalah penggunaan stem cell embrio terutama tentang sumber sel tersebut yaitu embrio. Sumber embrio adalah hasil abortus, zigot sisa IVF dan hasil pengklonan. Pengklonan embrio manusia untuk memperoleh stem cell merupakan isu yang sangat menimbulkan kontroversi. Hal ini terkait dengan isu ”awal kehidupan” dan penghormatan terhadap kehidupan. Pengklonan embrio manusia untuk memperoleh stem cell menimbulkan kontroversi karena berhubungan dengan pengklonan manusia yang ditentang oleh semua agama.

Dalam proses pemanenan stem cell embrio terjadi kerusakan pada embrio dan menyebabkan embrio tersebut mati. Adanya anggapan bahwa embrio berstatus sama dengan manusia menyebabkan hal tersebut tidak dapat diterima

Perdebatan yang cukup ramai adalah mengenai status moral embrio, apakah embrio harus diperlakukan sebagai manusia atau sebagai sesuatu yang berpotensi untuk menjadi manusia atau sebagai jaringan hidup tubuh lainnya. Lebih jauh lagi apakah embrio yang berkembang dianggap sebagai mahluk hidup.

Penggunaan stem cell yang berasal dari surplus zigot pembuatan bayi tabung sendiri.  juga menimbulkan kontroversi. Pendapat yang moderat mengatakan ketimbang surplus zigot itu dibuang, sebaiknya dipakai saja untuk penelitian. Sebaliknya ada juga yang berpendapat bahwa sisa itu harus dipelihara hingga zigot itu mati.

[youtube:http://www.youtube.com/watch?v=mUcE1Y_bOQE;w=640&325%5D

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: