Bab 15. Sel Punca

PENDAHULUANYang dimaksudkan dengan sel punca (sebelumnya dinamakan sel rnduk) ataustem cel/ adalah sel yang belum terdifetensiasi dengan dua sifat dasar, yaitu:1) mempunyai kemampuan berdiferensiasi meniadi sel khusus yang m^tang(mature), misalnya sel saraf, sel otot iantung, sel darah dan lain-lain, dan2)mampu memperbaharui diri atau regenerasi. .- iclj J ,bgi/ d 'lresenerasi 'l) berdiferensiasi menjadi sel khusus Gambar 15-1 . Dua sifat dasar sel punca. 443

BIOLOGI SEL Sel punca mempunyai potensi untuk berdiferensi dengan Jima tingkatkemampuan:1) Totipotent, berarti sel punca dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel. Zigot termasuk sebagai sel totipotent.2) Pluripotent, kemampuan menjadi hampir semua jenis sel yang berasal dari 3 lapisan germinal: entoderm, mesoderm dan ektoderm, tetapi tidak dapat menjadi sel jaringan eksttaembrional seperti plasenta dan tali pusat. Contoh sel pluripotent adalah sel punca embrionik.3) Multipotent, kemampuan berdiferensiasi menjadi banyak jenis sel yang saling berkaitan, misalnya sel punca hematopoiteik dapat berdiferensiasi menjadi betbagi jenis sel darah.4) Oligopotent, kemampuan berdifetensiasi menjadi sedikit jenis sel. Contoh: sel punca (dewasa) mieloid dan sel punca (dewasa) limfoid.5) Unipotent, kemampuan sel berdiferensiasi menjadi hanya satu jenis sel, tetapi tetap mempunyai kemampuan memperbaharui diri. Ini berbida dengan sel non-punca yang tidak dapat memperbaharui diri. Contoh sel punca dewasa otot.8 sel .i tspJf^9sel punca yang Pluripotent Blastocystdibiakkan .Jsel neuron sel -sel darah sel otot jantung Gamabr 15-2.Sel punca Totipoten berkembang menjadi sel punca pluripoten

BAB 15: SEL PUNCABerdasarkan sumber iartngan tempat sel punca betmukim dibedakan:1) Sel punca Zigot,yang mefupakan sel yang tebentuk sesaat setelah hasil peftemuan sel telut dan sel mani,2) Sel punca embrionik: dari blastoclst (embdo dengan 50 sampai 150 se1). Biasanya dapat diperoleh dari sisa-sisa embrio pada ptoses IYF (in uitro feniliqation),3) Sel punca janin: sel punca yang dapat diperoleh dad janin di klinik aborsi,4\ Sel punca darah tali pusat, diperoleh dari danh tali pusat setelah kelahiran bayi. Sebagiafl orang memasukkan sel punca darah tali pusat dalam sel punca dewasa,5) Sel punca dewasa diperoleh dari iaringan tubuh dewasa, mlsalnya dari sumsum tulang, iaringan otot,iarlng n saraf dan lainJainnya'Rentetan Perkembangan N,4anusia -\"-\"\"\"4ffir&GE .-=embrio sel embrio 3 ( +l-Tembrio4 embrio6I tunggal hari 5-7 hari bavi de minggu minggu I ?I .'tttff ;'*t'ff *| \"*f\"fLi-* .*.* t*r:d*5rr lLtlrih i!d*{e,tf l1':aiwPl Sffr4.nF) (ql fi*d rrrn ab t'*tug flts+uhr{ n*u *raa ..1 lX{ltt} Ss*s*rrdst lt$F**, Gamabr 1 5-3. Sumber sel punca dengan tingkat potensi diferensiasi yang berbeda. Pada pengamatafi kaTangan ilmuwan tampak bahwa minat merekaterhadap sel punca - dulu disebut sel induk - kini ielas meningkat dalambeberapa dasawarsa terakhir ini. Hal ini di antaranya disebabkan karenapotensi sel punca tersebut sangat meniaiikan untuk dapat mengatasiberbagai jenis penyakit yang sampai kini belum ditemukan pengobatannya.Pendekatan terapi dengan melibatkan sel punca berbeda dengan pendekatan

BIOLOGI SELyang Iazim, dinamakan terapi berbasis sel. Pendekatan pengob atan irimirip dengan pendekatan terapi transplantasi yang memindahkan komponenjarrngan dalam baglan tubuh yang rusak. Berbagai jenis penyakit, sepertidiabetes ne/litus, kerusakan kulit, penyakit Parkinson, gejala stroke, penyakitjantung dan sebagainya diharapkan dapat diatasi dengan pendekatan terapiberbasis sel. contoh paling sederhana terapi berbasis sel yaitu transplantasisumsum tulang. Dalam jaringan sumsum tulang donor tersebut tetdapatsel-sel punca yang dapat digunakan untuk menggantikan sel-sel darah yangrusak atau mengalami transformasi ganas (ekemi). Terapi sel ini dapat puladigunakan untuk menggann jairngan kulit yang rusak katena ruka bakar,atau menumbuhkan jaringan kornea baru bagi pendedta yang mengalamigangguan penglihatan. Kesemua rindakan ini, mempunyai rujuan urama terapisel dengan memberikan sel-sel yang sehat yang akan bedntegrasi dalam tubuhdan mulai berfungsi sebagai sel-sel lainnya dalam rubuh. Pembahasan dalam Bab ini akan bertujuan memberikan pemahamanmengenai sel punca atau lazim disebut stem ce// secara utuh; maka akandijelaskan apa itu stem ce// sebagai pendahuluan, mengapa stem cel/ itu penting,apa sifat khas semua stem ce//, y^ng dimaksudkan enbrlonic stem cel/, apa ^payang dimaksudkan dengan adult stem ce//, apa perbedaan dan kesamaan keduajenls stem ce// tetsebut, ap^ y^rrg disebut induced pluripotent stem ce//, apa potensimanfaat stem ce// manusia, dan hambatan-hambatan ^p^ y^ng harus dapatdiatasi sebelum dilakukan tealisasinva.SEJARAHo Seiak tahun 1970-an transplantasi sumsum nrlang telah dilakukan untuk mengobati penderita defisiensi imun dan lekemiar Tahun 1998: James Thomson (Jniversity of Wisconsin-Madison) mengisolasi sel punca dari masa sel-sel dalam dari embrio s^ngat muda,. dan mengembangkan trah sel punca embrionik manusia untuk pertama kalinyao Tahun 1'990: Pan peneJiti untuk pertamakalinya mengekstrasi sel-sel punca dari embrio manusiae Tahun 1999: Keberhasilan pefiam^ transplantasi sel-sel penghasil insulin manusia dari kadaver

BAB 15:SEL PUNCA Tahun 2001: Presiden Bush membatasi pendanaan pemefintah untuk penelitian sel punca embrionik manusia Tahun 2002: Juuenile Diabetes Research Foundation lnternational berupaya menghimpun dana sebesaf 20 iuta dolar untuk membantu penelitian sel- sel punca.o Tahun 2003: California menyetujui peneJitian sel-sel punca.a Tahun 2004: Peneliti dad universitas Havard menumbuhkan sel-sel punca dari embrio dengan dana swastaSIFAT KHAS sEL PUNCASel punca atau Stem cellberbeda dengan jeni.s sel lain yang terdapat dalam tubuh.Semua sel punca tanpa memandang asal sumbernya, mempunyai sifat umumyang sama, yaitu: 1) dapat memperbanyak difl dan dapat memperbaharuidirinya dalam waktu yang cukup lama, 2) belum terdiferensiasi, dan 3)mampu berdiferensiasi meniadi jenis sel khusus. I{etiga sifat umum tetsebuttidak dimilki oleh jenis sel lain dalam tubuh. Pata ilmuwan berupaya untukmemahami dua sifat dasar sel punca yang berkaitan dengan kemampuannyamernperbaharui dirinya dalam iangka lama.Dalam memahami tiga sifat umumtetsebut, timbullah pertanvaan berikut:1) Mengapa sel punca embrionik dapat memperbanyak diri dalam setahun atau lebih tanpa berdifefensiasi dalam laboratofium, sedang sel punca bukan embrionik tidak memiliki kemampuan tersebut? dan2) Faktor apa sala dalam tubuh organisme hidup yang biasanya mengatuf proliferasi dan pembaharuan did sel-sel punca? Pengungkapan jawaban terhadap dua pertanya n tetsebut, akanmemungkinkan ofang memahami bagaimana pengatufan ptoliferasi selsel tetsebut selama perkembangan notmal embdo atau selama prol-ifetasiabnormal yang mengarah ke perkembangan kanker. Sedang informasi-informasi yang diperoleh akan membantu para ilmuwan menumbuhkan selpunca embrionik ataupun non-embrionik dalam laboratorium secara lebih efisien.

BIOLOGI SEL Faktor khusus dan kondisi yang memungkinkan sel punca tetap tidakberdiferensiasi merupakan kepentingan besar para ilmuwan untuk diteliti. Parailmuwan telah menghabiskan waktu bertahun-tahun secara coba-coba (try anderror) untukbelajarbagatrnaria c^t^r.rremelihara sel-selpunca dalam laboratorium,t^npa secat^ spontan berdiferensiasi menjadi sel khusus. Misalnya, telahdihabiskan dua dasawarsa untuk mempelaj ari b agitmana menumbuhkan sel- selpunca embrioruk dalam iaboratorium dengan mengikuti perkembangan kondisiuntuk pertumbuhan sel-sel punca mencit. Maka pemahaman sinyal-sinyalyang menyebabkan populasi sel punca dalam organisme dewasa berproliferasidengan tetap tidak berdifetensiasi, sampai sel-sei tersebut dibutuhkan sangatdipedukan. Informasi tersebut sangat dipedukan bagl para ilmuwan untukmampu menumbuhkan sejumlah sel-sel punca yang tidak berdiferensiasi dalamlabotatorium untuk dikembangkan dalam percobaan-percobaan selaniutnya. Sel-sel punca trdak terdiferensiasi secara khas. Sebuah sifat dari sifat-sifatdasar sel punca yaitu bahwa sel tersebut tidak memiliki struktur khas yangdimiliki laringan yang memungkinkan melangsungkan fungsi-fungsi khas.Misalnya, sel punca tidak dapat bekerja bersama dengan sel-sel di sekitarnyauntuk memompa darah ke seluruh tubuh seperti halnlra sel-sel otot jantung,dan tidak dapat membawa molekul-molekul oksigen dalam peredatan darahseperti halnya eritrosit. Nflalaupun demikian sel-sel punca dapat menghasilkansel-sel khusus termasuk sel otot jantuflg, eritrosit, atau sel saraf. Maka sel-selpunca dapat menghasilkan sel-sel khusus. Jika sel-sel yang tidak khas mampumenghasilkan sel-sel khusus, diperlukan proses yang dinamakan diferensias_i.Sementara sel tetsebut berdiferensiasi, biasanya melalui beberapa tahapan vangmenunjukkan bahwa dalam setiap tahap berubah menjadi sel yang berbedadengan tahap sebelumnya. Sinyal internal yang drkendalikan oleh gena-genayang berada di iokus sepanjang jalur molekul DNA yang dimiJiki sel itusendiri dipedukan dalam proses difetensiasi. Gena-gena tersebut memberikaninstruksi-insruksi dengan sandi khusus untuk semua struktur dan fungsidalam sel. Disamping sinyal internal tersebut, dipedukan juga sinyal ekstetnaluntuk difetensiasi sel termasuk: bahan-bahan kimiawi yang dihasiikan olehsel-sel di sekitarnya, kontak fisik dengan sel-sel sekitarnya, dan molekul-molekul tertentu dad lingkungan mikro-nya (microenuironmen). Interaksi

BAB 1 5: SEL PUNCAsinyal-sinyal selama bedangsungnya diferensiasi tersebut menyebabkan DNAse1 memiliki mafka epigenitik yang membatasi eksptesi DNA dalam se1 dandilalui sepanjang pembelahan sel. Masih ada sejumlah masalah yang dihadapi mengenai bagaimanasel puncaberdiferensiasi. Misalnya, aP^kah sinyal-sinyal internal dan eksternal untukdiferensiasi sel sama untuk semua ienis sel punca? Dapatkah sepefangkatsinyal vang mendofong sel punca berdiferensiasi meniadi sei jerus khususdiidentifikasi? Pengajuan peftanyaan-pertanyaan ini akan membimbingpara ilmuwan menemukan c f^ baru dalam mengendalikan sel-sel puncaberdiferensiasi dalam laboratorium, sehingga mampu menumbuhkan sel-sel atau l^frng n yang dapat digunakan untuk tuiuan-tuiuan khusus sepertimisalnya terapi berbasis sel atau untuk skrinilg obat-obatan. Sel punca dewasa secara khas menghasilkan ienis-ienis sel di tempatmefeka bermukim. Misalflya, sel punca dewasa dalam sumsum nrlang yangakan membentuk sel-sel darah, biasanya menghasilkan sejumlah ienis sel-seldarah. Secara umuln dapat diterima bahwa sel-sel pembefituk se1 darah dalamsumsum tulang- yang dinamakan sel punca/induk hematopoietik-tidak dapatmenghasilkan jenis sel 1'ang sangat berbeda dengan jaingannya (bukan iaringansumsmum tulang), sepefti misahya sel punca dari sumsum tulang tidak dapatmenghasilkan sel-sel dalam jaringan otak. Tetapi tenyat^ dalam percobaan-percobaan beberapa tahun belakangan menuniukkan bahwa se1 punca dalamsebuah jenis jaflngan dapat menghasilkan ienis-jenis sel yang sangat berbedajenis jaringannya. I{enyataan ini masih merupakan perdebatan dalam komunitaspenelitian. I{ontroversi ini menunjukkafl tantangan-tantangan dalam pengkajian sel punca dewasa dan memberikan saran pentingnya penelitian tambahan dalam penggunaan sel punca dewasa yang diperlukan dalam pemahaman potensi penuh yang dimiliki sel punca dewasa menuiu penggunaan dalam terapi' SEL PUNCA EMBRIONIK 1. Sumber Sel Punca Embrionik Seperti n m^nya menunjukkan bahwa sel punca embrionik berasal dari embrio kira-kira hari ke-5 pasca pembwahan pada daerah inner ce// mass'

BIOLOGI SEL Sebagian besar sel punca embrionik berasal dari embrio yang berkembang dad sel telur yang dibuahi secara in uitro -- yang biasanya dikeriakan dild:nk in aitro fetilirytion Q.y'\ - yang didonasikan untuk tujuan riset dengan'sepengetahuan (tnformed concen) dari pihak donor. Sel-sel punca embdonik tersebut tidak betasal dad pembuahan dalam tubuh wanita.2. Penumbuhan Sel-sel Punca Embrionik dalam LaboratoriumMenumbuhkan sel-sel dalamlal.otatorium dinamakan kultur sel. Sel-sel puncamanusia atau hwman embryonic $em cel/s (hESCs) dibangkitkan melalui transfer sel-sel yang betasal dad embrio tahap \"pre-inplantasi\" ke dalam piring plastikkhusus untuk kultur sel yang telah diisi media yang mengandung nutrisiyang diperlukan. Media ini dinamakan medium kultur. Dalam piring plastiktersebut sel-sel akan membelah diri dan menyebar pada permukaan mediumkultur. Permukaan dalam dari piring kultur secara khusus sebelumnya dilapisidengan sel-sel kuLit dari embrio mencit yang telah dikondisikan agat sel-selkulit tersebut tidak membelah did. Lapisan sel tersebut dinamakanfeeder layr(iapisan pemasok). I{eberadaan sel-sel mencit pada dasar kultur membetikankondisi mempunyai pemukaan lengket, sehingga sel-sel yang dibiakkanmelekat pada permukaan lapisan pemasok. Di samping mempunyai fungsiperekat, sel-sel pemasok akan memberikan nutien kepada medium kultur. Para peneliti telah meranc ng cara-cara untuk menumbuhkan sel-selpunca embrionik tanpa menggunakan sel-sel pemasok dad mencit. Rancanganbatu ini merupakan kemajuan ilmiah yang sangat bermakna, karcna dapatmenghindari risiko tercemarnya kuitur oleh virus atau makromolekul dari se1-sel mencit ke dalam sel-sel manusia yang merugikan. Proses membangkitkan sel-sel punca embrionik masih agak kurang efisien,karena tidak selalu berhasil diperoleh turunan sel-sel punca embrionik dari sel-sel jaringan embrio tahap pre-implantasi. Tetapi jika sel-sel punca embrionikyang dilapiskan pada medium bethasil hidup, dan membelah did sehingga cukupmembentuk kumpulan yang berdesak-desakan, maka sel-sel tersebut pedudipindahkan secara hati-hati ke dalam beberapa piring kultur yang baru. Ptosespemrndahan sel-sel setelah berhasil membelah diri dilakukan berulang-ulangdalam kurun waktu berbulan-bulan. Pemindahan perta:rna metupakan kegiatan

BAB 15: SEL PUNCAsubkultuf se1. Pemrndahan dalam setiap siklus subkultur sel tetsebut dinamakanpas.tage. Sekali setelah berhasil drpetoleh trah sel Qell /in), dari sel punca embrionikyang befasal dari embrio, akan dihasilk^n ivtaan sel-sel punca embrionik. Sel-sel punca embrionik yang telah membelah diri dalam kultur sel untuk kurunwaktu lama tanpa mengalami diferensiasi sel, bersifat pluripotent. Apablla sel-selpuncayangpluripotent tersebut tidak berkembang menuju tefjadLnya abnotmalitasgenetik, maka sel-sel tersebut dinamakan embryonic stem ce// line.Morula: Morula: Potongan8 sel 16sel blastocyst(21/zhari) (3 hari)4'-** ,& *---+\" ... lttj *, '''-**i) .S& wt _i It-4{*% ',\" :tt e I oi@*{' oc*#' I lnner cell mass5el pemasoktelah diradiasi Gambar 15-4. Pembiakan sel punca embrionik. Pada setiap tahap dalam pfoses kultur sel tefsebut, dapat dilakukanpembekuan sel-selnya, sehingga mempermudah pengiriman ke laboratoriumlain yang membutuhkan, untuk selaniutnya dibiakkan dan siap untukdigunakan dalam percobaan.3. Uii Laboratorium untuk ldentifikasi Sel Punca Embrionik.Untuk kepentingan uji identifikasi embrlonic stem ce// line diperlukan metodeyang tepat. Uji identifikasi tetsebut dapat dilakukan pada berbagai titik tertentusepanjang pfoses pembentukan embrltonic stem cell line. Para peniliti mengujisel-sel tersebut untuk melihat apakah sel-se1 tersebut menuniukkan sifat-sifatdasar sebagai sel punca embrionik. I{egiatan ini dinamakan katakterisasi.

BIOLOGI SEL Para ilmuwan yang mengkaji sel punca embrionik belum sepakat padastandar dan rangkaian uji laboratorium yang diperuntukkan untuk mengukursifat-sifat dasar sel punca. Tetapi laboratorium yang menumbuhkan sel puncaembriohik manusia menggunakan beberapa jenis uji pengukuran sepertitertulis di bawah iru:,/ Pengamatan kultur dengan mikroskop Penumbuhan dan pelaksanaan subkultur sel-sel punca terlaksana dalam kutun betbulan-bulan. Hal ini akan memberi keyakinan bahwa sel-sel telah mampu tumbuh dalam waktu lama dan mampu melakukan pembaharuan diri. Dalam kondrsi tersebut para ilmuwan dapat mengamati kultur langsung melalui mikroskop untuk melihat apakah sel-sel kultur tersebut tetap sehat dan trdak berdiferensiasi.'/ Kehadiran faktor transkripsi Faktor transkripsi yang secara khas dihasilkan oleh sel-sel yang trdak. berdiferensiasi diidentifikasi dengan teknik khusus. Dua dari faktor transktipsi yang tetpenting ad.alah Nanog dan Oct4. Faktor-faktor transkripsi tersebut membantu gefla yalg merupakan bagian penting dalam proses diferensiasi dan perkembangan embrio, mengaktifkan dan menghentikan kegiatannya (on and ofj pada saat yang tepat. Dalam kasus ini kedua faktor Nanog dan Oct4 tetkait dengan kemampuan sel-sel punca tetap dalam status tidak berdiferensiasi dan mampu mempertahankan status tefsebut. Indentifikasi marka sel I{eberadaan marka-marka (penanda) yang terdapat pada permukaan sel yarrg secara khas dihasilkan oleh sel-sel yang tidak berdiferensiasi, dapat diidentifikasi melalui teknik khusus. Pengkajian khromosom dengan mikroskop Untuk mengkaji apakah khromosom dalam sel-sel punca mengalami perubahan atau kerusakan (aberasi). Tetapi dengan metoda sitogenitika tidak dapat dridentifikasi adanya mutasi geria. Kemampuan sub-kultur Uii kemampuan sel-sel punca untuk ditumbuhkan ulang (sub-kultur),

BAB 1 5: SEL PUNCA atau tumbuh setelah dibekukan, dapat dttanam kembaLi setelah dicaitkan kembali, harus ditetapkan.'/ uji pluripotensi uji laboratodum untuk mengetahui apakah sel-se1 punca bersifat pluripotent digunakan c r^-c^r^'. 1. Membiarkan sel-se1 betdiferensiasi secafa spontan dalam kultur sel. 2. Memanipulasi sedemikian hingga sel-sel kultur mau berdiferensiasi membentuk se1 yang mempunyai ciri dari sel-sel dalam 3 lapisan getminal (ektodetm, mesoderm dan entoderm), atau 3. Menyrntrkkan sel-sel punca dalam tubuh mencit yang mengalami supresi sistem imun-nya dengan maksud untuk menguii teriadinya tumor jinak yang dinamakan teratoma. Semeniak sistem imun mencit mengalami supresi, se1-sel punca yang disuntikkan tidak akan ditolak oleh sistem imun tubuh mencit yang telah disupresi, sehingga para ilmuwan dapat mengamati pertumbuhan dan diferensiasi sel- 'sel punca embrionik manusia. Secara khas teratoma mengandung campuran banyak sel yang terdifetensiasi atau jenis sel-sel yang sebagian terdiferensiasi; ha1 ini mengindikasikan bahwa sel-sel punca embrionik mampu berdiferensiasi dalam berbagai jenis se1.4. Pemicuan Sel-sel Punca Embrionik Agar BerdiferensiasiSelama sel-sel punca ditumbuhkan dengan kondisi yang sesuai dalam kultur,sel-sel tersebut akan tetap tidak terdiferensiasi (tidak meniadi sel khusus).Tetapi jika se1-sel tersebut dibiarkan berkelompok satu sama lain membentuk\" embryoid bod1\", sel-sel tersebut akan mulai berdifetensiasi secara spontan. Se1-sel tersebut dapat berdifetensiasi menjadi sel-sel otot, se1 saraf, dan jenis-ienissel lainnya. \flalaupun diferensiasi merupakan indikasi baik bahwa kultut se1-se1 punca embdonik tetsebut dalam kondisi sehat, flamun bukan merupakancara efisien untuk memperoleh sel-sel ienis khusus. Maka untuk membangkitkan kultur sel-sel punca embrionik menjadi sel-sel jenis khusus - sel otot jantung, sel-sel darah, atau sel satal - para ilmuwanmencoba untuk mengendaLikan diferensiasi sel-sel punca embrionik tersebut.Mereka mengubah komposisi kimiawi medium kultur, mengubah petmukaan

BIOLOGI SELpiring kultu\ ^tau memodiXkasi sel sel punca dengan menyisipkan gena khusus kedalam intrnya. Setelah bertahun tahun dilakukan percobaan- petcobaan, para ilmuwan telah berhasil membuat protokol dasar atau \"resep\" untuk pembuatan difetensiasi terarah dad sel-sel puflca embrioruk menjadi seljenis khusus. (acuan: laporan NIH sten ce// report padainfo/2006 report dan / tnfo / 2001 rcpofi/ 2001 report.htm.) Jika pan ilmuwan dapat mengatahkan secara terpercaya prosesdiferensiasi sel-sel punca embrioruk menjadi jenis sel khusus, mereka akanmampu menggunakan hasil sel-sel terdiferensiasi tetsebut dalam pengobatanterhadap penyakit tertentu di kemudian hari. Penyakit-penyakit yang akandiobati melalui cata ttansplantasi sel-sel rang betasal dad sel punca embrionikmanusia akan mencakup penyakit-penykit diabetes, kerusakan nedalla Sinaliskarena trauma, Duchennei muscular dlstrophy, penyalit jantung, serta kehiJanganpenglihatan dan pendengaran.SEL PUNCA DEWASASebuah sel punca dewasa (adult stem cell; dtpahami sebagai sel vang tidakterdiferensiasi, yang terdapat di antan sel-sel tetdiferensiasi dalam jaringanat^) org^fl tubuh, yang mampu mempetbaharui sendiri dan akan mampubetdiferensiasi menghasilkan beberapa atau semua sel dari jenis-jenis uramasel dari jartngan atau otg n. Peran utama sel punca dewasa dalam organismehidup dibutuhkan dalam merawat dan mempetbaiki jaringan tempat merekabermukim. Para ilmuwan menggunakan juga ist:l.ah somatic stem ce// (sel puncasomatik) sebagai pengganti adult stem cel/ dengan maksud bahwa sel-sel puncatersebut merupakan bagian laingan tubuh, bukan sel-sel dalam jatingangonade sebagai sel gamet yang terdiri atas sel mani dan sel telur. Berbedadengan arn dari sel punca embdonik yang berasal dari embrio tahap pte-implantasi, asal-usul sebenarnya sel-sel punca dewasa yang diperoleh darijatngan dewasa masih dalam penyeJidikan. Penelitian sel punca dewasa membangkitkan tantangan yang mendebarkan.Ternyata para ilmuwan telah menemukan sel-sel punca dewasa dalam banyaklaringan melebilei pengetahuan sebelumnya. Penemuan ini mendoro rtg patapenel-iti dan para klinisi mengajukan peftzLnya n apakah sel-sel punca dewasa

BAB 15: SEL PUNCAdapat dipakai untuk transplantasi. Suatu kenyataan sel-sel hemopoetik,merupakan sel punca dad sumsum tulang telah digunakan selama 40 tahun.I{iru para ilmuwan yakin bahwa sel-sel punca iuga berada dalam jaringan otakdan otot jantun'g. Jika kita telah mampu mengendalikan proses difetensiasisel-sel punca dewasa tefsebut, maka sel-sel punca tefsebut akan meniadi dasarterapi berbasis ttansplantasi dikemudian hari. Sejarah penelitian se1-sel punca dewasa sebenafnya sudah berawal sekitarlebih dari 50 tahun yang lalu. Dalam tahun 1950-anp^f^ peneliti menemukandalam sumsum tulang adanya paling sedikit dua lenis sel punca/sel induk,satu jenis dinamakan se1 punca hematopoietik (hematopoietic stem cell yangmampu membentuk semua jenis sel darah dalam tubuh, sedang ienis keduayang diketemukan beberapa tahun kemudian, disebut bone marcow strana stemcell (se| punca stfoma sumsum tulang) atau oleh bebetapa ahli dinamakanmesenchlmal sten ce// (selpunca mesenkim) atau sel punca skeletal. Sel-sel puncajenis terakhir yang bukan sel hematopoietik tetsebut merupakan populasi kecildari sel-sel populasi stfoma dalam sumsum tulang, dan dapat membentuk sel-sel tulang, kartilago, lemak, sel-sel yang menopang pembentukan darah, sertakomponen fi bro sa latingan pengikat. Dalam tahun 1913, ahli ilmu saraf Spanyol terkenal Santiago Ram'ry Cajalmeflyatakan 2 keyakinan: \"bahwa sefabut-sefabut saraf pada susunan safafpusat ofang dewasa merupakan stfuktuf yang sudah menetap dan tidak akanmengalami perubahan Susunan, dan semua stfuktuf akan mengalamj kematiandan tidak ada yangakan mengalami fegenerasi.\" Untuk beberapa tahw para ahlt saraf pefc yabahwa bukan sa]a kerusakan otak yang dapat diperbaiki. Salah satu dogma dalam nerobiologi tersebllt menyatakan bahwa apabrlasel-sel saraf dalam otak veftebfat^ mati, sel-sel tersebut tidak akan digantidengan ienis yang sam at^\] sel saraf yang batu. Untuk mengkaji apakahdogma tersebut masih bedaku saat ini, sehubungan dengan semakincanggihnya metode peneJitian di bidang nerobiologi khususnya beberapa peneJiti di bidang nerobiologi menghadapi t^nt^ng n tersebut. Dalam tahun 1.960-an,para peneliti di bidang nerobiologi yang mengkaji tikus menemukan bahwa beberapa bagian dad otak mengandung sel-sel yang mampu membelah diri yang berdiferensiasi meniadi sel-sel sataf. Joseph Altman dati Purdue

BIOLOGI SEL University sekitar tahun 1960-an melakukan penelitian pada tikus dan kucing. Hasil percobaan Altmann menunjukkan bahwa beberapa jenis sel saraf akan melanjutkan pertumbuhannya di beberapa bagran dari otak, yang walaupun hewan-hewan tersebut telah mencapai dewasa. Pada saat itu pendapat Artman belum dapat diterima oleh pan ilmuwan. Maka Fernando Nottebohm dengan menggnnakan burung (1989), mengatahkan perhadannya kepada perubahan- perubahan struktur otakyangberkaitan dengan pusat-pusat motorik. percobaan-percobaan Nottebohm et al sekdtgtts bernaksud hendak meyakinkan bahwa pembentukan sel saraf ataunerogenesis padavertebrata dewasamasihbedangsung. Dari hasil percobaannya, Nottebohm berkesimpulan bahwa nerogenesis dalam otak burung dewasa tidak saja terbatas pada pusat pengarur suata (Higher aacal ceater= HVC) yang tedetak dt te/encqhalon, tetapi juga terdzpat di seluruh baganmetencephakn. Diperoleh petunjuk pula bahwa FrvC tidak sala berfi.rngsi dalammengatur suara secara motorik, tetapi mungkin luga sebagai pusat pengenalsuara/bunyi, khususnya nyanylan pasangannya. Dengan kemampuan tersebut,burung memiliki kemampuan belajar nyanyian baru. pengkalian lebih lanjuttelah dapat dibuktikan bahwa sel-sel saraf baru selalu bertambah secara tetap didaerah HVC dari burung kenari betina dan lantan dewasa. Dari kenl'ataan initimbullah masalah mengapa HVC tidak bertambah besar. Masalah ini terjawabkarena di daerah FrVC terdapat pergantian sel-sel saraf baru untuk menggantikansel-sel saraf yang telah tua. Kenyataan ini mendorong diterimanya kebendaansel-sel punca dewasa di antata sel-sel saraf dewasa. \)Talaupun telah ada laporan-laporan yang memberikan bukti bahwa sel-sel saraf dapat diperbahani, narnunmasih terdapat sebagian besar ilmuwan percaya bahwa otak dewasa tidak dapatmenghasilkan sel-sel saraf baru. Baru dalam akhir tahun 1990-an pan ilmuwansepakat bahwa otak dewasa mengandung sel punca yang mampu menghasilkan3 lenis utama iaingan ota[ yaitu astrosit dan oligodendrosit - yang bukan se1neron --- dan sel neron atau sel sataf.1. Keberadaan dan Fungsi Normal Sel-sel Punca Dewasasel-sel punca dewasa telah diidentifikasi dalam sejumlah jaringan dan organ,termasuk otak, sumsum tulang, darah tepi, pembuluh darah, otot skelet, kulit,gigi, jantung, usus, hepaq epitel ovarium dan testis. Diperkirakan sel-sel puncatersebut bermukim dalam tempat khusus yang dinamakan \"ceruk sel induk\"(sten cell nich).Bukn-bukti baru menyarankan bahwa beberapa sel-sel punca

BAB 1 5: SEL PUNCAdalam sejumlah jaringan merupakan perisit yang terdapat pada permukaanluar pembuluh darah keci1. Dalam ceruk tersebut, sel-sel punca dapatbetadadalam status berdiam diri (tidak membelah diri) untuk kurun waktu lamasampai mereka diaktifkan oleh kebutuhan normal dalam merawat iaringan,atau oleh keadaan sakit atau adanya kerusakan laringan. Secara khas dalam jaringantetdapat sel punca hanya dalam iumiah sedikit,d,an apablla sel-sel tersebut dipindahkan dan laringan tubuh akan memilikikapasitas pembelahan diri sangat tefbatas sehingga akan menl'ulitkan untukmenumbuhkan sel-sel punca dewasa dalam laboratorium. Para ilmuwan dalamsejumlah laboratorium mencoba menemukan c ta y^ng lebih baik dalammenumbuhkan sel-sel punca dewasa menjadi populasi dalam iumlah sangatbesar melalui kultut sel, agar kemudian dapat dimanipulasi meniadi ienis se1khusus yang dikehendaki untuk kepentingan pengobatan bebetapa penyakitatau kerusakan jaringan. Sebagai contoh dipikirkan potensi pengobatanuntuk kerusakan tulang dengan menggunakan se1-sel yang betasal dari stromasumsum tulang, mengembangkan sel-sel penghasil insulin untuk mengobatidiabetes tipe I, dan memperbaiki sel-sel otot jantung yang rusak setelahmengalami s^tangan jantung dengan menggunakan sel otot iantung'2,Cara Uji ldentifikasi Sel-selPunca DewasaPara ilmuwan sefing menggunakan salah s^tu c^fa &. ^nt^f^ sejumlah carauntuk identifikasi sel punca dewasa, yaitu:1) Memberikan label pada sel ketika masi.h dalam iatinganhidup (intrauital dengan marka molekular (penanda) dan memastikan ierus sel spesifik yang dihasilkan oleh sel punca tersebut.2) Mengambil sel-sel punca dartlaringanhewan yang masih hidup, kemudian diberi label dalam kultur iaringan, dan kemudian dittansplantasikan kembali ke hewan lain untuk memastikan apakah sel-sel dari kultur jatingantersebut memperbaiki atau menggantikan sel yang identik dengan asaljarrngan semula. Sangat penting untuk dapat drtunjukkan bahwa sebuah sel punca dewasa tunggal harus dapat menghasilkan sebuah trah sel yang secafa genetik rdentik, yang dapat menghasilkan semua jenis sel terdiferensiasi yang cocok dengan ianngan. Untuk memastikan secara ekspetimental bahwa sel punca dewasa

BIOLOGI SELutama tersebut sesungguhnya merupahan sebuah sel punca, para ilmurvancenderung mengindikasikan bahwa se1-sel dapat menghasilkan sel-sel secaragenetik identik dalam kultur, danf atau bahv'a populasi vang termurnikan daticalon sel-sel punca ini dapat melakukan repopulasi atau mereformasi jaringansesudah dilakukan transplantasi ke dalam tubuh hewan.3. Diferensiasi Sel Punca DewasaSeperti telah dikemukakan di atas, p^t^ ilmuwan telah melaporkan bahwa sel-sel punca dewasa berada dalam sejumlah jaringan dan sel-sel punca tersebutmampu masuk dalam jalur proses diferensiasi membentuk jenis sel khususdari jaitngan bersangkutan tempat mereka bermukim.3.1. Lintasan Diferensiasi NormalSel-sel punca dewasa dalam tubuh hewan hidup didapatkan membelahdiri apabila dipedukan, dan dapat menurunkan jenis sel-sel dewasa'angmemiliki bentuk khas dengan struktur dan fungsi khusus dari jaringantertefltu. Bedkut merupakan contoh lintasan diferensiasi ),ang telahdidemonstrasikan baik secata in rilrl in t'it'a.a) Sel Punca Hematopoietik ^tauSel-sel punca hematopoietik dervasa menurunkan semua jenis se1-seldarah: eritrosit, Jimfosit B, limfosit T, NKC, sel netrofil, sel basofil,sel eosinofil, monosit dan sel-sel makrofag.Gambar 15-5. Diferensiasi sel punca hematopoietik.

BAB 15: SEL PUNCAb) Sel Punca Mesenkhim Sel punca dewasa mesenkhim menurunkan berbagai jenis sel: osteosit (sel tulang), khrondrosit, adiposit (sel lemak), dan ierus sel lain dari jairnga]n pengikat seperti sel-sel dalam tendo.c) Sel Punca Saraf .Sel-sel punca dalam laringan otak menurunkan 3 ienis sel utama jaringan sanf, yaitu neuron, astrosit dan oligodendrosit.d) Sel Punca Epitel Se1 punca pada epitel pelapis saluran peflcerfla^n tetdapat di dasar nlpta dt ^tttar^ dua uilli intestinales memberikan sel turunannya dalam jenis: sel absorbtif, sel kelenjar piala, sel Paneth, dan sel enteroendoktin.e) Sel Punca Kulit Sel punca kulit terdapat di lapisan basal epidermis dan pada dasar folikel rambut. Sel-se1 punca tersebut membetikan turunan keratosit, y^ng bermigrasi ke permukaan untuk memberikan proteksi permukaan tubuh. Sedang sel punca yang betada di folikel dapat memberikan turunan untuk sel-sel folikel dan sel-sel epidermis. batang rambut 3**\"*- lel punca lapisan basal * glandula sebacea Gambar 15-6.Sel punca dewasa pada epitel kulit'

BIOLOGI 5EL3.2. Transdiferensiasi Sejumlah percobaan telah dilaporkan bahwa jenis sel-sel purica dewasa tertentu dapat berdiferensiasi menjadi jenis sel dad organ atau laringan lain'yang bukan termasuk jenis sel yang sesuai dengan harapan prediksi, (misalnya: sel punca otak berdeferensiasi menjadi sel-sel darah atau sel- sel pembentuk sel darah betdiferensiasi menjadi sel-sel otot jantung, dan seterusnya). Fenomena yang dilaporkan ini dinamakan transdiferensiasi. 'Walaupun terdapat kasus-kasus transdiferesiasi tersendiri yang pernah diamati dalam beberapa spesies hewan vettebrata, namun apakah fenomena tersebut bedangsung juga secan nvata pada manusia masih merupakan perdebatan dalam kalangan ilmuwan. Tetapi bukanlah transdeferensiasi yang terjadi, melainkan yang diamati dengan jelas adanya fenomena yang meJibatkan fusi sel donor dengan sel resipien. I{emungkinan lain yaitu bahwa sel punca yang ditransplantasikan mensekresikan faktorfaktor yang mendorong sel-sel punca resipien ' sendiri memulai proses perbaikannya sendiri. Bahkan kalaupun terladi transdiferensiasihanya melibatkan sel punca donor dalam jumlah sangat kecil saja. Dalam berbagai percobaan transdiferensiasi, par^ ilmuwan mendemonstrasikan bahwa jenis sel punca dewasa tertentu dapat \"diprogram kembali\" in aiuo kedalam jenis sel lain dengan menggunakan proses modifikasi genetik yang secara ketat terkendali. Strategi ini mungkin dapat diusulkan sebagai jalan untuk memrogramkan kembali sel-sel yang diperoieh untuk menjadi jenis sel lain yang telah mengalami ketusakan ataukematian oleh proses penyakit. Misalnya, pada salah satu percobaan baru-baru ini telah ditunlukkan pada pendedta penyakit diabetes yang telah mengalami kerusakan sel-sel beta pankreas yang mampu menghasilkan hormon insulin, berhasil drganti oleh sel-sel pankteas lain yang diprogramkan ulang menjadi sel beta. Dengan men-\"start\" kembali ekspresi 3 gena penting dalam sel-sel eksokrin kelenjar pankreas, para ilmuwan telah berhasil menciptakan sel-sel mirip se1 beta yang mampu memproduksi insulin. Sel-sel yang telah diprogram ulang tersebut midp sel-sel beta daiam penampilannl,a, ukuran, dan bentuk; gefla-gena yang diekspresikan khas sel beta; dan mampu sebagian memulihkan pengaturalr

BAB 1 5: SEL PUNCA gula dalam metabolisme mencit, yang sebelumnya telah dirusak secara kimiawi. Cara dengan mempfogfamkan ulang sel-sel dewasa tefsebut mungkin dapat dipakai sebagai model dalam memroglamkafi ulang secafa langsung sel'dewasa jenis lain. Di samping car deng n memrogramkan ulang sel dewasa meniadi se1 jenis khusus, kini telah mungkin dilakukan Pemfogfaman ulang sel somatik dewasa menjadi sel mirip sel punca embrionik (drsebut inducedplaipotent stem ceIl,IPSTs) melalui cafa pemberiarrgen embrionik. Dengan demikian dapat dibangun sumber sel punca mirip sel punca embrionik. Namun penetapan metoda untuk mendapatkan IPSTs agar dapat memenuhi pefsyaf ^tan tt^h sel punca kini masih dalam proses penyelidikan.4. Masalah Utama Sel Punca DewasaMasalah-masalah penting yang diidentifikasi oleh para peneliti yang masihtetap memetlukan jawaban tentang sel punca dewasa masih cukup banyak.Masalah tersebut mencakuP:a) Berapa jumlah jenis se1 punca dewasa yangada sebenarnya dan terdapat dalam jenis jaringan apa saia sel-sel tersebut berada?b) Bagaimana cara se1-sel punca dewasa berubah dalam perkembangan menjadr sel jenis khusus dan bagaimana sel-sel tersebut dipettahankan statusnya? Apakah sel-sel punca dewasa tersebut merupakan \"sisa-sisa\" dari sel punca embrionik atau mefeka dibentuk melalui cara teftentu?.) Mengapa sel-sel punca menetap dalam status udak terdrferensiasi ketika mereka dikelilingi oleh se1-sel yang terdiferensiasi. Ciri-ciri khusus apakah yang dimiliki \"ceruk\" tempat betmukimnya sel-sel punca dewasa mengendalikan pedlaku sel-sel punca tersebut?d) Apakah sel-se1 punca dewasa memiliki kapasitas untuk melangsungkan transdiferensiasi, dan ap akah mungkin Pf o s es ters ebut dikendalikan untuk memperbaiki efi siensi dan tingkat kepercayaannya?e) Jika efek yang menguntungkan dari transplantasi sel punca dewasa merupakan efek trofik, bagaimanakah mekanismenya? Apakah dalam transplantasi sel punca dewasa dipersyaratkan kontak ^ntafa se1 donor dan sel resipien, adanya sekresi faktor-faktot teftentu oleh sel donor, atau keduanya diperlukan?

PERBANDINGAN SEL PUNCA EMBRIONIK DAN SEL PUNCADEWASABark sel punca embrionik maupun sel punca dewasa manusia masing-masingmempunyai kelemahan dan kekuatannya sendiri dari aspek potensi untuk terapiregeneratif berbasis sel. Satu perbedaan besar antara sel punca embrionik dandewasa yaitu kemampuan dalam jumlah dan jenis sel-sel terdiferensiasi yangterbentuk. Sel-sel punca embrionik mampu menjadi semua jenis sel dalamtubuh karena mereka merupakan sel pluripoterit, sedang sel-sel punca dewasadipahami terbatas dalam berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel dalamlaringan asalnya. Sel punca embrionik dapat ditumbuhkan lebih mudah dalam kultur sel,sedang sel punca dewasa janng terdapat dalam jaringan dewasa, sehinggakesulitan isolas-inya dari jaingan dewasa sangat menantang, dan metoda unrukmemperbanyak jumlahnya dalam kultur sel belum dapat dilakukan. Hal inimerupakan masalah dan perbedaan penting, karena untuk terapi penggantiansel dipedukan jumlah sel yang besar. Para ilmuwafl perc^y^ bahwa jaringan yang merupakan turunan sel-selpunca embrionik dan dewasa berbeda dalam tingkat penolakan oleh resipiensesudah ditransplantasikan. Belum diketahui secara pasti apakahjaringan yangberasal dad sel-sel punca embrionik akan menyebabkan penolakan seteiahditransplantasikan, karena fase I percobaan klinik mengenai keamanan sel-selyang merupakan turunan dari sel hESCS baru saja disetujui oleh [Jnited StatesFo o d an d D rug Admi n is trati a n (FDA). Sel-sel punca dewasa dan jaringan yang merupakan tutunannya kinidipercayai kurang cenderung mengawali penolakan sesudah ditransplantasikan.Keadaan ini disebabkankarena sel-sel tersebut betasal dari penderita sendiri,yang kemudian berkembang menjadi sel-sel terdiferensiasi yang dikembalikanlagi ke dalam tubuhnya sendiri. Penggunaan sel-sel punca dewasa danjaringan turunannya yang berasal dari sel-sel punca dewasa dari tubuhnyasendiri sangat kecil kemungkinannya akan ditolak oleh sistem imun tubuhnya.Hal ini merupakan keuntungan yang bermakna, karena penolakan jadnganasing oleh tubuh resipien hanya dapat dicegah oleh pemberian obat-obatan

BAB 15: SEL PUNCAimunosupresif. Sedang obat-obat imunosupresif sendiri memberikan efek-efek samping yaflg merugikan.KATEGORI SEL PUNCA BERDASARKAN HUBUNGAN DONOR1) Sel punca autologus Donor Sel punca berasal dad tubuh penderita sendiri, atau dati danh plasentanya sendiri. I{ini telah dapat dilakukan pengambilan sel punca hematopoietik dad darah tepi, unuk mengganti pengambilan dafi1'artngan sumsum tulang.2) Selpunca alogenik Sumber sel punca betasal dad donor alogenik, biasanya orang yang memiliki hubungan kekerabatan, atau donor yang tidak ada hubungan kekerabatan. Dalam kondisi ini biasanya sel punca berasal dari tubuh donor atau dari darah Plasenta'3) Sel punca xenogenik Sumber sel punca berasal dari donot yang berbeda spesies, misalnya pernah dilakukan tfansplantasi sel dari babi (FYM = fetal uentral mesencephalic) untuk penderita penyakit Parkinson. Penggunaan se1 punca xenogenik tidak berhadapan dengan masalah etika, tetapi berhadapan dengan masalah risiko penolakan janngan dan pemberian obat imunosupresi seumul hidup.INDUCED PLURIPOTENT STEM CELLInducert pluipotent stem rrl/r (IPSC$ merupakan sel-sel dewas yang mengalami ^pemfogfaman ulang secafa genetik meniadi mrrip sel punca embrionikmelalui cara mendofong ekspresi gena-gena dan faktor-faktor yang pentinguntuk pemeliharaan sifat-sifat dasar sel pufica embrioruk. \ilalaupun sel-sel inimemenuhi kriteda yang ditentukan untuk sel-sel punca pluripotent, tidaklahdrketahui jika sel IPSC mempunyai perbedaan bermakn^ secar^ klinis dengansel punca embrioruk. Sel-sel IPSC mencit pertar.rr dilaporkan dalam tahun2006, sedang sel-sel IPSC manusia dilaporkan dalam tahun 2007. Sel IPSCmencit menunjukkan ciri penting pluripotensi sel punca, termasuk ekspresi,frlafka (penanda) sel-sel punca, kemampuan pembentukan tumol yang

BIOLOGI SEL mengandung sel-sel berasal dari 3lapisan germinal dan mampu berkontribusi ke banyak jenis jaringan jika disuntikkan ke dalam embdo mencit pada tahapperkembangan sangat dini. IPSC manusia juga mengekspresikan marka-matka sel dan mampu membangkitkan ciri-ciri sel-sel dari 3lapisan germinal. \Walaupun masih dipedukan penelitian tambahan, sel IpSC telahmerupakan alat berguna untuk pengembangan obat-obatan dan membuatmodel penyakit, dan pan ilmuwan berharap dapat digunakan dalam bidangkedokteran transplantasi. I{ini digunakan virus untuk menyisipkan faktor-faktor pemrogt^m^n ulang kedalam sel dewasa, dan proses ini harus secarahati-hati diawasi dan diuji sebelum teknik dapat mengarah ke manfaat d,alampengobatan pada manusia. Dalam pengkajian hewan, vitus yang digunakanuntuk memasukkan faktor sel punca ke dalam sel kadang-kadang menyebabkankanket. I{ini para peneLiti berupaya mendapatkan straregi penggunaan alatmemasukkan faktor sel punca tanpa memakai virus. Dalam kasus apapunpenemuan terobosan ini telah menciptakan suatu cara batu yang kuat untukmelakukan dediferensiasi sel yang nasib perkembangan diferensiasinya telahditentukan drilu. Lagipula janngan yang berasal dari perkembangan sel IpSChampir identik cocok dengan sel donor dan hal tersebut mungkin akanmencegah terladtnya penolakan oleh sistem imun. Strategi sel IPSC yangmenciptakan sel punca pluripotent, betsamaan dengan pengkajian jenis selpunca pluripotent lain, zkan membantu para peneLiti l:elajar bagaimana caramemrogramkan ulang sel untuk perbaikan janngan yang rusak dalam tubuhmanusia.POTENSI MANFAAT SEL PUNCA MANUSIATerdapat sejumlah cara dalam memanfaatkan sel punca, baik untuk penelitianmaupun untuk kepentingan klinik. Pengkajian sel-sel punca embdonikmanusia akan menghasilkan informasi rentang kejadian-kejadian kompleksyang bedangsung selama perkembangan manusia. Sasatan utama pekelaanini yaitu mengidentifikasi bagaimana proses perubahan dari sel-sel puncamenjadi sel-sel terdiferensiasi yang membentuk jadngan dan organ tubuh.Para ilmuwan memahami benar bahwa proses perubahan tersebut terutamadikendalikan oleh status aktif atau nonaktifnya (on and ffi gena-gena dalam

BAB 15: SEL PUNCAinti sel. Beberapa dari masalah-masalah kondisi setius kedoktefan' sepeltikanker dan kelainan bayi yang dilahirkan, disebabkan katena pembelahan dandiferensiasi sel. Pemahaman yang lebih lengkap tefltang pengendalian genetikdan molekular'dari pfoses tersebut akan menghasilkan infotmasi tentangl>agaimana penyakit-penyalit atau kelainan tersebut timbul sehingga dapatdigunakan safan stfategi batu daiam mengatasinya. Pengendalian pembelahandan diferensiasi sel membutuhkan peneLitian dasar tentang sinyal molekulardan genetik yang mengatur pembelahan dan pengkhususan sel. Sementarapengembangan dengan sel-sel IPS memberikan safan bahwa adanya beberapafaktor khusus yang mungkin tetlibat, teknik-teknik khusus harus dirancanguntuk memasukkan faktor-faktor tetsebut dalam sel secara aman seftadipikirkan l>agaimana mekanisme pengendalian pfoses yang diinduksi olehfaktor tersebut dipahami. Se1 punca manusia juga dapat digunakan untuk menguii obat-obatan baru.Misalnya obat-obatan baru dapat diuji untuk keamanan dalam sel terdiferensiasiyang befasal dari sel-sel punca manusia yang betsifat pludpotent. Cata j:nitelah dilaksanakan dalam sei punca lain bagi obat-obatan teftentu. Trah selkanket teftefrtu misalnya, digunakan untuk menguii obat-obatan anti-kanker.I{emudahan dalam memperoleh sel-sel punca pluripotent mempedancal u,iobat dalam jenis sel yang lebih luas. Tetapi dalam memindai (screeninP obat-obatan secara lebih efektif dipedukan kondisi yang identik iika digunakanuntuk membandingkan betbagai jenis sel. Maka para ilmuwan akan harusmampu mengendalikan lebih tepat pfoses diferensiasi sel-sel punca menjadi sel ]enis khusus yang mefupakan sasaran untuk uji obat-obatan. Pengetahuanmutakhir tentang sinyal yang mengendalikan diferensiasi masih dlpandang kutang untuk mampu menifukan secafa tepat kondisi vang diperlukan untuk men€lembangkan populasi murni sel-sel terdiferensiasi vang digunakan untuk setiap uji jenis obat. Dengan menggunakan ttah sel-sel punca manusia dalam penguiian obat- obatan akan mempefcepat pengembangan penggunaan obat-ob^t^n bafl) secafa cepat. Hanyaobat,obatan yang memberikan efek yang meflguntungkan dalam uji dengan trah se1 akan diloloskan sebagai obat vang digunakan pada manusia.

BIOLOGI SEL Tentu saja potensi aplikasi sel-sel punca manusia penting, dan yangpaling utama yaitu mengembangkan sel dan jaringan yang dapat digunakan untuk terapi berbasis sei. Pada saat sekarang organ atau jaringan yang didermakan untuk menggan:d jaringanatau organ penderita sering terjadi, tetapi kebutuhan jaingan dan organ yang dapat ditransplantasikan jumlahnya melebihi darijumlah jaringan dan organ yang tersedia. Sel-sel punca yang diarahkan untukdiferensiasi menjadi jenis se1 khusus menawarkan kemungkinan sumber yangterbaharui yang tersedia untuk penggantian sel dan iatingan dalam rangkamengobati suatu penyakit, termasuk penyakit Alzheimer, cedera sumsumtulang belakang, stroke, kebakaran, penyakit jantung, diabetes, osteoartritis, dan rh ea m a tai d art hn ti.r. Misalnya, akan dapat menjadi kenyataan untuk mengembangkan sel-sel otot jantung yang sehat dalam laboratorium, yang kemudian sel-selditranspiantasikan kedalam penderita dengan penyakit jantung khronis.Penelitian pendahuluan dengan menggunakan mencit dan jerus hewan lainrrienunjukkan bahwa sel-sel stroma sumsum tulang yang ditransplantasikanke dalam jantung yang mengalami kerusakan janngan otot, mampumemberikan efek yang menguntungkan. Namun apakah sel-sel tetsebut dapatmembangkitkan sel-sel otot jantung atau merangsang pertumbuhan pembuluhdarah yang membantu melakukan repopulasi jatinganiantung, atau membantumelalui beberapa cara lain, masih secara giat dilakukan penyelidikan untukjawabannya. Misalnva diharapkan dengan hanya menl.untikkan sei-sel, tanpasecara langsung masuk dalam jaringan jantung, mungkin dapat menuntaskanperbaikan jantung melalui sekresi faktor-faktor pertumbuhan. Hasil-hasil yangmenjajikan dari pengkajianpadahewan hewan telah memberikan dasar dalamsejumlah kecil eksplorasi dalam manusia. Pengkajian lain yang kini dikerjakandalam sistem kultur sel mengindikasikan bahwa mungkin dapat dilakukanpengarahan diferensiasi sel-sel punca embrionik atau sel-sel sumsum tulangdewasa keda]am oror-otot janrung.

BAB 15: SEL PUNCAtrafi;;;;l fe*l-.\"----lI uiiobat dan @*'*--,r lstuOiOiterensiasi II obat-obatan I -) 1] pencegahan dan t I ! Biakan Sel Punca bu*u\"n]j pengobatan cacat ii pot\"ntiut I If _ ffiffiffiffi sumsum tulang sel-sel saraf untuk sel-selototjantung sel-selLangerhans danuntuk lekemia penyakit parkinson untukpenyakitjantung untukdiabetes kemoterapi Gambar 1 5-7' Berbasaiper:il?:::::\"rjil':;ll'l\"Ti:il t\"ns beraneka rasam' Aplikasi potensial dari sel-sel punca yaitu dengan pengembangan sei danjaringan untuk tefapi kedoktetan. Tujuan terapi dengan menggunakan selpunca yaitu meningkatkan perbaikan kerusakan sel yang diluar kemampuannyadalam petbaikan dirinya. Terapi berbasis sel ini sangat diperlukan, karena pada masa kini, seringkaliorgan dan iartngan yang didonasikan untuk mengganti otg nf iaringan yangtefkena penyakit atau mengalami kerusakan sayangnya ketersediaan organfjaringan yang dipedukan tidak dapat memenuhi kebutuhan transplantasi.Dalam kondisi demikian sel-sel punca pluripotent menz\vafkan sumber yangdiperbaharui untuk sel-sel dan jaringan yang diperlukan dalam terapi seiumlahkondisi atau penyakit, atau gangguan fungsi seperti penyakit Patkinson, cedefasumsum tulang belakang, kebakaran, penyakit iantung, diabetes dan atthritis.Cara menggunakan sel-sel punca dalam terapi melalui 31alan1) Nleny'untikk^n sec^ra langsung sel-sel punca kedalam iatingan yang rusak,2) Sel-sel punca ditumbuhkan lebih dahulu secara in vitto agar berdiferensiasi men]adi jaringan yang dikehendaki, baru kemudian ditranspiantasikan dalam organ yang membutuhkan. Misalnya se1 punca betasal dari sel-sel pulauLangerhans pankreas ditumbuhkan sehingga dapatditransplantasikan pada pendedta dengan diabetes, atau sel punca yang ditumbuhkan menjadi kardiomiosit dapat ditransplantasikan pada penderita jantung isemik,

BIOLOGI SEL3) Merangsang sel-sel punca endogenus dengan tujuan mempermudah perbaikan kerusakan iaringan. Cara int menggunakan faktor-faktor pertumbuhafl yang cocok agar dapat memperbanyak sel punca endogenus atari sel progenitor, atau mengarahkan sei-sel tersebut berdiferensiasi menjadi jerus sel yang dibutuhkan. Para ilmuwan dapat melakukan percobaan-p ercobaan denganmenggunakan enbryronic stem cells (hESCt baru sejak 1998, ketika sekelompokpeneliti yang dipimpin oleh Dr. James Thomson dari Universitas $Tisconsin,mengembangkan teknik mengisolasi dan menumbuhkan sel-sel tersebut.Walaupun hESCs digagas mempunyai potensi penyembuhan dan terapiuntuk banyak penyakit, namun peneJitian yang menggunakan sel-sel puncaembrioruk manusia tersebut masih tetap pada tahap awa7.ETIKA DALAM PENELITIAN SEL PUNCASel-sel punca telah menunjukkan potensi dalam pengembangan pada banyakkiwasan kesehatan dan penelitian kedokteran. Maka dengan pengkajiansel-sel punca akan membantu kita memahami bagitm n car^ metekamentrasnfotmasi dirinya dalam sejumlah sel-sel khusus yangada dalam tubuhkita. Beberapa kondisi kedokteran yangpaling serius, seperri kanker dancacatbawaan,disebabkan oleh masalah-masalah yang bedangsung dalam prosesnya.Maka pemaham^n yang lebih baik tentang perkembangan normal sel akanmembantu kita memahami kesalahan proses dalam kondisi kedokteran ini,dan tentu dapat diupayakan bagaimana memperbaikinya. Penelitian dalam salah satu iefls se1 punca - sel punca embrionik manusia-telah membangkitkan banyak minat dan petdebatan umum. Sel puncapluripotent diperoleh dari embrio manusia yang baru berumur beberapa hari.Selpuncapluripotent tersebut juga telah dapat dikemb angkandailaringan janinyang betumur iebih dari 8 minggu. Tetapi penggunaan sel punca embriorukmenimbulkan masalah euka. Masih dalam perdebatan apakah isolasi sel-selpunca dari embrio trngkat blastokist tidak termasuk pembunuhan, karenapengambilan sel punca tersebut dapat mematikan embrio.

BAB I 5: SEL PUNCA Beritingan dengan terus berkembangnya ilmu pengetahLlan dan teknologi,maka butir-butir daiam aspek eUk se1a1u mengikuti dalam petkembanganny^.Aspek etik tersebut telah diatur dalam panduan penelitian sel-sel punca olehbebetapa lemba$a, diantaranya oleh:4 The International Society for Stem cell Reseatch: The Ethics of Human Embtyonic Human Stem Cell Reasearch.b) National Academy of Sciences Guidelines for Human Embryonic Stem Cell Reaseatchc) The I{ennedy Institute of Ethics at Georgetown Univetsityd) Biothics Advisory Committee (BAC) Singapore'RANGKUMANYang dimaksudkan dengan sel punca (sebelumnya dinamakan sel induk)at^v rtem. cell adalah sel yang beium terdiferensiasi dengan dua sifat dasat,yaitu: 1) mempunyai kemampuan berdiferensiasi meniadi sel khusus yangm tang(matur), misalnya sel saraf, sel otot iantung, se1 darah dan lain-lain,dan 2) mampu memperbaharui diri atau fegenefasi. Berdasarkan sumbernyadibedakan sei punca embrionik dan sel punca dewasa. Pengembanganpenelitian sel punca mempunyai kepentingan untuk terapi berdasarkan se1dan untuk uji obat-obatan. I{iru orang cendefung menggunakan sel puncadewasa, katena penggunaan sel punca embrionik menghadapi kendala etika.Potensi pemanfaatan sel punca dalam terapi sangat besar, karena berbagaipenyakit, seperti diabetes, stroke, cedera punggung, penyaki Alzheimer,parkinson, luka bakar, jantng iskmik; iekemia dan lain-lainnya memeflukanpenggantian kerusakan sel.

BIOLOGI SELDAFTAR PUSTAKADeem, R. Stem Ceil Research: Status and Ethics. Evidence fot God from S cience. Available from www. GodAnd Scienc e,orgNottebohm, Fernando : From Bird Song to Neurogenesis. Scient. Amer,260: 56,1989.http: / /www.garlandscience.com/textbooks /cb 1 / p dflibtary/ stemcells- primer.pdf, Stem Cell Primer. 2010Rao, T.V; e-mail: [email protected], 2010Virgi Saputra, Dasar-dasar Stem cell dan potensi aplikasinya dalam ilmu kedokteran, Cermin Dunia I{edokteran 153: 21-25,2006.