SEL dalam tubuh memiliki tujuan khusus, tetapi stem cell (sel induk/punca) adalah sel yang belum memiliki peran khusus dan dapat menjadi hampir semua sel yang diperlukan.
Sel induk adalah sel yang tidak berdiferensiasi, yang dapat berubah menjadi sel-sel tertentu, karena tubuh membutuhkannya.
Para ilmuwan dan dokter tertarik dengan sel induk, karena mereka dapat membantu menjelaskan bagaimana beberapa fungsi tubuh bekerja, dan bagaimana mereka kadang-kadang salah.
Stem cell juga menjanjikan untuk mengobati beberapa penyakit yang saat ini tidak dapat disembuhkan.
Sumber Sel Induk
Sel induk berasal dari dua sumber utama: jaringan tubuh dewasa dan embrio. Para ilmuwan juga sedang mencari cara untuk mengembangkan sel induk dari sel lain, menggunakan teknik “pemrograman ulang” genetik.
Tubuh seseorang mengandung sel induk sepanjang hidupnya. Tubuh dapat menggunakan sel-sel induk ini kapan pun dibutuhkan.
Sel induk isebut juga sel punca spesifik jaringan atau somatik, sel induk dewasa ada di seluruh tubuh sejak saat embrio berkembang.
Sel-sel berada dalam keadaan yang tidak spesifik, tetapi sel-sel ini lebih terspesialisasi daripada sel induk embrionik. Mereka tetap dalam keadaan ini sampai tubuh membutuhkan mereka untuk tujuan tertentu, katakanlah, sebagai kulit atau sel-sel otot.
Kehidupan sehari-hari berarti tubuh terus memperbarui jaringannya. Di beberapa bagian tubuh, seperti usus dan sumsum tulang, sel-sel induk secara teratur membagi untuk menghasilkan jaringan tubuh baru untuk pemeliharaan dan perbaikan.
Sel induk hadir di dalam berbagai jenis jaringan. Para ilmuwan telah menemukan sel induk di jaringan, termasuk:
- otak
- sumsum tulang
- darah dan pembuluh darah
- otot rangka
- kulit
- hati
Namun, sel induk bisa sulit ditemukan. Mereka dapat tetap tidak membelah dan tidak spesifik selama bertahun-tahun sampai tubuh memanggil mereka untuk memperbaiki atau menumbuhkan jaringan baru.
Sel induk dewasa dapat membagi atau memperbarui diri tanpa batas. Ini berarti mereka dapat menghasilkan berbagai jenis sel dari organ yang berasal atau bahkan meregenerasi organ asli, seluruhnya.
Pembagian dan regenerasi ini adalah bagaimana menyembuhkan luka kulit, atau bagaimana organ seperti hati, misalnya, dapat memperbaiki dirinya sendiri setelah kerusakan.
Di masa lalu, para ilmuwan percaya sel punca dewasa hanya bisa berdiferensiasi berdasarkan pada jaringan asal mereka. Namun, beberapa bukti sekarang menunjukkan bahwa mereka dapat berdiferensiasi untuk menjadi tipe sel lain.
Sel Induk Embrionik
Dari tahap paling awal kehamilan, setelah sperma membuahi sel telur, terbentuk embrio.
Sekitar 3–5 hari setelah sperma membuahi sel telur, embrio mengambil bentuk blastokista atau bola sel.
Blastocyst mengandung sel induk dan nantinya akan ditanam di dalam rahim. Sel induk embrio berasal dari blastokista yang berumur 4–5 hari.
Ketika para ilmuwan mengambil sel induk dari embrio, ini biasanya embrio ekstra yang dihasilkan dari fertilisasi in-vitro (IVF).
Di klinik IVF, dokter menyuburkan beberapa telur dalam tabung reaksi, untuk memastikan setidaknya ada satu yang selamat. Mereka kemudian akan menanamkan sejumlah telur untuk memulai kehamilan.
Ketika sperma membuahi sel telur, sel-sel ini bergabung membentuk satu sel yang disebut zigot.
Zigot bersel tunggal ini kemudian mulai membagi, membentuk 2, 4, 8, 16 sel, dan seterusnya. Sekarang ini adalah embrio.
Segera, dan sebelum embrio implan di rahim, massa ini sekitar 150-200 sel adalah blastokista. Blastocyst terdiri dari dua bagian:
- suatu massa sel luar yang menjadi bagian dari plasenta
- suatu massa sel dalam yang akan berkembang menjadi tubuh manusia
Massa sel dalam adalah tempat sel-sel induk embrio ditemukan. Para ilmuwan menyebut sel totipoten ini. Istilah totipoten mengacu pada fakta bahwa mereka memiliki potensi total untuk berkembang menjadi sel di dalam tubuh.
Dengan stimulasi yang tepat, sel-sel dapat menjadi sel-sel darah, sel-sel kulit, dan semua jenis sel lain yang dibutuhkan tubuh.
Pada awal kehamilan, tahap blastokista berlanjut selama sekitar 5 hari sebelum implan embrio di rahim, atau rahim. Pada tahap ini, sel induk mulai berdiferensiasi.
Sel induk embrionik dapat berdiferensiasi menjadi lebih banyak jenis sel daripada sel induk dewasa.
Sel Punca Mesenchymal (MSCs)
MSC berasal dari jaringan ikat atau stroma yang mengelilingi organ tubuh dan jaringan lain.
Para ilmuwan telah menggunakan MSC untuk membuat jaringan tubuh baru, seperti tulang, tulang rawan, dan sel-sel lemak. Mereka mungkin suatu hari berperan dalam memecahkan berbagai macam masalah kesehatan.
Induced pluripotent stem cells (iPS)
Para ilmuwan membuat ini di laboratorium, menggunakan sel kulit dan sel-sel khusus jaringan lainnya. Sel-sel ini berperilaku dengan cara yang mirip dengan sel induk embrio, sehingga mereka dapat berguna untuk mengembangkan berbagai terapi. Namun, diperlukan lebih banyak penelitian dan pengembangan.
Untuk menumbuhkan sel induk, para ilmuwan terlebih dahulu mengekstrak sampel dari jaringan dewasa atau embrio. Mereka kemudian menempatkan sel-sel ini dalam budaya yang terkendali di mana mereka akan membagi dan bereproduksi tetapi tidak mengkhususkan lebih jauh.
Sel induk yang membelah dan bereproduksi dalam budaya yang dikendalikan disebut garis sel induk.
Peneliti mengelola dan berbagi garis sel induk untuk tujuan yang berbeda. Mereka dapat merangsang sel-sel induk untuk mengkhususkan diri dalam cara tertentu. Proses ini dikenal sebagai diferensiasi terarah.
Sampai sekarang, lebih mudah untuk menumbuhkan sejumlah besar sel induk embrionik daripada sel induk dewasa. Namun, para ilmuwan membuat kemajuan dengan kedua tipe sel.
Jenis sel induk
Peneliti mengkategorikan sel induk, sesuai dengan potensi mereka untuk berdiferensiasi menjadi jenis sel lain.
Sel punca embrionik adalah yang paling kuat, karena tugas mereka adalah menjadi setiap jenis sel di dalam tubuh.
Klasifikasi lengkap meliputi:
Totipotent: Sel-sel induk ini dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel yang mungkin. Beberapa sel pertama yang muncul saat zigot mulai membelah adalah totipoten.
Pluripotent: Sel-sel ini dapat berubah menjadi hampir semua sel. Sel-sel dari embrio awal adalah berpotensi majemuk.
Multipoten: Sel-sel ini dapat berdiferensiasi menjadi keluarga sel yang terkait erat. Sel induk hematopoietik dewasa, misalnya, bisa menjadi sel darah merah dan putih atau trombosit.
Oligopotent: Ini dapat dibedakan menjadi beberapa jenis sel yang berbeda. Sel induk limfoid atau myeloid dewasa dapat melakukan hal ini.
Unipotent: Ini hanya dapat menghasilkan sel-sel dari satu jenis, yang merupakan tipe mereka sendiri. Namun, mereka masih sel induk karena mereka dapat memperbaharui diri. Contohnya termasuk sel induk otot dewasa.
Sel induk embrionik dianggap berpotensi majemuk alih-alih totipoten karena sel-sel tersebut tidak dapat menjadi bagian dari membran ekstra-embrionik atau plasenta.
Penggunaan
Stem cell sendiri tidak melayani satu tujuan tetapi penting karena beberapa alasan. Dengan stimulasi yang tepat, banyak sel punca dapat mengambil peran dari semua jenis sel, dan mereka dapat meregenerasi jaringan yang rusak, di bawah kondisi yang tepat.
Potensi ini bisa menyelamatkan nyawa atau memperbaiki luka dan kerusakan jaringan pada orang setelah sakit atau cedera. Para ilmuwan melihat banyak kemungkinan penggunaan sel induk.
Regenerasi jaringan
Regenerasi jaringan mungkin merupakan penggunaan sel punca yang paling penting.
Hingga saat ini, seseorang yang membutuhkan ginjal baru, misalnya, harus menunggu donor dan kemudian menjalani transplantasi.
Ada kekurangan organ donor tetapi, dengan menginstruksikan sel-sel induk untuk berdiferensiasi dengan cara tertentu, para ilmuwan dapat menggunakannya untuk menumbuhkan jenis jaringan atau organ tertentu.
Sebagai contoh, dokter telah menggunakan sel induk dari tepat di bawah permukaan kulit untuk membuat jaringan kulit baru. Mereka kemudian dapat memperbaiki luka bakar yang parah atau luka lain dengan mencangkok jaringan ini ke kulit yang rusak, dan kulit baru akan tumbuh kembali.
Pengobatan penyakit kardiovaskular
Pada 2013, tim peneliti dari Massachusetts General Hospital melaporkan di PNAS Early Edition bahwa mereka telah membuat pembuluh darah pada mencit, menggunakan sel induk manusia.
Dalam 2 minggu setelah penanaman sel induk, jaringan pembuluh darah perfusi telah terbentuk. Kualitas pembuluh darah baru ini sama baiknya dengan yang alami di dekatnya.
Para penulis berharap bahwa teknik semacam ini pada akhirnya dapat membantu mengobati orang dengan penyakit kardiovaskular dan pembuluh darah.
Perawatan penyakit otak
Dokter mungkin suatu hari dapat menggunakan sel pengganti dan jaringan untuk mengobati penyakit otak, seperti Parkinson dan Alzheimer.
Di Parkinson, misalnya, kerusakan sel-sel otak menyebabkan gerakan otot yang tidak terkontrol. Para ilmuwan bisa menggunakan sel induk untuk mengisi jaringan otak yang rusak. Ini bisa mengembalikan sel-sel otak khusus yang menghentikan gerakan otot yang tidak terkontrol.
Para peneliti telah mencoba membedakan sel induk embrio ke dalam jenis sel ini, sehingga pengobatannya menjanjikan.
Terapi defisiensi sel
Para ilmuwan berharap suatu hari nanti dapat mengembangkan sel-sel jantung yang sehat di laboratorium yang dapat mereka transplantasikan ke orang-orang dengan penyakit jantung.
Sel-sel baru ini dapat memperbaiki kerusakan jantung dengan merepopulasikan jantung dengan jaringan yang sehat.
Demikian pula, orang-orang dengan diabetes tipe I dapat menerima sel-sel pankreas untuk menggantikan sel-sel yang memproduksi insulin yang sistem kekebalannya sendiri telah hilang atau hancur.
Satu-satunya terapi saat ini adalah transplantasi pankreas, dan sangat sedikit pancreas tersedia untuk transplantasi.
Perawatan penyakit darah
Dokter sekarang secara rutin menggunakan sel induk hematopoietik dewasa untuk mengobati penyakit, seperti leukemia, anemia sel sabit, dan masalah imunodefisiensi lainnya.
Sel induk hematopoietik terjadi di dalam darah dan sumsum tulang dan dapat menghasilkan semua jenis sel darah, termasuk sel darah merah yang membawa oksigen dan sel darah putih yang melawan penyakit.
Menyumbangkan atau memanen sel punca
Orang dapat menyumbangkan sel punca untuk membantu orang yang dicintai, atau mungkin untuk digunakan sendiri di masa depan.
Sumbangan dapat berasal dari sumber-sumber berikut:
Sumsum tulang: Sel-sel ini diambil di bawah anestesi umum, biasanya dari pinggul atau tulang panggul. Teknisi kemudian mengisolasi sel induk dari sumsum tulang untuk disimpan atau disumbangkan.
Sel punca perifer: Seseorang menerima beberapa suntikan yang menyebabkan sumsum tulang mereka melepaskan sel punca ke dalam darah. Selanjutnya, darah dikeluarkan dari tubuh, mesin memisahkan sel induk, dan dokter mengembalikan darah ke tubuh.
Darah tali pusat: Sel punca dapat diambil dari tali pusat setelah melahirkan, tanpa membahayakan bayi. Beberapa orang menyumbangkan darah tali pusat, dan yang lain menyimpannya.
Pencangkokan sel punca ini bisa mahal, tetapi keuntungan untuk kebutuhan masa depan meliputi:
Sel induk mudah diakses. Sedikit kemungkinan jaringan transplantasi ditolak jika berasal dari tubuh penerima sendiri.
Research dan penemuan ilmiah
Sel punca berguna tidak hanya sebagai terapi potensial tetapi juga untuk tujuan penelitian.
Sebagai contoh, para ilmuwan telah menemukan bahwa mengubah gen tertentu atau mematikan dapat menyebabkannya untuk membedakan. Mengetahui hal ini membantu mereka untuk menyelidiki gen dan mutasi mana yang menyebabkan efek apa.
Berbekal pengetahuan ini, mereka mungkin dapat menemukan apa yang menyebabkan berbagai macam penyakit dan kondisi, beberapa di antaranya belum memiliki obat.
Pembelahan sel abnormal dan diferensiasi bertanggung jawab untuk kondisi yang termasuk kanker dan cacat bawaan yang berasal dari lahir. Mengetahui apa yang menyebabkan sel membelah dengan cara yang salah bisa mengarah pada penyembuhan.
Sel punca juga dapat membantu dalam pengembangan obat baru. Alih-alih menguji obat pada sukarelawan manusia, para ilmuwan dapat menilai bagaimana obat mempengaruhi jaringan normal yang sehat dengan mengujinya pada jaringan yang tumbuh dari sel induk.
Kontroversi
Ada beberapa kontroversi tentang penelitian sel induk. Ini terutama berkaitan dengan bekerja pada sel induk embrio.
Penggunaan embrio untuk sel induk
Argumen yang menentang penggunaan sel induk embrio adalah bahwa ia menghancurkan blastokista manusia, dan telur yang dibuahi tidak dapat berkembang menjadi seseorang.
Saat ini, para peneliti mencari cara untuk membuat atau menggunakan sel induk yang tidak melibatkan embrio.
Mencampur manusia dan hewan
Penelitian sel punca sering melibatkan memasukkan sel manusia ke hewan, seperti tikus atau tikus. Sebagian orang berpendapat bahwa ini bisa menciptakan organisme yang merupakan bagian dari manusia.
Di beberapa negara, dianggap ilegal untuk memproduksi garis sel induk embrio. Di Amerika Serikat, para ilmuwan dapat membuat atau bekerja dengan garis sel induk embrio, tetapi adalah ilegal untuk menggunakan dana federal untuk penelitian garis sel induk yang dibuat setelah Agustus 2001.
Terapi sel induk dan regulasi FDA
Beberapa orang sudah menawarkan “terapi sel punca” untuk berbagai tujuan, seperti perawatan anti penuaan.
Namun, sebagian besar penggunaan ini tidak memiliki persetujuan dari Administrasi Makanan dan Obat AS (FDA). Beberapa dari mereka mungkin ilegal, dan beberapa bisa berbahaya.
Siapa pun yang sedang mempertimbangkan perawatan sel induk harus memeriksa dengan penyedia atau dengan FDA bahwa produk tersebut memiliki ijin, dan itu dibuat dengan cara yang memenuhi standar FDA untuk keamanan dan efektivitas.***
