Sel-Sel Induk (Stem Cells)

Definisi Stem Cells (Sel-Sel Induk)

Stem cells adalah sel-sel yang mempunyai potensi untuk berkembang kedalam bayak tipe-tipe sel yang berbeda atau khusus. Stem cells dapat dipikirkan sebagai sel-sel yang primitif, "tidak khusus" yang mampu untuk membelah dan menjadi sel-sel yang khusus dari tubuh seperti sel-sel hati, sel-sel otot, sel-sel darah, dan sel-sel lain dengan fungsi-fungsi khusus. Stem cells dirujuk sebagai sel-sel "undifferentiated" karena mereka masih belum mewajibkan diri pada tapak perkembangan yang akan membentuk jaringan atau organ yang spesifik. Proses perubahan kedalam tipe sel yang spesifik dikenal sebagai differentiation. Pada beberapa area-area dari tubuh, stem cells membelah secara teratur untuk memperbaharui dan memperbaiki jaringan yang ada. Sumsum tulang dan sistim pencernaan (gastrointestinal tract) adalah area-area contoh dimana stem cells berfungsi untuk memperbaharui dan memperbaiki jaringan.

Contoh yang paling baik dan paling siap dimengerti dari stem cell pada manusia-manusia adalah yang dari telur yang dibuahi, atau zygote. Zygote adalah sel tunggal yang dibentuk oleh persatuan dari sperm dan ovum. Sperm dan ovum setiapnya membawa setengah dari materi genetik yang diperlukan untuk membentuk individu baru. Sekali sel tunggal itu atau zygote mulai membelah, ia dikenal sebagai embryo. Satu sel menjadi dua, dua menjadi empat, empat menjadi delapan, delapan ke enam belas, dan seterusnya; melipatganda secara cepat hingga ia akhirnya menciptakan organisme yang canggih keseluruhannya. Organisme, seseorang, adalah struktur yang ruwet sekali terdiri dari banyak, banyak, milyaran sel-sel dengan fungsi-fungsi bermacam-macam seperti mata-mata anda, jantung anda, sistim imun anda, warna kulit anda, otak anda, dll. Semua dari sel-sel khusus yang membentuk sistim-sistim tubuh ini adalah keturunan-keturunan dari zygote yang asli, stem cell dengan potensi untuk akhirnya berkembang kedalam semua jenis dari sel-sel tubuh. Sel-sel dari zygote adalah totipotent, yang berarti bahwa mereka mempunyai kapasitas untuk berkembang kedalam segala tipe dari sel dalam tubuh.

Proses dengan mana stem cells berkewajiban menjadi differentiated, atau sel-sel khusus adalah kompleks dan melibatkan pengaturan dari ungkapan gen. Penelitian sedang berjalan untuk lebih jauh mengerti peristiwa-peristiwa dan kontrol-kontrol molecular yang perlu bagi stem cells untuk menjadi tipe-tipe sel khusus.

Mengapa Stem Cells Penting ?

Stem cells menghadirkan area yang menggairahkan dalam kedokteran karena potensi mereka untuk memperbaharui dan memperbaiki jaringan yang rusak. Beberapa terapi-terapi sekarang ini, seperti transplantasi sumsum tulang, telah menggunakan stem cells dan potensi mereka untuk regenerasi (pembaharuan) dari jaringan-jaringan yang rusak. Terapi-terapi lain berada dibawah penyelidikan yang melibatkan transplantasi stem cells kedalam bagian tubuh yang rusak dan mengarahkan mereka untuk tumbuh dan differentiate kedalam jaringan yang sehat.

Tipe-Tipe Yang Berbeda Dari Stem Cells

Embryonic stem cells

Selama keadaan-keadaan awal dari perkembangan embryonic sel-sel tetap relatif undifferentiated atau tidak berbeda (belum dewasa) dan nampak memiliki kemampuan untuk menjadi, atau differentiate, kedalam hampir segala jaringan dalam tubuh. Contohnya, sel-sel yang diambil dari satu bagian dari embryo yang mungkin telah menjadi bagian dari mata dapat dipindahkan kedalam bagian lain dari embryo dan dapat berkembang kedalam sel-sel darah, otot, syaraf, atau hati.

Sel-sel pada stadium embryonic awal adalah totipotent (lihat diatas) dan dapat differentiate (mengadakan perbedaan) untuk menjadi segala tipe dari sel tubuh. Setelah kira-kira tujuh hari, zygote membentuk struktur yang dikenal sebagai blastocyst, yang mengandung massa dari sel-sel yang akhirnya menjadi fetus, serta jaringan trophoblastic yang akhirnya menjadi placenta. Jika sel-sel diambil dari blastocystpada stadium ini, mereka dikenal sebagai pluripotent, yang berarti bahwa mereka mempunyai kapasitas untuk menjadi banyak tipe-tipe yang berbeda dari sel manusia. Sel-sel pada stadium ini seringkali dirujuk sebagai blastocyst embryonic stem cells. Jika tipe apa saja dari embryonic stem cells ditumbuhkan pada pembiakan di laboratorium, mereka dapat membelah dan tumbuh secara tidak terbatas. Sel-sel kemudian dikenal sebagai embryonic stem cell lines.

Fetal stem cells

Embryo dirujuk sebagai fetus setelah delapan minggu perkembangan. Fetus mengandung stem cells yang adalah pluripotent dan secepatnya berkembang kedalam jaringan-jaringan tubuh yang berbeda didalam fetus.

Stem cells kaum dewasa

Stem cells kaum dewasa hadir di semua manusia-manusia dalam jumlah-jumlah yang kecil. Stem cell kaum dewasa adalah satu dari kelompok sel-sel yang kita telah mampu memanipulasinya cukup efektif pada arena transplantasi sumsum tulang melalui 30 tahun yang lalu. Ini adalah stem cells yang adalah sebagian besar spesifik jaringan di lokasi mereka. Daripada secara khas memberikan kenaikan pada semua sel-sel tubuh, sel-sel ini mampu memberikan kenaikan hanya pada sedikit tipe-tipe dari sel-sel yang berkembang kedalam jaringan yang spesifik atau organ. Mereka oleh karenaya dikenal sebagai multipotent stem cells. Stem cells kaum dewasa adakalanya dirujuk sebagai somatic stem cells.

Contoh yang paling baik dikarakteristikan dari stem cell kaum dewasa adalah stem cell darah (hematopoietic stem cell). Ketika kita merujuk pada transplantasi sumsum tulang (bone marrow), transplantasi stem cell, atau transplantasi darah, sel yang ditransplantasikan adalah hematopoietic stem cell, atau stem cell darah. Sel ini adalah sel yang sangat jarang yang ditemukan terutama didalam sumsum tulang kaum dewasa.

Salah satu dari penemuan-penemuan yang menggairahkan dari tahun-tahun lalu adalah penjungkirbalikan dari kepercayaan ilmiah yang dipegang lama bahwa stem cell kaum dewasa adalah stem cell yang berkewajiban sepenuhnya. Dipercayai sebelumnya bahwa stem cell hematopoietic, atau yang membentuk darah, dapat hanya menciptakan sel-sel darah lain dan tidak pernah dapat menjadi tipe lain dari stem cell. Sekarang ada bukti bahwa beberapa dari stem cell kaum dewasa yang nampaknya berkewajiban mampu untuk merubah arah untuk menjadi stem cell pada organ yang berbeda. Contohnya, ada beberapa model-model dari transplantasi sumsum tulang pada tikus-tikus dengan hati-hati yang rusak dimana hati sebagian tumbuh kembali dengan sel-sel yang diturunkan dari sumsum tulang yang ditransplantasikan. Studi-studi yang serupa dapat dilakukan yang menunjukan bahwa banyak tipe-tipe sel yang berbeda dapat diturunkan dari satu sama lainnya. Nampaknya bahwa sel-sel jantung dapat ditumbuhkan dari stem cells sumsum tulang, bahwa sel-sel sumsum tulang dapat ditumbuhkan dari stem cells yang diturunkan dari otot, dan bahwa stem cells otak dapat berubah kedalam banyak tipe-tipe dari sel-sel.

Peripheral blood stem cells

Kebanyakan stem cells darah hadir dalam sumsum tulang, namun ada sedikit yang hadir dalam aliran darah. Ini berarti bahwa apa yang disebut peripheral blood stem cells (PBSCs) ini dapat diisolasi dari sample darah yang diambil. Stem cell darah mampu memberikan kenaikan pada jumlah yang besar dari sel-sel yang berbeda yang membentuk darah dan sistim imun, termasuk sel-sel darah merah, platelet-platelet, granulocytes, dan lymphocytes.

• Sel-sel darah merah membawa oksigen keseluruh tubuh dan memberikan darah warnanya.
• Platelets adalah fragmen-fragmen sel yang menghentikan perdarahan seseorang dan membantu tubuh untuk menggumpal dan sembuh ketika ia terpotong.
• Granulocytes adalah tipe-tipe dari sel darah putih yang membantu melawan infeksi bakteri.
• Lymphocytes adalah tipe dari sel darah putih yang adalah bagian dari sistim imun, membantu melawan infeksi-infeksi lain, dan juga mungkin terlibat dalam perlindungan terhadap kanker.

Semua dari sel-sel yang sangat berbeda ini dengan fungsi-fungsi yang sangat berbeda diturunkan dari stem cell yang umum, keturunan leluhur, berkewajiban membentuk darah (hematopoietic).

Umbilical cord stem cells

Darah dari tali pusar (umbilical cord) mengandung beberapa stem cells yang secara genetik adalah identis pada bayi yang baru lahir. Seperti stem cells kaum dewasa, ini adalah multipotent stem cells yang mampu untuk differentiate kedalam tipe-tipe sel tertentu, namun tidak semua. Untuk alasan-alasan ini, darah tali pusar seringkali disimpan untuk kemungkinan penggunaan masa depan jika sampai individunya memerukan terapi stem cell.

Induced pluripotent stem cells

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) adalah pertama yang diciptakan untuk sel-sel manusia pada tahun 2007. Ini adalah sel-sel kaum dewasa yang secara genetik telah dikonversikan (dirubah) ke keadaan seperti embryonic stem cell. Pada studi-studi hewan, iPSCs telah ditunjukan memiliki karakteristik-karakteristik dari pluripotent stem cells. IPSCs manusia dapat differentiate dan menjadi tipe-tipe sel fetal berbeda yang banyak. IPSCs adalah bantuan yang berharga pada studi dari perkembangan penyakit dan perawatan obat, dan mereka mungkin mempunyai penggunaan-penggunaan masa depan pada ilmu kedoteran transplantasi. Penelitian lebih lanjut diperlukan yang menyangkut perkembangan dan penggunaan dari sel-sel ini.

Mengapa Ada Kontroversi Yang mengelilingi Penggunaan Stem Cells ?

Embryonic stem cells dan embryonic stem cell lines telah menerima banyak perhatian publik yang mengkhawatirkan etik-etik dari penggunaan atau tidak penggunaan mereka. Dengan jelas, ada harapan bahwa jumlah yang besar dari kemajuan-kemajuan perawatan dapat terjadi sebagai hasil dari stem cells yang tumbuh dan berdiferensiasi ini dalam laboratorium. Adalah juga sama jelasnya bahwa setiap embryonic stem cell line telah diturunkan dari embryo manusia yang diciptakan melalui in-vitro fertilization (IVF) atau melalui teknologi-teknologi cloning, dengan semua persoalan-persoalan etik yang hadir, agama-agama, dan filosofi, tergantung pada perspektif (pandangan) seseorang.

Terapi-Terapi Stem Cells Apa Saja Yang Sekarang Ini Tersedia ?

Penggunaan rutin dari stem cells pada terapi telah dibatasi pada stem cells yang membentuk darah (hematopoietic stem cells) yang diturunkan dari sumsum tulang, darah peripheral, atau darah tali pusar. Transplantasi sumsum tulang adalah bentuk yang paling dikenal dari terapi stem cell dan satu-satunya kejadian dari terapi dalam penggunaan yang umum. Ia digunakan untuk merawat kanker-kanker dari sel-sel darah (leukemia-leukemia) dan penyakit-penyakit lain dari darah dan sumsum tulang.

Pada transplantasi sumsum tulang, sel-sel darah putih dan sumsum tulang pasien yang ada dihancurkan menggunakan kemoterapi dan terapi radiasi. Kemudian, sample dari sumsum tulang (yang mengandung stem cells) dari donor yang sehat dan cocok secara imunologi disuntikan kedalam pasien. Stem cells yang ditransplantasikan mendiami sumsum tulang penerima dan mulai menghasilakn sel-sel darah baru yang sehat.

Umbilical cord blood stem cells dan peripheral blood stem cells dapat juga digunakan sebagai gantinya sample-sample sumsum tulang untuk mendiami kembali sumsum tulang pada proses translantasi sumsum tulang.

Pada tahun 2009, perusahaan Geron yang berbasis di California menerima izin dari U. S. Food and Drug Administration (FDA) untuk memulai percobaan klinik manusia pertama dari sel-sel yang diturunkan dari embryonic stem cells manusia pada perawatan dari pasien-pasien dengan luka sumsum tulang belakang akut.

Perawatan-Perawatan Bersifat Percobaan Apa Yang Menggunakan Stem Cells Dan Arah-Arah Masa Depan Yang Mungkin Untuk Terapi Stem Cell ?

Terapi stem cell adalah medan yang menggairahkan dan aktif dari penelitian biomedical. Ilmuwan-ilmuwan dan dokter-dokter sedang menyelidiki penggunaan dari stem cells pada terapi-terapi untuk merawat keberagaman yang luas dari penyakit-penyakit dan luka-luka. Untuk terapi stem cell menjadi sukses, sejumlah faktor-faktor harus dipertimbangkan. Tipe yang tepat dari stem cell harus dipilih, dan stem cells harus cocok pada penerima sehingga mereka tidak dihancurkan oleh sistim imun penerima. Adalah juga penting untuk mengembangkan sistim untuk pengantaran yang efektif dari stem cells ke lokasi yang diinginkan dalam tubuh. Akhirnya, memikirkan metode-metode untuk "menyalakan" dan mengontrol diferensiasi dari stem cells dan memastikan bahwa mereka berkembang kedalam tipe jaringan yang diinginkan adalah penting untuk sukses dari segala terapi stem cell.

Peneliti-peneliti sekarang ini sedang menguji penggunaan dari stem cells untuk regenerasi jaringan yang rusak atau berpenyakit pada banyak kondisi-kondisi, termasuk yang didaftar dibawah.

• Penyakit jantung
• Penyakit Parkinson
• Luka sumsum tulang belakang (spinal cord)
• Diabetes mellitus
• Amyotrophic lateral sclerosis
• Arthritis

·         Luka-luka bakar