Stem Cell

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan saat ini sudah semakin maju dan mengarah pada hal-hal yang sifatnya cepat dan praktis. Banyak sekali pengetahuan yang telah dikembangkan oleh manusia dan saling mengkaitkan beberapa ilmu menjadi suatu kesatuan. Salah satu contoh adalah ilmu Biologi yang mengkaji mengenai kehidupan, saat ini dapat dikaitkan dengan ilmu lain sehingga dapat menjadi pengetahuan yang lebih mantap. Perkembangan ilmu Biologi pada era modernisasi selalu dikaitkan dengan perkembangan teknologi sehingga dikenal pengetahuan mengenai Bioteknologi. Adanya kajian mengenai Bioteknologi ini membuat hal-hal mengenai kehidupan menjadi lebih mantap dan dapat diterima secara kritis.

Salah satu perkembangan ilmu mengenai penelitian Bioteknologi yang menarik untuk dikaji adalah pemanfaatan stem cell atau sel induk. Di tingkat dunia saat ini, sel induk merupakan salah satu fokus utama dalam penelitian bioteknologi, khususnya dalam kaitannya dengan terapi sel serta pengobatan regeneratif. Sebelum adanya pemanfaatan stem cell, pengobatan penyakit dilakukan secara konvensional yaitu dengan pemberian obat yang mengandung zat kimia. Pengobatan dengan bahan kimia ini di satu sisi kadang menyembuhkan, namun di sisi lain sering pula muncul efek samping yang tidak diinginkan. Namun dengan adanya bioteknologi stem cell, dunia sekarang sedang mengalami pergeseran paradigma dalam hal pengobatan dari obat-obatan kimia konvensional menuju ke arah terapi yang lebih molekuler, perubahan ini telah membuka pintu harapan untuk menyembuhkan bermacam penyakit yang sebelumnya tidak dapat disembuhkan. Sebagai contoh, jika ada seseorang menderita penyakit jantung, bukan diberikan obat-obat kimia, namun diberikan sel-sel baru yang akan menggantikan jantung yang rusak tersebut. Teknologi inilah yang disebut dengan Teknologi stem cell.

Beberapa penyakit yang memiliki potensi untuk dilakukan terapi stem sel misalnya terkait dengan darah seperti penyakit leukemia dan sickle cell anemia. Penyakit yang berhubungan dengan saraf seperti Parkinson, stroke, dan alzheimer.  Stem sel memang memiliki karakteristik istimewa hingga bisa digunakan sebagai solusi untuk penyakit yang hingga kini tidak dapat disembuhkan. Stem cell yang mempunyai sifat dapat membelah dan memperbaharui diri sendiri dan dapat berkembang menjadi berbagai tipe sel dewasa, secara revolusioner membuka peluang untuk memperbaiki kerusakan pada bagian tubuh dengan menggunakan sel sehat baru.

Stem cell merupakan hal yang baru dipublikasikan untuk dapat meningkatkan pengetahuan dan pemahaman masyarakat. Walaupun masih tergolong mahal, tidak bisa dipungkiri stem cell ini merupakan sebuah harapan baru dalam bidang pengobatan. Untuk memperjelas mengenai apa itu stem cell, dalam makalah ini kami akan mencoba mengulas beberapa hal terkait stem cell sehingga dapat dimengerti dan dipahami.

1.2  Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, adapun masalah yang dapat dirumuskan adalah sebagai berikut.

1)             Bagaimanakah kajian umum mengenai stem cell ?

2)             Apa sajakah jenis-jenis stem cell ?

3)             Bagaimanakah teknik untuk memperoleh stem cell ?

4)             Bagaimanakah peran dari stem cell bagi kehidupan ?

5)             Bagaimanakah proses replikasi stem cell di laboratorium ?

6)             Bagaimanakah dampak positif dan negatif penggunaan stem cell ?

7)             Bagaimanakah bioetika penelitian dan penggunaan stem cell ?

1.3  Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah di atas, tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut.

1)   Untuk mengetahui kajian umum mengenai stem cell.

2)   Untuk mengetahui jenis-jenis stem cell.

3)   Untuk mengetahui teknik memperoleh stem cell.

4)   Untuk mengetahui peran dari stem cell bagi kehidupan.

5)   Untuk mengetahui proses replikasi stem cell di laboratorium.

6)   Untuk mengetahui dampak positif dan negatif penggunaan stem cell.

7)   Untuk mengetahui bioetika penelitian dan penggunaan stem cell.

1.4  Manfaat

Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut.

1)   Bagi Pemerintah

·           Pemerintah dapat menciptakan teknologi baru menggunakan stem cell untuk mengobati penyakit-penyakit khususnya penyakit degeneratif maupun kelainan lainnya.

·           Dapat ditemukan dan dikembangkannya obat-obat baru untuk penyembuhan berbagai jenis penyakit.

2)   Bagi Masyarakat

·           Dapat membuka wawasan masyarakat tentang pemanfaatan stem cell.

·           Dapat memberikan informasi kepada masyarakat mengenai manfaat yang diperoleh dalam penerapan teknologi stem cell terutama bagi kesehatan masyarakat.

3)   Bagi Penulis

·           Dapat menambah pengetahuan penulis mengenai stem cell.

·           Dapat meningkatkan pemahaman penulis mengenai pemanfaatan stem cell dalam bidang bioteknologi.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1  Kajian Umum Mengenai Stem Cell

Stem cell adalah sel yang belum terspesialisasi yang mempunyai kemampuan atau potensi untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel-sel yang spesifik yang membentuk berbagai jaringan tubuh. Menurut kamus Oxford (1999), stem sel merupakan sel yang belum berdiferensiasi yang berasal dari organisme multiseluler yang mampu berkembang menjadi sel-sel setipe, yang selanjutnya akan berdiferensiasi menjadi berbagai macam sel lainnya. Stem sel juga disebut sel punca, sel induk, dan sel batang.

Stem sel berfungsi sebagai sistem perbaikan untuk mengganti sel-sel tubuh yang telah rusak demi kelangsungan hidup organisme. Stem sel selain mampu berdiferensiasi menjadi berbagai sel matang, juga mampu meregenerasi dirinya sendiri. Kemampuan tersebut memungkinkan stem sel menjadi sistem perbaikan tubuh dengan cara menyediakan sel-sel baru selama organisme bersangkutan hidup, atau dengan prinsip sel-sel yang rusak akibat penyakit dapat diganti dengan sel-sel yang baru.

Stem cell pada dasarnya adalah blok pembangun (building block) pada tubuh manusia. Stem cell di dalam embrio pada akhirnya akan berkembang menjadi sel, organ dan jaringan di dalam tubuh janin. Stem cell mempunyai kemampuan yang luar biasa untuk berkembang menjadi banyak jenis sel berbeda di dalam tubuh selama masa awal pertumbuhan. Selain itu juga, di banyak jaringan mereka bertindak layaknya sistem perbaikan internal (Internal Repair System). Saat sel punca terbelah, sel yang baru mempunyai potensi untuk tetap menjadi sel punca atau menjadi sel dari jenis lain dengan fungsi yang lebih khusus, misalnya sel otot, sel darah merah atau sel otak. Stem sel mempunyai 2 sifat yang khas yaitu :

1.     Kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi sel lain (differentiate). Dalam hal ini stem cell mampu berkembang menjadi berbagai jenis sel matang, misalnya sel saraf, sel otot jantung, sel otot rangka, sel pankreas, dan lain-lain. Proses diferensiasi stem cell diduga disebabkan oleh faktor internal maupun eksternal sel. Faktor internal mencakup faktor genetik dan epigenetik, sedangkan faktor eksternal mencakup kondisi lingkungan sekitar sel, faktor pertumbuhan ataupun bergantung pada kebutuhan jaringan atau organ tubuh itu sendiri.

2.  Kemampuan untuk memperbaharui atau meregenerasi dirinya sendiri (self-regenerate/self-renew). Dalam hal ini stem cell dapat membuat salinan sel yang persis sama dengan dirinya melalui pembelahan sel. Stem cell dapat melakukan replikasi dan menghasilkan sel-sel berkarakteristik sama dengan sel induknya. Kemampuan ini tidak dimiliki oleh sel-sel tubuh lainnya seperti sel jantung, otak maupun pankreas. Populasi stem cell dalam tubuh terjaga dengan kemampuannya memperbanyak diri sendiri. Kemampuan ini dapat dilakukan berulang kali , bahkan diduga tidak terbatas, dan dapat dipertahankan ddalam jangka waktu yang relatif lama.

2.2  Jenis-Jenis Stem Cell

Penggolongan stem cell dapat dibedakan menjadi dua yaitu berdasarkan kemampuannya berdiferensiasi dan berdasarkan sumber asal selnya. Adapun penjelasan dari masing-masing penggolongan tersebut adalah sebagai berikut.

1)        Jenis-jenis stem cell berdasarkan kemampuan berdiferensiasi

Berdasarkan kemampuan berdiferensiasi, stem cell dibagi menjadi beberapa jenis yaitu totipotent, pluripotent, multipotent, dan unipotent.

a.                   Totipotent merupakan sel yang memiliki potensi untuk berdiferensiasi menjadi semua jenis sel, yaitu sel ekstraembrionik, sel somatik, dan sel seksual. Contoh dari stem cell totipotent adalah zigot.

b.                  Pluripotent merupakan sel yang dapat berdiferensiasi menjadi tiga lapisan germinal (ektoderm, mesoderm, dan endoderm), tapi tidak dapat menjadi jaringan ekstraembryonik atau tidak dapat membentuk suatu organisme baru seperti plasenta dan tali pusat. Contoh dari stem cell pluripotent adalah embryonic stem cell.

c.                   Multipotent merupakan sel yang dapat berdiferensiasi menjadi beberapa jenis sel dewasa. Contoh dari stem cell multipotent adalah hematopoietic stem cells.

d.                  Unipotent merupakan sel yang hanya dapat menghasilkan satu jenis sel tertentu. Berbeda dengan non-stem cell, stem cell unipoten mempunyai sifat dapat memperbaharui atau meregenerasi diri (self-regenerate/self-renew).

2)   Jenis-jenis stem cell berdasarkan sumber asal sel

Stem cell ditemukan pada berbagai jaringan tubuh. Berdasarkan sumber asal sel pada jaringan tubuh, stem cell dibagi menjadi embryonic stem cell, adult stem cell, dan fetal stem cell.

a.                   Embryonic stem cell (sel induk embrio) merupakan stem cell yang didapatkan saat perkembangan individu masih berada dalam tahap embrio. Lebih tepatnya, embryonic stem cell adalah sel hasil kultur Inner Cell Mass (massa sel dalam) yang berasal dari embrio stadium blastosit (embrio yang terdiri dari 50 ¬ 150 sel dan terbentuk saat embrio berusia 3-5 hari). Untuk mengisolasi Inner Cell Mass dari dalam kantung blastocoel, lapisan tropoblast perlu terlebih dahulu dilisiskan. Embrio yang utuh memiliki sifat totipoten yaitu dapat berkembang menjadi suatu individu baru, sedangkan embryonic stem cell memiliki sifat pluripoten yaitu dapat berkembang menjadi sel yang berasal dari 3 galur (ektoderm, mesoderm, dan endoderm). Embryonic stem cell biasanya didapatkan dari sisa embrio yang tidak dipakai pada IVF (in vitro fertilization). Tapi saat ini telah dikembangkan teknik pengambilan embryonic stem cell yang tidak membahayakan embrio, sehingga dapat terus hidup dan bertumbuh.

b.                  Adult stem cell (sel induk dewasa) merupakan stem cell yang ditemukan di antara sel-sel lain yang telah berdiferensiasi dalam suatu jaringan yang telah mengalami maturasi. Dengan kata lain, stem cell dewasa adalah sekelompok sel yang belum berdiferensiasi, bahkan terkadang ditemukan dalam keadaan inaktif pada suatu jaringan yang telah memiliki fungsi spesifik dalam tubuh individu. Keberadaan stem cell jenis ini diperkirakan bertujuan untuk menjaga homeostasis jaringan tempatnya berada. Adult stem cell mempunyai dua karakteristik. Karakteristik pertama adalah sel-sel tersebut dapat berproliferasi untuk periode yang panjang untuk memperbaharui diri. Karakteristik kedua, sel-sel tersebut dapat berdiferensiasi untuk menghasilkan sel-sel khusus yang mempunyai karakteristik morfologi dan fungsi yang spesial. Adult stem cell mempunyai sifat plastis, artinya selain berdiferensiasi menjadi sel yang sesuai dengan jaringan asalnya, juga dapat berdiferensiasi menjadi sel jaringan lain. Adult stem cell dibedakan menjadi hematopoietic stem cell dan mesenchymal stem cell.

·                     Hematopoietic stem cell adalah sel induk pembentuk darah yang mampu membentuk sel darah merah, sel darah putih, dan keping darah yang sehat. Sumber sel induk hematopoietik adalah sumsum tulang, darah tepi, dan darah tali pusat. Pembentukan sel induk hematopoietik terjadi pada tahap awal embriogenesis, yaitu dari mesoderm dan disimpan pada situs-situs spesifik di dalam embrio.

·                     Mesenchymal stem cell adalah sel induk multipotensi yang dapat berdiferensiasi menjadi sel-sel tulang, otot, ligamen, tendon, dan lemak. Namun ada beberapa bukti yang menyatakan bahwa sebagian mesenchymal stem cell bersifat pluripotensi sehingga tidak hanya dapat berubah menjadi jaringan mesodermal tetapi juga endodermal. Sel induk mesenkimal dapat ditemukan pada stroma sumsum tulang belakang, periosteum, lemak, dan kulit.

c.                   Fetal stem cell merupakan sel primitif yang dapat ditemukan pada organ-organ fetus (janin) seperti sel induk hematopoietik fetal dan progenitor kelenjar pankreas. Fetus mengandung stem cells yang adalah pluripotent dan secepatnya berkembang kedalam jaringan-jaringan tubuh yang berbeda didalam fetus. Sel induk neural fetal yang ditemukan pada otak janin menunjukkan kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi sel neuron dan sel glial (sel-sel pendukung pada sistem saraf pusat). Darah, plasenta, dan tali pusat janin kaya akan sel induk hematopoietik fetal.

Berdasarkan jenis tersebut, terdapat sejumlah persamaan dan perbedaan antara embryonic stem cell dengan adult stem cell. Secara umum persamaan potensi stem cell embrionik dan dewasa adalah sebagai berikut.

ü  Berada dalam kondisi yang belum berdiferensiasi.

ü  Dapat melakukan proliferasi yang menghasilkan sel-sel dengan sifat dan karakteristik yang sama dengan sel induknya.

ü  Dapat berdiferensiasi menjadi lebih dari satu jenis sel spesifik.

Sedangkan perbedaan antara stem cell embrionik dan dewasa adalah sebagai berikut.

ü  Stem cell embrionik berasal dari ICM, sedangkan stem cell dewasa berasal dari populasi sel somatis.

ü  Potensi diferensiasi untuk stem cell embrionik adalah pluripoten, sedangkan stem cell dewasa multipoten.

ü  Potensi proliferasi stem cell embrionik lebih besar dari pada stem cell dewasa.

ü  Isolasi stem cell embrionik lebih mudah dilakukan karena seluruh sel yang tergolong ICM adalah stem cell embrionik, sedangkan isolasi stem cell dewasa lebih sulit karena konsentrasi atau perbandingannya dengan sel-sel dewasa dalam jaringan sangat kecil.

ü  Kulturisasi in vitro pada stem cell embrionik lebih mudah karena ditunjang dengan kemampuan proliferasi yang lebih tinggi dan prosedur yang lebih baku, sedangkan pada stem cell dewasa lebih sulit karena kemampuan proliferasinya yang lebih rendah dan prosedur yang masih terus dioptimalkan.

2.3  Teknik Memperoleh Stem Cell

Stem cell dapat diperoleh melalui teknik transplantasi. Transplantasi stem cell dapat berupa transplantasi autologus, transplantasi alogenik, dan transplantasi singenik.

1)   Transplantasi autologus, yaitu transplantasi menggunakan sel induk pasien sendiri, yang dikumpulkan sebelum pemberian kemoterapi dosis tinggi.

2)   Transplantasi alogenik, yaitu transplantasi menggunakan sel induk dari donor yang cocok, baik dengan hubungan keluarga atau tanpa hubungan keluarga.

3)   Transplantasi singenik, yaitu transplantasi menggunakan sel induk dari saudara kembar identik.

Berdasarkan sumbernya, transplantasi stem cell dapat dibedakan menjadi sebagai berikut.

a.         Transplantasi sel induk dari sumsum tulang (bone marrow transplantation)

Sumsum tulang adalah jaringan spons yang terdapat dalam tulang-tulang besar seperti tulang pinggang, tulang dada, tulang punggung, dan tulang rusuk. Sumsum tulang merupakan sumber yang kaya akan sel induk hematopoietik. Sejak dilakukan pertama kali kira-kira 30 tahun yang lalu, transplantasi sumsum tulang digunakan sebagai bagian dari pengobatan leukemia, limfoma jenis tertentu, dan anemia aplastik. Karena teknik dan angka keberhasilannya semakin meningkat, maka pemakaian transplantasi sumsum tulang sekarang ini semakin meluas. Pada transplantasi ini prosedur yang dilakukan cukup sederhana, yaitu biasanya dalam keadaan teranestesi total. Sumsum tulang (sekitar 600 cc) diambil dari tulang panggul donor dengan bantuan sebuah jarum suntik khusus, kemudian sumsum tulang itu disuntikkan ke dalam vena resipien. Sumsum tulang donor berpindah dan menyatu di dalam tulang resipien dan sel-selnya mulai berproliferasi. Pada akhirnya jika semua berjalan lancar, seluruh sumsum tulang resipien akan tergantikan dengan sumsum tulang yang baru. Namun, prosedur transplantasi sumsum tulang memiliki kelemahan karena sel darah putih resipien telah dihancurkan oleh terapi radiasi dan kemoterapi. Sumsum tulang yang baru memerlukan waktu sekitar 2-3 minggu untuk menghasilkan sejumlah sel darah putih yang diperlukan guna melindungi resipien terhadap infeksi. Transplantasi sumsum tulang memerlukan kecocokan HLA 6/6 atau paling tidak 5/6. Risiko lainnya adalah timbulnya penyakit GvHD, di mana sumsum tulang yang baru menghasilkan sel-sel aktif yang secara imunologi menyerang sel-sel resipien. Selain itu, risiko kontaminasi virus lebih tinggi dan prosedur pencarian donor yang memakan waktu lama.

b.    Transplantasi sel induk darah tepi (peripheral blood stem cell transplantation)

Seperti halnya sumsum tulang, peredaran darah tepi merupakan sumber sel induk walaupun jumlah sel induk yang dikandung tidak sebanyak pada sumsum tulang. Untuk mendapatkan jumlah sel induk yang jumlahnya mencukupi untuk suatu transplantasi, biasanya pada donor diberikan granulocyte-colony stimulating factor (G-CSF) untuk menstimulasi sel induk hematopoietik bergerak dari sumsum tulang ke peredaran darah. Transplantasi ini dilakukan dengan proses yang disebut aferesis. Jika resipien membutuhkan sel induk hematopoietik, pada proses ini darah lengkap diambil dari donor dan sebuah mesin akan memisahkan darah menjadi komponen-komponennya, secara selektif memisahkan sel induk dan mengembalikan sisa darah ke donor. Transplantasi sel induk darah tepi pertama kali berhasil dilakukan pada tahun 1986. Keuntungan transplantasi sel induk darah tepi adalah lebih mudah didapat. Selain itu, pengambilan sel induk darah tepi tidak menyakitkan dan hanya perlu sekitar 100 cc. Keuntungan lain, sel induk darah tepi lebih mudah tumbuh. Namun, sel induk darah tepi lebih rentan, tidak setahan sumsum tulang. Sumsum tulang juga lebih lengkap, selain mengandung sel induk juga ada jaringan penunjang untuk pertumbuhan sel. Karena itu, transplantasi sel induk darah tepi tetap perlu dicampur dengan sumsum tulang.

c.    Transplantasi sel induk darah tali pusat

Pada tahun 1970-an, para peneliti menemukan bahwa darah plasenta manusia mengandung sel induk yang sama dengan sel induk yang ditemukan dalam sumsum tulang. Karena sel induk dari sumsum tulang telah berhasil mengobati pasien-pasien dengan penyakit-penyakit kelainan darah yang mengancam jiwa seperti leukemia dan gangguan-gangguan sistem kekebalan tubuh, maka para peneliti percaya bahwa mereka juga dapat menggunakan sel induk dari darah tali pusat untuk menyelamatkan jiwa pasien mereka. Darah tali pusat mengandung sejumlah sel induk yang bermakna dan memiliki keunggulan di atas transplantasi sel induk dari sumsum tulang atau dari darah tepi bagi pasien-pasien tertentu. Transplantasi sel induk dari darah tali pusat telah mengubah bahan sisa dari proses kelahiran menjadi sebuah sumber yang dapat menyelamatkan jiwa. Transplantasi sel induk darah tali pusat pertama kali dilakukan di Perancis pada penderita anemia Fanconi tahun 1988. Pada tahun 1991, darah tali pusat ditransplantasikan pada penderita Chronic Myelogenous Leukemia. Kedua transplantasi inii berhasil dengan baik. Sampai saat ini telah dilakukan kira-kira 3.000 transplantasi darah tali pusat.

2.4  Peran Stem Cell Bagi Kehidupan

Stem cell sangat berperan bagi kehidupan karena sifat khas yang dimilikinya. Adapun peran stem cell adalah sebagai berikut.

a.         Terapi gen

Stem cell (dalam hal ini hematopoietic stem cell) digunakan sebagai alat pembawa transgen ke dalam tubuh pasien, dan selanjutnya dapat dilacak jejaknya apakah stem cell ini berhasil mengekspresikan gen tertentu dalam tubuh pasien. Dan karena stem cell mempunyai sifat self-renewing, maka pemberian pada terapi gen tidak perlu dilakukan berulang-ulang, selain itu hematopoietic stem cell juga dapat berdiferensiasi menjadi bermacam-macam sel, sehingga transgen tersebut dapat menetap di berbagai macam sel.

b.    Mengetahui proses biologis, yaitu perkembangan organisme dan perkembangan kanker. Melalui stem cell dapat dipelajari nasib sel, baik sel normal maupun sel kanker.

c.    Penemuan dan pengembangan obat baru, yaitu untuk mengetahui efek obat terhadap berbagai jaringan.

d.   Terapi sel berupa replacement therapy. Oleh karena stem cell dapat hidup di luar organ tubuh manusia misalnya di cawan petri, maka dapat dilakukan manipulasi terhadap stem cell itu tanpa mengganggu organ tubuh manusia. Stem cell yang telah dimanipulasi tersebut dapat ditransplantasi kembali masuk ke dalam organ tubuh untuk menangani penyakit-penyakit tertentu. Ada 3 golongan penyakit yang dapat diatasi oleh stem cell, yaitu:

·      Penyakit autoimun, misalnya pada lupus, artritis reumatoid dan diabetes tipe 1. Setelah diinduksi oleh growth factor agar hematopoietic stem cell banyak dilepaskan dari sumsum tulang ke darah tepi, hematopoietic stem cell dikeluarkan dari dalam tubuh untuk dimurnikan dari sel imun matur. Lalu tubuh diberi agen sitotoksik atau terapi radiasi untuk membunuh sel-sel imun matur yang tidak mengenal self antigen (dianggap sebagai foreign antigen). Setelah itu hematopoietic stem cell dimasukkan kembali ke tubuh, bersirkulasi dan bermigrasi ke sumsum tulang untuk berdiferensiasi menjadi sel imun matur sehingga sistem imun tubuh kembali seperti semula.

·      Penyakit degeneratif. Pada penyakit degeneratif seperti stroke, penyakit Parkinson, penyakit Alzheimer, terdapat beberapa kerusakan atau kematian sel-sel tertentu sehingga bermanifestasi klinis sebagai suatu penyakit. Pada keadaan ini stem cell setelah dimanipulasi dapat ditransplantasi ke dalam tubuh pasien agar stem cell tersebut dapat berdiferensiasi menjadi sel-sel organ tertentu yang menggantikan sel-sel yang telah rusak atau mati akibat penyakit degeneratif.

·      Penyakit keganasan. Prinsip terapi stem cell pada keganasan sama dengan penyakit autoimun. Hematopoietic stem cell yang diperoleh baik dari sumsum tulang atau darah tali pusat telah lama dipakai dalam terapi leukemia dan penyakit darah lainnya.

Ada beberapa alasan mengapa stem cell merupakan calon yang bagus dalam terapi sel, yaitu :

§  Stem cell tersebut dapat diperoleh dari pasien itu sendiri. Artinya transplantasi dapat bersifat autolog sehingga menghindari potensi rejeksi. Berbeda dengan transplantasi organ yang membutuhkan organ donor yang sesuai (match), transplantasi stem cell dapat dilakukan tanpa organ donor yang sesuai.

§  Mempunyai kapasitas proliferasi yang besar sehingga dapat diperoleh sel dalam jumlah besar dari sumber yang terbatas. Misalnya pada luka bakar luas, jaringan kulit yang tersisa tidak cukup untuk menutupi lesi luka bakar yang luas. Dalam hal ini terapi stem cell sangat berguna.

§  Mudah dimanipulasi untuk mengganti gen yang sudah tidak berfungsi lagi melalui metode transfer gen. Hal ini telah dijelaskan dalam penjelasan mengenai terapi gen di atas.

§  Dapat bermigrasi ke jaringan target sehingga dapat berintegrasi ke dalam jaringan serta berinteraksi dengan jaringan sekitarnya.

Terdapat beberapa contoh peran stem cell dalam mengobati penyakit, diantaranya adalah sebagai berikut.

1.    Stem cell untuk diabetes

Pada diabetes, terjadi kekurangan insulin atau kurangnya kepekaan terhadap insulin. Dalam hal ini transplantasi sel pulau Langerhans diharapkan dapat memenuhi kebutuhan insulin. Pada awalnya, kira-kira 10 tahun yang lalu, hanya 8% transplantasi sel pulau Langerhans yang berhasil. Hal ini terjadi karena reaksi penolakannya besar sehingga diperlukan sejumlah besar steroid. Padahal makin besar steroid yang dibutuhkan, makin besar pula kebutuhan metabolik pada sel penghasil insulin. Namun, baru-baru ini penelitian yang dilakukan oleh James Shapiro dkk. di Kanada, berhasil membuat protokol transplantasi sel pulau Langerhans dalam jumlah banyak dengan metode imunosupresi yang berbeda dengan yang sebelumnya. Pada penelitian tersebut, 100% pasien yang diterapi transplantasi sel pulau Langerhans pankreas tidak memerlukan injeksi insulin lagi dan gula darahnya tetap normal setahun setelah transplantasi. Penelitian-penelitian yang sudah dilakukan untuk diabetes ini mengambil sumber stem cell dari kadaver, fetus, dan dari embryonic stem cell. Selanjutnya, masih dibutuhkan penelitian untuk menemukan cara membuat kondisi yang optimal dalam produksi insulin, sehingga dapat menggantikan injeksi insulin secara permanen.

2.    Stem cell untuk skin replacement

Dengan bertambahnya pengetahuan mengenai stem cell, maka peneliti telah dapat membuat epidermis dari keratinosit yang diperoleh dari folikel rambut yang dicabut. Hal ini memungkinkan transplantasi epidermis autolog, sehingga menghindari masalah penolakan. Pemakaian skin replacement ini bermanfaat dalam terapi ulkus vena ataupun luka bakar.

3.    Stem cell untuk penyakit Parkinson

Pada penyakit Parkinson, didapatkan kematian neuron-neuron nigra-striatal, yang merupakan neuron dopaminergik. Dopamin merupakan neurotransmiter yang berperan dalam gerakan tubuh yang halus. Dengan berkurangnya dopamin, maka pada penyakit Parkinson terjadi gejala-gejala gangguan gerakan halus. Dalam hal ini transplantasi neuron dopamin diharapkan dapat memperbaiki gejala penyakit Parkinson. Tahun 2001, dilakukan penelitian dengan menggunakan jaringan mesensefalik embrio manusia yang mengandung neuron-neuron dopamin. Jaringan tersebut ditransplantasikan ke dalam otak penderita Parkinson berat dan dipantau dengan alat PET (Positron Emission Tomography). Hasilnya setelah transplantasi terdapat perbaikan dalam uji-uji standar untuk menilai penyakit Parkinson, peningkatan fungsi neuron dopamin yang tampak pada pemeriksaan PET, dan perbaikan bermakna ini tampak pada penderita yang lebih muda. Namun setelah 1 tahun, 15% dari pasien yang ditransplantasi ini kambuh setelah dosis levodopa dikurangi atau dihentikan.

4.    Stem cell untuk penyakit jantung

Penelitian terkini memberikan bukti awal bahwa adult stem cells dan embryonic stem cell dapat menggantikan sel otot jantung yang rusak dan memberikan pembuluh darah baru. Strauer dkk. mencangkok mononuclear bone marrow cell autolog ke dalam arteri yang menimbulkan infark pada saat PTCA, 6 hari setelah infark miokard akut. Sepuluh pasien yang diberi stem cell area infarknya menjadi lebih kecil dan indeks volume stroke, left ventricular end-systolic volume, kontraktilitas area infark, dan perfusi miokard menunjukkan perbaikan dibandingkan dengan kelompok kontrol. Perin dkk. memberikan transplantasi bone marrow mononuclear cells autolog yang diinjeksikan pada miokard yang lemah dengan panduan electromechanical mapping pada 14 pasien gagal jantung iskemik kronik berat. Single-Photon Emission Computed Tomography Myocardial Perfusion Scintigraphy menunjukkan penurunan efek yang signifikan dan perbaikan fungsi sistolik ventrikel kiri global pada pasien yang diterapi.

2.5  Proses Pengkulturan Stem Cell di Laboratorium

Seperti yang telah dijelaskan di atas, stem cell tersebut diambil dari sel tubuh yang kemudian dikultur di laboratorium. Menurut para peneliti, embryonic stem cell lebih mudah diekstrak dan dikultur dibandingkan dengan adult stem cell. Adult Stem cell tidak hanya sulit ditemukan di jaringan orang dewasa, namun juga sulit direplikasi di laboratorium. Meskipun embryonic stem cell dapat ditumbuhkan secara efektif di laboratorium namun masih cukup sulit untuk di control. Peneliti masih terus berusaha membuat mereka tumbuh menjadi jenis jaringan tertentu sesuai dengan apa yang dibutuhkan.

Adapun proses replikasi stem cell dari embryonic stem cell adalah dengan melakukan pengkulturan secara in vitro. Stem cell diambil dari embrio pada fase blastosit (berumur 5-7 hari setelah pembuahan). Pada saat ini massa sel bagian dalam mengelompok dan mengandung sel-sel induk embrionik. Selanjutnya sel-sel diisolasi dari massa sel bagian dalam dan dikultur secara in vitro di laboratorium. Sel yang terdapat pada bagian dalam dari blastosit inilah yang dinamakan stem cell. Blastosit yang akan digunakan pertama akan ditumbuhkan di dalam cairan kaya nutrisi pada  petridish. Setelah sel bereplikasi beberapa kali dan membentuk banyak sel, sel-sel yang telah terbentuk akan dipindahkan ke beberapa petridish lain. Hanya dalam waktu beberapa bulan, beberapa stem cell bisa menjadi jutaan jumlahnya. Sel-sel yang telah berkembang dapat diarahkan menjadi semua jenis sel yang dijumpai pada organisme dewasa, seperti sel-sel darah, sel-sel otot, sel-sel hati, sel-sel ginjal, dan sel-sel lainnya. Embrionic stem cell yang sudah di kultur selama beberapa bulan tanpa differensiasi di sebut stem cell line. Cell line dapat dibekukan dan di bagi antar laboratorium.

Biasanya sel yang berhasil ditumbuhkan akan diinjeksikan ke tubuh pasien untuk kemudian menggantikan jaringan yang rusak akibat terserang penyakit. Differensiasi stem cell di picu oleh pemicu internal dan eksternal. Pemicu internal adalah gen dalam setiap sel yang akan memandu bagaimana sel seharusnya berfungsi. Pemicu eksternal adalah bahan kimia yang dilepaskan oleh sel lain yang dapat mengubah cara kerja stem cell tersebut. Para peneliti sangat paham bahwa inisiasi oleh gen merupakan tahapan krusial bagi proses differensiasi, maka mereka melakukan eksperimen dengan memasukkan gen tertentu ke dalam kultur lalu menggunakannya untuk mencoba membuat stem cell terdifferensiasi menjadi sel tertentu. Namun semacam signal diperlukan untuk mentrigger stem cell agar terdifferensiasi. Dan sampai saat ini peneliti masih terus mencari signal tersebut. Selain itu masih ada masalah lain yang harus dihadapi dalam penggunaan stem cell. Salah satu adalah penolakan oleh organ yang akan menerima donor. Jika pasien di injeksi dengan stem cell dari embrio donator, sistem imunnya akan melihat sel tersebut sebagai invader asing dan akan menyerangnya. Selain itu penerima stem cell harus memiliki lingkungan sehat karena stem cell yang ditanam akan mampu untuk tetap hidup, hal ini dikarenakan stem cell adalah sel muda yang sangat sensitif terhadap segala jenis toksin. Penanaman stem sel harus sesegera mungkin karena hanya bertahan selama tiga hari.

2.6  Dampak Positif dan Negatif Penggunaan Stem Cell

Penggunaan stem cell dalam kehidupan memiliki dampak positif dan negatif. Adapun penjelasan dari dampak yang ditimbulkan adalah sebagai berikut.

1)        Dampak Positif dalam Penggunaan Stem Cell

a.         Embryonic stem cell

§   Representatif dari klinik fertilitas.

§  Stem cell tersebut dapat diperoleh dari pasien itu sendiri. Artinya transplantasi dapat bersifat autolog sehingga menghindari potensi rejeksi. Berbeda dengan transplantasi organ yang membutuhkan organ donor yang sesuai (match), transplantasi stem cell dapat dilakukan tanpa organ donor yang sesuai.

§  Bersifat pluripoten sehingga dapat berdiferensiasi menjadi segala jenis sel dalam tubuh.

§   Immortal yaitu dapat berproliferasi beratus-ratus kali lipat pada kultur.

§  Kontaminasi virus minimal dibandingkan dengan stem cell dari sumsum tulang.

§   Reaksi penolakan rendah.

b.         Umbilical cord blood stem cell (stem cell dari darah tali pusat)

§  Mudah didapat (tersedia banyak bank darah tali pusat).

§  Siap pakai, karena telah melalui tahap prescreening, testing dan pembekuan.

§  Kontaminasi virus minimal dibandingkan dengan stem cell dari sumsum tulang.

§  Cara pengambilan mudah, tidak berisiko atau menyakiti donor.

§  Risiko GVHD (graft-versus-host disease) lebih rendah dibandingkan dengan menggunakan stem cell dari sumsum tulang, dan transplantasi tetap dapat dilakukan walaupun HLA matching tidak sempurna atau dengan kata lain toleransi terhadap ketidaksesuaian HLA matching lebih besar dibandingkan dengan stem cell dari sumsum tulang.

c.         Adult stem cell

§  Dapat diambil dari sel pasien sendiri sehingga menghindari penolakan imun.

§  Sudah terspesialisasi sehingga induksi menjadi lebih sederhana.

§  Secara etis tidak ada masalah.

2)   Dampak Negatif dalam Penggunaan Stem Cell

a.         Embryonic stem cell

§  Stem cell embrionik juga memiliki daya proliferasi yang tinggi, telomer yang panjang dan aktivitas enzim telomerase yang tinggi. Hal  ini menjadi salah satu kekurangan stem cell embrionik untuk terapi karena beresiko lebih tinggi terhadap terjadinya proliferasi sel yang berlebih, sehingga berujung pada terjadinya tumorigenesis. Artinya setiap kontaminasi dengan sel yang tak berdiferensiasi dapat menimbulkan kanker.

§  Selalu bersifat allogenik sehingga berpotensi menimbulkan penolakan.

§  Secara etis sangat kontroversial.

b.         Umbilical cord blood stem cell

§  Kemungkinan terkena penyakit genetik. Ada beberapa penyakit genetik yang tidak terdeteksi saat lahir sehingga diperlukan follow up setelah donor beranjak dewasa.

§  Jumlah stem cell relatif terbatas sehingga ada ketidaksesuaian antara jumlah stem cell yang diperlukan resipien dengan yang tersedia dari donor, karena jumlah sel yang dibutuhkan

c.         Adult stem cell

§  Jumlahnya sedikit, sangat jarang ditemukan pada jaringan matur sehingga sulit mendapatkan adult stem cell dalam jumlah banyak.

§  Masa hidupnya tidak selama embryonic stem cell.

Berdasarkan bukti ilmiah yang telah ada, kemampuan diferensiasi stem cell dewasa tergolong multipoten, dengan demikian kemampuan diferensiasinya lebih rendah dibandingkan stem cell embrionik. Kekurangan lainnya adalah konsentrasinya yang tergolong jauh lebih rendah dalam perbandingannya dengan sel-sel yang telah berdiferensiasi pada jaringan dewasa. Sebagai contoh, stem cell jaringan hematopoietik yang terdapat dalam sumsum tulang belakang diperkirakan hanya 1 : 100.000 jumlah total sel yang ada. Hal ini tentu mengakibatkan tahap isolasi yang jauh lebih sulit dibandingkan isolasi stem cell embrionik. Selain itu maturitas sel yang lebih tua dibandingkan stem cell embrionik  diperkirakan juga berdampak pada menurunnya kemampuan stem cell dewasa untuk memperbanyak diri.

2.7  Bioetika Penelitian dan Penggunaan Stem Cell

Pemanfaatan stem cell dalam menyelesaikan problema berbagai jenis penyakit sangatlah menguntungkan. Namun dibalik keberhasilan tersebut muncul kontroversi dari pihak yang kontra terhadap penggunaan stem cell. Yang menjadi pokok permasalahan adalah sumber stem cell yang digunakan tersebut. Jika ditinjau dari asalnya maka stem cell dapat dibagi dalam stem cell embrio dan stem cell bukan embrio. Banyak harapan yang timbul dari penelitian stem cell embrio, karena sel itu mempunyai potensi untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel yang menyusun berbagai jenis organ tubuh. Dilihat dari sudut pandang masalah etika, maka penggunaan embrio ini dikatakan mendorong pelanggaran hak azasi manusia (HAM) dan merupakan tindakan yang menunjukkan berkurangnya penghormatan terhadap mahluk hidup.

Sumber embrio adalah hasil abortus, zigot sisa IVF, dan hasil pengklonan. Pengklonan embrio manusia untuk memperoleh stem cell merupakan isu yang sangat menimbulkan kontroversi. Isu bioetika dari penggunaan stem cell embryonic adalah sebagai berikut.

1)          Isu ini berhubungan dengan isu ’awal kehidupan’ dan penghormatan terhadap kehidupan. Pengklonan embrio manusia untuk memperoleh stem cell menimbulkan kontroversi karena berhubungan dengan pengklonan manusia atau pengklonan reproduksi yang ditentang oleh semua agama.

2)          Dalam proses pemanenan stem cell embrio terjadi kerusakan pada embrio yang menyebabkan embrio tersebut akan mati. Pandangan bahwa embrio mempunyai status moral yang sama dengan manusia menyebabkan hal tersebut sulit diterima, sehingga membuat embrio manusia untuk tujuan penelitian merupakan hal yang tidak dapat diterima.

3)          Pengambilan sel dari blastosis 8 sel merupakan suatu alternatif jika kemungkinan blastosis mati dan dapat diterima sebagai bukan pelanggaran etika. Aspek etika lain dari cara ini adalah bahwa sel yang diambil dari blastosis 8 sel merupakan suatu sel totipoten yang berpotensi menjadi manusia. Beberapa peneliti mengusulkan untuk membiak sel yang diambil untuk diagnostik kemudian baru dilakukan berbagai uji yang diperlukan. Kesulitan cara ini adalah tenggang waktu antara pengambilan sel dan hasil uji menjadi lebih lama dan dapat mempengaruhi keberhasilan penanaman blastosis.

4)          Perdebatan tentang status moral embrio berkisar tentang apakah embrio harus diperlakukan sebagai manusia atau sebagai sesuatu yang berpotensi sebagai manusia atau sebagai jaringan hidup seperti jaringan tubuh lainnya. Di sini perlu kejelasan antara apa yang dimaksud dengan hidup dan kehidupan. Sel tubuh manusia semuanya hidup tetapi apakah dapat dianggap sebagai kehidupan. Ditinjau dari sudut biologi tidak jelas apakah embrio yang hidup dapat dianggap sebagai kehidupan. Pandangan yang ’moderat’ menganggap bahwa suatu embrio berhak mendapat penghormatan sesuai dengan tingkat perkembangannya. Semakin tua umur embrio semakin tinggi pula tingkat penghormatan yang harus diberikan. Pandangan yang ’liberal’ menganggap embrio pada stadium blastosis hanya sebagai suatu ’gumpalan sel’ dan belum merupakan ’manusia’ sehingga dapat dipakai untuk penelitian termasuk untuk melakukan pengklonan untuk pengobatan (therapeutic cloning). Sebaliknya pandangan yang ’konservatif’ menganggap blastosis sebagai mahluk hidup.

5)         Materi biologi manusia yang diperoleh dari biopsi dan ekstirpasi selama pembedahan sudah lama dipakai untuk berbagai jenis penelitian demi kemajuan ilmu kedokteran dan kesejahteraan manusia. Hal itu dapat diterima oleh semua pihak sejauh donor tidak dirugikan dan memberi persetujuan (informed consent).

6)          Penggunaan stem cell yang berasal dari kadaver erat berhubungan dengan penerimaan masyarakat perihal abortus. Jika hal ini akan dilakukan maka diperlukan dua persetujuan, yaitu persetujuan untuk abortus dan persetujuan untuk menggunakan hasil abortus untuk penelitian. Kedua persetujuan itu harus diberikan terpisah dan penggunaan hasil abortus tidak boleh mempengaruhi keputusan untuk melakukan abortus dan sebaliknya.

7)          Penggunaan stem cell yang berasal dari surplus zigot pembuatan bayi tabung juga menimbulkan kontroversi. Pendapat yang moderat mengatakan ketimbang surplus zigot itu dibuang, sebaiknya dipakai saja untuk penelitian stem cell. Sebaliknya ada pula yang beranggapan sisa itu dipelihara sebaik mungkin sampai zigot itu mati sendiri. Jika zigot itu akan digunakan untuk penelitian stem cell, seperti pada penggunaan sisa abortus, perlu dua persetujuan, yaitu untuk melakukan fertilisasi in vitro dan untuk melakukan penelitian pada zigot yang tidak terpakai lagi.

8)          Upaya pembuatan ’embrio etis’ perlu kajian ilmiah dan etika yang lebih mendalam. Hal ini menyangkut juga definisi dari embrio.

9)          Salah satu cara untuk menghindari masalah etika penggunaan embrio manusia adalah dengan eksperimen pengklonan lintas spesies. Teknologi masih dikembangkan dan belum banyak kajian baik dari segi ilmiah maupun aspek etika masalah ini. Cara ini dapat disetujui jika tujuan adalah bukan untuk memperoleh organisme hibrida tetapi untuk untuk memperoleh stem cell blastosis yang akan terbentuk. Masalah ini perlu dibahas lebih lanjut karena bagi orang Islam misalnya apakah halal untuk menggunakan sel dari hewan seperti babi untuk memperoleh suatu klon?

10)    Manfaat bagi donor yang menghasilkan suatu galur stem cell. Donor harus mendapat manfaat dari hasil galur itu.

BAB III

PENUTUP

3.1   Simpulan

1.    Stem cell adalah sel yang belum terspesialisasi yang mempunyai kemampuan atau potensi untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel-sel yang spesifik yang membentuk berbagai jaringan tubuh.

2.    Penggolongan stem cell dapat dibedakan menjadi dua yaitu berdasarkan kemampuannya berdiferensiasi (totipotent, pluripotent, multipotent, dan unipotent) dan berdasarkan sumber asal selnya (embryonic stem cell, adult stem cell, dan fetal stem cell).

3.    Stem cell dapat diperoleh melalui teknik transplantasi, yaitu dapat berupa transplantasi autologus, transplantasi alogenik, dan transplantasi singenik. Berdasarkan sumbernya, transplantasi stem cell dapat dibedakan menjadi transplantasi sel induk dari sumsum tulang, transplantasi sel induk darah tepi dan transplantasi sel induk darah tali pusat.

4.    Stem cell dapat digunakan untuk keperluan terapi gen, mengetahui proses biologis, penemuan dan pengembangan obat baru, serta terapi sel berupa replacement therapy. Contoh penyakit yang dapat diobati dengan adanya stem cell adalah diabetes, skin replacement, Parkinson, dan jantung.

5.    Pada proses replikasi stem cell menggunakan 2 jenis sel induk yaitu sel induk embrional (embryonic stem cell)  dan sel induk dewasa (adult stem cells), dimana sel induk tersebut diambil dari sel tubuh manusia yang kemudian dikultur di laboratorium.

6.    Sepanjang penggunaaan stem sel selain didapatkan beberapa keuntungan terdapat pula beberapa dampak negatif penggunaannya. Kelebihan stem sel yaitu representatif, mudah didapatkan, dan dapat dimanfaatkan untuk menyembuhkan berbagai penyakit berbahaya karena mempunyai kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi berbagai sel sedangkan dampak negatifnya yaitu ada kemungkinan terkena penyakit genetis pada sel induk tali pusat dan secara kode etik penggunaannya masih kontroversial khususnya penggunaan stem sel embrionik.

7.    Penggunaan embriologi melanggar hak azasi manusia (HAM) dan merupakan tindakan yang menunjukkan berkurangnya penghormatan terhadap mahluk hidup. Isu bioetika dari penggunaan stem cell embryonic dimasyarakat menimbukan terjadinya pro dan kontra.

3.2   Saran

Adapun saran yang dapat kami sampaikan dalam makalah ini adalah sebagai berikut.

1.           Pengawasan dan pemberian sanksi yang tegas semestinya dilakukan oleh pemerintah kepada peneliti yang tidak bertanggung jawab dan menyalahgunakan penggunaan stem cell sehingga nantinya penelitian stem cell ini dapat digunakan sesuai keperluannya dan secara moral dapat dipertanggungjawabkan.

2.           Dalam pengklonan sel induk yang diambil dari manusia untuk stem cell diharapkan sesuai dengan kode etik atau bioetika yang berlaku di dunia kesehatan sehingga tidak menimbulkan kontroversi di masyarakat.

3.           Masyarakat diharapkan tidak membesar-besarkan isu terkait stem cell yang dipandang melanggar HAM, masyarakat harus mampu berpikir selektif  dan melihat penggunaan stem cell ini dari sisi positif.