Sel Punca Mesenkim Manusia (HMSC)

Sel punca mesenkim (MSC ) adalah sel stroma yang ditandai dengan pembaruan diri dan kemampuannya yang luar biasa untuk berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel. Hal ini menjadikannya alat yang berharga dalam pengobatan regeneratif, pengujian obat, dan penelitian penyakit. Sel-sel ini biasanya diperoleh dari berbagai jaringan seperti tali pusat, sumsum tulang, dan jaringan adiposa. Namun, sumber-sumber baru seperti darah menstruasi dan endometrium juga telah ditemukan. Sumber-sumber ini disukai karena aksesibilitas dan potensi aplikasi klinisnya [1]

Artikel ini akan menjelaskan karakteristik umum sel punca mesenkimal, jenis, dan aplikasi potensial dalam penelitian. Terutama, ini akan membahas:

  1. 1. Atribut umum sel punca mesenkim
  2. 2. Informasi kultur sel punca mesenkimal
  3. 3. Berbagai jenis sel punca mesenkim dan fitur-fiturnya yang menonjol
    1. 3.1 Sel punca mesenkim yang berasal dari adiposa
    2. 3.2 Sel punca mesenkimal yang berasal dari sumsum tulang
    3. 3.3 Sel punca mesenkimal yang berasal dari tali pusat
  4. 4. Aplikasi penelitian sel punca mesenkim

1. Atribut umum sel punca mesenkim

Bagian ini akan membahas sifat-sifat umum sel punca mesenkim, yang meliputi:

  • Multipotensi

    MSC adalah sel punca yang multipoten. Sel punca ini memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel, sehingga menjadikannya alat penelitian yang berharga untuk pengobatan regeneratif.

  • Pembaharuan diri

    Seperti sel punca lainnya, sel punca mesenkim memiliki kemampuan memperbaharui diri, sehingga mempertahankan sumber sel punca yang stabil untuk waktu yang lama.

  • Potensi imunomodulator

    MSC memberikan efek imunomodulator dan dengan demikian digunakan untuk mengobati berbagai penyakit autoimun.

  • Imunogenisitas

    Umumnya, MSC memiliki tingkat imunogenisitas yang rendah, sehingga mengurangi risiko penolakan kekebalan tubuh dalam transplantasi. Namun, hal ini dapat bervariasi dari satu jenis ke jenis lainnya.

  • Ketersediaan dan aksesibilitas

    MSC dapat diisolasi dari berbagai jaringan, termasuk sumsum tulang, jaringan adiposa, dan jaringan tali pusat, sehingga mudah tersedia untuk penelitian dan aplikasi terapeutik.

2. Informasi kultur sel punca mesenkim

Untuk mengelola dan menangani kultur sel punca mesenkimal secara efektif, Anda harus memiliki pemahaman yang komprehensif tentang informasi kultur sel MSC berikut ini. Pengetahuan ini tidak akan meringankan pekerjaan Anda, tetapi akan mempercepat kemajuan kegiatan penelitian Anda.

Poin-poin Penting untuk Kultur Sel Punca Mesenkim

Waktu Penggandaan:

Waktu penggandaan populasi bervariasi di antara berbagai jenis MSC. Ini dapat berkisar antara 15,8 hingga 41. 9 jam [2].

Patuh atau dalam Suspensi:

Sel punca mesenkim bersifat patuh.

Kepadatan penyemaian:

Kepadatan penyemaian sel yang direkomendasikan untuk MSC dijaga antara 1 hingga 3 x104 sel/cm2. Untuk penyemaian, sel dibilas dengan 1 x PBS (phosphate buffer saline) dan diinkubasi dengan accutase (larutan passaging) selama kurang lebih 10 menit pada suhu ruang. Setelah pelepasan sel, media ditambahkan, dan sel disentrifugasi. Setelah itu, pelet sel diresuspensi dengan hati-hati, dan sel disalurkan ke dalam labu kultur baru yang berisi media kultur segar.

Media Pertumbuhan:

Media Alpha MEM yang mengandung 0,1 ng / ml bFGF (Faktor pertumbuhan fibroblast dasar), 2,0 mM Glutamin stabil, Ribonukleosida, Deoksiribonukleosida, 1,0 mM Natrium piruvat, dan 2,2 g / L NaHCO3 digunakan untuk menumbuhkan sel induk mesenkim. Media harus diganti setiap 2 hingga 3 hari.

Kondisi Pertumbuhan:

Kultur sel punca mesenkim disimpan dalam inkubator yang dilembabkan pada suhu 37ºC dan 5% CO2.

Penyimpanan:

Sel punca mesenkimal dapat disimpan dalam fase uap nitrogen cair atau pada suhu di bawah -150°C untuk jangka panjang.

Proses dan Media Pembekuan:

Media pembekuan CM-1 atau CM-ACF digunakan untuk menyimpan sel punca mesenkimal. Proses pembekuan yang lambat umumnya diadaptasi, hanya memungkinkan penurunan suhu 1°C per menit. Hal ini melindungi kelangsungan hidup sel.

Proses Pencairan:

MSC beku sedikit direndam dalam penangas air yang telah diatur sebelumnya pada suhu 37°C selama kurang lebih 60 detik. Setelah itu, media kultur segar ditambahkan, sel diresuspensi dan disentrifugasi. Langkah ini menghilangkan komponen media yang membeku dari sel. Pelet sel yang diperoleh kemudian ditambahkan ke media pertumbuhan, dan sel disalurkan ke dalam labu baru untuk dikultur.

Tingkat Keamanan Hayati:

Keamanan hayati satu laboratorium diperlukan untuk menangani dan memelihara kultur sel punca mesenkim.

3. Berbagai jenis sel punca mesenkim dan fitur-fiturnya yang menonjol

Ada banyak jenis sel punca mesenkimal berdasarkan sumbernya. Tiga jenis MSC utama dibahas dalam bagian artikel ini.

3.1 Sel punca mesenkimal yang berasal dari adiposa

  • Sel punca mesenkimal yang berasal dari adiposa (AD-MSC) adalah jenis sel punca mesenkimal yang diekstrak dari adiposa atau jaringan lemak.
  • Sel ini banyak terdapat dalam jaringan adiposa, dan prosedur ekstraksinya relatif mudah melalui prosedur invasif minimal yang disebut sedot lemak.
  • Sel-sel ini cenderung tidak menimbulkan respons imun setelah transplantasi alogenik.
  • Sel-sel ini menunjukkan potensi adipogenik yang kuat, yang berarti memiliki kecenderungan diferensiasi yang tinggi menjadi adiposit (sel lemak) dibandingkan dengan jenis sel punca mesenkim lainnya.

Sel jaringan adiposa mesenkim manusia (HMSC.AD) pada perbesaran 10x dalam medium kultur sel MSC-2, dan medium diferensiasi adipogenik yang diwarnai dengan Oil-Red-O, yang menyoroti trigliserida sebagai penanda adiposit.

3.2 Sel punca mesenkim yang berasal dari sumsum tulang

  • Sel punca mesenkimal yang berasal dari sumsum tulang (BM-MSC) dipanen dari sumsum tulang, biasanya diambil dari tulang pinggul dan paha. Sel-sel non-hematopoietik ini ditemukan pada tahun 1970 oleh AJ Friedenstein.
  • Prosedur ekstraksi untuk BM-MSC menyakitkan dan lebih invasif, misalnya aspirasi sumsum tulang.
  • Transplantasi sel punca mesenkimal sumsum tulang membutuhkan kecocokan dengan penerima untuk mengurangi risiko penolakan kekebalan tubuh.
  • BM-MSC memiliki potensi osteogenik. Mereka memiliki kecenderungan yang lebih kuat untuk berdiferensiasi menjadi osteosit, sel-sel tulang.

Pada perbesaran 40x, sel yang mengalami diferensiasi osteogenik dengan pewarnaan Alizarin-Red-S untuk memvisualisasikan deposit kalsium, dan pada perbesaran yang sama, sel yang mengalami diferensiasi adipogenik diwarnai dengan Oil-Red-O.

3.3 Sel punca mesenkim yang berasal dari tali pusat

  • Sel punca yang berasal dari tali pusat (UC-MSC) diperoleh dari jaringan tali pusat.
  • Jaringan tali pusat mudah diakses untuk ekstraksi sel punca setelah melahirkan.
  • Seperti BM-MSC, sel punca tali pusat juga memerlukan pencocokan HLA donor-penerima untuk transplantasi guna menghindari respons imun.
  • Sel punca tali pusat menunjukkan kecenderungan yang lebih tinggi untuk diferensiasi saraf dan, dengan demikian, merupakan alat penelitian yang berharga untuk penelitian neurologis.

4. Aplikasi penelitian sel punca mesenkim

Sel punca mesenkimal (MSC) banyak digunakan dalam penelitian biomedis karena potensi terapeutiknya yang signifikan. Beberapa aplikasi yang menjanjikan dari berbagai jenis MSC disebutkan dalam bagian ini.

  • Penelitian pengobatan regeneratif: Sel punca mesenkim adalah sel multipoten; mereka memiliki potensi untuk berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel seperti tulang rawan, tulang, otot, dan sel lemak. Oleh karena itu, mereka diberikan sebagai obat regeneratif untuk memperbaiki dan mengganti jaringan yang terluka atau rusak. Aplikasi regeneratif MSC terutama diamati pada cedera kulit, tulang, dan muskuloskeletal. Sebagai contoh, sebuah penelitian yang dilakukan oleh Helena Debiazi Zomer dan rekan-rekannya pada tahun 2020 menemukan bahwa sel punca mesenkim yang berasal dari jaringan adiposa (AD-MSC) mampu mempercepat penyembuhan luka kulit pada model tikus. Sel-sel ini merangsang angiogenesis dan pembentukan kembali matriks ekstraseluler untuk menghasilkan bekas luka dengan kualitas yang lebih baik yang menyerupai kulit normal yang sehat daripada kelompok kontrol [3]. Penelitian juga telah mengamati sifat perbaikan cacat tulang dari sel punca mesenkim yang berasal dari tali pusat. Mereka memberikan efek perbaikan dengan mendorong angiogenesis, osteoklastogenesis, dan mobilisasi MSC inang atau berdiferensiasi menjadi sel mirip osteoblas [4].
  • Penyakit/gangguan sistem imun: Sel punca mesenkim memberikan efek imunomodulator. Mereka cenderung mengatur respons imun dan mengurangi peradangan. Oleh karena itu, mereka digunakan untuk mengobati penyakit autoimun, yaitu rheumatoid arthritis, multiple sclerosis, penyakit radang usus, dll. Untuk sebuah penelitian yang mengeksplorasi efek imunomodulator sel punca mesenkimal yang berasal dari sumsum tulang pada sel T darah tepi yang diekstraksi dari pasien artritis reumatoid. Sel BM-MSC memberikan efek penghambatan pada sel T dan menekan sitokin yang terlibat dalam fisiopatologi artritis reumatoid [5].
  • Penelitian Neurologis dan Kardiovaskular: MSC memiliki potensi yang signifikan untuk aplikasi penelitian neurologis dan kardiovaskular. MSC digunakan untuk mengobati beberapa gangguan neurodegeneratif, termasuk penyakit Parkinson dan Alzheimer. Selain itu, MSC juga digunakan dalam pengobatan penyakit kardiovaskular karena MSC dapat memperbaiki jaringan jantung yang rusak atau terluka setelah terjadinya serangan jantung. Selain itu, MSC juga mendorong angiogenesis sehingga sangat berharga dalam penelitian kardiovaskular. Sebuah penelitian mengeksplorasi potensi terapeutik sel punca mesenkimal yang berasal dari adiposa dan sumsum tulang dalam model infark miokard akut (MI). Studi tersebut menemukan bahwa kedua sumber tersebut sama-sama bermanfaat dalam meregenerasi jaringan jantung dan mengurangi fibrosis [6]. Menariknya, penelitian yang dilakukan pada tahun 2022 menemukan bahwa sel punca mesenkim yang berasal dari tali pusat manusia (UC-MSC) memberikan efek pelindung saraf pada model tikus penyakit Parkinson melalui pengaturan mikroorganisme usus. Model tikus menunjukkan peningkatan fungsi alat gerak setelah transplantasi UC-MSC intranasal [7].

Referensi

  1. Ding, D.C., W.C. Shyu, dan S.Z. Lin, Sel punca mesenkim. Transplantasi Sel, 2011. 20(1): p. 5-14.
  2. Zhan, X.-S., dkk., Studi perbandingan karakteristik biologis dan profil transkriptom sel punca mesenkimal dari jaringan anjing yang berbeda. Jurnal internasional ilmu molekuler, 2019. 20(6): p. 1485.
  3. Zomer, HD, dkk., Sel stroma mesenkim dari jaringan kulit dan adiposa menginduksi polarisasi makrofag ke fenotipe pro-perbaikan dan meningkatkan penyembuhan luka kulit. Sitoterapi, 2020. 22(5): p. 247-260.
  4. Kosinski, M., dkk., Perbaikan cacat tulang menggunakan pengganti tulang yang didukung oleh sel punca mesenkim yang berasal dari tali pusat. Stem Cells International, 2020. 2020.
  5. Pedrosa, M., dkk., Efek imunomodulator sel punca/stem mesenkimal yang berasal dari sumsum tulang manusia terhadap sel T darah tepi dari pasien artritis reumatoid. Jurnal Rekayasa Jaringan dan Pengobatan Regeneratif, 2020. 14(1): p. 16-28.
  6. Omar, A.M., dkk., Studi Perbandingan Potensi Terapi Sel Punca Mesenkimal yang Berasal dari Jaringan Adiposa dan Sumsum Tulang pada Model Infark Miokard Akut. Oman Med J, 2019. 34(6): p. 534-543.
  7. Sun, Z., dkk., Sel punca mesenkim tali pusat manusia meningkatkan fungsi lokomotor pada model tikus penyakit Parkinson melalui pengaturan mikroorganisme usus. Perbatasan dalam Biologi Sel dan Perkembangan, 2022. 9: p. 808905.

Kami telah mendeteksi bahwa Anda berada di negara lain atau menggunakan bahasa peramban yang berbeda dari yang dipilih saat ini. Apakah Anda ingin menerima pengaturan yang disarankan?

Tutup