Biologi Sel "SEL PUNCA"

SEL PUNCA

I.                   PENGERTIAN

Sel punca adalah sel yang belum terdiferensiasi dengan dua sifat dasar yaitu:

1.      Mempunyai kemampuan berdiferensiasi menjadi sel khusus yang matang (matur) misalnya sel saraf, sel otot jantung, sel darah, dll

2.       Mampu memperbaharui diri atau regenerasi

II.                JENIS- JENIS SEL PUNCA

a.      Berdasarkan potensinya :

1.      Totipotent

Merupakan Sel Punca yang dapat berdifferensiasi menjadi semua jenis sel

sel embrionik awal:

a.      Mampu membentuk berbagai jenis sel

b.      Mampu membentuk satu individu yang utuh

c.       Mampu membentuk sel-sel yang menyusun plasenta dan tali pusat

Contohnya zigot dan morula

2.       Pluripotent

Mrupakan Sel punca yang dapat berdifferensiasi menjadi 3 lapisan germinal yaitu ektoderm, mesoderm, dan endoderm tetapi tidak dapat menjadi jaringan ekstraembrionik contohnya plasenta dan tali pusat sel punca pluripotent ini tidak dapat berkembang menjadi 1 fetus yang utuh. Disebut juga dengan sel punca embrionik (embryonic stem cells)

3.       Multipotent

Merupakan sel punca yang dapat berdifferensiasi menjadi banyak jenis sel

hemopoetic stem cells yang terdapat pada sumsum tulang. Sel multipotent ini berdifferensiasi menjadi berbagai jenis sel yang terdapat dalam darah (eritrosit, lekosit dan trombosit) . pada neural stem cells  misalnya sel saraf dan sel glia.

4.      Unipoten

Merupakan Sel punca yang mampu berdifferensiasi menjadi hanya satu jenis sel lainnya dan dapat memperbaharui atau meregenerasi diri (self-regenerate/self renew) Contohnya erythroid progenitor cells yang hanya mampu berdifferensiasi menjadi sel darah merah

5.      Oligopotent

b.      Berdasarkan Asalnya :

1.      Sel Punca Embrio.

Sel yang diambil dari inner cell massa suatu kumpulan sel yang terletak di satu sisi blastokista embrio. Sel punca embrio berumur 5 hari terdiri dari 100 sel. Sel ini  dapat berkembang biak secara terus menerus media kultur optimal sel ini dapat diarahkan untuk berdifferensiasi menjadi berbagai sel yang terdifferensiasi seperti sel jantung, sel kulit, neuron, hepatosit dll selain itu juga dapat dipakai untuk transplantasi jaringan yang rusak. Contoh dari sel punca embrio ini adalah : sel-sel darah, sel-sel otot, sel-sel hati, sel-sel ginjal, dan sel-sel lainnya

Missal Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT) Salah satunya adalah Terapi kloning. Terapi cloning merupakan Suatu teknik yang bertujuan untuk menghindari resiko penolakan atau rejeksi inti sel telur donor dikeluarkan dan diganti dengan inti sel resipien Sel yang telah dimanipulasi ini kemudian akan membelah diri dan setelah menjadi blastokista maka inner cell massnya akan diambil sebagai embryonic stem cells

2.      Embryonic Germ Cell

Contohnya : sel germinal primodial dari janin 5-9 minggu.

3.      Sel Punca Fetal

Contohnya: Otak Janin.

4.      Sel Punca Dewasa.

Mempunyai 2 karakteristik:

a. sel induk hemotopoietik yaitu sel induk pembentuk darah

b. sel punca mesenkimal termasuk sel induk multipontensi yang dapat berdiferensiasi   menjadi sel-sel tulang, otot, ligamen, tendon,dan lemak.

5.   Sel punca kanker.

III.                FUNGSI SEL PUNCA

1.      Sistem perbaikan, untuk mengganti sel - sel tubuh yang telah rusak demi kelangsungan hidup organisme.

2.      Saat stem cell terbelah, sel yang baru mempunyai potensi untuk tetap menjadi sel punca / menjadi sel dari jenis lain dengan fungsi yang lebih khusus.

IV.             MEKANISME SEL PUNCA

Misal  Pengobatan stem cell pada kasus sirosis/pengerasan  hati prosesnya :

1.      Pengambilan sumsum tulang dari tubuh pasien.

2.      Pemisahan ,pemeliharaan, dan pengembangbiakan sel induk di luar tubuh.

V.                PENGGUNAAN KULTUR STEM CELLS

a.      Terapi gen pembawa transgen kedalam tubuh pasien^, pada sifat self renewing berupa pemberian stem cells yang mengandung transgen tak perlu dilakukan berulang-ulang. Dengan terapi gen dapat berdifferensiasi menjadi bermacam-macam sel sehingga transgen tersebut dapat menetap diberbagai  jaringan. Gunanya:

b.      Penelitian untuk mempelajari proses-proses biologis yang terjadi pada organisma melalui Pertumbuhan dan perkembangan organisma ,Pertumbuhan dan perkembangan kanker

c.       Penelitian untuk menemukan dan mengembangkan  obat-obat baru untuk mengetahui efek obat terhadap berbagai jaringan

VI.             TERAPI MENGGUNAKAN SEL PUNCA

Stem cell dapat hidup diluar tubuh manusia sepetri di cawan Petri. manipulasi pada stem cells ditransplantasikan ke dalam organ tubuh untuk menangani penyakit-penyakit tertentu tanpa mengganggu organ tubuh

1.      pengobatan leukimia.

Pengobatan dengan kemoterapi atau radiasi untuk menghancurkan sel-sel leukimianya. Setelah itu, akan dilakukan transplantasi sel-sel induk yang sehat melalui pembuluh darah besar. Sel darah baru berkembang dari sel induk yang ditransplantasikan. Sel-sel darah baru menggantikan yang dihancurkan oleh pengobatan. Transplantasi dilakukan di rumah sakit. Sel induk berasal dari diri pasien sendiri, kembar identik atau donor sel induk yang cocok. Sumbernya adalah darah ataupun dari sumsum tulang dan darah tali pusar. Dibutuhkan waktu bagi sel-sel induk yang ditransplantasikan untuk mulai menghasilkan sel darah yang sehat.

2.      Terapi sel punca pada hati

Untuk mengobati hati, sel punca diambil dari sumsum tulang atau sel darah. Pembiakan lalu dilakukan di luar tubuh (in vitro) kemudian dimasukkan kembali ke dalam tubuh melalui pembuluh arteri hati karena pembuluh ini adalah pemasuk nutrisi sehingga hasilnya lebih efektif Terapi ini dengan menyuntikan sel punca ke hati, sel ini bisa menuju ke jaringan yang rusak lalu berubah menjadi sel pembuluh hati atau organ hati. 

3.      Terapi sel punca pada jantung

Penderita penyakit jantung sering datang dalam kondisi sudah terjadi kerusakan irreverseble atau berada amat lanjut sehingga sulit diatasi walaupun dengan terapi obat-obatan atau juga tindakan operasi dan pemasangan stent. Salah satu kondisi ini adalah gagal jantung. Alternatif pengobatannya yaitu sel punca. Terapi ini tujuannya memperbaiki dan meregenerasi jaringan. Dengan demikian bukannya mengganti jantung yang rusak dengan jantung lain, tetapi diciptakan otot jantung baru, yang sehat, di jantung yang sudah sakit tersebut,

VII.          PENGGUNAAN STEM CELLS PADA BERBAGAI PENYAKIT

1.      Spinal cord injury

Cidera medula spinalis disertai demielinisasi menyebabkan hilangnya fungsi neuron  Remielinisasi dengan sel punca (stem cell) dapat mengembalikan fungsi yang hilang.Percobaan dengan sel punca embrionik (embryonic stem cells) tikus dapat menghasilkan oligodendrosit yang kemudian dapat menyebabkan remielinisasi akson yang rusak

2.      Stem Cells Pada Penyakit Stroke

Penelitian menggunakan mesenchymal stem cells (MSC) dari sumsum tulang autolog Penelitian ini didasarkan pada hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya .Mesenchymal stem cells diperoleh dari aspirasi sumsum tulang Setelah disuntikkan perifer MSC akan melintas sawar darah otak pada daerah otak yang rusak. Pemberian MSC intravenous mengurangi terjadinya apoptosis menyebabkan proliferasi sel endogen setelah terjadinya stroke

3.      Stem Cells Pada Infark Miokard

Bartinek  telah melakukan intracoronary infusion bone marrow stem cells otolog pada 22 pasien dengan AMI dan mendapatkan hasil yang baik. Penelitian terkini menunjukkan bukti awal bahwa adult stem cells dan embryonic stem cells dapat menggantikan sel otot jantung yang rusak dan memberikan pembuluh darah baru. Strauer et al mencangkok mononuclear bone marrow cell autolog ke dalam arteri yang menimbulkan infark pada saat PTCA 6 hari setelah infark miokard. Sepuluh pasien yang diberi stem cells area infarkya menjadi lebih kecil dan indeks volume stoke, left ventricular end systolic volume, kontraktilitas area infark dan perfusi miokard menunjukkan perbaikan dibandingkan dengan kelompok kontrol.

4.      Bioetika Stem Cell

Berkembangnya penelitian stem cell dan penggunaan stem cell dalam upaya untuk mengobati penyakit pada manusia akan mengakibatkan timbulnya masalah dalam hal etik Hal utama terkait dengan masalah etik adalah sumber stem cell tersebut.  Berbagai masalah etika yang perlu dipikirkan adalah Apakah penelitian embrio manusia secara moral dapat dipertanggung jawabkan Apakah penelitian embrio yang menyebabkan kematian embrio merupakan pelanggaran terhadap hak azasi manusia (HAM) dan berkurangnya penghormatan terhadap mahluk hidup .Apakah penyalahgunaan dapat diketahui dan dikendalikan Apakah penggunaan embrio sisa proses bayi tabung pada penelitian diperbolehkan. Apakah penelitian khusus membuat embrio untuk digunakan diperbolehkan Isu bioetika utama dalam penelitian dan penggunaan stem cell adalah penggunaan stem cell embrio terutama tentang sumber sel tersebut yaitu embrio hasil abortus, zigot sisa IVF dan hasil pengklonan. Pengklonan embrio manusia untuk memperoleh stem cell merupakan isu yang sangat menimbulkan kontroversi. Hal ini terkait dengan isu ”awal kehidupan” dan penghormatan terhadap kehidupan. pengkloninganan manusia yang ditentang oleh semua agama. Isu bioetika utama dalam penelitian dan penggunaan stem cell adalah penggunaan stem cell embrio terutama tentang sumber sel tersebut yaitu embrio Dalam proses pemanenan stem cell embrio terjadi kerusakan pada embrio dan menyebabkan embrio tersebut mati. Adanya anggapan bahwa embrio berstatus sama dengan manusia menyebabkan hal tersebut tidak dapat diterima Perdebatan yang cukup ramai adalah mengenai status moral embrio apakah embrio harus diperlakukan sebagai manusia atau sebagai sesuatu yang berpotensi untuk menjadi manusia atau sebagai jaringan hidup tubuh lainnya Lebih jauh lagi apakah embrio yang berkembang dianggap sebagai mahluk hidup. Penggunaan stem cell yang berasal dari surplus zigot pembuatan bayi tabung sendiri. juga menimbulkan kontroversi. Pendapat yang moderat mengatakan ketimbang surplus zigot itu dibuang, sebaiknya dipakai saja untuk penelitian. Sebaliknya ada juga yang berpendapat bahwa sisa itu harus dipelihara hingga zigot itu mati.

VIII.       TRANSPLANTASI SEL PUNCA

Transpalasi dapat berupa :

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

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

3.      transplantasi singenik(menggunakan sel induk dari saudara kembar identik.

IX.             JENIS-JENIS TRANSPLANTASI SEL PUNCA

1.      Transplantasi sel punca dari sumsum tulang (bone marrow transplantation)

2.      Transplantasi sel punca darah tepi (peripheral blood stem cell transplantation)

3.      Transplantasi sel induk darah tali pusat

Sumber:

¹⁰Liu S, Qu Y, Stewart TJ et al. Embryonic stem cells differentiate into oligodendrocyts and myelinated in culture and after spinal cord transplantation. PNAS 2000: 97(11):6126-6131

¹McNeish, J. (2004) Embryonic Stem Cells in Drug Discovery Nat. Rev. Drug Discov. 3, 70-80

²Davila, J.C., Cezar, G.G., Thiede, M., Strom, S., Miki, T., Trosko J. (2004) Use and Application of Stem Cells in Toxicology. Toxicol. Sci. 79, 214-223

⁹What are stem eclls? – CSA guide to discovery – http://www.csa.com/discovery guide/stem cell//overview.php

³Anatomy 101: Stem cell-Reeve Irvine Research Center- http/ www.reeve.uci.edu/anatomy/stem cells.php

⁷Therapeutic use of cell nuclear replacement: Therapeutic cloning-Research in focus- MRC (Medical Research Council)

³The stem Cell- Stem cell information- The Official national Institute of Health Resource for Stem Cell Research 

⁵Stem Cells-Wikipdia- http://en.wikipedia.org/wiki/stem cell

Biologi Sel "SIKLUS SEL DAN BENIH"

SIKLUS SEL DAN BENIH

Siklus sel  Adalah suatu proses pertumbuhan  reproduksi dan perbaikan sel secara teratur untuk berduplikasi (menggandakan diri) dan menurunkan informasi  genetik dari satu generasi sel. Pada banyak sel pembelahan sel ini hanya terjadi pada periode  pertumbuhan sesudah terspesialisasi  fungsinya akan hilang. Pada  organisme uniseluler pembelahan sel merupakan  cara untuk berkembang biak  yg disebut fisi biner artinya pembagian menjadi separuhnya /setengah kromosom tunggal

Siklus sel  yang umum berkisar antara 1-24 jam tergantung dari jenis sel , usia dan kondisi. Siklus sel dibedakan atas 2 fase:

1. Interfase

2. Mitosis  (M)

Interfase terbagi atas  fase G1, fase S, fase G2. Mitosis (M) dibagi atas Profase, Metafase, Anafase dan Telofase. Meiosis  dibedakan atas meiosis I dan meiosis II Bila pada fase G2 replikasi belum selesai  maka fase ini diperpanjang  atau faktor lingkungan tidak menyokong  Fase G1 bisa memanjang kalau selnya rusak harus diperbaiki dulu Fase S juga bisa memanjang bila replikasi DNA belum selesai.

Siklus sel adalah proses duplikasi dari satu sel menjadi 2 sel yang sama  disini terjadi tranmisi/ perpindahan dan penerusan . Supaya tidak berubah maka DNA harus direplikasi akurat . Untuk mengetahui apakah suatu fase telah selesai  dan dapat dilanjutkan ke fase berikutnya  yaitu adanya check point. Karena siklus sel berjalan satu arah dan tidak bisa kembali lagi

Check point yang paling penting adalah start check point karena sel bila sudah masuk fase G1 ke S tidak bisa kembali lagi atau mati Restriction point (titikR) garis yg harus dilalui 3 check point ,

1 .G1 check point, G1 check point  yaitu pada akhir G1 , sesudah melewati titik R disini sel menjadi independen terhadap mitogen kemudian memasuki fase S

 2. G2 check point, G2  cdiheck point mulai pada awal mitosis

3. M check point, M check point  terjadi pada fase mitosis

Bila check point rusak atau tidak ada  dapat mengakibatkan penggandaan sel yg berulang –ulang (endoreduplikasi) sehingga sel anakan bukan 2n tapi 4n bahkan 8n  Jadi check point diperlukan  supaya sel berjalan normal .

Go adalah sel yang berada pada fase G1 yang lama . Pada fase ini sel tetap menjalankan fungsi metabolismenya  dengan aktif tetapi tidak lagi melakukan proliferasi secara  aktif.Sel yg berada pada fase Go dapat memasuki siklus sel kembali atau tetap pada fase Go sehingga terjadi apoptosis  Pada umumnya sel pada orang  dewasa berada pada fase Go dan dapat masuk kembali pada G1 oleh stimulus seperti perubahan kepadatan sel, mitogen, nutrisi  atau faktor pertumbuhan

Siklus sel diatur oleh 2 macam protein

1. CDK (cyclin dependent  protein kinase )

2. Cyclin

Cyclin + CDK membentuk komplek CDK cyclin yg  mengontrol  fosforilase  protein target tertentu  dalam siklus sel, Yaitu Cyclin mitotik (cyclin B)  berikatan dengan CDK  selama G2 diperlukan untuk masuk fase M. Komplek  cyclin B dengan CDK membentuk MPF (maturation promoting faktor). Cyclin G1+CDK  diperlukan untuk masuk fase S. Cyclin S  diperlukan untuk inisiasi replikasi DNA

Pengaturan sel  dengan cara fosforilasi dan defosforilasi MPF

Faktor yg mempengaruhi siklus sel

1. Mitogen 

 2. Faktor tumbuh

 3. Survival fakto

memungkinkan sel lulus hidup dan mencegah apoptosis . Dalam kondisi normal apoptosis itu seimbang dengan proliferasi sel. Bila sistem pengontrolan siklus sel terganggu  sel tidak keluar dari siklus ,tetap berdiferensiasi  sehingga proliferasi sel terus menerus akibatnya terbentuk kanker.Kromosom selama siklus sel  Pada fase G1 kromosom

SEL KANKER (neoplasma ganas)

Merupakan penyakit yang ditandai dengan kelainan siklus sel yang menimbulkan kemampuan sel untuk:

1.       Tumbuh tidak terkendali

2.       Tidak mengalami kematian terprogram/ apoptosis

3.       Menyerang jaringan biologis di sekitarnya

4.       Bermigrasi ke jaringan tubuh yang lain

Faktor penyebab kanker:

1.       Faktor keturunan

2.       Faktor Lingkungan

3.       Faktor Makanan yang mengandung bahan kimia

4.       Virus

5.       Infeksi

6.       Faktor perilaku

7.       Gangguan keseimbangan hormonal

8.       Faktor kejiwaan, emosional

Katagori kanker:

1.       Karsinoma : kanker jaringan epitel

2.       Limfoma : kanker jaringan limfe

3.       Sarkoma : kanker jaringan ikat,termasuk sel-sel yang yang ditemukan di otot dan tulang

4.       Glioma : kanker sel-sel glia / penunjang di susunan saraf pusat

5.       Karsinoma in situ : sel epitel abnormal di daerah tertentu

Mekanisme pertumbuhan kanker

dalam kanker dikenal istilah yang namanya karsinogenesis. Karsinogenesis merupakan proses perubahan menjadi kanker, proses ini melalui 2 tahap :

1.       tahap inisiasi:zat penimbul kanker mulai beraktivitas mengubah susunan DNA fungsional.Akibat aktivitas ini maka terjadilah  yang namanya mutasi gen.Gen yang berfungsi untuk menekan dan menahan pertumbuhan tumor(P53) mengalami perubahan dan tidak berfungsi lagi.

2.       tahap promosi:terdapat 3 proses,1.floriferasi 2.metastasis 3.neoangiogenesis. Floriferasi:fase sel mengalami pengulangan siklus sel tanpa hambatan dan secara kontinus terus mengulang. Metastasis merupakan indikasi bahwa host pertahanan mekanisme pasien kanker telah gagal untuk memblokir dan mengatasi penyebaran sel kanker. Neoangiogenesis merupakan pembentukan pembuluh darah baru yang tidak dibutuhkan oleh tubuh .Dengan demikian sempurnalah sel kanker.

Pencegahan kanker

1.       Menghindari merokok

2.       Makanan yang kaya buah dan sayuran serta rendah lemak

3.       menghindari penyakit menular seksual

4.       uji penapisan secara dini

5.       deteksi dini kanker yang sudah ada

Perbedaan tumor dan kanker

Tumor sebenarnya adalah pembengkakkan yang disebabkan oleh adanya inflamasi atau peradangan dan pertumbuhan jaringan yang abnormal di dalam tubuh. Tipe tumor berdasarkan pertumbuhannya dapat dibedakan menjadi tumor ganas (malignant tumor) dan tumor jinak (beningtumor). Tumor ganas ini sering juga disebut dengan bersifat Kanker. Tetapi kemungkinan tumor jinak menjadi ganas bisa saja tapi sangat jarang terjadi, biasanya pada Tumor yang sudah terlalu lama dan besar.Jadi intinya tidak semua tumor itu adalah kanker.

Sumber:

Anonim. 2012. available http://www.cancerhelps.com/penyebab-kanker.htm

J.corwin, Elizabeth. Patofisiologi . Jakarta : penerbit buku kedokteran EGC. 86-106