Sel Induk (Sel Stem)

I. PENDAHULUAN

Stem Cell, jenis sel yang bisa membuat sel apapun yang dibutuhkan untuk membangun organisme. Ketika sel punca terbagi, satu sel baru yang hasilnya bisa tetap menjadi sel induk sementara sel baru lainnya menjadi sel biasa dengan fungsi tertentu dalam organisme. Terkadang sel punca yang membelah menghasilkan dua sel induk yang identik. Dengan kedua proses tersebut, sel punca dapat memperbaharui diri mereka tanpa batas waktu. Sebaliknya, sel biasa hanya bisa membuat salinan dirinya sendiri saat mereka membagi dan hanya bisa membagi beberapa kali. Terkadang sel punca bisa terbagi menjadi dua sel biasa, tidak menghasilkan sel punca lagi. Kemampuan sel induk untuk memproduksi sel baru tipe spesifik sangat diminati oleh ilmu kedokteran.

Peneliti medis dan ilmuwan lainnya mempelajari sel induk untuk memahami proses dasar dalam perkembangan dan penyakit sel. Sifat khusus sel punca membuat alat medis berpotensi kuat yang dapat memperbaiki atau mengganti jaringan atau organ yang sakit atau terluka pada manusia. Penelitian biasanya dilakukan dengan sel induk dari tikus atau dari manusia. Studi atau penggunaan sel induk yang berasal dari embrio manusia telah menyebabkan kontroversi.

  II. JENIS-JENIS SEL STEM

Dua jenis dasar sel induk terjadi pada manusia dan hewan: sel induk embrionik dan sel induk dewasa. Sel induk embrionik memiliki potensi untuk berkembang menjadi organ atau jenis jaringan dalam tubuh. Properti ini disebut pluripotency. Sel batang embrio ada pada embrio yang berkembang sepenuhnya untuk jangka waktu terbatas (sekitar tiga minggu). Namun, sel induk embrionik yang diproduksi dalam kondisi laboratorium terus membelah dan dapat dipertahankan hampir tanpa batas waktu dalam budaya nutrisi.

Sel induk dewasa, yang juga disebut sel induk somatik, ditemukan pada manusia dan hewan setelah lahir dan tetap aktif dalam tubuh sepanjang masa. Sel induk dewasa hanya bisa berubah menjadi jenis sel khusus tertentu. Berbagai jenis sel punca dewasa bertindak sebagai sistem perbaikan dan mampu mengganti sel seperti sel darah, sel tulang, atau sel saraf tertentu di dalam tubuh. Periset terus menemukan jenis sel induk dewasa baru di berbagai bagian tubuh dan telah menemukan bahwa sel induk darah berasal dari plasenta. Pada manusia dan hewan yang hidup, perkembangan sel induk dewasa tampaknya dipengaruhi oleh ceruk atau lingkungan mikro mereka di dalam tubuh, yang membatasi keberadaannya. Beberapa kemajuan telah dilakukan dalam memprogram ulang sel induk dewasa di laboratorium untuk bertindak lebih mirip sel induk embrionik dan menghasilkan lebih banyak jenis sel. Budaya sel induk dewasa sulit dipertahankan di laboratorium.

Jenis sel punca lainnya terkait dengan sel induk embrionik atau dewasa tetapi memiliki sifat yang berbeda. Sel induk janin mirip dengan sel induk embrionik dan terjadi pada janin yang sedang berkembang. Sel punca induk atau neonatal ditemukan di tali pusar saat lahir dan serupa dengan jenis sel induk dewasa tertentu namun kurang matang.

Sel induk kanker ditemukan di beberapa tumor dan beberapa kanker darah (lihat Leukemia), dan tampaknya menjadi faktor dalam membuat kanker tersebut tumbuh. Serupa dengan sel induk dewasa normal, sel induk kanker dapat membelah untuk menghasilkan sel induk kanker baru dan jenis sel kanker tertentu.

  III. SUMBER STEM SEL

Untuk mengeksplorasi potensi penggunaan sel induk, para ilmuwan perlu memproduksi sel induk. Garis-garis ini adalah koloni sel induk yang tumbuh dan meniru diri mereka sendiri dalam budaya - yaitu, dalam zat gizi khusus di piring laboratorium. Garis sel induk menyediakan ilmuwan dengan persediaan bahan yang hampir tak ada habisnya untuk dijelajahi dan diuji. Sel induk, bagaimanapun, tampaknya kehilangan beberapa kemampuan mereka untuk membuat sel yang luas seiring bertambahnya usia. Dengan kata lain, sel induk yang lebih tua mungkin tidak serbaguna seperti yang lebih muda. Pengecualian tampaknya menjadi sel induk dewasa yang berasal dari sumsum tulang, yang mempertahankan kemampuan mereka untuk berubah menjadi tipe sel apapun. Akibatnya, sel induk dewasa dari sumsum tulang dan sel induk paling awal - yang ditemukan dalam embrio - dapat memberi alat paling ampuh untuk digunakan dalam perawatan medis.

Para ilmuwan sedang menyelidiki dua pendekatan utama untuk menggunakan sel induk dalam pengobatan. Pendekatan pertama melibatkan pengembangan sel punca yang bisa ditransplantasikan untuk memerangi penyakit tertentu. Misalnya, seseorang dengan penyakit hati mungkin menerima dosis sel induk hati. Suatu hari, rejimen medis biasa bahkan mungkin termasuk dosis sel induk sesekali, seperti suntikan booster, untuk menjaga agar tubuh tidak sesuai untuk melawan penyakit dan kerusakan jaringan. Pendekatan kedua melibatkan belajar menggunakan persediaan sel induk tubuh. Mungkin toko sel ini bisa dinyalakan atau dimatikan seperlunya untuk membantu tubuh mempertahankan diri terhadap masalah kesehatan.

  IV. MENGHADAPI PENGGUNAAN SEL STEM

Meskipun ada janji sel induk, penelitian yang menggunakan sel induk manusia telah menimbulkan banyak kontroversi di Amerika Serikat dan di beberapa bagian dunia lainnya. Kontroversi ini terutama seputar penggunaan sel induk yang berasal dari embrio manusia, khususnya embrio yang tertinggal dari perawatan infertilitas. Selama pengobatan yang dikenal sebagai fertilisasi in vitro, telur yang telah dikeluarkan dari ovarium wanita ditempatkan di piring laboratorium dengan sperma laki-laki. Dalam beberapa kasus, lebih dari satu telur menjadi terbuahi, menciptakan embrio tambahan. Sel induk embrio berasal dari embrio pada tahap awal, kira-kira saat embrio menempel pada dinding rahim.

Penggunaan sel induk embrionik manusia dalam penelitian medis menimbulkan pertanyaan mendasar: Apakah sel-sel ini berasal dari jaringan manusia atau dari manusia? Beberapa orang menentang penggunaan apapun, termasuk sel punca, dari embrio yang layak (mampu tumbuh). Bagi orang-orang yang mengambil posisi filosofis ini, penelitian sel punca melibatkan penghancuran kehidupan manusia. Sudut pandang yang berlawanan menyatakan bahwa embrio ini tidak akan pernah berkembang menjadi manusia, karena keduanya akan dibuang atau dibekukan di laboratorium untuk penelitian selanjutnya. Akibatnya, beberapa orang berpendapat bahwa bahan ini harus digunakan dengan cara apa pun yang bisa memperbaiki kehidupan manusia.

Beberapa orang yang menentang penggunaan sel induk embrionik menunjukkan bahwa peneliti ilmiah dapat mengandalkan sumber lain. Berbagai jaringan tubuh - termasuk sumsum tulang dan darah dari tali pusar - dapat menyediakan sel induk dewasa. Namun, sel induk dewasa tidak sama dengan sel embrio dalam fleksibilitasnya dan karenanya berpotensi mengobati penyakit manusia.

  V. PENELITIAN MEDIS

Pada tahun 1981 ilmuwan pertama kali mengembangkan budaya sel induk dari embrio tikus. Meskipun pencapaian tersebut menandai dimulainya penelitian ekstensif, pertumbuhan sel induk manusia di laboratorium tetap menjadi tujuan yang sulit dipahami sampai tahun 1998. Pada tahun tersebut dua tim peneliti secara independen mengumumkan bahwa mereka telah mengisolasi dan menumbuhkan sel induk manusia. Tim tersebut dipimpin oleh ahli biologi John Gearhart di Johns Hopkins University dan James Thomson di University of Wisconsin di Madison.

Selama akhir 1990-an para ilmuwan menemukan banyak karakteristik sel punca. Mungkin yang paling menarik, berbagai peneliti menunjukkan bahwa bahkan sel induk matang dari satu jaringan - darah, misalnya - dapat menciptakan sel dari jenis jaringan lain, seperti neuron (sel saraf) untuk otak. Dalam beberapa hasil yang paling menarik, peneliti Fred Gage di Salk Institute for Biological Studies menunjukkan bahwa otak manusia dewasa dapat menciptakan neuron baru. Sebelum penemuan Gage, ahli neurobiologi berasumsi bahwa otak kita tidak menciptakan sel baru setelah kelahiran. Agaknya, kapasitas untuk pembuatan neuron yang berkelanjutan berasal dari sel induk. Selain itu, Gage dan rekan-rekannya menemukan bahwa lingkungan yang menstimulasi mental atau bahkan olahraga dapat meningkatkan pembentukan neuron di otak.

Profesi medis menggunakan sel induk dewasa untuk mengobati penyakit jauh sebelum ada yang mengisolasi satu. Pada tahun 1968, para ilmuwan melakukan transplantasi sumsum tulang pertama yang sukses, sebuah prosedur di mana seorang pasien menerima infus sel sumsum tulang yang sehat. Tujuan dari transplantasi tersebut adalah untuk mengembalikan kemampuan pembuatan darah dari sumsum tulang pasien yang berpenyakit setelah kemoterapi yang sangat kuat telah menghancurkan sumsum tulang itu. Sejak awal peneliti menduga sel punca di sumsum tulang yang diresapi membuat teknik ini bekerja. Transplantasi sumsum tulang sekarang merupakan terapi standar untuk kanker tertentu, seperti leukemia dan limfoma, dan untuk penyakit darah dan tulang lainnya. Terapi sel induk lainnya dalam penggunaan saat ini melibatkan sel induk darah yang diisolasi dari darah yang ditarik dan diambil dari tali pusar. Lihat juga Transplantasi Medis.

Pada awal abad ke-21, periset belum mengembangkan perawatan medis yang bergantung pada sel induk yang terisolasi yang tumbuh dalam budaya. Karena kemampuan mereka untuk memperbaiki kerusakan jaringan, sel induk dapat menjadi titik awal terapi untuk berbagai kondisi medis, termasuk penyakit Alzheimer, yang merusak sel otak, terutama yang berkaitan dengan memori, dan penyakit Parkinson, yang merusak saraf yang mengendalikannya. otot-ototnya. Penyakit lain, seperti diabetes, penyakit jantung, dan leukemia, mungkin juga diobati dengan sel induk untuk mengganti atau memperbaiki sel, jaringan, atau sel yang rusak, berpenyakit, atau hilang.

  VI. PENELITIAN PEMERINTAH DAN STEM CELL

Setelah isolasi sel induk, kontroversi yang berkembang selama penggunaannya segera melibatkan pemerintah Amerika Serikat, yang mendanai banyak penelitian medis di negara tersebut. Pada bulan November 1998 Presiden Bill Clinton meminta Komisi Penasehat Bioetika Nasional, sebuah komite penasihat yang ditunjuk oleh presiden, untuk menyelidiki masalah medis dan etika di balik penelitian sel induk. Komisi tersebut mendorong pendanaan federal untuk penelitian tentang sel induk embrionik, selama sel-sel ini berasal dari jaringan janin mati atau dari embrio yang tetap ada setelah perawatan infertilitas. Namun, pendapat yang berbeda menghalangi komitmen pemerintah untuk mendanai penelitian di bidang ini.

Pada bulan Agustus 2001 Presiden George W. Bush mengumumkan sebuah posisi pemerintahan baru: Pendanaan federal akan tersedia untuk penelitian sel induk, namun hanya untuk penelitian tentang jalur sel induk yang ada. Dengan kata lain, sel induk yang sudah ada dalam budaya dapat digunakan dalam proyek yang didanai pemerintah federal, namun para ilmuwan tidak dapat mengisolasi sumber tambahan sel punca. Peneliti dapat memilih untuk mematuhi panduan ini atau mengandalkan dana pribadi.

Kepala Dewan Bush tentang Bioetika mengatakan bahwa kloning embrio secara moral salah karena embrio hancur dalam proses penggalian sel induk, perempuan dapat dieksploitasi sebagai donor telur, dan tekniknya dapat menyebabkan kloning manusia. Pada tahun 2006 Bush memveto sebuah RUU untuk memungkinkan pendanaan federal meningkat untuk penelitian tentang embrio yang telah dibuang oleh klinik kesuburan. RUU itu telah disahkan oleh Kongres. Di bawah pemerintahan Bush, kebijakan pemerintah A.S. menyamakan penghancuran sebuah embrio dengan penghancuran kehidupan manusia dan melarang pendanaan untuk penelitian semacam itu. Selain itu, sejumlah negara bagian melarang penelitian sel induk embrio, dan beberapa kloning larangan untuk tujuan apapun.

Pada bulan Maret 2009 Presiden Barack Obama mengeluarkan perintah eksekutif untuk menghapus pembatasan pendanaan federal untuk penelitian sel induk embrionik manusia. Mengangkat pembatasan yang diberlakukan oleh pemerintahan Bush pada tahun 2001 memungkinkan ilmuwan yang didanai pemerintah federal untuk melakukan penelitian sel induk lebih mudah dan pada rentang sel induk yang lebih luas. Obama berjanji bahwa sel induk tidak akan pernah digunakan untuk tujuan penelitian kloning manusia. National Institutes of Health (NIH) bertanggung jawab untuk menguraikan pedoman etika spesifik mengenai penelitian sel punca. Lihat juga Etika Medis.

Periset telah mencari teknik baru untuk memanen sel induk tanpa membahayakan embrio, sehingga menghindari beberapa masalah etis yang mengelilingi penelitian sel punca. Pada tahun 2006, periset di Worcester, Massachusetts, laboratorium Advanced Cell Technology, Inc., mengumumkan sebuah teknik untuk mengekstraksi sel tunggal (blastomere) dari embrio berusia dua hari yang terdiri dari delapan sel. Sel blastomere yang diekstrak kemudian ditanam di laboratorium untuk memulai sel batang. Embrio sampel itu sendiri tidak terluka. Pada awal 2007, periset di North Carolina melaporkan keberhasilan panen sel punca dari cairan ketuban, cairan yang mengelilingi janin di rahim. Sel dapat ditangkap selama tes amniosentesis yang diberikan pada wanita hamil. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengkonfirmasi keefektifan kedua teknik tersebut.

Peneliti lain telah menggunakan teknik kloning untuk memasukkan nukleus dari sel kulit dari satu individu ke dalam sel telur manusia yang memiliki nukleus sendiri dengan asam deoksiribonukleat (DNA) yang dikeluarkan. Telur mulai berkembang menjadi blastokista dengan DNA yang sesuai dengan sistem kekebalan individu yang baru. Telur tidak berkembang ke tahap memproduksi sel induk embrionik, namun langkah ini bisa tercapai di masa depan. Namun, menggunakan telur manusia membawa masalah etika yang sama dengan menggunakan embrio, dalam pandangan beberapa orang.

Kemajuan penting dalam studi sel induk telah menjadi pemrograman ulang genetis dari sel-sel pembeda yang biasa untuk bertindak seperti sel induk embrionik. Dalam pekerjaan yang pertama kali diumumkan pada tahun 2007, virus digunakan untuk memasukkan instruksi genetik ke dalam sel kulit manusia yang membuat sel-sel pluripoten (mampu membuat semua jenis sel lainnya), mirip dengan sel induk embrionik. Namun, dengan menggunakan virus berisiko kanker atau kanker, dan metode pemrogram ulang yang lebih aman perlu dikembangkan. Belum diketahui apakah sel induk pluripoten yang diinduksi tersebut benar-benar setara dengan sel induk embrionik. Dengan menggunakan sel pasien sendiri untuk menciptakan padatan sel induk yang diprogram kembali akan menghindari masalah dengan penolakan sistem kekebalan tubuh. Karena teknik semacam itu tidak memerlukan embrio manusia atau telur manusia, penelitian dan terapi dengan sel yang diprogram ulang juga dapat menghindari kemungkinan keberatan etis dan hambatan hukum.