Sumber Aneka Karya Abadi - Your trusted partner for laboratory instrument

Bagaimana cara mengoptimalkan inkubasi stem cell? Terapi stem cell kini banyak digunakan dan dianggap sebagai penanganan mujarab untuk penyakit berat seperti jantung, diabetes atau kanker. Oleh karena itu, inkubasi stem cell perlu dioptimalkan guna memenuhi kebutuhan terapi stem cell. Salah satu cara yang efektif dalam mengoptimalkan inkubasi stem cell adalah dengan menggunakan alat inkubasi yang tepat guna memenuhi kebutuhan lingkungan inkubasi yang sesuai dengan stem cell. Hal ini dapat dipenuhi dengan menggunakan inkubator CO₂. Namun penggunaan inkubator CO₂ untuk inkubasi sel perlu diperhatikan berbagai kebutuhan yang wajib tersedia pada inkubator CO₂ seperti pengaturan suhu yang memenuhi suhu inkubasi stem cell, humidity (kelembaban), supply karbon dioksida (CO₂) dan supply oksigen (O₂).

Mengenal Apa Itu Stem Cell (Sel Punca)

Sejarah stem cell diawali pada tahun 1867, saat ahli patologi, Cohnheim mengamati adanya sel punca non-hematopoietik pada sumsum tulang. Cohnheim mengemukakan hipotesis bahwa morfologi mirip fibroblast bermigrasi ke lokasi luka dan membantu memperbaiki jaringan yang rusak. Selanjutnya pada tahun 1960-an, Friedenstein dan rekan membuka bidang baru penelitian sel punca dengan menunjukkan isolasi, kultur, dan diferensiasi osteogenic dari sel yang berasal dari sumsum tulang (Baer & Geiger (2012) dalam Putri (2021)).

Stem cell atau Sel punca adalah yang mampu memperbarui diri dan berdiferensiasi multilineage (Okolicsanyi, dkk (2015) dalam Putri (2021)). Sel punca diklasifikasikan ke dalam dua kategori berdasarkan asal mereka, yaitu embryonic stem cell (ESC) dan adult mesenchymal stem cell (MSC). Sel punca embrionik berasal dari inner cell mass embrio tahap blastokist (Rossant (2008) dalam Putri (2021)), sedangkan sel punca mesenkimal berasal dari diferensiasi jaringan postnatal dan diyakini terlibat erat dalam regenerasi jaringan maupun organ serta mempunyai peranan dalam perbaikan selama cedera serta penuaan (Bianco et. Al (2008) dalam Putri (2021)). Sel punca embrionik dianggap pluripotent, karena mampu menghasilkan berbagai garis keturunan sel dari ketiga lapis embrionik yaitu endoderm, mesoderm dan ectoderm (Chen et. Al. (2013) dalam Putri (2021)).

Berdasarkan kemampuan berdiferensiasi, stem cell dibagi menjadi:

1. Totipotent. Dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel. Yang termasuk dalam stem cell totipotent adalah zigot (telur yang telah dibuahi).
2. Pluripotent. Dapat berdiferensiasi menjadi 3 lapisan germinal: ectoderm, mesoderm, dan endoderm, tapi tidak dapat menjadi jaringan ekstra embryonik seperti plasenta dan tali pusat. Yang termasuk stem cell pluripotent adalah embryonic stem cells.
3. Multipotent. Dapat berdiferensiasi menjadi banyak jenis sel. Misalnya: hematopoietic stem cells.
4. Unipotent. Hanya dapat menghasilkan 1 jenis sel. Tapi berbeda dengan non-stem cell, stem cell unipotent mempunyai sifat dapat memperbaharui atau meregenerasi diri (self-regenerate/self-renew)

Berdasarkan sumbernya, stem cell dibagi menjadi:

1) Zygote. Yaitu pada tahap sesaat setelah sperma bertemu dengan sel telur.

2) Embryonic stem cell. Diambil dari inner cell mass dari suatu blastocyst (embrio yang terdiri dari 50 – 150 sel, kira-kira hari ke-5 pasca pembuahan). 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 tersebut, sehingga dapat terus hidup dan bertumbuh. Untuk masa depan hal ini mungkin dapat mengurangi kontroversi etis terhadap embryonic stem cell.

3) Fetus. Fetus dapat diperoleh dari klinik aborsi.

4) Stem cell darah tali pusat. Diambil dari darah plasenta dan tali pusat segera setelah bayi lahir. Stem cell dari darah tali pusat merupakan jenis hematopoietic stem cell, dan ada yang menggolongkan jenis stem cell ini ke dalam adult stem cell.

5) Adult stem cell. Diambil dari jaringan dewasa. Adult stem cell mempunyai sifat plastis, artinya selain berdiferensiasi menjadi sel yang sesuai dengan jaringan asalnya, adult stem cell juga dapat berdiferensiasi menjadi sel jaringan lain. Misalnya: neural stem cell dapat berubah menjadi sel darah, atau stromal stem cell dari sumsum tulang dapat berubah menjadi sel otot jantung, dan sebagainya.

Manfaat Stem Cell

Para peneliti dan dokter mengharapkan bahwa penelitian dapat membantu berbagai kondisi, di antaranya:

1. Meningkatkan pemahaman bagaimana terjadinya penyakit dengan melihat stem cell matang menjadi sel dalam tulang, otot jantung, saraf, dan organ serta jaringan lainnya, para peneliti dan dokter dapat lebih memahami bagaimana penyakit dan kondisi berkembang.
2. Menghasilkan sel sehat untuk menggantikan sel yang sakit. Stem cell adalah sel yang dapat diarahkan menjadi sel khusus untuk regenerasi dan memperbaiki jaringan yang sakit atau rusak pada manusia. Orang yang menjalani terapi ini mungkin mendapat manfaatnya, termasuk mereka yang mengalami cedera tulang belakang, penyakit Parkinson, diabetes tipe 1, penyakit Alzheimer, sklerosis lateral amiotrofik, penyakit jantung, osteoarthritis, stroke, luka bakar, dan kanker. Mungkin juga berpotensi tumbuh menjadi jaringan baru untuk digunakan dalam transplantasi dan pengobatan regeneratif.
3. Uji obat baru untuk keamanan dan efektivitas sebelum menggunakan obat yang diteliti pada manusia, para peneliti dapat menggunakan beberapa jenis untuk menguji kualitas obat dan keamanannya. Jenis tes ini kemungkinan besar berdampak pada pengembangan obat terlebih dahulu untuk pengujian toksisitas jantung. Terapi Stem Cell Terapi stem cell adalah pengobatan yang menggunakan sel untuk mengatasi berbagai gangguan, dari yang ringan sampai mengancam nyawa. Sel-sel ini dapat diperoleh dari banyak sumber yang berbeda dan digunakan untuk mengobati lebih dari 80 kelainan, termasuk kelainan neuromuskuler dan degeneratif. Gangguan hematopoietik (misalnya leukemia, anemia aplastik, talasemia, anemia sel sabit, sindrom mielodisplasia, dan lainnya) dengan memengaruhi sumsum tulang dan menampilkan dengan berbagai komplikasi sistemik. Terapi dari donor (baik dari darah tali pusat atau sumsum tulang) diketahui memperbaharui sumsum tulang yang rusak dan secara permanen mengatasi gangguan tersebut. Gangguan degeneratif timbul dari degenerasi atau keausan tulang, tulang rawan, otot, lemak atau jaringan, sel atau organ lainnya. Kondisi ini dapat terjadi karena berbagai penyebab, tetapi proses ini dikenal sebagai penuaan yang merupakan penyebab terbesar. Gangguan memiliki serangan yang lambat dan berbahaya, tetapi sekali terkena bisa berlangsung lama, menyakitkan, dan seumur hidup. Gangguan ini dapat menyerang organ tubuh mana pun. Gangguan degeneratif yang paling umum adalah diabetes, stroke, osteoartritis, gagal jantung kongestif, gagal ginjal kronis, infark miokard, penyakit Parkinson, penyakit Alzheimer, dan lainnya. Transplantasi Stem Cell Tujuannya adalah untuk menanamkan sel yang sehat setelah sumsum yang tidak sehat telah dikeluarkan. Setelah transplantasi, perawatan khusus dan tindakan pencegahan diperlukan saat sistem kekebalan tubuh pulih. Penyakit yang dapat diobati dengan transplantasi stem cell, di antaranya: Leukemia Lymphoma, Sindrom kegagalan sumsum tulang, Hemoglobinopathies, Gangguan leukosit.

Dengan banyaknya manfaat yang menjanjikan dengan terapi stem cell, sel-sel yang akan digunakan umumnya diinkubasi sebelum digunakan. Oleh karena itu, inkubasi stem cell perlu dilakukan secara maksimal guna menghindari kerusakan sel.

Inkubator CO2 untuk Inkubasi Stem Cell

Salah satu cara untuk mengoptimalkan terapi stem cell dan pengobatan regeneratif yaitu diperlukan inkubator yang sesuai untuk membudidayakan sel. Inkubator yang diperlukan yaitu inkubator yang bukan hanya membutuhkan temperatur atau suhu yang sesuai dan konstan selama waktu inkubasi namun juga dapat meng-supply, dapat mengatur humidity (kelembaban) karbon dioksida (CO₂) dan oksigen (O₂) yaitu inkubator CO₂.

Inkubator CO₂ yang digunakan untuk budidaya sel juga sebaiknya memiliki beberapa ukuran guna user dapat memenuhi kebutuhan sel yang dibudidaya. Inkubator CO₂ yang digunakan juga sebaiknya mudah untuk digunakan atau dioperasikan oleh user dan memiliki display yang mudah dimengerti dan dibaca untuk melakukan pengontrolan. Inkubator CO₂ yang digunakan sebaiknya berbahan stainless steel yang berkualitas dan mudah dibersihkan. Selain itu, inkubator CO₂ yang digunakan sebaiknya memiliki double door agar menghindari kontak langsung media kultur dengan lingkungan luar ketika dipantau. Inkubator yang digunakan juga perlu dipastikan bahwa dapat meng-supply gas CO₂ dan O₂ yang dapat disalurkan langsung ke sampel di yang berada di dalam inkubator. Kemudian inkubator CO₂ yang digunakan sebaiknya memiliki range kontrol supply CO₂ dan O₂ yang luas dan dapat diatur sesuai dengan kebutuhan user, misalnya dapat diatur dari 0-20% CO₂ atau 1-20% O₂. Kebutuhan lainnya yaitu temperatur atau suhu sebaiknya dapat memenuhi kebutuhan untuk inkubasi stem cell misalnya dapat diatur dari suhu 18-50°C. Selain temperatur, humidity (kelembaban) juga dapat dipenuhi dengan penggunaan inkubator CO₂ misalnya dapat diatur humidity (kelembaban) dari range 40-97% relative humidity (rh). Ataupun jika parameter humidity tidak dibutuhkan, maka parameter ini dapat dinonaktifkan pada inkubator. Untuk memaksimalkan pengontrolan, sebaiknya inkubator CO₂ yang digunakan juga memiliki alarm visual dan akustik dalam mengontrol supply CO₂ dan O₂ juga humidity apabila melebihi pengaturan yang diinginkan. Dan baiknya inkubator CO₂ yang digunakan memiliki program sterilisasi pada inkubator, hal ini guna memudahkan user dalam melakukan sterilisasi inkubator. misalnya terdapat program sterilisasi pada suhu 180°C selama 2 jam (60 menit).

Adapun contoh inkubator CO₂ yang tepat untuk digunakan dalam melakukan budidaya stem cell dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini.

Gambar 1. Inkubator CO₂

Selain penggunaanya di rumah sakit untuk pengobatan dengan menggunakan stem cell, inkubator CO₂ juga dapat digunakan untuk aplikasi lainnya di laboratorium-laboratorium institusi pemerintah dan swasta ataupun laboratorium komersial pengujian untuk aplikasi biosynthesis, kultur sel dan fertilisasi in-vitro.  

Referensi:

Budidharmaja, Eko. 2020. Stem Cell: Jenis, Manfaat, Terapi, Transplantasi, dll. Doktersehat.com. https://medikanews.com/terapi-stem-cell-dan-keberadaannya-di-indonesia/. Diakses pada 11 Agustus 2023 Pukul 2.48 pm WIB.

Putri, Indri L. 2021. Rekayasa Tulang Alveolar dengan Kombinasi Sel Punca Adiposa dan Cangkok Tulang. Airlangga University Press.

Saputra, Virgi. 2006. Dasar-dasar Stem Cell dan Potensi Aplikasinya dalam Ilmu Kedokteran. Cermin Dunia Kedokteran No. 153.