HM Digital
PENYELIDIKAN sel stem membuka batas baharu dalam terapi berasaskan sel untuk rawatan penyakit.
Ia disebut sebagai perubatan regeneratif atau reparatif (membaik pulih).
Biologi sel stem adalah salah satu bidang biologi yang paling menarik pada masa kini.
Selama 10 dekad penyelidikan sel stem, saintis memperoleh pengetahuan mendasar mengenai bagaimana organisme berkembang daripada satu sel menjadi tisu dan seterusnya organ badan berfungsi.
Juga, bagaimana sel yang sihat menggantikan sel rosak pada organisma dewasa.
Namun, seperti kebanyakan bidang penyelidikan ilmiah yang berkembang, penyelidikan mengenai sel stem menimbulkan pelbagai persoalan baharu sepantas ia menghasilkan penemuan baharu.
Apakah sel stem?
Sel stem (nama saintifik) atau nama lainnya adalah 'sel induk' terdapat di semua peringkat organisma multisel.
Ia mempunyai dua ciri penting yang membezakannya dengan jenis sel lain.
Pertama, keupayaan untuk pembaharuan diri yang berkekalan dalam jangka masa panjang melalui pembahagian sel mitotik.
Kedua, ia dapat menghasilkan sel yang boleh membezakan kepada pelbagai jenis sel berlainan dalam tubuh.
Sel stem wujud semasa embriogenesis (pembentukan dan perkembangan janin atau fetus) untuk membeza menjadi pelbagai jenis sel yang akhirnya akan menjadi organ kompleks dengan fungsi spesifik.
Ia juga wujud sebagai sel stem dewasa bagi setiap organ dalam badan dengan tujuan spesifik untuk menggantikan sel terdahulu yang sudah rosak atau menua disebabkan oleh proses biologi semula jadi tubuh.
Sel stem boleh dikategorikan kepada beberapa subunit berdasarkan kepada keupayaan sel itu untuk membeza semasa proses perkembangan dan kemandirian semula jadi manusia iaitu totipoten, pluripoten, multipoten atau unipoten.
Sel telur yang disenyawakan bersifat totipoten, bermaksud ia dapat membeza menjadi tisu embrio dan ekstra embrio, misalnya, cairan ketuban atau plasenta.
Sel stem pluripoten dijumpai pada sel stem embrio iaitu dalam jisim sel embrio praimplan (blastosis).
Ia memiliki kemampuan untuk membeza kepada tiga jenis lapisan sel iaitu mesoderma, endoderma dan ektoderma tisu embrio, kecuali tisu ekstra-embrio.
Sel stem hematopoetik adalah contoh multipotensi dan dijumpai semasa peringkat perkembangan embrio yang terkemudian.
Sel stem hematopoetik hanya dapat membeza kepada jenis sel darah dan sel imun sahaja seperti sel darah putih (limfosit) dan sel darah merah (eritrosit).
I
Ia bertanggungjawab untuk pembaharuan darah berterusan yang menghasilkan berbilion sel darah baru setiap hari.
Sel stem unipoten pula mempunyai sifat pembezaan yang sangat terhad.
Ia hanya dapat membezakan menjadi satu jenis keturunan matang sahaja dan wujud di dalam hampir semua jenis organ badan seperti jantung, hati atau sistem saraf pusat, pada orang dewasa yang matang.
Keupayaan sel stem totipoten dan pluripoten untuk membeza menjadi pelbagai jenis sel memberi harapan baharu untuk merawat pelbagai jenis penyakit, antaranya beberapa jenis barah, perubatan regeneratif dan pendermaan organ.
Penyelidikan mengenai sel stem totipoten jarang berlaku kerana fakta bahawa sel ini hanya muncul dalam waktu yang sangat singkat iaitu tahap dua hingga empat ketika pembahagian sel (morula).
Morula (peringkat awal perkembangan janin atau fetus sebelum implantasi di uterus) sebelum beralih ke keadaan pluripoten (embrio lengkap) yang mana proses pengekstrakan berlaku untuk tujuan penyelidikan.
Bagaimanapun, pengambilan sel ini adalah kontroversial kerana ia menimbulkan masalah etika dan risiko penolakan organ pesakit (semasa pemindahan).
Ini kerana sel ini (sel-sel atau organ derma) tidak berasal daripada keturunan khusus pesakit.
Isu etika ini secara khususnya menghalang penyelidikan sel stem embrio dalam aplikasi perubatan.
Jenis sel stem
Terdapat beberapa jenis sel stem yang boleh dimanipulasikan untuk tujuan perubatan.
Jenis sel stem ini berbeza mengikut asal dari mana sel stem ini diekstrak daripada badan manusia.
Terdapat tiga jenis sel stem yang utama iaitu sel stem embrio, sel stem dewasa (somatik) dan sel stem pluripoten diinduksi (pemprograman semula).
i. Sel stem embrio
Sel stem ini berasal daripada embrio yang berumur tiga hingga lima hari. Pada peringkat ini, embrio dipanggil blastosis dan mempunyai kira-kira 150 sel.
Ini adalah sel stem pluripoten, bermakna ia boleh membahagi kepada lebih banyak sel stem atau boleh menjadi pelbagai jenis sel dan tisu dalam badan.
Fleksibiliti ini membolehkan sel stem embrionik digunakan untuk menjana semula atau membaiki tisu dan organ yang berpenyakit atau rosak.
ii. Sel stem dewasa
Sel stem ini terdapat dalam jumlah kecil dalam kebanyakan tisu dewasa seperti sumsum tulang atau lemak.
Berbanding sel stem embrionik, sel stem dewasa mempunyai keupayaan yang lebih terhad untuk membeza menjadi pelbagai sel badan.
Penyelidik berpendapat, sel stem dewasa boleh mencipta hanya jenis sel serupa. Contoh, penyelidik berpendapat bahawa sel stem yang berada dalam sumsum tulang boleh membeza kepada hanya sel darah.
Bagaimanapun, kajian terkini menunjukkan bahawa sel stem dewasa mungkin boleh mencipta pelbagai jenis sel.
Contoh, sel stem sumsum tulang mungkin boleh mencipta sel otot tulang atau jantung.
Penyelidikan ini membawa kepada ujian klinikal peringkat awal untuk menguji kebergunaan dan keselamatan pada manusia.
Contoh, sel stem dewasa sedang diuji pada individu yang mempunyai penyakit saraf atau jantung.
iii. Sel stem pluripoten diinduksi (pemprograman semula)
Sel stem jenis ini adalah sel dewasa yang diubah menjadi dan mempunyai sifat sel stem embrio (sel stem pluripoten teraruh).
Saintis berjaya mengubah sel dewasa biasa menjadi sel stem bersifat embrionik dengan menggunakan pengaturcaraan semula genetik.
Dengan mengubah gen dalam sel dewasa, penyelidik boleh memprogram semula sel untuk bertindak sama menerusi sel stem embrionik.
Ia dihasilkan di makmal (in vitro) menggunakan teknik 'pemprograman semula' genetik. Ia juga dikenali sebagai 'induced pluripotent stem cell' (iPSC).
Ia dihasilkan secara in vitro menggunakan sel kulit dan sel khusus tisu lain.
Saintis terlebih dahulu mengekstrak sampel daripada tisu dewasa (seperti tisu kulit, tisu hati atau sebaliknya), diikuti dengan pengkulturan di media pertumbuhan dan diinkubasi pada suhu 37 darjah celsius.
Keadaan optimum ini akan menggalak pertumbuhan sel-sel ini untuk terus membahagi dan membiak untuk tujuan penyelidikan, seterusnya perubatan.
Sel ini mempunyai ciri-ciri sama dengan sel stem embrionik.
Teknik baharu ini mungkin membenarkan penyelidik menggunakan sel yang diprogramkan semula dan bukannya sel stem embrio serta menghalang penolakan sistem imun terhadap sel stem baharu.
Bagaimanapun, saintis belum mengetahui sama ada menggunakan sel dewasa yang diubah akan menyebabkan kesan buruk kepada manusia.
Berbanding sel stem embrionik, sel stem iPSC ini lebih mudah dimanipulasikan untuk tujuan penyelidikan dan perubatan kerana kurang masalah yang membabitkan isu etika penggunaan.
Apakah kegunaan sel stem?
Sel stem sendiri tidak mempunyai sebarang tujuan tunggal, tetapi penting untuk beberapa sebab.
Pertama, dengan rangsangan betul, banyak sel stem boleh mengambil peranan fungsi mana-mana jenis sel dan mereka boleh menjana semula tisu rosak, jika diaruh dalam keadaan yang betul.
Ia berpotensi menyelamatkan nyawa atau membaiki luka dan kerosakan tisu pada individu mengalami kecederaan.
Saintis dan doktor melihat kepentingan serta potensi kegunaan sel stem di dalam merawat pelbagai penyakit, juga untuk tujuan penyelidikan.
Adakah sel stem sudah digunakan untuk merawat penyakit?
Ya. Doktor sudah melakukan pemindahan sel stem, juga dikenali sebagai pemindahan sumsum tulang.
Melalui pemindahan sel stem, sel stem menggantikan sel yang rosak akibat kemoterapi atau penyakit atau berfungsi sebagai cara untuk sistem imun penderma melawan beberapa jenis barah dan penyakit berkaitan darah seperti leukemia, limfoma, neuroblastoma serta pelbagai mieloma.
Pemindahan ini menggunakan sel stem dewasa atau darah tali pusat.
Penyelidik sedang menguji sel stem dewasa untuk merawat keadaan lain, termasuk beberapa penyakit degeneratif seperti kegagalan organ jantung, hati dan saraf.
Disediakan oleh
Dr Fazlina Nordin
Felo Penyelidik dan Pensyarah Kanan,
Pusat Kejuruteraan Tisu dan Perubatan Regeneratif (CTERM), Fakulti
Perubatan Universiti Kebangsaan Malaysia (FPER, UKM)
