SEL STEM: JENIS, APLIKASI DAN DI MANA IA DIJUMPAI - NEUROPSIKOLOGI - 2025

Sel stem adalah sejenis sel yang dijumpai secara semula jadi dalam semua makhluk hidup multiselular. Mereka dicirikan oleh sifat membezakan ke dalam setiap jenis sel dan membahagi untuk menghasilkan lebih banyak sel stem.

Sel jenis ini sangat penting dari sebelum kelahiran, kerana beberapa hari setelah bergabung kedua gamet mula membelah dan membiak mewujudkan sel stem yang akan mengkhususkan dan menimbulkan pelbagai organ dan tisu badan embrio.

Ilustrasi sel stem

Kepentingan sel induk terletak pada potensi luar biasa mereka untuk berkembang dan membentuk hampir semua jenis sel. Keupayaan ini dapat digunakan untuk memperbaiki dan mengisi semula sel yang rosak atau musnah.

Pada masa ini, aplikasi klinikal sel induk sedang disiasat dalam pelbagai penyakit seperti Parkinson, Alzheimer atau beberapa keadaan kongenital. Selanjutnya, sudah ada produk berasaskan sel induk yang sudah mulai digunakan di peringkat antarabangsa dalam perubatan ortopedik.

Adakah sel stem pada orang dewasa atau hanya pada kanak-kanak?

Sel stem masih ada pada individu dewasa, walaupun dalam kuantiti lebih sedikit dan kurang berpotensi daripada pada tahap embrio.

Sel induk ini terdapat dalam struktur tertentu seperti sumsum tulang, otot, dan otak; Terima kasih kepada mereka, sel yang rosak dapat diganti dan organ dapat terus berfungsi dengan normal.

Apakah perbezaan mereka dengan jenis sel lain?

Secara umum, boleh dikatakan bahawa sel stem mempunyai tiga sifat utama yang membezakannya dengan sel lain:

• Mereka boleh menghasilkan semula untuk jangka masa yang panjang.
• Mereka tidak khusus.
• Mereka boleh mengkhususkan diri dalam semua jenis sel.

Sifat-sifat ini menjadikannya berpotensi bermanfaat untuk merawat beberapa penyakit yang disebabkan oleh keausan atau degenerasi beberapa sel seperti penyakit neurodegenratif.

Sifat sel stem yang luar biasa ini pertama kali disiasat hanya 35 tahun yang lalu, pada tahun 1981, ketika sekumpulan penyelidik mendapati bahawa mungkin untuk mengekstrak sel induk dari embrio tikus.

Baru pada tahun 1998 ketika kajian yang dilakukan dengan tikus dapat diekstrapolasi pada manusia, ketika sel induk pertama diekstrak dari embrio manusia dan dikultur secara in vitro untuk mempelajari fungsi dan sifatnya. Sel induk ini disebut sel induk embrio.

Pada tahun 2006, satu lagi peristiwa penting dalam sejarah kajian sel induk terjadi, sekumpulan penyelidik menemui bagaimana beberapa sel dewasa dapat diprogram ulang secara genetik untuk menghasilkan sel induk yang dapat mengkhususkan diri dalam beberapa jenis sel. Sel induk jenis ini disebut sel induk pluripoten yang diinduksi (iPS).

Walaupun banyak kemajuan telah dicapai dalam penyelidikan sel induk dalam 35 tahun ini, masih banyak kajian yang diperlukan untuk lebih memahaminya dan dapat menggunakannya dalam penciptaan terapi baru dan dalam kajian perkembangan normatif manusia.

Jenis sel stem

Sel induk dapat dikategorikan secara luas sesuai dengan tahap pematangannya menjadi sel induk embrio, janin, dewasa, dan sel induk pluripoten yang disebabkan.

Juga, tidak semua sel induk mempunyai potensi yang sama untuk membezakan jenis sel apa pun. Bergantung pada jenis sel di mana sel induk dapat dibezakan, mereka boleh:

Totipotent (atau mahakuasa)

Morula, sel totipoten. Sumber: Pidalka44 Mereka boleh membezakan jenis sel apa pun. Sel-sel ini hanya dapat dijumpai dalam morula (kumpulan sel yang terjadi setelah penyatuan dua gamet) dan, secara teorinya, pada embrio, walaupun sel induk embrio belum dapat berkembang dan membuat semua jenis sel.

Pluripoten

Koloni sel induk embrio manusia. Sumber: Domain awam

Mereka adalah langkah seterusnya untuk sel induk totipoten dan dapat membezakan menjadi hampir semua jenis sel. Kultur sel embrio dan sel induk yang diinduksi bersifat pluripoten.

Pelbagai

Mikrograf confocal sel prekursor saraf positif GFP (hijau) pada mentol penciuman tikus. Sumber: Oleg Tsupykov Mereka dapat membezakan menjadi pelbagai sel, tetapi hanya sel yang tergolong dalam kumpulan sel yang berkaitan. Sebagai contoh, sel multipoten di jantung hanya dapat dibezakan menjadi tisu yang membentuk jantung. Sel-sel ini dapat dikumpulkan dari janin.

Oligopoten

Sel dendrit myeloid (oligopoten) belum matang Sumber: Josef Neumüller, Sylvia Emanuela Neumüller-Guber, Johannes Huber, Adolf Ellinger dan Thomas Wagner Mereka dapat membezakan menjadi beberapa jenis sel, misalnya untuk membentuk tisu yang sama. Sel induk dewasa adalah oligopoten.

Tidak berdaya

Hematosit jenis hepatolast janin (sel stem tidak berpotensi). Sumber: Jabatan Histologi, Jagiellonian University Medical College Mereka hanya dapat membezakan satu jenis sel. Sel-sel induk ini berbeza dengan sel-sel dewasa yang normal kerana sel-sel ini mengekalkan sifat pembiakan mereka untuk jangka masa yang panjang (sebelum membezakan). Sel induk jenis ini dapat dijumpai misalnya pada beberapa otot.

Sel induk embrio

Sel induk embrio tikus. Sumber: Yayasan Sains Negara

Sel induk embrio diekstrak dari embrio. Sebilangan besar berasal dari gamet yang telah disenyawakan secara in vitro dan bukan dari wanita hamil secara semula jadi. Secara teori, mereka bersifat kuat, yaitu, mereka dapat menimbulkan jenis sel apa pun, walaupun pada masa ini hanya beberapa jenis sel yang dapat dikultur di makmal.

Setelah sel induk diekstrak, kultur dilakukan di mana sel dan bahan pemakanan (medium kultur) diperkenalkan ke dalam piring makmal. Dalam kultur sel tumbuh dan mula membelah mewujudkan lapisan nipis yang meluas ke seluruh permukaan lempeng.

Sel stem janin

Sel induk janin. Sumber: Teixeira, J., Rueda, BR, dan Pru, JK, Sel Uterine Stem (30 September 2008), StemBook, ed. Komuniti Penyelidikan Stem Cell, StemBook, doi / 10.3824 / stembook.1.16.1, http://www.stembook.org.

Sel induk janin diperoleh dari janin (dari minggu ke-10 kehamilan). Sel-sel ini terdapat di kebanyakan tisu janin.

Sel induk ini beraneka ragam, iaitu, mereka dapat membezakan menjadi beberapa jenis sel yang berkaitan, misalnya, dalam beberapa tisu serupa untuk membentuk organ yang sama.

Sel induk dewasa

Mikrograf sel induk dewasa yang menunjukkan ciri khas ultrastruktur. Sumber: Robert M. Hunt, Atribusi Creative Commons

Di beberapa tisu orang dewasa, seperti kulit, otot, usus, dan sumsum tulang, terdapat sel induk dewasa yang dapat berkembang biak dan membezakan menjadi sel tisu yang sama untuk menggantikan sel mati atau yang rosak, jadi mereka adalah oligopoen. Sel induk dewasa juga boleh dijumpai dalam darah tali pusat.

Sebagai contoh, di sumsum tulang terdapat sel stem darah yang matang menjadi sel darah matang (sel darah merah, sel darah putih, atau platelet).

Penyelidikan dengan sel jenis ini sangat maju dan pemindahan sel induk dewasa dari sumsum tulang atau darah tali pusat sedang dilakukan untuk merawat penyakit darah seperti sindrom myelodysplastic dan myeloproliferative.

Potensi terapi sel stem dewasa lain seperti sel mesenchymal, yang menghasilkan sel dari tulang, tulang rawan, dan lemak, kini sedang disiasat untuk merawat penyakit seperti arthritis.

Sel stem pluripoten disebabkan

Sel stem pluripoten disebabkan. Sumber: Makmal Gepstein

Sel induk pluripoten yang diinduksi (iPS) adalah sel dewasa khusus (misalnya dari kulit) yang telah diprogram ulang secara genetik secara in vitro untuk memiliki sifat sel induk embrio.

Untuk memprogram semula sel-sel dewasa, sel-sel tersebut diambil dari orang dewasa dan ditanam di atas piring, di mana virus yang diciptakan di makmal dengan gen tertentu dimasukkan untuk menyatu dengan sel dan mengubah maklumat genetiknya.

Walaupun sel iPS dan sel embrio mempunyai banyak ciri, mereka tidak sama, perbezaan ini sedang disiasat, dan juga prosedur baru untuk membuat iPS.

Walaupun diperlukan lebih banyak penyelidikan, sel iPS sudah digunakan untuk menguji pengaruh beberapa ubat yang dalam ujian klinikal dan diharapkan dapat berguna untuk pemindahan dalam waktu dekat.

Transplantasi sel IPS saat ini tidak dilakukan kerana beberapa kajian pada haiwan telah menghasilkan pembentukan barah, mungkin disebabkan oleh teknik yang digunakan untuk memprogram ulang sel.

Kultur sel stem

Blastocyst, secara dalaman mempunyai sel stem. Sumber: Gnzlndrs

Kultur sel stem tidak 100% berkesan, ada kalanya sel tidak tumbuh atau membelah. Tetapi, apabila kultur itu berkesan, kumpulan sel induk diambil dan populasi baru dibuat yang akan terus membelah dan mula membezakan. Sel induk boleh dibekukan dan disimpan pada bila-bila masa prosesnya.

Semasa penanaman, sel induk dapat berkelompok secara spontan dan mengkhusus dalam apa jua jenis tisu (berotot, gugup …). Bahawa mereka dapat mengkhususkan adalah tanda bahawa sel berada dalam keadaan baik, tetapi idealnya, proses pengkhususan dikendalikan oleh penyelidik untuk membuat populasi sel tertentu.

Untuk mengawal pembezaan sel induk embrio, para penyelidik memodulasi komposisi kimia medium kultur, kotak, atau sel itu sendiri dengan memasukkan gen tertentu ke dalamnya.

Melalui pelbagai kajian, protokol telah dibuat yang menunjukkan parameter apa yang mesti diubah dan bagaimana melakukannya untuk membuat kultur sel tertentu.

Pada masa ini transplantasi sel induk embrio tidak dilakukan pada manusia kerana dalam beberapa kajian dengan haiwan, telah diperhatikan bahawa mereka dapat menyebabkan perkembangan kanker. Masih penyelidikan sedang dijalankan dan mereka berjanji besar untuk rawatan masa depan.

Rawatan sel stem

Pada masa ini, penggunaan klinikal sel stem yang paling banyak dikaji dan digunakan dalam praktiknya adalah pemindahan sel stem darah (hematopoietik) dari sumsum tulang atau tali pusat. Mereka digunakan untuk merawat masalah darah dan sistem kekebalan tubuh, serta memperbaharui sel-sel yang rusak setelah kemoterapi atau rawatan radioterapi.

Setiap tahun lebih daripada 26,000 orang dirawat di Eropah dengan pemindahan sel stem hemetapoietic setiap tahun. Penyakit yang pada masa ini dapat dirawat dengan transplantasi adalah:

Leukemia dan limfoma

• Leukemia myelogenous akut.
• Leukemia limfoblastik akut.
• Leukemia myelogenous kronik.
• Leukemia limfoblastik kronik.
• Leukemia myelomonocytic remaja.
• Limfoma Hodgkin.
• Limfoma Bukan Hodgkin.

Penyakit yang berkaitan dengan sumsum tulang

• Anemia aplastik yang teruk.
• Anemia Fanconi.
• Hemoglobinuria nokturnal paroxysmal.
• Aplasia sel darah merah tulen.
• Trombositopenia kongenital / amegakaryocytosis.
• Sindrom myeloproliferative dan myelodysplastic.
• Myeloma berganda.

Penyakit sistem ketahanan keturunan

• Kekurangan imunodefisiensi yang teruk.
• Sindrom Wiskott-Aldrich.

Hemoglobinopati (penyakit sel darah merah)

• Talasemia beta utama.
• Penyakit sel sabit

Penyakit metabolik keturunan

• Penyakit Krabbe.
• Sindrom Hurler.
• Adrenoleukodystrophy.
• Leukodystrophy metakromatik.

Aplikasi lain

Aplikasi transplantasi sel induk lain adalah cantuman kulit. Aplikasi ini mungkin yang paling tua kerana telah digunakan sejak sebelum ini benar-benar memahami bagaimana sel stem berfungsi.

Pencangkokan kulit biasanya dilakukan hanya dalam kes-kes yang melampau di mana orang tersebut mempunyai kawasan kulit yang besar yang rosak, contohnya dari luka bakar yang teruk.

Pencangkokan kulit pertama dilakukan pada tahun 1970 dan sejak itu teknik ini telah diperhalusi, walaupun masih ada jalan yang panjang, kerana pada masa ini kulit yang dicangkokkan tidak dapat mengembangkan folikel rambut atau kelenjar peluh.

Holoklar

Aplikasi terbaru sel induk yang telah disetujui di Eropah adalah Holoclar, sebuah perawatan untuk memperbaiki kerosakan yang mungkin dialami kornea, sama ada luka atau luka bakar.

Prosedurnya merangkumi pengekstrakan sebahagian kecil sel limbal dalam keadaan baik, yang bertanggungjawab untuk memperbaiki kornea, dan membudidayakannya di makmal sehingga mereka membentuk lapisan kornea tipis yang dapat ditransplantasikan ke mata pesakit.

Penjanaan semula tisu

Kemungkinan aplikasi sel stem yang lain sedang disiasat dalam ujian klinikal. Aplikasi utama yang terdapat dalam penyelidikan adalah regenerasi tisu dan organ, rawatan kecederaan, rawatan penyakit kardiovaskular dan rawatan penyakit otak.

Penggunaan sel stem untuk pertumbuhan semula tisu dan organ mungkin merupakan aplikasi yang paling banyak dikaji. Sekiranya organ atau tisu dibuat dari sel induk, ia boleh dipindahkan kepada orang yang memerlukannya, sebenarnya ginjal pertama dengan sel induk telah dibuat dan hasilnya menjanjikan.

Penyakit jantung

Hasil penyelidikan mengenai penggunaan sel induk dalam rawatan penyakit kardiovaskular juga sangat memberangsangkan.

Pada tahun 2013, sekumpulan penyelidik dari Massachusetts General Hospital (Amerika Syarikat) membuat saluran darah dari bahagian sel stem manusia yang ditanam pada tikus dan berfungsi dengan baik. Saat ini penyelidikan sedang dijalankan dan mereka berusaha menerapkannya dengan selamat kepada manusia.

Penyakit otak

Penggunaan sel induk untuk rawatan penyakit otak seperti Parkinson atau Alzheimer sedang dikaji dengan menggunakan sel induk embrio untuk potensi pembezaannya. Hasilnya kelihatan menjanjikan, walaupun kajiannya masih di tahap awal.

Kajian sel induk tidak hanya dilakukan untuk mengobati penyakit, mereka juga dikaji untuk memahami perkembangan normal sel yang sihat dan lebih memahami beberapa proses seperti pembelahan sel dan pembezaan.

Rujukan

1. De Luca, M. (1 September 2015). Penyakit dan keadaan apa yang dapat dirawat dengan sel stem? Diperolehi dari EuroStemCell.
2. Persatuan Antarabangsa untuk Penyelidikan Stem Cell, ISSCR. (sf). Jenis Sel Stem. Diakses pada 20 Jun 2016, dari A Closer Look At Stem Cells.
3. Kementerian Sains, Teknologi dan Inovasi Produktif Republik Argentina. (sf). Diakses pada 20 Jun 2016, dari incucai.
4. Institut Kesihatan Nasional. (5 Mac 2015). Maklumat Sel Stem. Diperolehi dari Institut Kesihatan Nasional.
5. Schöler, HR (2007). Potensi Sel Stem: Persediaan. Dalam N. Knoepffler, D. Schipanski, & SL Sorgner, Humanbiotechnology as Social Challenge (hlm. 28). Penerbitan Ashgate.
6. Mengenai Sel Stem. (sf). Rawatan sel stem. Diakses pada 20 Jun 2016, dari sobrecélulasmadre.com.
7. Syarat penggunaan Dasar privasi EEO / Affirmative Action Majikan. (sf). Penyakit yang boleh dirawat dengan pemindahan. Diakses pada 20 Jun 2016, dari Be the match.