Struktur dan fungsi selFebruary 22, 2010 | In: ilmuStruktur dan fungsi sel – Biologi sel adalah cabang ilmu biologi yang m...
- Mengandung 4 subunit RNA polymerase- Susunan kromosomnya sirkulerSel Eukariotik- Memiliki inti sel yang dibatasi oleh me...
semipermanen Komponen penyusun membran sel antara lain adalah phosfolipids, protein,oligosakarida, glikolipid, dan koleste...
Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi danmemerlukan banyak ATP dalam jumlah banya...
lanjut). Proses ini berguna pada sel hati, transformasi berudu menjadi katak, dan embriomanusia.- Fagositosis merupakan pr...
sintesis lipid, metabolisme karbohidrat dan konsentrasi kalsium, detoksifikasi obat-obatan,dan tempat melekatnya reseptor ...
fungsi vakuola adalah :1. memelihara tekanan osmotik sel2. penyimpanan hasil sintesa berupa glikogen, fenol, dll3. mengada...
TINJAUAN KEPUSTAKAANDasar-dasar Stem Celldan Potensi Aplikasinyadalam Ilmu KedokteranVirgi SaputraBusiness Development Cor...
suatu blastocyst (embrio yang terdiri dari 50 � 150 sel,kira-kira hari ke-5 pasca pembuahan). Embryonic stem cellbiasanya ...
pusat merupakan jenis hematopoietic stem cell, dan adayang menggolongkan jenis stem cell ini ke dalam adultstem cell.5) Ad...
cawan petri, maka dapat dilakukan manipulasi terhadapstem cell itu tanpa mengganggu organ tubuh manusia. Stemcell yang tel...
ke dalam jaringan dan berinteraksi dengan jaringansekitarnya.Therapeutic Cloning(2,6)Therapeutic cloning atau yang lebih p...
Keuntungan dan Kerugian Memakai Jenis Stem CellTertentu dalam Cell-based Therapy(1,2,3,5,7)Keuntungan embryonic stem cell:...
1. Jumlahnya sedikit, sangat jarang ditemukan pada jaringanmatur sehingga sulit mendapatkan adult stem cell dalamjumlah ba...
diharapkan dapat memperbaiki gejala penyakit Parkinson.Tahun 2001, dilakukan penelitian dengan menggunakanjaringan mesense...
Stem Cell untuk Stroke(10,11,12)3. Stem Cell � Wikipedia - http://en.wikipedia.org/wiki/Stem_cell4. Stem Cells for Cell-Ba...
Strauer dkk. mencangkok mononuclearbone marrow cellautolog ke dalam arteri yang menimbulkan infark pada saatPTCA 6 hari se...
Grace is to the body what good sense is to the mind(La Rochefoucauld)Cermin Dunia Kedokteran No. 153, 2006
Struktur dan fungsi sel  (devi)(
Struktur dan fungsi sel  (devi)(
Struktur dan fungsi sel  (devi)(
Struktur dan fungsi sel  (devi)(
Struktur dan fungsi sel  (devi)(
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Struktur dan fungsi sel (devi)(

14,865

Published on

Published in: Technology, Business
0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
14,865
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
237
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Struktur dan fungsi sel (devi)(

  1. 1. Struktur dan fungsi selFebruary 22, 2010 | In: ilmuStruktur dan fungsi sel – Biologi sel adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari tentangsel. Sel sendiri adalah kesatuan structural dan fungsional makhluk hidup dimanakeberadaannya sangat berpengaruh terhadap kepribadian dan tingkah laku dari masingmasing makhluk hidupTeori-teori tentang sel- Robert Hooke (Inggris, 1665) meneliti sayatan gabus di bawah mikroskop. Hasilpengamatannya ditemukan rongga-rongga yang disebut sel (cellula)- Hanstein (1880) menyatakan bahwa sel tidak hanya berarti cytos (tempat yang berongga),tetapi juga berarti cella (kantong yang berisi)- Felix Durjadin (Prancis, 1835) meneliti beberapa jenis sel hidup dan menemukan isi dalam,rongga sel tersebut yang penyusunnya disebut “Sarcode”- Johanes Purkinje (1787-1869) mengadakan perubahan nama Sarcode menjadi Protoplasma- Matthias Schleiden (ahli botani) dan Theodore Schwann (ahli zoologi) tahun 1838menemukan adanya kesamaan yang terdapat pada struktur jaringan tumbuhan dan hewan.Mereka mengajukan konsep bahwa makhluk hidup terdiri atas sel . konsep yang diajukantersebut menunjukkan bahwa sel merupakan satuan structural makhluk hidup.- Robert Brown (Scotlandia, 1831) menemukan benda kecil yang melayang-layang padaprotoplasma yaitu inti (nucleus)- Max Shultze (1825-1874) ahli anatomi menyatakan sel merupakan kesatuan fungsionalmakhluk hidup- Rudolf Virchow (1858) menyatakan bahwa setiap cel berasal dari cel sebelumnya (omniscelulla ex celulla)Macam Sel Berdasarkan Keadaan Intia. sel prokarion, sel yang intinya tidak memiliki membran, materi inti tersebar dalamsitoplasma (sel yang memiliki satu system membran. Yang termasuk dalam kelompok iniadalah bakteri dan alga birub. sel eukarion, sel yang intinya memiliki membran. Materi inti dibatasi oleh satu systemmembran terpisah dari sitoplasma. Yang termasuk kelompok ini adalah semua makhluk hidupkecuali bakteri dan alga biruStruktur sel prokariotik lebih sederhana dibandingkan struktur sel eukariotik. Akan tetapi, selprokariotik mempunyai ribosom (tempat protein dibentuk) yang sangat banyak. Selprokariotik dan sel eukariotik memiliki beberapa perbedaan sebagai berikut :Sel Prokariotik- Tidak memiliki inti sel yang jelas karena tidak memiliki membran inti sel yang dinamakannucleoid- Organel-organelnya tidak dibatasi membran- Membran sel tersusun atas senyawa peptidoglikan- Diameter sel antara 1-10mm
  2. 2. - Mengandung 4 subunit RNA polymerase- Susunan kromosomnya sirkulerSel Eukariotik- Memiliki inti sel yang dibatasi oleh membran inti dan dinamakan nucleus- Organel-organelnya dibatasi membran- Membran selnya tersusun atas fosfolipid- Diameter selnya antara 10-100mm- Mengandungbanyak subunit RNA polymerase- Susunan kromosomnya linierMacam Sel Berdasarkan Keadaan Kromosom dan Fungsinyaa. Sel Somatis, sel yang menyusun tubuh dan bersifat diploidb. Sel Germinal. sel kelamin yang berfungsi untuk reproduksi dan bersifat haploidBagian-bagian Sel- Bagian hidup(komponen protoplasma), terdiri atas inti dan sitoplasma termasuk cairan danstruktur sel seperti : mitokondria, badan golgi, dll- Bagian mati (inklusio), terdiri atas dinding sel dan isi vakuolamari kita bahas masing-masing bagian satu per satua Dinding selDinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel terdiri daripada selulosa yangkuat yang dapat memberikan sokongan, perlindungan, dan untuk mengekalkan bentuk sel.Terdapat liang pada dinding sel untuk membenarkan pertukaran bahan di luar dengan bahandi dalam sel.Dinding sel juga berfungsi untuk menyokong tumbuhan yang tidak berkayu.Dinding sel terdiri dari Selulosa (sebagian besar), hemiselulosa, pektin, lignin, kitin, garamkarbonat dan silikat dari Ca dan Mg.b. Membran PlasmaMembran sel merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma. Membran selmembungkus organel-organel dalam sel. Membran sel juga merupakan alat transportasi bagisel yaitu tempat masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel.Struktur membran ialah dua lapis lipid (lipid bilayer) dan memiliki permeabilitas tertentusehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel.Struktur membran sel yaitu model mozaik fluida yang dikemukakan oleh Singer danNicholson pada tahun 1972. Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemakdalam bentuk fluida dengan molekul lipid yang dapat berpindah secara lateral di sepanjanglapisan membran. Protein membran tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisanlemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur yang dinamis dimana komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi
  3. 3. semipermanen Komponen penyusun membran sel antara lain adalah phosfolipids, protein,oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol.Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara duaarah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2,O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya sepertimolekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkanmekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintasmembran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasifuntuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transporaktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.Transpor pasifTranspor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya.Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contohdari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atauketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjutselama respirasi seluler yang mengkonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarutmelintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zatterlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalamtranspor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasifair dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polarberdifusi dengan bantuan protein transpor.Transpor aktifTranspor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arahperpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkanbantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channelprotein dan carrier protein, serta ionophore.Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan light drivenpumps. Dalam transpor menggunakan coupled carriers dikenal dua istilah, yaitu simporterdan antiporter. Simporter ialah suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah,sedangkan antiporter mentransfer kedua substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pumpmerupakan suatu siklus transpor Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukanpada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi padaBakteriorhodopsin.c. MitokondriaMitokondria adalah tempat di mana fungsi respirasi pada makhluk hidup berlangsung.Respirasi merupakan proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atautenaga bagi berlangsungnya proses hidup. Dengan demikian, mitokondria adalah“pembangkit tenaga” bagi sel.
  4. 4. Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi danmemerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Jumlah danbentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengandiameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Struktur mitokondria terdiri dari empat bagianutama, yaitu membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletakdi bagian dalam membran [Cooper, 2000].Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama sertamengandung protein porin yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadapmolekul-molekul kecil yang berukuran 6000 Dalton. Dalam hal ini, membran luarmitokondria menyerupai membran luar bakteri gram-negatif. Selain itu, membran luar jugamengandung enzim yang terlibat dalam biosintesis lipid dan enzim yang berperan dalamproses transpor lipid ke matriks untuk menjalani ?-oksidasi menghasilkan Asetil KoA.Membran dalam yang kurang permeabel dibandingkan membran luar terdiri dari 20% lipiddan 80% protein. Membran ini merupakan tempat utama pembentukan ATP. Luas permukaanini meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam matriks,disebut krista [Lodish, 2001]. Stuktur krista ini meningkatkan luas permukaan membrandalam sehingga meningkatkan kemampuannya dalam memproduksi ATP. Membran dalammengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP sintase yangberfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria, serta protein transpor yang mengaturkeluar masuknya metabolit dari matriks melewati membran dalam.Ruang antar membran yang terletak diantara membran luar dan membran dalam merupakantempat berlangsungnya reaksi-reaksi yang penting bagi sel, seperti siklus Krebs, reaksioksidasi asam amino, dan reaksi ?-oksidasi asam lemak. Di dalam matriks mitokondria jugaterdapat materi genetik, yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP,ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium dan kaliumd. LisosomLisosom adalah organel sel berupa kantong terikat membran yang berisi enzim hidrolitikyang berguna untuk mengontrol pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Lisosomditemukan pada tahun 1950 oleh Christian de Duve dan ditemukan pada semua sel eukariotik.Di dalamnya, organel ini memiliki 40 jenis enzim hidrolitik asam seperti protease, nuklease,glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase, ataupun sulfatase. Semua enzim tersebut aktif padapH 5. Fungsi utama lisosom adalah endositosis, fagositosis, dan autofagi.- Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanismeendositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidakberaturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yangdigunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Diendosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalamendosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadipematangan dan membentuk lisosom.- Proses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, sepertiorganel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasarmenyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusidengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom
  5. 5. lanjut). Proses ini berguna pada sel hati, transformasi berudu menjadi katak, dan embriomanusia.- Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganismeseperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel ataumikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzimhidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).e. Badan GolgiBadan Golgi (disebut juga aparatus Golgi, kompleks Golgi atau diktiosom) adalah organelyang dikaitkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakanmikroskop cahaya biasa. Organel ini terdapat hampir di semua sel eukariotik dan banyakdijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal. Setiap selhewan memiliki 10 hingga 20 badan Golgi, sedangkan sel tumbuhan memiliki hingga ratusanbadan Golgi. Badan Golgi pada tumbuhan biasanya disebut diktiosom.Badan Golgi ditemukan oleh seorang ahli histologi dan patologi berkebangsaan Italia yangbernama Camillo Golgi.beberapa fungsi badan golgi antara lain :1. Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjarkantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain.2. Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membranplasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma.3. Membentuk dinding sel tumbuhan4. Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untukmemecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.5. Tempat untuk memodifikasi protein6. Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel7. Untuk membentuk lisosomf. Retikulum EndoplasmaRETIKULUM ENDOPLASMA (RE) adalah organel yang dapat ditemukan di seluruh selhewan eukariotik.Retikulum endoplasma memiliki struktur yang menyerupai kantung berlapis-lapis. Kantungini disebut cisternae. Fungsi retikulum endoplasma bervariasi, tergantung pada jenisnya.Retikulum Endoplasma (RE) merupakan labirin membran yang demikian banyak sehinggaretikulum endoplasma melipiti separuh lebih dari total membran dalam sel-sel eukariotik.(kata endoplasmik berarti “di dalam sitoplasma” dan retikulum diturunkan dari bahasa latinyang berarti “jaringan”).Ada tiga jenis retikulum endoplasma:RE kasar Di permukaan RE kasar, terdapat bintik-bintik yang merupakan ribosom. Ribosomini berperan dalam sintesis protein. Maka, fungsi utama RE kasar adalah sebagai tempatsintesis protein. RE halus Berbeda dari RE kasar, RE halus tidak memiliki bintik-bintikribosom di permukaannya. RE halus berfungsi dalam beberapa proses metabolisme yaitu
  6. 6. sintesis lipid, metabolisme karbohidrat dan konsentrasi kalsium, detoksifikasi obat-obatan,dan tempat melekatnya reseptor pada protein membran sel. RE sarkoplasmik REsarkoplasmik adalah jenis khusus dari RE halus. RE sarkoplasmik ini ditemukan pada ototlicin dan otot lurik. Yang membedakan RE sarkoplasmik dari RE halus adalah kandunganproteinnya. RE halus mensintesis molekul, sementara RE sarkoplasmik menyimpan danmemompa ion kalsium. RE sarkoplasmik berperan dalam pemicuan kontraksi otot.g. NukleusInti sel atau nukleus sel adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel inimengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linear panjangyang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Gen didalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Fungsi utama nukleusadalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel denganmengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saatterjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempatsintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapandan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhirih. PlastidaPlastida adalah organel sel yang menghasilkan warna pada sel tumbuhan. ada tiga macamplastida, yaitu :- leukoplast : plastida yang berbentuk amilum(tepung)- kloroplast : plastida yang umumnya berwarna hijau. terdiri dari : klorofil a dan b (untukfotosintesis), xantofil, dan karoten- kromoplast : plastida yang banyak mengandung karoteni. Sentriol (sentrosom)Sentorom merupakan wilayah yang terdiri dari dua sentriol (sepasang sentriol) yang terjadiketika pembelahan sel, dimana nantinya tiap sentriol ini akan bergerak ke bagian kutub-kutubsel yang sedang membelah. Pada siklus sel di tahapan interfase, terdapat fase S yang terdiridari tahap duplikasi kromoseom, kondensasi kromoson, dan duplikasi sentrosom.Terdapat sejumlah fase tersendiri dalam duplikasi sentrosom, dimulai dengan G1 dimanasepasang sentriol akan terpisah sejauh beberapa mikrometer. Kemudian dilanjutkan dengan S,yaitu sentirol anak akan mulai terbentuk sehingga nanti akan menjadi dua pasang sentriol.Fase G2 merupakan tahapan ketika sentriol anak yang baru terbentuk tadi telah memanjang.Terakhir ialah fase M dimana sentriol bergerak ke kutub-kutub pembelahan dan berlekatandengan mikrotubula yang tersusun atas benang-benang spindel.j. VakuolaVakuola merupakan ruang dalam sel yang berisi cairan (cell sap dalam bahasa Inggris).Cairan ini adalah air dan berbagai zat yang terlarut di dalamnya. Vakuola ditemukan padasemua sel tumbuhan namun tidak dijumpai pada sel hewan dan bakteri, kecuali pada hewanuniseluler tingkat rendah.
  7. 7. fungsi vakuola adalah :1. memelihara tekanan osmotik sel2. penyimpanan hasil sintesa berupa glikogen, fenol, dll3. mengadakan sirkulasi zat dalam selPerbedaan Sel Hewan dan Tumbuhan1. Sel Hewan :* tidak memiliki dinding sel* tidak memiliki butir plastida* bentuk tidak tetap karena hanya memiliki membran sel yang keadaannya tidak kaku* jumlah mitokondria relatif banyak* vakuolanya banyak dengan ukuran yang relatif kecil* sentrosom dan sentriol tampak jelas2. Sel Tumbuhan* memiliki dinding sel* memiliki butir plastida* bentuk tetap karena memiliki dinding sel yang terbuat dari cellulosa* jumlah mitokondria relatif sedikit karena fungsinya dibantu oleh butir plastida* vakuola sedikit tapi ukurannya besar* sentrosom dan sentriolnya tidak jelas
  8. 8. TINJAUAN KEPUSTAKAANDasar-dasar Stem Celldan Potensi Aplikasinyadalam Ilmu KedokteranVirgi SaputraBusiness Development Corporate Department, PT Kalbe Farma Tbk. Jakarta, IndonesiaABSTRAKMinat terhadap stem cell atau sel induk jelas meningkat dalam beberapa dekade terakhirini. Hal itu disebabkan karena potensi stem cell yang sangat menjanjikan untuk terapiberbagai penyakit sehingga menimbulkan harapan baru dalam pengobatan berbagai penyakit.Dalam tulisan ini akan dibahas mengenai definisi stem cell, jenis dan sifat stem cell, danpotensi pemakaiannya untuk berbagai penyakit.DEFINISI STEM CELL(1,2)Stem cell adalah sel yang tidak/belum terspesialisasi yangmempunyai 2 sifat:1. Kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi sel lain(differentiate). Dalam hal ini stem cell mampu berkembangmenjadi berbagai jenis sel matang, misalnya sel saraf, selotot jantung, sel otot rangka, sel pankreas, dan lain-lain.2. Kemampuan untuk memperbaharui atau meregenerasidirinya sendiri (self-regenerate/self-renew). Dalam hal inistem cell dapat membuat salinan sel yang persis samadengan dirinya melalui pembelahan sel.JENIS STEM CELLBerdasarkan Potensi atau Kemampuan Berdiferensiasi(1,2,3)Berdasarkan kemampuan berdiferensiasi, stem cell dibagimenjadi: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 lapisangerminal: ektoderm, mesoderm, dan endoderm, tapi tidakdapat menjadi jaringan ekstraembryonik seperti plasentadan tali pusat. Yang termasuk stem cell pluripotent adalahembryonic stem cells.3. Multipotent. Dapat berdiferensiasi menjadi banyak jenissel. Misalnya: hematopoietic stem cells.4. Unipotent. Hanya dapat menghasilkan 1 jenis sel. Tapiberbeda dengan non-stem cell, stem cell unipotenmempunyai sifat dapat memperbaharui atau meregenerasidiri (self-regenerate/self-renew)Berdasarkan Sumbernya(1,3,4)Stem cell ditemukan dalam berbagai jaringan tubuh.Berdasarkan sumbernya, stem cell dibagi menjadi:1) Zygote. Yaitu pada tahap sesaat setelah sperma bertemudengan sel telur2) Embryonic stem cell. Diambil dari inner cell mass dari
  9. 9. suatu blastocyst (embrio yang terdiri dari 50 � 150 sel,kira-kira hari ke-5 pasca pembuahan). Embryonic stem cellbiasanya didapatkan dari sisa embrio yang tidak dipakaipada IVF (in vitro fertilization). Tapi saat ini telahdikembangkan teknik pengambilan embryonic stem cellyang tidak membahayakan embrio tersebut, sehingga dapatterus hidup dan bertumbuh. Untuk masa depan hal inimungkin dapat mengurangi kontroversi etis terhadapembryonic stem cell.3) Fetus. Fetus dapat diperoleh dari klinik aborsi.4) Stem cell darah tali pusat. Diambil dari darah plasenta dantali pusat segera setelah bayi lahir. Stem cell dari darah taliCermin Dunia Kedokteran No. 153, 200621
  10. 10. pusat merupakan jenis hematopoietic stem cell, dan adayang menggolongkan jenis stem cell ini ke dalam adultstem cell.5) Adult stem cell. Diambil dari jaringan dewasa, antara laindari:�Sumsum tulang.Ada 2 jenis stem cell dari sumsum tulang:- hematopoietic stem cell. Selain dari darah tali pusatdan dari sumsum tulang, hematopoietic stem celldapat diperoleh juga dari darah tepi.- stromal stem cell atau disebut juga mesenchymal stemcell.�Jaringan lain pada dewasa seperti pada:- susunan saraf pusat- adiposit (jaringan lemak)- otot rangka- pankreasAdult stem cell mempunyai sifat plastis, artinya selainberdiferensiasi menjadi sel yang sesuai dengan jaringanasalnya, adult stem cell juga dapat berdiferensiasi menjadi seljaringan lain. Misalnya: neural stem cell dapat berubah menjadisel darah, atau stromal stem cell dari sumsum tulang dapatberubah menjadi sel otot jantung, dan sebagainya.PERAN STEM CELL DALAM RISET(1,8)1. Terapigen.Stem cell (dalam hal ini hematopoietic stem cell)digunakan sebagai alat pembawa transgen ke dalam tubuhpasien, dan selanjutnya dapat dilacak jejaknya apakahstem cell ini berhasil mengekspresikan gen tertentu dalamtubuh pasien. Dan karena stem cell mempunyai sifat self-renewing, maka pemberian pada terapi gen tidak perludilakukan berulang-ulang, selain itu hematopoietic stemcell juga dapat berdiferensiasi menjadi bermacam-macamsel, sehingga transgen tersebut dapat menetap di berbagaimacam sel.2. Mengetahui proses biologis, yaitu perkembanganorganisme dan perkembangan kanker. Melalui stem celldapat dipelajari nasib sel, baik sel normal maupun selkanker.3. Penemuan dan pengembangan obat baru, yaitu untukmengetahui efek obat terhadap berbagai jaringan4. Terapiselberupareplacement therapy. Oleh karena stemcell dapat hidup di luar organ tubuh manusia misalnya di
  11. 11. cawan petri, maka dapat dilakukan manipulasi terhadapstem cell itu tanpa mengganggu organ tubuh manusia. Stemcell yang telah dimanipulasi tersebut dapat ditransplantasikembali masuk ke dalam organ tubuh untuk menanganipenyakit-penyakit tertentu.Ada 3 golongan penyakit yang dapat diatasi oleh stem cell:a. Penyakit autoimun. Misalnya pada lupus, artritis reumatoiddan diabetes tipe 1. Setelah diinduksi oleh growth factoragar hematopoietic stem cell banyak dilepaskan darisumsum tulang ke darah tepi, hematopoietic stem celldikeluarkan dari dalam tubuh untuk dimurnikan dari selimun matur. Lalu tubuh diberi agen sitotoksik atau terapiradiasi untuk membunuh sel-sel imun matur yang tidakmengenal self antigen (dianggap sebagai foreign antigen).Setelah itu hematopoietic stem cell dimasukkan kembali ketubuh, bersirkulasi dan bermigrasi ke sumsum tulang untukberdiferensiasi menjadi sel imun matur sehingga sistemimun tubuh kembali seperti semula.b. Penyakit degeneratif. Pada penyakit degeneratif sepertistroke, penyakit Parkinson, penyakit Alzheimer, terdapatbeberapa kerusakan atau kematian sel-sel tertentu sehinggabermanifestasi klinis sebagai suatu penyakit. Pada keadaanini stem cell setelah dimanipulasi dapat ditransplantasi kedalam tubuh pasien agar stem cell tersebut dapatberdiferensiasi menjadi sel-sel organ tertentu yangmenggantikan sel-sel yang telah rusak atau mati akibatpenyakit degeneratif.c. Penyakit keganasan. Prinsip terapi stem cell padakeganasan sama dengan penyakit autoimun. Hematopoieticstem cell yang diperoleh baik dari sumsum tulang ataudarah tali pusat telah lama dipakai dalam terapi leukemiadan penyakit darah lainnya.Ada beberapa alasan mengapa stem cell merupakan calon yangbagus dalam cell-based therapy:1. Stem cell tersebut dapat diperoleh dari pasien itu sendiri.Artinya transplantasi dapat bersifat autolog sehinggamenghindari potensi rejeksi. Berbeda dengan transplantasiorgan yang membutuhkan organ donor yang sesuai(match), transplantasi stem cell dapat dilakukan tanpaorgan donor yang sesuai.2. Mempunyai kapasitas proliferasi yang besar sehinggadapat diperoleh sel dalam jumlah besar dari sumber yangterbatas. Misalnya pada luka bakar luas, jaringan kulityang tersisa tidak cukup untuk menutupi lesi luka bakaryang luas. Dalam hal ini terapi stem cell sangat berguna.3. Mudah dimanipulasi untuk mengganti gen yang sudahtidak berfungsi lagi melalui metode transfer gen. Hal initelah dijelaskan dalam penjelasan mengenai terapi gen diatas.4. Dapat bermigrasi ke jaringan target dan dapat berintegrasi
  12. 12. ke dalam jaringan dan berinteraksi dengan jaringansekitarnya.Therapeutic Cloning(2,6)Therapeutic cloning atau yang lebih panjangnya disebutSCNT (Somatic Cell Nuclear Transfer) adalah suatu teknikyang bertujuan untuk menghindari risiko penolakan/rejeksi.Pada therapeutic cloning, inti sel telur donor dikeluarkan dandiganti dengan inti sel resipien misalnya diambil dari selmukosa pipi. Lalu sel ini akan membelah diri dan setelahmenjadi blastocyst, maka inner cell massnya akan diambilsebagai embryonic stem cell dan setelah dimasukkan kembalike dalam tubuh resipien maka stem cell tersebut akanberdiferensiasi menjadi sel organ yang diinginkan (misalnya selbeta pankreas, sel otot jantung, dan lain lain), tanpa reaksipenolakan karena sel tersebut mengandung materi genetikresipien.Cermin Dunia Kedokteran No. 153, 200622
  13. 13. Keuntungan dan Kerugian Memakai Jenis Stem CellTertentu dalam Cell-based Therapy(1,2,3,5,7)Keuntungan embryonic stem cell:1. Mudah didapat dari klinik fertilitas.2. Bersifat pluripoten sehingga dapat berdiferensiasi menjadisegala jenis sel dalam tubuh.3. Immortal. Berumur panjang, dapat berproliferasi beratus-ratus kali lipat pada kultur.4. Reaksipenolakanrendah.Kerugian embryonic stem cell:1. Dapat bersifat tumorigenik. Artinya setiap kontaminasidengan sel yang tak berdiferensiasi dapat menimbulkankanker.2. Selalu bersifat allogenik sehingga berpotensi menimbulkanpenolakan.3. Secara etis sangat kontroversial.Keuntungan umbilical cord blood stem cell (stem cell daridarah tali pusat):1. Mudah didapat (tersedia banyak bank darah tali pusat).2. Siap pakai, karena telah melalui tahap prescreening,testing dan pembekuan.3. Kontaminasi virus minimal dibandingkan dengan stem celldari sumsum tulang.4. Cara pengambilan mudah, tidak berisiko atau menyakitidonor.5. Risiko GVHD (graft-versus-host disease) lebih rendahdibandingkan dengan menggunakan stem cell dari sumsumtulang, dan transplantasi tetap dapat dilakukan walaupunHLA matching tidak sempurna atau dengan kata laintoleransi terhadap ketidaksesuaian HLA matching lebihbesar dibandingkan dengan stem cell dari sumsum tulang.Kerugian umbilical cord blood stem cell:1. Kemungkinan terkena penyakit genetik. Ada beberapapenyakit genetik yang tidak terdeteksi saat lahir sehinggadiperlukan follow up setelah donor beranjak dewasa.2. Jumlah stem cell relatif terbatas sehingga adaketidaksesuaian antara jumlah stem cell yang diperlukanresipien dengan yang tersedia dari donor, karena jumlahsel yang dibutuhkan berbanding lurus dengan usia, beratbadan dan status penyakit.Keuntungan adult stem cell:1. Dapat diambil dari sel pasien sendiri sehingga menghindaripenolakan imun.2. Sudah terspesialisasi sehingga induksi menjadi lebihsederhana.3. Secara etis tidak ada masalah.Kerugian adult stem cell:
  14. 14. 1. Jumlahnya sedikit, sangat jarang ditemukan pada jaringanmatur sehingga sulit mendapatkan adult stem cell dalamjumlah banyak.2. Masa hidupnya tidak selama embryonic stem cell.3. Bersifat multipoten, sehingga diferensiasi tidak seluasembryonic stem cell yang bersifat pluripoten.TERAPI BERDASARKAN SEL (CELL-BASEDTHERAPY)Dalam tulisan ini, pembahasan bersifat singkat dan hanyamembahas potensi stem cell pada sebagian kecil penyakit.Stem Cell untuk Diabetes(1)Pada diabetes, terjadi kekurangan insulin atau kurangnyakepekaan terhadap insulin. Dalam hal ini transplantasi sel pulauLangerhans diharapkan dapat memenuhi kebutuhan insulin.Pada awalnya, kira-kira 10 tahun yang lalu, hanya 8%transplantasi sel pulau Langerhans yang berhasil. Hal ini terjadikarena reaksi penolakannya besar sehingga diperlukansejumlah besar steroid; padahal makin besar steroid yangdibutuhkan, makin besar pula kebutuhan metabolik pada selpenghasil insulin. Namun, baru-baru ini penelitian yangdilakukan oleh James Shapiro dkk. di Kanada, berhasilmembuat protokol transplantasi sel pulau Langerhans dalamjumlah banyak dengan metode imunosupresi yang berbedadengan yang sebelumnya. Pada penelitian tersebut, 100%pasien yang diterapi transplantasi sel pulau Langerhanspankreas tidak memerlukan injeksi insulin lagi dan guladarahnya tetap normal setahun setelah transplantasi. Penelitian-penelitian yang sudah dilakukan untuk diabetes ini mengambilsumber stem cell dari kadaver, fetus, dan dari embryonic stemcell. Selanjutnya, masih dibutuhkan penelitian untukmenemukan cara membuat kondisi yang optimal dalamproduksi insulin, sehingga dapat menggantikan injeksi insulinsecara permanen.Stem Cell untuk Skin Replacement(4)Dengan bertambahnya pengetahuan mengenai stem cell,maka peneliti telah dapat membuat epidermis dari keratinosityang diperoleh dari folikel rambut yang dicabut. Hal inimemungkinkan transplantasi epidermis autolog, sehinggamenghindari masalah penolakan. Pemakaian skin replacementini bermanfaat dalam terapi ulkus vena ataupun luka bakar.Stem Cell untuk Penyakit Parkinson(1,9)Pada penyakit Parkinson, didapatkan kematian neuron-neuron nigra-striatal, yang merupakan neuron dopaminergik.Dopamin merupakan neurotransmiter yang berperan dalamgerakan tubuh yang halus. Dengan berkurangnya dopamin,maka pada penyakit Parkinson terjadi gejala-gejala gangguangerakan halus. Dalam hal ini transplantasi neuron dopamin
  15. 15. diharapkan dapat memperbaiki gejala penyakit Parkinson.Tahun 2001, dilakukan penelitian dengan menggunakanjaringan mesensefalik embrio manusia yang mengandungneuron-neuron dopamin. Jaringan tersebut ditransplantasikanke dalam otak penderita Parkinson berat dan dipantau denganalat PET (Positron Emission Tomography). Hasilnya setelahtransplantasi terdapat perbaikan dalam uji-uji standar untukmenilai penyakit Parkinson, peningkatan fungsi neurondopamin yang tampak pada pemeriksaan PET; perbaikanbermakna ini tampak pada penderita yang lebih muda. Namunsetelah 1 tahun, 15% dari pasien yang ditransplantasi inikambuh setelah dosis levodopa dikurangi atau dihentikan.Cermin Dunia Kedokteran No. 153, 200623
  16. 16. Stem Cell untuk Stroke(10,11,12)3. Stem Cell � Wikipedia - http://en.wikipedia.org/wiki/Stem_cell4. Stem Cells for Cell-Based Therapies, Lauren Pecorino � AmericanInstitute of Biological Science.Dahulu dianggap bahwa sekali terjadi kematian sel padastroke, maka akan menimbulkan kecacatan tetap karena selotak tidak mempunyai kemampuan regenerasi. Tapi anggapanberubah setelah para pakar mengetahui adanya plastisitas padasel-sel otak dan pengetahuan mengenai stem cell yangberkembang pesat belakangan ini.5. Stem Cell Therapy � Research in focus - MRC (Medical ResearchCouncil)6. Therapeutic Use of Cell Nuclear Replacement: Therapeutic Cloning �Research in focus - MRC (Medical Research Council)7. F2-S-Cord Blood Stem Cell Transplantation � Leukemia & LymphomaSociety.Beberapa penelitian dengan menggunakan stem cell daridarah tali pusat manusia yang diberikan intravena kepada tikusyang arteri serebri medianya dioklusi menunjukkan hasil yangmenggembirakan. Ada pengurangan volume lesi sebanyak 40%dan adanya kemampuan kembali ke 70% fungsi normal.Terdapat pemulihan fungsional pada kelompok yangditransplantasi stem cell dari darah tali pusat dibandingkandengan kelompok kontrol dan tampak stem cell dari darah talipusat bermigrasi masuk ke otak. Penelitian denganmenggunakan mesenchymal stem cell (MSC) dari sumsumtulang autolog yang diberikan intravena pada 30 penderitastroke juga memperbaiki outcome yang dinilai dari parameterBarthel Index dan modified Rankin Scale.http://www.leukemia-lymphoma.org/all_mat_toc.adp?item_id=96228.What Are Stem Cells? � CSA Guide to Discovery -http://www.csa.com/discoveryguides/stemcell/overview.php9. Transplantation of Embryonic Dopamine Neurons for Severe for SevereParkinsons Disease . NEJM 2001;344:710 � 71910. Intravenous Administration of Human Umbilical Cord Blood ReducesBehavioral Deficits After Stroke in Rats. Stroke 2001;32:268211. Umbilical cord blood-derived stem cells given intravenously reducestroke damage. www.medicalnewstoday.com12. Autologous mesenchymal stem cell transplantation in stroke patients �Ann. Neurol. 2005 Jun;57(6):874-8213. Stem-Cell Transplantation in Myocardial Infarction: A Status Report �Ann. Intern. Med. 2004 May;140(9):729 � 737Stem Cell untuk Penyakit Jantung(13)Penelitian terkini memberikan bukti awal bahwa adultstem cells dan embryonic stem cell dapat menggantikan sel ototjantung yang rusak dan memberikan pembuluh darah baru.
  17. 17. Strauer dkk. mencangkok mononuclearbone marrow cellautolog ke dalam arteri yang menimbulkan infark pada saatPTCA 6 hari setelah infark miokard akut. Sepuluh pasien yangdiberi stem cell area infarknya menjadi lebih kecil dan indeksvolume stroke, left ventricular end-systolic volume,kontraktilitas area infark, dan perfusi miokard menunjukkanperbaikan dibandingkan dengan kelompok kontrol.Perin dkk. memberikan transplantasi bone marrowmononuclear cells autolog yang diinjeksikan pada miokardyang lemah dengan panduan electromechanicalmapping pada14 pasien gagal jantung iskemik kronik berat.Single-photonemission computed tomography myocardial perfusionscintigraphy menunjukkan penurunan defek yang signifikandan perbaikan fungsi sistolik ventrikel kiri global pada pasienyang diterapi.KEPUSTAKAAN1. The Stem Cells � Stem cell information � The Official National Instituteof Health Resource for Stem cell Research2.Anatomy 101: Stem cells � Reeve Irvine Research Center -http://www.reeve.uci.edu/anatomy/stemcells.phpCermin Dunia Kedokteran No. 153, 200624
  18. 18. Grace is to the body what good sense is to the mind(La Rochefoucauld)Cermin Dunia Kedokteran No. 153, 2006

×