2 aspek dasar sel punca

ASPEK DASAR SEL PUNCA EMBRIONIK
(EMBRYONIC STEM CELL) DAN POTENSI
PENGEMBANGANNYA
Ahmad Aulia Jusuf
Bagian Histologi
Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia
2008

Saturday, May 24,
2008
Aspek Dasar Sel Punca
Embrionik / AAJ-Histologi / 2008 2
Agenda
 Pendahuluan
 Definisi
 Tinjauan Biomedik
 Potensi pengembangannya
 Masalah etik dalam penggunaannya

Saturday, May 24,
2008
Pendahuluan
 Pada dekade terakhir perhatian dan
penelitian dalam bidang sel punca
(stem cell ) mengalami kemajuan
yang amat pesat
 memahami proses tumbuh kembang
jaringan tubuh normal
 memahami patogenesis penyakit
 pengobatan penyakit-penyakit
/kelainan yang sudah tidak mungkin
untuk diobati lagi
 penelitian dan pencarian obat-obatan
baru(1,2)
 potensi bisnis
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
1
McNeish, J. (2004) Embryonic Stem Cells in Drug Discovery Nat. Rev. Drug Discov. 3, 70-80
2
Davila, J.C., Cezar, G.G., Thiede, M., Strom, S., Miki, T., Trosko J. (2004) Use and Application of Stem Cells in Toxicology.
Toxicol. Sci. 79, 214-223

Saturday, May 24,
2008

Saturday, May 24,
2008
Definisi
 Sel Punca
 sel yang tidak/belum
terspesialisasi(3,4,5)
 berpotensi untuk berkembang
menjadi berbagai jenis sel-sel
yang spesifik
 membentuk berbagai jaringan
tubuh
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3
The stem Cell- Stem cell information- The Official national Institute of Health Resource for Stem Cell Research
4
Anatomy 101: Stem cell-Reeve Irvine Research Center- http/ www.reeve.uci.edu/anatomy/stem cells.php
5
Sell, S. (2004) Stem cells. Stem Cell Handbook ed. by Sell, S. 1-18.

Saturday, May 24,
2008
Aspek Biomedik
 Karakteristik (3,4,5)
 Differentiate
 kemampuan untuk berdifferensiasi
menjadi sel lain yang spesifik
 sel saraf
 sel otot jantung
 sel otot rangka
 sel pankreas
 Self regenerate/self renew
 kemampuan untuk memperbaharui
atau meregenerasi dirinya sendiri
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3
4
5
Sell, S. (2004) Stem cells. Stem Cell Handbook ed. by Sell, S. 1-18.

Saturday, May 24,
2008
Aspek Biomedik
 Jenis Sel Punca (3,4,5)
 Totipotent
 Sel Punca yang dapat
berdifferensiasi menjadi semua
jenis sel
 sel embrionik awal
 Mampu membentuk berbagai jenis
sel
 Mampu membentuk satu individu
yang utuh
 Mampu membentuk sel-sel yang
menyusun plasenta dan tali pusat
 zigot, morula
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3
4
5
Stem Cells-Wikipdia- http://en.wikipedia.org/wiki/stem cell

Saturday, May 24,
2008
Aspek Biomedik
 Pluripotent
 Sel punca yang dapat
berdifferensiasi menjadi 3
lapisan germinal
 ektoderm, mesoderm, dan
endoderm
 tetapi tidak dapat menjadi
jaringan ekstraembrionik
 plasenta dan tali pusat
 tidak dapat berkembang menjadi
1 fetus yang utuh
 sel punca embrionik
(embryonic stem cells)
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3
4
5

Saturday, May 24,
2008
Aspek Biomedik
 Multipotent
 sel punca yang dapat
berdifferensiasi menjadi banyak
jenis sel
 hemopoetic stem cells yang
terdapat pada sumsum tulang
 berdifferensiasi menjadi
berbagai jenis sel yang
terdapat dalam darah
(eritrosit, lekosit dan
trombosit)
 neural stem cells
 sel saraf dan sel glia
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3
4
5

Saturday, May 24,
2008
Aspek Biomedik
 Unipoten
 Sel punca yang mampu
 berdifferensiasi menjadi hanya
satu jenis sel lainnya dan
dapat memperbaharui atau
meregenerasi diri (self-
regenerate/self renew)
 Contohnya
 erythroid progenitor cells
yang hanya mampu
berdifferensiasi menjadi
sel darah merah
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3
4
5

Saturday, May 24,
2008
Number of cell types
All
All except cells of the embryonic
membranes
Many
Few
4
3
2
1
None
Differentiation Potential
Totipotential
Pleuripotential
Multipotential
Oligopotential
Quadripotential
Tripotential
Bipotential
Unipotential
Nullipotential
Example of stem cell
Zygote (fertilized egg),
blastomere
Cultured human ES cells
Hematopoietic cells
Myeloid precursor
Mesenchymal progenitor cell
Glial-restricted precursor
Bipotential precursor from
murine fetal liver
Mast cell precursor
Terminally differentiated cell
e.g. Red blood cell
Cell types resulting from
differentiation
All cell types
Cells from all three germ layers
skeletal muscle,cardiac muscle, liver
cells, all blood cells
5 types of blood cells (Monocytes,
macrophages, eosinophils,
neutrophils, erythrocytes)
Cartilage cells, fat cells, stromal cells,
bone-forming cells
2 types of astrocytes, oligodendrocytes
B cells, macrophages
Mast cells
No cell division

Saturday, May 24,
2008
Aspek Biomedik
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3
4
5
6FOXNews.com - New Stem-Cell Procedure Doesn't Harm Embryos, Company Claims - Biology | Astronomy | Chemistry | Physics
 Sel punca embrionik (embryonic
stem cells) (3,4,5,6)
 Sel yang diambil dari inner cell mass
 suatu kumpulan sel yang terletak di satu
sisi blastokista embrio
 berumur 5 hari
 terdiri dari 100 sel
 dapat berkembang biak secara terus
menerus
 media kultur optimal
 dapat diarahkan untuk berdifferensiasi
menjadi berbagai sel yang terdifferensiasi
 sel jantung, sel kulit, neuron, hepatosit dll
 dapat dipakai untuk transplantasi jaringan
yang rusak

Saturday, May 24,
2008

Saturday, May 24,
2008
Aspek Biomedik
 Sel punca embrionik
(embryonic stem cells) (3,4,5,6)
 sel yang diambil dari inner cell
mass
 kemampuan menjadi berbagai
jaringan embrio dan tubuh
 kecuali plasenta dan tali uri
 berkembang dan terspesialisasi
menjadi sel multipoten
 sel punca dewasa
 dapat berkembang menjadi
berbagai sel dan jaringan
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3
4
5
6
FOXNews.com - New Stem-Cell Procedure Doesn't Harm Embryos, Company Claims - Biology | Astronomy | Chemistry | Physics

Saturday, May 24,
2008
Aspek Biomedik
 Sel punca embrionik (embryonic
stem cells) (3,4,5,6)
 sel yang diambil dari inner cell
mass
 berkembang dan terspesialisasi
menjadi sel multipoten
 Tantangan bagi peneliti
sebenarnya adalah cara
memanipulasi sel punca dewasa
ini sehingga berkembang
menjadi sel atau produk yang
diinginkan yang dapat digunakan
untuk pengobatan
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3
4
5
6

Saturday, May 24,
2008
Aspek Biomedik
 Sifat Sel punca embrionik
(Embryonic Stem Cell) (3,4,5,6)
 Pluripoten
 berdifferensiasi menjadi sel-sel
yang merupakan turunan dari 3
lapis germinal
 tetapi tidak dapat membentuk
membran embrio (tali pusat dan
plasenta
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3
4
5
6

Saturday, May 24,
2008
Aspek Biomedik
 Sifat Sel punca embrionik (Embryonic
Stem Cell) (3,4,5,6)
 Immortal
 dapat berumur panjang
 memperbanyak diri ratusan kali pada
media kultur
 dulu dipikirkan dapat memperbanyak diri
sendiri secara tak terbatas
 tetapi kini diketahui bahwa usia dan
perbanyakan diri sendiri sel-sel stem juga
ada batasnya
 terjadinya mutasi pada gen-gen
pada sel stem yang diakibatkan
karena pengaruh nutrisi dalam
medium kultur
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3
4
5
6

Saturday, May 24,
2008
Aspek Biomedik
 Sifat sel punca embrionik
(Embryonic Stem Cell) (3,4,5,6)
 mempunyai karyotipe yang normal
 dapat bersifat tumorigenik
 setiap kontaminasi dengan sel yang tak
berdifferensiasi dapat menimbulkan
kanker
 selalu bersifat allogenik
 berpotensi menimbulkan terjadinya
rejeksi imunitas
 metoda somatic cell nuclear transfer
atau terapi kloning
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3
4
5
6
FOXNews.com - New Stem-Cell Procedure Doesn't Harm Embryos, Company Claims - Biology | Astronomy | Chemistry |
Physics

Saturday, May 24,
2008
Aspek Biomedik
 Somatic Cell Nuclear Transfer
(SCNT) (3,7)
 Therapeutic cloning
 Suatu teknik yang bertujuan untuk
menghindari resiko penolakan atau
rejeksi
 inti sel telur donor dikeluarkan dan
diganti dengan inti sel resipien
 Sel yang telah dimanipulasi ini
kemudian akan membelah diri dan
setelah menjadi blastokista maka
inner cell massnya akan diambil
sebagai embryonic stem cells
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3
7
Therapeutic use of cell nuclear replacement: Therapeutic cloning-Research in focus- MRC (Medical Research Council)

Saturday, May 24,
2008
Aspek Biomedik
 Somatic Cell Nuclear
Transfer (SCNT) (3,7)
 Therapeutic cloning
 Stem cells ini kemudian akan
dimasukkan kembali kedalam
tubuh resipien
 akan berdifferensiasi menjadi
sel organ (sel beta pankreas,
sel otot jantung dan lain-lain)
 Tanpa reaksi penolakan
karena sel tersebut
mengandung materi genetik
resipien.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3
7
Therapeutic use of cell nuclear replacement: Therapeutic cloning-Research in focus- MRC (Medical Research Council)

Saturday, May 24,
2008
Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT)

Saturday, May 24,
2008
Aplikasi/Penggunaan Kultur Stem Cells
 Terapi gen
 pembawa transgen kedalam
tubuh pasien(8)
 sifat self renewing
 pemberian stem cells yang
mengandung transgen tak
perlu dilakukan berulang-
ulang
 dapat berdifferensiasi menjadi
bermacam-macam sel
 sehingga transgen tersebut
dapat menetap diberbagai
jaringan
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8
For review: Floss,T., Wurst, W. (2002) Functional Genomics by Gene-trapping in ES cells. Embryonic Stem Cells Methods and
Protocols ed. by Turksen, K. 347-379

Saturday, May 24,
2008
 Penelitian untuk mempelajari
proses-proses biologis yang
terjadi pada organisma (9)
 Pertumbuhan dan perkembangan
organisma
 Pertumbuhan dan perkembangan
kanker
 Penelitian untuk menemukan
dan mengembangkan obat-
obat baru (1,2)
 mengetahui efek obat terhadap
berbagai jaringan
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
1
McNeish, J. (2004) Embryonic Stem Cells in Drug Discovery Nat. Rev. Drug Discov. 3, 70-80
2
Davila, J.C., Cezar, G.G., Thiede, M., Strom, S., Miki, T., Trosko J. (2004) Use and Application of Stem Cells in Toxicology.
Toxicol. Sci. 79, 214-223
9
What are stem eclls? – CSA guide to discovery – http://www.csa.com/discovery guide/stem cell//overview.php

Saturday, May 24,
2008
 Terapi sel (cell based
therapy)
 Stem cell dapat hidup
diluar tubuh manusia
 di cawan Petri.
 manipulasi pada stem
cells
 ditransplantasikan ke
dalam organ tubuh
untuk menangani
penyakit-penyakit
tertentu tanpa
mengganggu organ
tubuh

Saturday, May 24,
2008
Penggunaan Stem Cells Dalam Pengobatan
Penyakit
 Parkinson dan Alzheimer
 Cidera medula spinalis
 Stroke
 Luka bakar
 Penyakit jantung
 Diabetes
 Distrofi otot
 Osteoporosis
 Sirosis hepatis
 Lekemia
 Anemia sel sabit (sickle cell
anemia)
 Osteoarthritis
 Cancer
Beberapa penyakit yang potensial dapat diterapi

Saturday, May 24,
2008
Penggunaan Stem Cells pada berbagai penyakit
 Spinal cord injury
 Cidera medula spinalis disertai demielinisasi menyebabkan
hilangnya fungsi neuron
 Remielinisasi dengan sel punca (stem cell) dapat mengembalikan
fungsi yang hilang
 Percobaan dengan sel punca embrionik (embryonic stem cells)
tikus dapat menghasilkan oligodendrosit yang kemudian dapat
menyebabkan remielinisasi akson yang rusak(10)
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
10
Liu S, Qu Y, Stewart TJ et al. Embryonic stem cells differentiate into oligodendrocyts and myelinated in culture and after spinal
cord transplantation. PNAS 2000: 97(11):6126-6131

Saturday, May 24,
2008
Penyakit
 Stem Cells Pada Penyakit Stroke
 Penelitian menggunakan mesenchymal stem cells (MSC) dari
sumsum tulang autolog
 Penelitian ini didasarkan pada hasil penelitian yang telah dilakukan
sebelumnya
 Mesenchymal stem cells diperoleh dari aspirasi sumsum tulang
 Setelah disuntikkan perifer MSC akan melintas sawar darah otak pada
daerah otak yang rusak.
 Pemberian MSC intravenous(11,12)
 mengurangi terjadinya apoptosis
 menyebabkan proliferasi sel endogen setelah terjadinya stroke
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
11
Li Y, Chen J, Chen XG, et al. Human marrow stromal cell therapy for stroke in rat: neurotrophins and functional recovery
Neurology 2002;59:514 –523
12
Zhao LR, Duan WM, Reyes M, et al. Human bone marrow stem cells exhibit neural phenotypes and ameliorate neurological deficits
after grafting into the ischemic brain of rats. ExpNeurol 2002;174:11–20)

Saturday, May 24,
2008
Penyakit
 Stem Cells Pada Infark Miokard
 Bartinek (13 )
telah melakukan intracoronary infusion bone marrow stem cells
otolog
 pada 22 pasien dengan AMI dan mendapatkan hasil yang baik
 Penelitian terkini menunjukkan bukti awal bahwa adult stem cells dan
embryonic stem cells dapat menggantikan sel otot jantung yang rusak dan
memberikan pembuluh darah baru.
 Strauer et al.(14)
mencangkok mononuclear bone marrow cell autolog ke
dalam arteri yang menimbulkan infark pada saat PTCA 6 hari setelah
infark miokard
 Sepuluh pasien yang diberi stem cells area infarkya menjadi lebih kecil dan
indeks volume stoke, left ventricular end systolic volume, kontraktilitas area
infark dan perfusi miokard menunjukkan perbaikan dibandingkan dengan
kelompok kontrol.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
13
Bartinek J, Vanderheyden M, Vandekerchove B et al., Intracoronary injection of CD133-positive enriched bone marrow progenitor
cells promotes cardiac recovery after recent myocardial infarction. Circulation 2005; 112 (9 suppl): 78-83
14
Stem cells transplantation in myocard infarction: A status report- Ann Intern. Med. 2004 May: 140(9): 729-737

Saturday, May 24,
2008
Bioetika Stem Cell
 Berkembangnya penelitian stem cell dan penggunaan stem cell
dalam upaya untuk mengobati penyakit pada manusia akan
mengakibatkan timbulnya masalah dalam hal etik
 Hal utama terkait dengan masalah etik adalah sumber stem cell tersebut.
 Berbagai masalah etika yang perlu dipikirkan adalah
 Apakah penelitian embrio manusia secara moral dapat dipertanggung
jawabkan
 Apakah penelitian embrio yang menyebabkan kematian embrio
merupakan pelanggaran terhadap hak azasi manusia (HAM) dan
berkurangnya penghormatan terhadap mahluk hidup
 Apakah penyalah gunaan dapat diketahui dan dikendalikan
 Apakah penggunaan embrio sisa proses bayi tabung pada penelitian
diperbolehkan
 Apakah penelitian khusus membuat embrio untuk digunakan
diperbolehkan

Saturday, May 24,
2008
Bioetika Stem Cell
 Isu bioetika utama dalam penelitian dan
penggunaan stem cell adalah penggunaan stem
cell embrio terutama tentang sumber sel tersebut
yaitu embrio
 hasil abortus, zigot sisa IVF dan hasil pengklonan
 Pengklonan embrio manusia untuk memperoleh stem
cell merupakan isu yang sangat menimbulkan
kontroversi
 Hal ini terkait dengan isu ”awal kehidupan” dan penghormatan
terhadap kehidupan
 pengklonan manusia yang ditentang oleh semua agama.

Saturday, May 24,
2008
Bioetika Stem Cell
 Isu bioetika utama dalam penelitian dan penggunaan stem
cell adalah penggunaan stem cell embrio terutama
tentang sumber sel tersebut yaitu embrio
 Dalam proses pemanenan stem cell embrio terjadi kerusakan
pada embrio dan menyebabkan embrio tersebut mati
 Adanya anggapan bahwa embrio berstatus sama dengan manusia
menyebabkan hal tersebut tidak dapat diterima
 Perdebatan yang cukup ramai adalah mengenai status moral
embrio
 apakah embrio harus diperlakukan sebagai manusia atau sebagai
sesuatu yang berpotensi untuk menjadi manusia atau sebagai jaringan
hidup tubuh lainnya
 Lebih jauh lagi apakah embrio yang berkembang dianggap sebagai
mahluk hidup

Saturday, May 24,
2008
Bioetika Stem Cell
 Isu bioetika utama dalam penelitian dan
penggunaan stem cell adalah penggunaan stem
cell embrio terutama tentang sumber sel tersebut
yaitu embrio
 Penggunaan stem cell yang berasal dari surplus zigot
pembuatan bayi tabung sendiri
 juga menimbulkan kontroversi
 Pendapat yang moderat mengatakan ketimbang
surplus zigot itu dibuang, sebaiknya dipakai saja
untuk penelitian
 Sebaliknya ada juga yang berpendapat bahwa sisa itu
harus dipelihara hingga zigot itu mati.

Saturday, May 24,
2008

2 aspek dasar sel punca

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to 2 aspek dasar sel punca

Similar to 2 aspek dasar sel punca (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

2 aspek dasar sel punca