Stem cell atau sel punca adalah sel unik yang memiliki kemampuan untuk memperbarui diri sendiri dan berubah menjadi berbagai jenis sel lain dalam tubuh. Karena sifat istimewanya ini, stem cell menjadi pusat perhatian dalam dunia medis, terutama dalam terapi regeneratif dan potensinya dalam pengobatan berbagai penyakit degeneratif maupun kelainan genetik.[1]
Secara umum, stem cell dapat diklasifikasikan berdasarkan sumber asalnya dan kemampuan diferensiasinya (fungsi). Mari kita bahas satu per satu.
Jenis Stem Cell Berdasarkan Sumbernya
1. Embryonic Stem Cell (ESC)
Embryonic stem cell diambil dari embrio manusia pada tahap blastokista, yaitu sekitar 4–7 hari setelah pembuahan. Sel-sel ini bersifat pluripoten, artinya mereka dapat berkembang menjadi hampir semua jenis sel pada tubuh, mulai dari sel otot, saraf, hingga kulit.
Karena kemampuannya yang sangat luas, ESC banyak digunakan dalam penelitian dasar dan eksperimental. Namun, pengambilan ESC menimbulkan isu etika, karena harus melibatkan penghancuran embrio sehingga jenis sel punca ini tidak digunakan dalam pengobatan klinis.[2]
2. Adult Stem Cell (Sel Punca Dewasa)
Berbeda dari ESC, adult stem cell bisa ditemukan dalam jaringan orang dewasa, seperti:
- Sumsum tulang
- Jaringan lemak
Sel punca dewasa umumnya bersifat multipoten (bisa berkembang menjadi beberapa jenis sel) atau unipoten (hanya satu jenis sel tertentu). Meski kemampuannya lebih terbatas dibanding ESC, stem cell dewasa lebih aman dari sisi etika dan telah digunakan secara luas dalam terapi medis terutama transplantasi sumsum tulang untuk leukemia dan beberapa gangguan kekebalan lainnya.[3][4]
3. Perinatal Stem Cells
Sel punca perinatal berasal dari jaringan yang diperoleh sekitar waktu kelahiran, seperti plasenta matang, Wharton’s jelly (jaringan mesenkimal dari tali pusat), amniotic epithelial cells (AEC), dan darah tali pusat (cord blood).
Sel punca dari sumber-sumber ini sangat menjanjikan karena mengandung sel punca yang memiliki kemampuan imunomodulasi dan diferensiasi yang kuat, menjadikannya kandidat potensial untuk terapi regeneratif.
Dalam studi praklinis yang dilakukan in vivo pada tikus, sel-sel ini menunjukkan dua fungsi terapeutik utama untuk diabetes tipe 1:
- Diferensiasi menjadi sel penghasil insulin untuk menggantikan sel beta pankreas yang rusak akibat autoimunitas.
- Sel ini juga berperan dalam menekan reaksi autoimun, menciptakan lingkungan imun yang lebih toleran (tolerogenic), yang penting dalam menangani penyakit autoimun kronis seperti diabetes tipe 1.[5]
4. Induced Pluripotent Stem Cell (iPSC)
iPSC merupakan penemuan revolusioner dalam bidang bioteknologi. Sel ini dibuat dengan cara mereprogram sel somatik dewasa (misalnya sel kulit) agar kembali ke kondisi pluripoten seperti ESC. iPSC memiliki potensi tinggi dalam terapi karena:
- Bersifat pluripoten
- Tidak memerlukan embrio (tanpa isu etika)
- Dapat dibuat dari sel pasien sendiri, sehingga minim risiko penolakan imun
Penelitian pada cara kerja stem cell terutama jenis iPSC terus berkembang sebagai solusi masa depan pengobatan personalisasi.[6]
Tipe Stem Cell Berdasarkan Perannya untuk Tubuh
1. Totipotent
Sel punca totipotent adalah jenis sel dengan kemampuan paling lengkap dalam proses perkembangan awal. Sel ini bisa berubah menjadi semua jenis sel dalam tubuh, termasuk jaringan tubuh seperti otot, saraf, dan kulit, serta jaringan ekstraembrionik seperti plasenta.
Dalam kondisi alami, sel totipotent hanya ada sesaat setelah pembuahan, yaitu pada tahap zigot dan embrio dua sel (2c). Masing-masing dari sel ini punya potensi untuk berkembang menjadi satu organisme manusia utuh, lengkap dengan seluruh jaringan pendukungnya.
Namun, kemampuan ini cepat hilang. Begitu sel berkembang menjadi blastokista, potensi totipotensi menghilang dan bergeser menjadi pluripotensi, yang lebih terbatas hanya pada jaringan tubuh, bukan jaringan pendukung seperti plasenta.[10]
2. Pluripoten
Pluripoten Stem cell jenis ini memiliki dua sifat utama: kemampuan memperbanyak diri (self-renewal) dan kemampuan berdiferensiasi menjadi semua jenis sel tubuh dari tiga lapisan germinal: ektoderm, endoderm, dan mesoderm. Artinya, mereka dapat membentuk berbagai jaringan seperti otot, saraf, kulit, hati, dan lainnya.
Contoh utama dari stem cell pluripoten adalah Embryonic Stem Cells (ESCs), yang diambil dari massa dalam embrio tahap blastokista, dan Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs), yang dibuat dari sel dewasa yang direprogram ulang secara genetik.[7]
3. Multipoten
Multipoten Stem cell adalah jenis sel punca yang mampu berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel yang berasal dari satu garis keturunan germinal utama (lineage) atau sistem organ tertentu. Artinya, kemampuan diferensiasinya lebih terbatas dibandingkan sel pluripoten, namun tetap sangat bermanfaat untuk terapi regeneratif.
Contoh nyata dari sel multipoten adalah Mesenchymal Stem Cells (MSCs), yang dapat berubah menjadi sel tulang, tulang rawan, lemak, dan otot. MSCs dapat ditemukan dalam berbagai jaringan seperti sumsum tulang, jaringan lemak, tali pusat, dan dental pulp. Selain MSCs, Hematopoietic Stem Cells (HSCs) juga tergolong multipoten, karena mampu membentuk semua jenis sel darah tetapi terbatas pada sistem hematopoietik.
Selain potensi regeneratif, stem cell multipoten juga menunjukkan:
- Kemampuan imunomodulasi dan anti-inflamasi
- Efek neuroprotektif dalam terapi penyakit neurodegeneratif
- Aplikasi dalam rekayasa jaringan dan obat regeneratif
Stem cell ini memiliki kemampuan untuk berkembang menjadi beberapa jenis sel dalam satu garis keturunan atau sistem organ tertentu. Contohnya:
- Sel darah (eritrosit, trombosit, leukosit)
- Sel saraf (neuron, glia)
- Sel jaringan ikat (tulang, lemak)[8]
4. Unipotent
Di tengah meningkatnya minat terhadap stem cell jenis totipotent dan pluripotent, sel punca unipotent justru kurang mendapat sorotan dalam penelitian.
Sel unipotent merupakan sel yang hanya mampu menghasilkan satu jenis sel sesuai garis keturunannya, atau kemampuan untuk berdiferensiasinya terbatas. Istilah “uni” berasal dari bahasa Latin unus, yang berarti “satu”.
Contoh dari sel punca tipe ini adalah stem cell otot, yang hanya dapat membentuk sel otot. Dibandingkan dengan jenis stem cell lainnya, sel unipotent memiliki potensi diferensiasi yang paling terbatas, dan umumnya sedikit memiliki sifat self-renewal.
Meski demikian, sel ini tetap dipertimbangkan untuk pengobatan berbagai penyakit tertentu karena keunikanya.[9]
Klasifikasi Stem Cell Berdasarkan Sistem atau Fungsinya
Selain berdasarkan asal dan potensi, ada pula pembagian berdasarkan jenis jaringan yang bisa dibentuk :
1. Mesenchymal Stem Cell (MSC)
Mesenchymal Stem Cells (MSCs) adalah jenis sel punca multipoten yang dapat ditemukan di berbagai jaringan tubuh seperti sumsum tulang, jaringan lemak, tali pusat, dan Wharton’s jelly.
Sel ini mampu berkembang menjadi berbagai jenis sel seperti tulang (osteosit), tulang rawan (kondrosit), lemak (adiposit), otot (miosit), bahkan sel saraf dan hati.
Keunggulan MSC dibandingkan sel lain adalah kemampuannya dalam:
- Meregulasi sistem imun, seperti menekan aktivasi sel T dan mengurangi peradangan
- Mensekresikan faktor pertumbuhan dan sitokin (parakrin effect)
- Menstimulasi pembentukan pembuluh darah baru (angiogenesis)
- Mendorong perbaikan jaringan rusak, tanpa risiko imunogenik yang tinggi
MSCs telah diuji dalam berbagai terapi penyakit, termasuk:
- Fibrosis hati dan sirosis
- Diabetes mellitus tipe 1 dan 2
- Cedera saraf tulang belakang (SCI)
- Multiple sclerosis
- Radang usus dan osteoartritis
- Gangguan pendengaran dan hipoksia otak
Secara umum, MSC dinilai aman, tidak menyebabkan efek samping serius, dan memiliki potensi terapi yang luas, terutama untuk penyakit kronis atau penyakit lain yang belum memiliki pengobatan efektif.[11]
2. Hematopoietic Stem Cell (HSC)
Hematopoietic Stem Cells (HSCs) adalah jenis sel punca yang terdapat terutama di sumsum tulang, dan bertanggung jawab untuk memproduksi semua jenis sel darah dalam tubuh manusia. Turunan dari HSC ini termasuk:
- Sel darah merah (mengangkut oksigen)
- Sel darah putih (melawan infeksi)
- Trombosit (membantu pembekuan darah)
HSC memiliki dua kemampuan penting:
- Self-renewal, yaitu membelah diri tanpa kehilangan potensinya
- Diferensiasi, yaitu berubah menjadi berbagai jenis sel darah fungsional
Dalam kondisi normal, HSC menjaga keseimbangan produksi darah sepanjang hidup manusia. Namun, mereka juga bisa diaktifkan secara cepat saat terjadi kehilangan darah, infeksi, atau stres fisiologis.
Secara klinis, HSC telah digunakan secara luas dalam transplantasi sumsum tulang untuk mengobati penyakit seperti:
- Leukemia dan limfoma
- Anemia aplastik
- Multiple myeloma
- Kelainan imun turunan
Sumber utama HSC yang digunakan untuk terapi:
- Sumsum tulang (bone marrow)
- Darah perifer (darah biasa setelah stimulasi hormon G-CSF)
- Darah tali pusat (cord blood)
Terapi berbasis HSC dianggap sebagai standar emas dalam pengobatan berbagai penyakit darah dan telah digunakan secara aman selama beberapa dekade. Kemampuan HSC untuk meregenerasi seluruh sistem darah menjadikannya salah satu bentuk terapi regeneratif paling sukses dalam dunia medis.[12][14]
3. Neural Stem Cell (NSC)
Beberapa studi, menunjukkan potensi NSC untuk penyakit neurodegeneratif, seperti Parkinson, Alzheimer, dan cedera tulang belakang. Namun, aplikasinya masih dalam tahap eksperimen karena tantangan dalam pengendalian diferensiasi dan keamanan.
Neural Stem Cells (NSCs) adalah sel punca multipoten yang berada di sistem saraf pusat. Sel ini mampu membentuk tiga jenis utama sel saraf, Neuron, Astrosit dan Oligodendrosit. NSC secara alami ditemukan di dua wilayah otak yaitu Subventrikular zone (SVZ) dan Dentate gyrus (DG).
NSC memiliki kemampuan untuk:
- Beregenerasi dan membentuk sel saraf baru
- Beradaptasi terhadap kerusakan jaringan otak
- Mensekresikan faktor neuroprotektif yang membantu perbaikan dan perlindungan neuron
Studi praklinis menunjukkan potensi NSC dalam menangani gangguan neurodegeneratif seperti Alzheimer dan cedera tulang belakang. Penelitian untuk kondisi lain seperti Parkinson masih dikembangkan lebih lanjut.
Meski masih dalam tahap uji coba, pendekatan berbasis NSC meliputi:
- Transplantasi langsung ke otak
- Pemanfaatan faktor pertumbuhan yang disekresikan NSC
NSC dinilai sangat potensial untuk terapi gangguan neurologis karena tidak hanya mengganti sel rusak, tetapi juga menciptakan lingkungan penyembuhan di otak.[13][15]
Penutup
Perkembangan ilmu tentang manfaat stem cell membuka peluang besar dalam dunia medis, khususnya untuk terapi regeneratif dan pengobatan penyakit kronis yang selama ini sulit ditangani. Dari embrio hingga jaringan dewasa, setiap jenis stem cell memiliki keunikan, kelebihan, dan tantangan tersendiri.
Meskipun belum semuanya siap digunakan secara luas dalam klinik, riset-riset mutakhir terus mendorong batas kemungkinan dari rekayasa jaringan hingga pengobatan personal berbasis sel pasien sendiri.
Dengan pemahaman yang semakin dalam tentang berbagai jenis stem cell, dunia kedokteran melangkah menuju masa depan di mana perbaikan jaringan dan penyembuhan organ bukan lagi mimpi, melainkan realitas medis yang dapat diakses.
Referensi
Lihat selengkapnya daftar sumber referensi dan jurnal ilmiah yang digunakan pada artikel ini.
Sumber dan Referensi
- Stem cells: a comprehensive review of origins and emerging clinical roles in medical practice
pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9404248/ - Stem Cells and the Future of Regenerative Medicine
ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK223690/ - Adult Stem Cell
sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/adult-stem-cell
sciencedirect.com/science/article/pii/B978012382032710058X - Application of adult stem cells in obstetrics and gynecology: A scoping review
sciencedirect.com/science/article/pii/S2590161325000031 - Perinatal Stem Cell Therapy to Treat Type 1 Diabetes Mellitus: A Never-Say-Die Story of Differentiation and Immunomodulation
mdpi.com/1422-0067/23/23/14597 - Induced Pluripotent Stem Cells: How They Will Change the Practice of Cardiovascular Medicine
pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3846074/ - Pluripotent Stem Cells: Current Understanding and Future Directions
pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4699068/ - Multipotent Stem Cell and Current Application
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28188938/ - Stem cell-based regenerative medicine
pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6691074/ - Pursuing totipotency: authentic totipotent stem cells in culture
pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9197991/ - Potential of Mesenchymal Stem Cells (MSCs) for Various Disease Therapy: Systematic Review
jurnalfkip.unram.ac.id/index.php/JBT/article/download/7006/4335/40293 - Hematopoietic Stem Cell Transplantation
ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK536951/?report=reader - Neural stem cells: developmental mechanisms and disease modeling
pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5963504/ - Histology, Hematopoiesis
ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK534246/ - Effects of neural stem cell transplantation in Alzheimer’s disease models
pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6986162/
