skripsi fakultas kedokteran gigi universitas airlangga surabaya 2009

ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
SKRIPSI
KAJIAN STEM CELL LIGAMEN PERIODONTAL
UNTUK TERAPI KERUSAKAN TULANG ALVEOLAR
PADA PENDERITA AGGRESSIVE PERIODONTITIS
Oleh:
NUZULUL ARY
020513653
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
SURABAYA
2009
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Penyakit jaringan periodontal merupakan salah satu penyakit infeksi yang dapat
menyebabkan kehilangan gigi pada orang dewasa. Kondisi ini diperparah dengan adanya
penyakit sistemik yang diderita oleh pasien yang menderita penyakit periodontal, karena faktor
sistemik sangat berpengaruh terutama pada respons imun dan mekanisme inflamasi. Salah satu
contoh penyakit jaringan periodontal adalah aggressive periodontitis.
Aggressive periodontitis secara umum merupakan efek kesehatan sistemik individu yang
berusia 30 tahun, atau bahkan lebih tua. Aggressive periodontitis dapat dibedakan dengan
periodontitis kronis dilihat dari lama terjadinya, kecepatan terjadinya penyakit, jenis dan
komposisi kumpulan mikroflora subgingiva, perubahan respons imun, dan penyakit keturunan.
Aggressive periodontitis dibagi menjadi 2, yaitu: Localized Aggressive Periodontitis atau
Localized Juvenile Periodontitis dan Generalized Aggressive Periodontitis. Generalized
Aggressive periodontitis terbagi lagi menjadi 2, Generalized Juvenile periodontitis dan Rapidly
Progressive Periodontitis (Carranza, 2006).
Menurut Susin et al tahun 2005, prevalensi Aggressive Periodontitis didapatkan dari
penelitian dengan melibatkan 612 sampel yang dibagi ke dalam 3 bagian, yaitu kelompok usia
14-19 tahun, 20-24 tahun dan 25-29 tahun. Hasilnya, dari 612 sampel didapatkan 5,5% sampel
atau sekitar 34 orang dengan aggressive periodontitis. Pada kelompok usia 20-29 tahun juga
didapatkan aggressive periodontitis disertai kehilangan gigi yaitu : kelompok usia 20-24 tahun
sebesar 13 orang dari 14 orang penderita aggressive periodontitis, kelompok usia 25-29 tahun
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
sebesar 13 orang dari 15 orang penderita (Susin et al, 2005). Perbandingan prevalensi pada pria
dan wanita adalah 1:2 (Alexandra, 2008)
Hingga saat ini, perawatan pada penyakit periodontal, khususnya Aggressive periodontitis
masih belum memberikan hasil yang memuaskan. Hal ini merupakan tantangan terbesar dibidang
kedokteran gigi. Terapi regenerasi secara konvensional, seperti regenerasi jaringan, aplikasi
topical derivate matriks enamel, dan penggunaan berbagai macam growth factors seperti bone
graft, hanya dapat meregenerasi sebagian jaringan periodontal. (Francisco et al, 2006)
Perkembangan penelitian yang cepat dalam bidang kesehatan, menuntut para ilmuwan
untuk terus berusaha menemukan obat berbagai penyakit yang belum ada obatnya. Penemuan
dari penelitian tentang terapi stem cell tahun 1981 pada embrio mencit, menjadi harapan baru di
bidang pengobatan. Pada abad ke 21 mulai dikembangkan terapi pengobatan dengan stem cell
pada manusia, sehingga dengan terapi ini diharapkan dapat mengatasi berbagai penyakit berat
yang belum ada obatnya (Bartold, 2006).
Stem cell atau sel induk adalah sel yang pada masa perkembangan embrio manusia menjadi
sel awal yang tumbuh menjadi berbagai organ manusia. Stem cell berdasarkan sumbernya, dibagi
menjadi 2 yaitu: stem cell embrionik dan stem cell dewasa. Kedua jenis stem cell ini mempunyai
potensi besar dalam mengobati berbagai penyakit degeneratif, seperti infark jantung, stroke,
Parkinson, Diabetes Melittus, dan berbagai macam kanker (Fang et al, 2006).
Meskipun terapi stem cell masih banyak menimbulkan kontroversi dikalangan masyarakat,
khususnya stem cell embrionik, namun hal ini tidak menyurutkan para ilmuwan untuk terus
meneliti dan mengembangkan metode pengobatan dengan terapi stem cell. Terbukti bahwa saat
ini, terapi stem cell sudah mulai banyak digunakan oleh masyarakat untuk mengobati berbagai
penyakit khususnya penyakit degeneratif. Ditambah lagi, para peneliti kini tengah
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
mengembangkan terapi stem cell dewasa yang dianggap lebih aman daripada stem cell embrionik
(Sonoyama et al, 2006).
Di bidang kedokteran gigi, terapi stem cell juga sedang dikembangkan untuk mengatasi
masalah penyakit pada jaringan periodontal. Berdasarkan penelitian, prevalensi penyakit
periodontal di wilayah Asia dan Afrika cenderung lebih tinggi daripada di Eropa, Amerika, dan
Australia. Prevalensi terbesar ditemukan pada kelompok usia 35-44 tahun (Lopez et al, 2001).
Berdasarkan hal ini, para ilmuwan terus meneliti pengobatan yang tepat khususnya untuk
mengatasi penyakit periodontal. Salah satu cara yang paling mutakhir adalah dengan terapi stem
cell. Dari penelitian diketahui bahwa pada jaringan periodontal manusia terdapat stem cell yaitu
pada ligament periodontal. Stem cell ini berfungsi untuk memperbaiki jaringan periodontal yang
mengalami kerusakan (Bluteau et al, 2008).
Periodontal ligament stem cells (PDLSC) merupakan sel yang memiliki kemampuan
proliferatif lebih tinggi dibandingkan bone marrow derivate mesenchymal stem cells (BMMSC).
PDLSC pada manusia diisolasi dari gigi yang telah diekstraksi dengan menggunakan
fluorescence activated dan akan mengekspresikan STRO-1 yang menunjukkan adanya
permulaan osteogenic precursor cells (Bluteau et al, 2008). Dengan menggunakan pengecatan
imunohistochemical dan western blot analysis menunjukkan bahwa PDLSC mengekspresikan
sekelompok sementoblastik/osteoblastik marker yang meliputi alkalin fosfatase, bone
sialoprotein (BSP), osteokalsin, dan reseptor TGF β (Seo et al, 2004). PDLSC bisa dihasilkan
dari gigi premolar yang dicabut untuk perawatan ortodonti, dan gigi molar ketiga yang dicabut
karena impaksi (Bluteau et al, 2008). Namun demikian, penelitian lebih lanjut mengenai stem
cell dari ligament periodontal, terutama tentang potensinya dalam regenerasi tulang alveolar pada
Aggressive periodontitis, masih belum banyak dilakukan. Oleh karena itu, melalui penelusuran
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
pustaka ini difokuskan untuk mempelajari apakah jaringan periodontal yang fungsional bisa
diregenerasi dari transplantasi PDLSCs. Dengan demikian maka dapat dibuktikan bahwa PDLSC
manusia dapat digunakan dalam terapi regenerasi tulang alveolar penderita aggressive
periodontitis.
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
1.2
Tujuan
Untuk mengetahui peran stem cell yang berasal dari ligamen periodontal (PDLSC) terhadap
terapi kerusakan tulang alveolar pada penderita aggressive periodontitis.
1.3
Manfaat
Memberikan kontribusi keilmuan dalam memahami mekanisme stem cell dari ligamen
periodontal untuk memperbaiki kerusakan tulang alveolar.
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Jaringan Periodontal
Jaringan periodontal adalah struktur jaringan yang berfungsi sebagai penyangga gigi.
Jaringan periodontal ini terdiri dari 4 jaringan, yaitu: gingiva, ligamen periodontal, sementum,
dan tulang alveolar (Carranza, 2006).
2.1.1
Gingiva
Gingiva atau gusi, terdiri dari jaringan mukosa yang menutupi tulang rahang. Gingiva
sehat umumnya memiliki warna yang disebut coral pink. Warna lain seperti merah, putih dan
biru dapat menandai adanya peradangan (gingivitis) atau kelainan lain. Jaringan gingiva
normal berwarna transparan,
sedangkan warna merah disebabkan adanya darah yang
mengalirinya. Gingiva secara anatomis terbagi menjadi: Marginal gingiva, Attached gingiva,
dan daerah interdental gingiva (Bartold et al, 2000)
2.1.1.1
Marginal gingiva
Marginal gingiva merupakan bagian tepi gingiva yang menyelimuti gigi. Marginal
gingiva umumnya memiliki lebar 1 mm, membentuk dinding jaringan lunak dari sulkus gingiva.
Marginal gingiva dapat dipisahkan dengan permukaan gigi dengan menggunakan probe
periodontal.
2.1.1.2
Attached gingiva
Attached gingiva merupakan kelanjutan dari Marginal gingiva. Jaringan lunak ini
terikat kuat dengan periosteum tulang alveolar dibawahnya. Permukaan luar dari Attached
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
gingiva terus memanjang ke mukosa alveolar yang lebih kendur dan dapat digerakkan, bagian
tersebut disebut mucogingival junction.
2.1.1.3 Interdental gingiva
Interdental
gingiva
mewakili
gingival
embrasure,
dimana
terdapat
ruang
interproksimal dibawah tempat berkontaknya gigi. Interdental gingiva dapat berbentuk piramidal
atau berbentuk seperti lembah (Wilman et al, 2006).
2.1.2
Ligamen Periodontal
Ligamen periodontal adalah jaringan ikat yang tidak terkalsifikasi dan merupakan
jaringan penyokong gigi yang terletak diantara dua jaringan yang termineralisasi yaitu sementum
dan tulang alveolar (Kawase et al, 2008).
Elemen paling penting pada ligamen periodontal adalah principal fibers yang terdapat
berkas-berkas kolagen. Bagian ujung dari principal fibres yang masuk ke dalam sementum dan
tulang disebut sharpey’s fibers. Kolagen adalah protein yang tersusun dari asam amino, bagian
yang terpenting adalah glycine, proline, hydroxylycine, dan hydroxyproline. Jumlah kolagen
dalam jaringan ditentukan oleh kandungan hydroxyproline (Carranza, 2006).
Kolagen disintesis oleh fibroblas, kondroblas, osteoblas, dan sel lain. Beberapa jenis
kolagen, dapat dibedakan dari yang lain dengan melihat komposisi kimia, distribusi, fungsi, dan
morfologinya. Principal fibers sebagian besar disusun oleh kolagen tipe 1,sedangkan serat
retikuler yang disusun dari kolagen tipe 3 dan kolagen tipe 4 banyak ditemukan pada basal
lamina (Yoshinori et al, 2002).
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Principal fiber pada ligamen periodontal tersusun dalam 6 kelompok, yang melekat pada
akar gigi, antara lain: transeptal, alveolar crest, horizontal, oblique, apikal, interradikular.
Principal fibres diremodeling oleh sel ligamen periodontal untuk menyesuaikan kebutuhan
fisiologis dan respon rangsangan yang berbeda (Leino et al, 1999).
a) Kelompok transeptal : serat transeptal membentang dalam arah interproksimal melalui tulang
alveolar crest dan masuk ke dalam sementum gigi. Serat ini bersifat konstan dan dapat
direkonstruksi setelah terjadi kerusakan tulang alveolar pada penyakit periodontal.
b) Kelompok Alveolar Crest : Serat alveolar crest membentang secara oblique dari sementum di
bawah junctional epithelium pada alveolar crest. Serat alveolar crest mencegah ekstrusi gigi dan
menahan pergerakan gigi ke arah lateral.
c) Kelompok Horizontal : serat horizontal membentang pada sisi kanan sumbu panjang gigi dari
sementum ke tulang alveolar.
d) Kelompok Oblique : serat oblique, kelompok terbesar pada ligamen periodontal., melintang
dari sementum dalam arah koronal secara oblique ke tulang. Serat ini memiliki peran yang
penting karena menahan beban vertikal dalam pengunyahan dan mengubahnya menjadi tekanan
pada tulang alveolar.
e) Kelompok Apikal : serat apikal tersebar dari sementum ke tulang bagian apikal soket. Serat ini
tidak didapatkan pada akar yang tidak sempurna.
f) Kelompok Interradicular : serat interradicular menyebar dari sementum di daerah furkasi pada
gigi dengan akar ganda.
Pada ligamen periodontal terdapat 2 bentukan immature yang ditemukan, yaitu: oxytalan
dan eluanin. Serat Oxytalan berjalan paralel ke permukaan gigi dalam arah vertikal dan condong
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
ke sementum pada daerah servikal akar ketiga. Oxytalan akan muncul untuk membantu proses
regenerasi ligamen periodontal (Page et al, 1985).
2.1.2.1 Elemen Seluler Ligamen Periodontal
Ligamen periodontal memiliki komponen sel yang sangat penting yang menjadikan
ligament periodontal dapat berfungsi dengan baik. Ada beberapa jenis sel yang telah berhasil
diidentifikasi dari ligamen periodontal, antara lain: sel jaringan ikat, sel epitel rest dan sel imun
(Caton, 1989).
a)
Sel Jaringan Ikat: berisi fibroblast, sementoblas, dan osteoblas. Sel fibroblast, selain
mensintesa kolagen juga melakukan proses fagositosis untuk serat kolagen lama dan didegradasi
oleh enzim hidrolisis. Sementoblas dan osteoblas, seperti halnya osteoklas dan odontoklas, juga
terdapat pada sementum dan permukaan tulang pada ligamen periodontal (Kawase et al, 2008).
b) Sel Epitel Rest of Malassez membentuk kisi-kisi dari ligamen periodontal dan didistribusikan
dekat dengan sementum sepanjang ligamen periodontal pada gigi. Jumlahnya paling banyak pada
daerah apikal dan servikal.
c) Sel imun termasuk neutrophil, limfosit, makrofag, mast sel, dan eosinofil.
Semua sel tersebut bergabung pada elemen neurovaskuler seperti halnya pada jaringan ikat
lainnya.
2.1.2.2 Fungsi Ligamen Periodontal
Ligamen periodontal memiliki fungsi
fisik, formatif dan remodeling, nutrisi, dan
sensoris (Ohno et al, 2002).
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
A. Fungsi Fisik
Fungsi fisik ligamen periodontal antara lain:
1. Melindungi pembuluh darah dan syaraf
2. Menyalurkan beban oklusal ke tulang
3. Membantu perlekatan gigi pada tulang.
4. Merawat perlekatan gigi dengan jaringan gingiva.
5. Menahan beban oklusal
B. Fungsi Formatif dan Remodeling
Sel-sel ligamen periodontal berperan dalam proses resobsi dan formasi sementum dan
tulang yang terjadi dalam pergerakan gigi secara fisiologis untuk menyesuaikan terhadap beban
oklusal serta memperbaiki kerusakan. Ligamen periodontal selalu mengalami remodeling, yaitu
sel tua dan serat yang rusak akan turun dan diganti oleh yang baru sedangkan aktivitas mitotic
dapat dilihat pada fibroblast dan sel endothelial. Bentukan fibroblast dari serat kolagen, dan sisa
sel mesencymal berkembang menjadi osteoblas dan sementoblas. Oleh karena itu, banyaknya
formasi dan diferensiasi osteoblas, sementoblas, dan fibroblast berpengaruh terhadap banyaknya
formasi kolagen, sementum, dan tulang (Carranza, 2006).
C. Fungsi sensorik dan nutritif.
Ligamen periodontal mensuplai nutrisi ke sementum, tulang alveolar, dan gingiva melalui
pembuluh darah dan menyediakan aliran limfatik. Pada ligamen periodontal juga terdapat serabut
saraf sensori yang dapat menghantarkan rabaan, tekanan, dan sensasi nyeri oleh syaraf
trigeminal. Sabut syaraf melintas ke ligamen periodontal dari daerah periapikal dan melalui
saluran dari tulang alveolar yang mengikuti aliran pembuluh darah lalu bercabang menjadi serat
bermyelin, yang berakhir pada myelin sheath dan berujung pada salah satu dari 4 jenis ujung
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
syaraf terminal, seperti : free ending, yang memiliki banyak percabangan yang membawa sensasi
nyeri; mekanoreseptor Ruffini dan lokasi utama pada daerah apikal; corpuscle Meisner’s yang
juga mekanoreseptor, ditemukan terutama pada bagian tengah akar yang dikelilingi oleh kapsul
fibrous dan berlokasi di dalam apeks (Saburou et al, 2002).
2.1.3
Sementum
Sementum merupakan jaringan messenchymal yang avaskuler dan terkalsifikasi yang
membentuk permukaan luar akar gigi. Jaringan ini menutupi dentin didaerah radiks dan
komposisinya serupa tulang, meskipun tidak ada sistem Havers dan pembuluh darah. Sementum
pada bagian apikal gigi lebih tebal, dan terdapat sel-sel yang mirip osteosit, yang disebut
sementosit. Bila ligamen periodontal dihancurkan, sementum akan mengalami nekrosis dan
mungkin diresorbsi. (Bosshardt, 2005).
Sementum terdiri dari: matrix interfibrilar yang terkalsifikasi, dan fibril kolagen. Pada
sementum terdapat 2 bagian, yaitu (Carranza, 2006):
1. Komponen aseluler : bagian sementum yang terbentuk paling awal, menutupi 1/3
servikal-1/2 bagian akar, tidak mengandung sel, ketebalannya mencapai 20-230
mikrometer.
2. komponen seluler : baru terbentuk setelah gigi mencapai oklusal, mengandung sel, irregular,
kurang terkalsifikasi.
2.1.4
Skripsi
Tulang Alveolar
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Merupakan bagian maksila atau mandibula yang membentuk dan mendukung soket gigi.
Tulang alveolar terbagi menjadi: external plate of cotical bone, inner socket wall ( alveolar bone
proper), dan Cancellous trabuculae. Tulang alveolar terdiri dari 2 komponen, yaitu:
a. komponen seluler: terdiri dari osteoblas dan osteoklas
b. intercellular matrix: terdiri dari matrix anorganik (Ca, P, ion  membentuk kristal hidroxy
apatite), matrix organic ( 90% kolagen, osteocalcin, osteonectin). Tulang alveolar memiliki
kemampuan untuk remodeling, yaitu kemampuan untuk dapat memperbaiki diri. Contohnya,
pada gigi yang telah dicabut, maka soket dari gigi yang telah dicabut tersebut dapat menutup
dengan sendirinya. Remodeling pada tulang alveolar dapat mempengaruhi ketinggian, kontur,
dan densitas dari tulang alveolar. Terdapat 3 area remodeling tulang alveolar, yaitu: di ligamen
periodontal, periosteum daerah bukal atau fasial, dan permukaan endosteal (Antonio et al, 2006).
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Gambar 2.1: Gigi dan jaringan periodontal (Simon, 2009).
2.2
Penyakit Jaringan Periodontal
Penyakit periodontal merupakan penyakit yang disebabkan adanya infeksi pada jaringan
penyangga gigi (jaringan periodontal). Penyakit periodontal menyerang pada daerah tepat
dibawah sulkus gingiva, penyakit ini akan menyebabkan terpisahnya gigi dengan jaringan
periodontal. Saat jaringan periodontal tersebut rusak, maka sulkus akan berubah menjadi poket
periodontal (ruang antara gigi dan gusi yang berbentuk seperti kantung). Semakin parah penyakit
periodontal yang terjadi, maka semakin dalam pula poket yang terbentuk. Penyakit periodontal
memiliki tanda dan gejala yaitu: pembengkakan pada gingiva , nyeri pada gingiva atau gigi
menjadi sensitif saat mengunyah , perdarahan gingiva yang terjadi ketika menggosok gigi , gigi
tanggal pada orang dewasa , gigi goyang , adanya nanah pada gingiva , bau napas tak sedap yang
tidak disebabkan oleh makanan dan tidak dapat hilang dengan sendirinya, serta terbentuknya
poket periodontal (Yi Liu et al, 2008). Penyakit periodontal dapat diklasifikasikan berdasarkan
derajat keparahan penyakit menjadi (Armitage, 1999) :
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
1. Gingivitis, merupakan bentuk penyakit periodontal yang ringan dan reversibel,
dimana penyakit ini hanya menyerang gusi.
2. Periodontitis, merupakan bentuk penyakit periodontal yang destruktif, biasanya
merupakan kelanjutan dari gingivitis yang tidak diterapi dengan baik. Periodontitis ini masih
terbagi lagi menjadi 3 macam, antara lain (American Academy of Periodontology, 2000):
a). Periodontitis kronis: jumlah kerusakan yang terjadi pada jaringan periodontal tidak terlalu
banyak.
b). Aggressive periodontitis: banyak terjadi kerusakan jaringan periodontal terutama tulang
alveolar.
c). Periodontitis yang disebabkan penyakit sistemik: Ada penyakit sistemik yang
menyertai kerusakan jaringan periodontal.
2.2.1 Aggressive periodontitis
Aggressive periodontitis secara umum merupakan efek kesehatan sistemik dari individu
yang berusia lebih dari 30 tahun, atau bahkan lebih tua. Aggressive periodontitis dapat dibedakan
dari periodontitis kronis dilihat dari lama terjadinya, kecepatan terjadinya penyakit, jenis dan
komposisi kumpulan mikroflora subgingiva, perubahan respons imun, dan penyakit keturunan
(Lang et al, 1999). Aggressive periodontitis dibagi menjadi 2, yaitu: Localized Aggressive
periodontitis atau Localized Juvenile Periodontitis dan Generalized Aggressive Periodontitis
yang terbagi lagi menjadi 2, Generalized Juvenile periodontitis dan Rapidly Progressive
Periodontitis.
Ciri-ciri pada aggressive periodontitis antara lain (Baehni et al, 2008):
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
1.
Kumpulan mikroorganisme yang ditemukan bersama dengan kerusakan jaringan
periodontal yang hebat.
2.
Peningkatan
jumlah
Actinobacillus
actinomycetemcomitans
dan
Porphyromonas
Gingivalis.
3.
Aktivitas yang abnormal dari fagosit.
4.
Hiper responsive dari fenotip makrofag, termasuk peningkatan jumlah PGE2 dan IL-1β.
5.
Proses kerusakan tulang dan jaringan periodontal yang berhenti dengan sendirinya
2.2.1.1 Localized Aggressive periodontitis (LAP)
Localized aggressive periodontitis sering terdapat pada kelompok usia pubertas. Secara
klinis, ditandai oleh gambaran hilangnya perlekatan interproksimal 2 gigi permanen, salah
satunya adalah M1, dan melibatkan tidak lebih dari 2 gigi yang selain M1 dan insisif. Kerusakan
jaringan periodontal yang terbatas pada penyakit ini dapat terjadi karena beberapa alasan sebagai
berikut (Lang et al, 1999):
1. Actinobacillus actinomycetemcomitan (Aa), setelah kolonisasi awal pada gigi permanen yang
erupsi (M1 dan I), dapat menghindari sistem pertahanan tubuh dengan menghasilkan
polymorphonuclear
leukocyte
chemotaxis-inhibiting
factor,
endotoksin,
kolagenase,
leukotoksin, dan faktor lainnya yang membuat bakteri dapat berkolonisasi ke dalam poket
dan merusak jaringan periodontal. Setelah terjadi serangan pertama ini, pertahanan tubuh
yang adekuat dirangsang untuk menghasilkan
opsonic antibody untuk menambah daya
clearance dan fagositosis bagi bakteri dan menetralisir aktivitas leukotoksik. Sehingga,
kolonisasi pada daerah lain dapat dicegah. Adanya respons antibodi yang kuat merupakan
salah satu ciri Localized Aggressive periodontitis.
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
2. Bakteri Aa gagal memproduksi
leukotoksin. Jika hal ini terjadi, maka perkembangan
penyakit menjadi terhenti dan kolonisasi yang baru pada periodontal dapat dicegah.
Ciri khas dari LAP adalah tidak dijumpai inflamasi secara klinis meskipun didapatkan
poket yang dalam. Bentuk klinis lain seperti adanya migrasi distolabial pada Insisif RA disertai
diastema, goyang pada gigi M1, gigi menjadi sensitif oleh karena akar yang terbuka, rasa nyeri
terutama saat mengunyah, hal ini disebabkan adanya iritasi pada jaringan penyangga oleh
pergerakan gigi dan gesekan makanan. Pada fase ini, sudah terbentuk abses periodontal
(Carranza, 2006)
Pemeriksaan radiografik ditemukan hilangnya tulang alveolar dalam arah vertikal
disekitar
M1 dan Insisif, merupakan gejala umum dari aggressive periodontitis (Page et
al,1985).
2.2.1.2 Generalized Aggressive periodontitis (GAP)
GAP biasanya terjadi pada kelompok usia 30 tahun ke atas. Secara klinis, GAP ditandai
oleh hilangnya perlekatan daerah interproksimal secara luas yang mengenai 3 gigi permanen
selain M1 dan Insisif. Penderita GAP sering didapatkan kolonisasi plak bakteri pada gigi yang
terkena. Secara
kuantitaif, jumlah plak bakteri sama banyaknya dengan jumlah kerusakan
jaringan periodontal dan secara kualitatif P.Gingivalis,
A. actinomycetemcomitans, dan Bacteroides forsythus sering ditemukan pada plak yang ada
(Lang et al, 1999).
Terdapat 2 bentuk respons imun dari gingiva yang dapat ditemukan pada GAP. Pertama
adalah severe, merupakan radang akut pada jaringan, biasanya terdapat proliferasi, ulserasi,
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
dengan warna merah. Mudah berdarah secara spontan, meskipun dengan rangsangan ringan.
Respon jaringan ini terjadi pada fase destruktif, dimana terdapat hilangnya perlekatan jaringan
dan tulang. Bentuk respons imun yang kedua adalah mild, yaitu berupa adanya poket yang dalam
yang dapat diketahui dengan probing. Beberapa penderita GAP juga didapatkan manifestasi
sistemik seperti berat badan turun, depresi mental, dan tidak enak badan (Tonetti et al, 1999).
Pada gambaran radiografik di dapatkan kerusakan tulang yang parah dengan disertai hilangnya
gigi (Page et al, 1985).
2.2.2
Faktor Resiko Aggressive periodontitis.
2.2.2.1 Aspek Mikrobiologis
Meskipun ada beberapa mikroorganisme yang ditemukan pada Localized Aggressive
Periodontitis (A.actinomycetemcomitans, Capnocytophaga sp, Campylobacter rectus), tetapi
yang paling bersifat pathogen adalah Aa (Nonnenmacher et al, 2001). Hal ini disebabkan karena
bakteri Aa memproduksi faktor virulensi yang berperan dalam proses terjadinya penyakit
periodontal (Tonetti et al, 1999).
2.2.2.2 Aspek Imunologis
Kerusakan sistem imun merupakan patogenesis aggressive periodontitis. Human Leukocyte
Antigen (HLA), yang mengatur respons imun, merupakan penanda adanya aggressive
periodontitis, khususnya antigen HLA-A9 dan B-15 selalu berkaitan dengan aggressive
periodontitis (Rasmi et al,2004).
Beberapa penelitian yang dilakukan oleh Leino et al di tahun 1999 menunjukkan bahwa
pasien dengan aggressive periodontitis didapatkan kerusakan Polymorphonuclear leukocytes
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
(PMN), monosit, atau keduanya. Kerusakan ini dapat menghambat aktivitas PMN yang
mempunyai fungsi fagositosis dan membunuh mikroorganisme (Leino et al, 1999).
Reaksi autoimun juga memiliki peranan dalam terjadinya aggressive periodontitis.
Mekanisme respons imun termasuk peningkatan ekspresi molekul Major Histo Compatibility
(MHC) tipe II dan HLA DR4, perubahan fungsi sel-T helper atau sel-T supresor, dan aktivasi
poliklonal sel B oleh bakteri plak dan faktor genetik (Bonfil et al, 1999).
2.2.2.3 Aspek Genetis
Tiap individu memiliki kerentanan yang berbeda pada aggressive periodontitis. Fakta
mengatakan bahwa kerusakan imun pada aggressive periodontitis mungkin merupakan faktor
keturunan (Tonetti et al, 1999).
2.2.2.4 Aspek Lingkungan
Kebiasaan merokok merupakan hal penting dalam mempengaruhi tingkat kerusakan pada usia
dewasa muda. Penderita GAP yang memiliki kebiasaan merokok terdapat kerusakan yang lebih
parah pada gigi dan perlekatan jaringannya dibanding orang yang tidak merokok. Hal ini
disebabkan karena pada perokok, terdapat peningkatan jumlah bakteri Aa, B. Forsythus, dan P.
Gingivalis yang diakibatkan oleh kerusakan fungsi kemotaksis dan fagositosis dari neutrofil.
(Illueca et al, 2005).
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Gambar 2.2: Generalized Aggressive periodontitis (Goodson et al, 1984)
Pada tahun 2008, Yi Liu et al membuat kondisi periodontitis pada babi percobaan.
Kemudian, dibuat sediaan atau pemeriksaan HPA dari kondisi periodontitis tersebut yang dapat
dilihat pada gambar 2.3.
Gambar 2.3: Gambaran histopatologi periodontitis ( Yi Liu et al,2008)
Gambaran periodontitis pada babi percobaan ada tiga kelompok babi dalam percobaan tersebut
yang diuji pada penelitian ini. Pada masing-masing percobaan, dibuat kerusakan tulang dengan
lebar 3mm, panjang 7 mm, dan kedalaman 5 mm yang dibuat pada bagian mesial dari maksila
atau mandibula M1 (tanda panah) (B). Setelah 4 minggu kemudian, inflamasi mulai nampak
(tanda panah gambar C). Bentukan khas periodontitis secara klinis dapat ditemukan pada babi
percobaan. Pada minggu kesebelas setelah pembedahan, gingiva nampak merah dan
membengkak. Kalkulus juga terlihat pada gingival margin (Tanda panah pada gambar D),
inflamasi meluas hingga daerah furkasi, dan akar mesial-bukal gigi M1 menjadi terlihat (panah
berwarna putih pada gambar E). Gambar manifestasi periodontitis pada babi percobaan (F-H).
Gambar sinar X menunjukkan penurunan densitas mineral tulang alveolar pada daerah furkasi
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
(tanda panah gambar G) ketika dibandingkan dengan densitas tulang alveolar pada kelompok
kontrol (tanda panah gambar F). gambar CT koronal menunjukkan kerusakan tulang alveolar
sebelah bukal (tanda panah gambar H). Hasil fotomikrografi secara histologi menunjukkan
manifestasi histopatologi yang khas dari periodontitis, termasuk penurunan jaringan periodontal
dan infiltrasi sel-sel inflamasi (I) (Yi Liu et al, 2008).
2.3
Stem cell
Stem cell atau yang biasa disebut sel induk adalah sel yang dalam perkembangan embrio
manusia menjadi sel awal yang tumbuh menjadi berbagai organ manusia. Sel ini belum
terspesialisasi dan mampu meregenerasi diri sendiri. Sel induk atau stem cell ini, berdasarkan
asalnya, dibagi menjadi stem cell embrio dan stem cell dewasa. Kedua sel induk ini, baik stem
cell embrio maupun stem cell dewasa, memiliki potensi yang besar dalam mengobati berbagai
penyakit degeneratif, seperti : infark jantung, stroke, Parkinson, diabetes, berbagai macam
kanker terutama kanker darah dan osteoarthritis (Bluteau et al, 2008).
Stem cell embrionik adalah sel yang diambil dari inner cell mass, yaitu suatu kumpulan
sel yang terletak di satu sisi sel blastocyst yang berusia lima hari dan terdiri atas seratus sel. Sel
ini dapat berkembang biak dalam media kultur optimal menjadi berbagai sel, seperti sel jantung,
sel kulit, dan sel syaraf. Pada kultur, sel embrio ini dapat berproliferasi hingga beratus kali lipat
sehingga berumur panjang. Namun, stem cell embrio ini berisiko menimbulkan kanker bila
terkontaminasi, berpotensi menimbulkan penolakan dari tubuh, dan masih menjadi kontroversi
hingga saat ini (Shamblott et al, 1998).
Stem cell dewasa yaitu sel induk atau stem cell yang terdapat di semua organ tubuh,
terutama di sum-sum tulang dan berfungsi memperbaiki jaringan yang mengalami kerusakan.
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Stem cell dewasa dapat diambil dari fetus, sum-sum tulang, dan darah tali pusat dari sel pasien
sendiri, sehingga menghindari penolakan imun. Selain itu, sel yang digunakan pada stem cell
dewasa ini sudah terspesialisasi sehingga induksi menjadi lebih sederhana dan secara etika juga
tidak ada masalah (Andrew et al, 1998).
Kerugian penggunaan stem cell dewasa antara lain : jumlahnya sedikit, sangat jarang
ditemukan pada jaringan matur, masa hidup tidak lama seperti stem cell dari embrio, dan bersifat
multipoten sehingga diferensiasinya tidak seluas stem cell embrio.
Stem cell dewasa dengan menggunakan sum-sum tulang dan tali darah pusat sejauh ini
telah berhasil digunakan untuk mengobati berbagai penyakit kelainan darah.
Lebih dari 72
penyakit telah terbukti dapat disembuhkan dengan stem cell dewasa terutama yang berasal dari
tali darah pusat. Diantaranya adalah leukemia, keropos tulang (osteoporosis), dan kanker
payudara (Ryan et al, 2005).
2.3.1 Dental Stem cell
Dental stem cel adalah stem cell yang berada atau didapat dari gigi. Baik ketika gigi
masih menjadi benih maupun sudah erupsi (Bluteau et al, 2008). Dental stem cell dibagi menjadi
beberapa jenis, diantaranya : Dental pulp stem cells (DPSC), Stem cells from human exfoliated
deciduous teeth (SHED), Apical part of the Papilla Stem Cell (APSC), Dental Follicle Stem Cell
(DFSC), Periodontal ligament stem cells (PDLSC). (Morzeck et al, 2008)
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
2.3.1.1 Stem cells from human exfoliated deciduous teeth (SHED)
Stem cell ini merupakan progenitor mesenkimal yang diisolasi dari pulpa gigi insisif
sulung Sel ini menunjukkan plastisitas yang tinggi ketika sudah bisa berdiferensiasi menjadi
neuron, adiposit, osteoblas, dan odontoblas (Miura et al, 2003).
2.3.1.2 Adult Dental Pulp Stem Cells (DPSC)
Telah diketahui sebelumnya bahwa pulpa gigi dewasa mampu membentuk odontoblas
dibawah sinyal yang sesuai. Sinyal yang dapat merangsang terbentuknya odontoblas pada DPSC
antara lain : bahan kalsium hodroksida atau kalsium fosfat. Hingga saat ini, terapi dengan
menggunakan DPSC masih terus diteliti (Tecles et al, 2005).
2.3.1.3 Dental follicle Stem Cell (DFSC)
DFSC dapat diisolasi dari folikel molar ketiga dan menampakkan adanya stem cells
marker seperti Notch 1, STRO-1, dan nestin (Morszeck et al, 2005). Sel-sel ini dapat dipelihara
didalam kultur sampai sekitar 15 passages. STRO-1 positif pada DFSC
ini dapat berdiferensiasi in vitro menjadi sementoblas (Kemoun et al, 2007) dan mampu
membentuk sementum secara in vivo (Handa et al, 2002).
2.3.1.4 Periodontal ligament stem cells (PDLSC)
Ligamen periodontal adalah jaringan yang terspesialisasi yang berada diantara sementum
dan tulang alveolar dan memiliki peranan dalam memelihara dan menyangga gigi. Ligament
periodontal mengandung marker untuk stem cell, yaitu CD-146 / STRO-1 positif yang berfungsi
untuk memelihara kekuatan sel tersebut. Marker STRO-1 ini secara in vitro, dapat
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
berdiferensiasi menjadi fenotip adipogenik, osteogenik, dan kondrogenik (Gay et al, 2007).
PDLSC dapat diisolasi dari gigi premolar yang dicabut untuk perawatan ortodonti, gigi sulung
yang dicabut, dan gigi molar ketiga yang dicabut karena impaksi. PDLSC mempunyai kapasitas
proliferasi yang lebih tinggi dibandingkan bone marrow stem cells (Bluteau et al, 2008). Dengan
menggunakan pengecatan imunohistochemical dan western blot analysis menunjukkan bahwa
kultur PDLSC mengekspresikan sejumlah marker sementoblastik / osteoblastik antara lain
alkaline phosphatase, bone sialoprotein, osteocalcin, dan reseptor TGF β (Seo et al, 2004).
D
E
F
G
Gambar 2.4: Periodontal Ligament Stem Cell (Seo BM et al, 2004)
Keterangan gambar 2.4:
(A) Pencabutan Molar ketiga pada manusia menunjukkan perlekatan ligamen periodontal pada
permukaan akar gigi (tanda panah). (B) kultur dari PDLSC. (C) Tampak kumpulan sel ligamen
periodontal yang membentuk koloni tunggal setelah dilakukan pengecatan dengan Toluidine blue
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
0,1%.
(D-E)
Pengecatan
Immunocytochemical
menunjukkan
bahwa
kultur
PDLSC
mengekspresikan STRO-1 (Gb. D) dan CD 146 (Gb. E), keduanya merupakan mesenchymal
progenitor markers. (F-G) Pada pengecatan immunohistochemical (F) dan fluorescence (G),
menunjukkan adanya antibodi STRO-1 pada jaringan periodontal.
2.4
Hubungan Periodontal Ligament Stem Cell dengan Terapi Kerusakan Tulang
Alveolar Pada penderita Aggressive Periodontitis
Pada
penderita
aggressive
periodontitis,
khususnya
Generalized
Aggressive
Periodontitis, selain mengalami kerusakan jaringan periodontal juga mengalami kerusakan
tulang alveolar yang sangat parah meliputi hampir seluruh rahang. Bakteri plak yang sangat
berpotensi menyebabkan aggressive periodontitis adalah Actinobacillus actinomycetemcomitan
(Aa). Bakteri Aa menghindari sistem pertahanan tubuh dengan menghasilkan polymorphonuclear
leukocyte chemotaxis-inhibiting factor, endotoksin, kolagenase, leukotoksin, dan faktor lainnya
yang membuat bakteri dapat berkolonisasi ke dalam poket dan merusak jaringan periodontal.
Hingga saat ini, pengobatan untuk penyakit periodontal, khususnya regenerasi tulang alveolar,
masih belum memberikan hasil yang memuaskan (Steven et al, 2008).
Dari penelitian yang telah dilakukan oleh Gay et al tahun 2007, diketahui bahwa pada
ligamen periodontal terdapat marker untuk stem cell yaitu STRO-1. Marker STRO-1 merupakan
colony-forming osteogenic precursor yang dapat diisolasi dari sum-sum tulang. Marker STRO-1
memiliki potensi untuk berdiferensiasi menjadi fenotip adiposit, kondrosit, dan osteosit.
Terekspresinya marker STRO-1 dari permukaan ligamen periodontal menunjukkan bahwa sel
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
ligamen periodontal memiliki prekursor osteogenik yang dapat berdiferensiasi
menjadi
osteoblas.
Dari teori tersebut maka dapat diketahui bahwa sel ligamen periodontal dapat berpotensi
untuk digunakan sebagai terapi regenerasi tulang alveolar pada penderita aggressive
periodontitis.
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB 3
KERANGKA KONSEPTUAL
AGGRESSIVE PERIODONTITIS
KERUSAKAN
JARINGAN
KERUSAKAN
TULANG
ALVEOLAR
Terapi PDLSC
Multipoten
Mesenchymal
stem cell
Adiposit
PPAR-γ2
MMSC
Sox-9
Bi dan Tri Poten
Mesenchymal
Stem Cell
Kondrosit
MMSC
TAZ
Msx-2
Committed Osteoprogenitor Cell
RUNX-2
PREOSTEOBLAS
OSTEBLAS
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Penyakit Aggressive Periodontitis
selain menyebabkan kerusakan jaringan, juga dapat
mengakibatkan kerusakan tulang alveolar. Setelah melakukan terapi untuk penyakit Aggressive
Periodontitis, maka aplikasi Periodontal Ligament Stem Cell (PDLSC) untuk terapi
pembentukan tulang alveolar dapat dilakukan.
Pada skema, pembentukan osteoblas melalui 4 tahap. Yang pertama, aplikasi PDLSC pada
daerah tulang alveolar yang telah hilang. Pada tahap ini, PDLSC masih berupa Multipoten
Mesenchymal Stem Cell. Sel ini berpotensi untuk berdiferensiasi menjadi adiposit bila
distimulasi oleh faktor transkripsi Peroxisome Proliferator Activated Receptor- γ2 (PPAR-γ2),
dan akan menjadi kondrosit bila distimulasi oleh gen SOX-9. Yang kedua, sel mesenkimal yang
tidak distimulasi oleh oleh faktor transkripsi akan membelah menjadi 2 yang disebut Bi dan Tri
poten mesenchymal stem cell. Pada tahap ini, sel memiliki potensi yang sama untuk bisa
berdiferensiasi menjadi adiposit dan kondrosit. Faktor transkripsi TAZ berperan untuk menekan
faktor transkripsi dari PPAR-γ2 dan
SOX-9, sehingga sel mesenkimal yang tersisa tidak
seluruhnya terdiferensiasi menjadi adiposit dan kondrosit. Sel mesenkimal yang tersisa akan
berkembang menjadi sel osteoprogenitor. Selanjutnya, sel osteoprogenitor akan diaktivasi oleh
faktor transkripsi RUNX-2 yang sangat dibutuhkan untuk diferensiasi osteoblas dengan bantuan
MSX-2 sehingga sel osteoprogenitor berdiferensiasi menjadi sel pre-osteoblas, dan kemudian
akan maturasi menjadi osteoblas.
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB 4
PEMBAHASAN
Penyakit periodontal merupakan suatu kerusakan pada jaringan penyangga gigi. Salah
satu bentuk dari penyakit periodontal adalah juvenile periodontitis atau biasa disebut aggressive
periodontitis. Aggressive periodontitis berkembang sangat cepat dan terjadi kerusakan yang
signifikan pada jaringan penyangga gigi yang terlibat (Davis et al, 1985). Faktor genetik juga
dapat mempengaruhi timbulnya penyakit ini (Hart et al, 2000).
Secara umum pengobatan aggressive periodontitis adalah dengan pemberian antibiotik
disamping terapi scaling dan root planning. Terapi bedah juga patut dipertimbangkan untuk
membuat jalan dilakukannya debridement pada akar (Steven, 2008), namun cara ini masih
belum memberikan hasil yang memuaskan.
Ligament periodontal (PDL) merupakan jaringan lunak penyangga yang terletak diantara
sementum dan tulang alveolar soket gigi. PDL tidak hanya memiliki peranan sebagai penyangga
gigi, tetapi juga berperan dalam mengatur suplai nutrisi gigi, hemostasis, dan perbaikan jaringan
yang rusak. Menurut Shimono et al, tahun 2005, kerusakan pada ligament periodontal dapat
menyebabkan hilangnya perlekatan gigi pada soketnya, resobsi tulang alveolar, dan pada
akhirnya dapat menyebabkan kehilangan gigi. Dengan demikian, maka manipulasi sel PDL
merupakan hal penting untuk perbaikan jaringan periodontal yang rusak dan hal ini merupakan
tujuan utama dalam perawatan penyakit periodontal.
Sel PDL merupakan sel heterogen yang memiliki potensi replikasi dan dapat membentuk
single-cell koloni. Sel PDL memiliki perangkat stem cell yang penting dan memiliki peran untuk
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
perbaikan diri, multipotensi, serta mengekspresikan marker mesencymal stem cell antara lain CD
105, CD 166, dan STRO1 pada permukaan selnya (Isaka et al, 2001).
Periodontal Ligamen Stem Cell (PDLSC) mengandung banyak organel sel diantaranya
mitokondria, ribosom, dan endoplasma (Yi Liu et al, 2008). Strategi dari terapi regenerasi
jaringan periodontal adalah dengan mengontrol inflamasi dan merangsang stem cell progenitor
untuk meregenerasi jaringan periodontal yang baru. Namun bagaimanapun, sisa periodontal
ligament stem cell (PDLSC) pada pasien dengan periodontitis sangatlah terbatas, dikarenakan
adanya keradangan yang cukup lama.
PDLSC dapat diisolasi dari gigi premolar yang dicabut untuk perawatan ortodonsia, juga
bisa pada gigi sulung yang telah dicabut, dan gigi molar ketiga yang dicabut karena impaksi
(Bluteau et al, 2008). Dengan menggunakan pengecatan imunohistochemical dan western blot
analysis
menunjukkan
bahwa
kultur
sel
PDL
mengekspresikan
sejumlah
marker
osteoblastik/sementoblastik antara lain alkaline phosphatase, bone sialoprotein, osteocalcin, dan
TGF β receptor (Seo et al, 2004). Keberadaan komponen tersebut mengindikasikan adanya
progenitor cell dalam sel PDL yang mempunyai peranan dalam mengatur homeostasis jaringan
dan regenerasi jaringan periodontal
STRO-1 merupakan colony-forming osteogenic precursor yang dapat diisolasi dari sumsum tulang. Terekspresinya STRO-1 pada permukann sel PDL mengindikasikan bahwa sel PDL
memiliki precursor osteogenik yang dapat berdiferensiasi menjadi osteoblas. Tahapan dalam
pembentukan osteoblas melibatkan ekspresi sejumlah gen spesifik dan pada tiap tahapan tersebut
nampak ciri fenotip (Hughes et al, 2006).
PDLSC merupakan mesencymal stem cell mutipoten yang dapat berdiferensiasi menjadi
beberapa sel antara lain adiposit, kondrosit, dan osteosit. Hal ini dibuktikan melalui penelitian
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
dengan mengisolasi dan karakterisasi PDLSC manusia (Bluteau et al, 2008). Untuk mengetahui
induksi osteogenik, PDLSC diuji dengan menggunakan Alzarine red S staining untuk
mengetahui ekspresi Alkaline phospatase (ALP) dan bone sialoprotein (BSP). Hasilnya, ekspresi
ALP nampak pada hari ke-14 dan BSP nampak pada hari ke-7 (Kawaguchi et al, 2004). Hal ini
menunjukkan bahwa pada komponen PDLSC berpotensi untuk membentuk sel osteoblas.
Induksi adipogenik pada PDLSC dapat diketahui dengan uji yang menggunakan oil red O
staining dan diamati ekspresi PPAR∂2. Hasilnya, ekspresi PPAR∂2 nampak pada hari ke-25.
Untuk mengetahui induksi chondrogenic diuji dengan menggunakan toluidine blue staining dan
ekspresi kolagen tipe II. Hasilnya, pada hari ke-21 nampak ekspresi kolagen tipe II dan
glikosaminoglikan (Gay et al, 2007). Kondisi tersebut membuktikan bahwa PDLSC memiliki
potensi untuk dapat berdiferensiasi menjadi adiposit, kondrosit, dan osteosit.
Pembentukan osteoblas dibagi menjadi beberapa tahapan, diantaranya bi-dan tripoten
mesencymal stem cell, committed osteoprogenitor cell, preosteoblas, osteoblas, dan osteosit.
Pada tahapan bi-dan tripoten mesencymal stem cell, PDLSC berdiferensiasi menjadi adiposit,
kondrosit, dan osteosit. Pada tahap ini ciri fenotip yang nampak antara lain renewing-cell,
ekspresi STRO-1, ALP, dan kolagen tipe I, III, V dan ciri fenotip tersebut tampak pada PDLSC.
Pada tahapan committed osteoprogenitor cell gen MSX-2 menstimulasi peningkatan ekspresi
faktor transkripsi RUNX-2. Faktor transkripsi RUNX-2 adalah suatu faktor transkripsi yang
sangat dibutuhkan untuk diferensiasi osteoblas. MSX-2 bersama dengan RUNX-2 mengatur
transkripsi osteocalcin yang dibutuhkan untuk proses mineralisasi tulang (Cho et al, 1996). Pada
tahap pre-osteoblas, TGFβ berperan untuk merekrut dan menstimulasi proliferasi sel
osteoprogenitor. Selanjutnya, sel osteoprogenitor akan diekspresikan oleh faktor transkripsi
RUNX-2 yang sangat dibutuhkan untuk diferensiasi osteoblas dengan bantuan MSX-2 sehingga
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
sel osteoprogenitor berdiferensiasi menjadi sel pre-osteoblas. Ciri fenotip yang nampak pada
tahap ini antara lain proliferasi sel ALP, kolagen tipe-I, BSP, dan PTH-related protein receptor
dan dengan menggunakan pengecatan imunohistochemical dan western blot analysis ciri fenotip
tersebut nampak pada kultur PDLSC. Tahap pembentukan osteoblas diperantarai oleh gen
RUNX-2 dan DLX-5 (Yoshinori et al, 2002). Pada tahap akhir pembentukan osteoblas, TGFβ
akan menghentikan diferensiasi dan mineralisasi dari osteoblas dengan cara menghambat
ekspresi gen RUNX-2, sehingga sel tidak berproliferasi secara terus-menerus. Pada tahap ini,
fenotip yang nampak antara lain ALP, BSP, kolagen tipe I, osteopoietin, osteocalcin, dan PTHrelated protein receptor (Morsczeck C, 2005)
ALP merupakan enzim yang disekresi oleh osteoblas pada saat osteoblas tersebut aktif.
Enzim ini berfungsi untuk meningkatkan konsentrasi fosfat inorganic setempat dan
mengaktifkan sabut kolagen sehingga dapat menyebabkan pengendapan garam-garam kalsium.
ALP dalam darah merupakan indikator kecepatan pembentukan tulang. Kolagen tipe I
merupakan matriks organic yang menyusun 90% tulang. Protein non kolagen yang menyusun
tulang antara lain osteopoietin, osteonectin, dan BSP. Protein-protein tersebut memiliki aktivitas
untuk mengikat kalsium yang bertanggung jawab pada regulasi hidroksi apatit. BSP dan
osteopontin mengandung asam amino Arg-Gly-Asp dan dapat memediasi perlekatan osteoblas
pada matriks tulang. Ekspresi dari osteocalcin berhubungan dengan regulasi massa tulang
(Silverio et al, 2008). Membran sel osteoblas memiliki reseptor yang mengikat hormon
paratiroid. Hormon paratiroid dapat meningkatkan permeabilitas membran osteosit dan
mengaktifkan pompa kalsium dengan kuat sehingga terjadi difusi ion kalsium ke dalam membran
sel osteoblas. Selanjutnya pompa kalsium disisi lain dari sel akan memindahkan ion kalsium
yang tersisa ke dalam cairan ekstravaskuler (Guyton, 2005).
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Penelitian yang telah dilakukan oleh Yi Liu, et al pada tahun 2008 untuk membuktikan
peranan PDLSC dalam regenerasi tulang alveolar menggunakan babi sebagai percobaannya yang
dikondisikan seperti periodontitis, kemudian diberi transplantasi PDLSC pada tulang yang rusak
selama 12 minggu. Diamati dan dibandingkan dengan babi percobaan yang diberi transplantasi
hidroksi apatit (HA) dan kelompok kontrol yang tidak diberi perlakuan. Hasilnya, PDLSC
terbukti dapat merangsang regenerasi tulang alveolar jika dibandingkan dengan kelompok yang
diberi perlakuan HA dan kelompok kontrol. Dengan menggunakan analisa CT scan
menunjukkan bahwa tinggi dari tulang alveolar pada kelompok yang diberi transplantasi PDLSC
berada pada level yang lebih tinggi dibanding kelompok yang diberi transplantasi HA dan pada
kelompok kontrol tidak nampak adanya regenerasi tulang. Pengamatan histopathological
photomicrography menunjukkan adanya peningkatan pembentukan tulang baru, sementum, dan
ligament periodontal yang ditunjukkan oleh adanya sharpey’s fibres yang baru terbentuk
disekeliling sementum pada kelompok yang diberi perlakuan transplantasi PDLSC. Pada
kelompok transplantasi HA masih terlihat adanya tanda-tanda periodontitis dan infiltrasi sel-sel
inflamatori.
Berdasarkan kajian diatas melalui penelusuran pustaka dapat disimpulkan bahwa PDLSC
mampu merangsang regenerasi tulang alveolar dengan baik, sehingga dapat dimanfaatkan untuk
terapi regenerasi tulang alveolar pada aggressive periodontitis. Hal ini karena sel PDLSC dapat
berdiferensiasi menjadi sel osteoblas, yang sangat diperlukan dalam proses pembentukan tulang
baru. Hasil kajian ini memberikan harapan baru bagi para praktisi dokter gigi dan para peneliti
untuk bisa memanfaatkan Periodontal Ligament Stem Cell (PDLSC) dalam terapi penyakit
periodontal, khususnya Aggressive Periodontitis yang selama ini terapinya masih belum
memberikan hasil yang memuaskan.
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1
Kesimpulan
Periodontal Ligament Stem Cell (PDLSC) dapat berdiferensiasi menjadi osteoblas,
sehingga dapat digunakan sebagai terapi regenerasi tulang alveolar pada penderita aggressive
periodontitis disertai kerusakan tulang alveolar yang sangat parah.
4.2
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk membuktikan pengaruh pemberian PDLSC
terhadap pembentukan tulang alveolar pada penderita aggressive periodontitis.
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR PUSTAKA
Alexandra Vidding. 2008. The Prevalence of Actinobacillus Actinomycetemcomitans in a Group
of Patients with Aggressive Periodontitis, Followed in a Retrospective Longitudinal
Study. Institute of Odontology Karolinska Institutet Huddinge, Sweden. Pp: 29-32
American Academy of Periodontology. 2000. Parameters. of Care Supplement: Parameter on
Aggressive Periodontitis. J Periodontol 2000; 71: 867-869.
Andrews P. W., et al. 1998. AMPIS 106, 158-167.
Antonio Nanci dan Bosshdart DD. 2006. Structure of periodontal tissues in health and disease.
Periodontology 2000. Vol.40: 11-28.
Armitage GC: Development of a Classification System for Periodontal Diseases and Condition.
Ann periodontol; 4:1.
Baehni PC, Tsai C-C, McArthur WP, Hammond BF, Shenker BJ, Taichman NS. 2008.
Leukotoxic
activity
in
different
strains
of
the
bacterium
Actinobacillus
actinomycetemcomitans isolated from juvenile periodontitis in man. Archives of Oral
Biology 26; 671-676.
Bartold PM, McCulloch CA, Narayanan AS, Pitaru S. 2006. Tissue Engineering: a New
Paradigm for Periodontal Regeneration Based on Molecular and Cell Biology.
Periodontol 2000; 24: 253-269.
Bartold PM, Walsh LJ, Narayanan S. 2000. Molecular Cell Biology of the Gingiva. Periodontol
2000; 24: 28-55.
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Bonfil JJ, Dilier FL, Mercier P. 1999. A Case Control Study on the Role of HLA DR 4 in Severe
Periodontitis and Rapidly Progressive Periodontitis. Identification of Types and Subtypes
Using Molecular Biology. J Clin Periodontol; 26:77.
Bosshardt DD, Degen T, Lang NP. 2005. Are Cementoblasts a Subpopulation of Osteoblast or a
Unique Phenotype? J Dent Res; 320: 399-406.
Bluteau G, HU Luder, C Debari, TA Mitsiadis. 2008. Stem Cell for Tooth Engineering. Eur cell
and material vol 16p 1-9.
Carranza Fermin A, Michael G Newman, Henry Takei. 2006. Clinical Periodontology. 10th
edition. Pp: 36-45
Caton J. 1989. Consensus Report: Periodontal Diagnosis and Diagnostic Aids. In: Proceedings
of the World Workshop in Clinical Periodontics. The American Academy of
Periodontology. Chicago. Pp: 2-5
Cho, M.-I. and Garant, P. R. (1996). Expression and role of epidermal growth factor receptors
during differentiation of cementoblasts, osteoblasts, and periodontal ligament fibroblasts
in the rat. Anat. Rec. 245: 342-360.
Davis RM, Smith RG & Porter SR. 1985. Destructive forms of periodontal disease in
adolescents and young adults. British Dental Journal;158:429-436.
Fang D, Seo BM, Liu Y, et al. 2006. Transplantation of Mesenchymal Stem Cell is Optimal
Approachfor Plastic Surgery. STEM CELL; 25: 1021-1028.
Francisco M, Pedro B, Pablo de Grado, Vicente F, Francisco José Gil Loscos. 2006. Periodontal
regeneration in clinical practice. Periodontal Regeneration. E:282-290.
Gay I, S Chen, M Mcdougall. 2007. Isolation and characterization of multipotent human
periodontal ligament stem cells. 10: 149-160.
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Goodson JM, Haffajee AD, Socransky SS. 1984. The Relationship Between Atachment Level
Loss and Alveolar Bone Loss. J Clin Periodontol. 11:34.
Guyton and Hall. 2005. Medical Physiology. WB Saunder Company. Pp 1250
Handa K, Saito M, Tsunoda A, Yamauchi M, Hattori S, Sato S, Toyoda M, Teranaka T,
Marayanan AS.
2002.
Progenitor Cells from Dental Follicle are Able to Form
Cementum Matrix in vivo. Connect Tissue Res 43:406-408.
Hart TC, Kornman KS. 2000. Genetic factors in the pathogenesis of periodontitis.
Periodontol;14:202-15.
Hughes J, Wendy T, Georgeous B, Gianlucca M. 2006. Effect of Growth Factor and Cytokines
on Osteoblast Differentiation. Periodontology 2000; 41: 51-54.
Isaka J, Ohazama A, Kobayashi M, et al. 2001. Participation of Periodontal Ligament Cells with
Regeneration of Alveolar bone. J Periodontol. 72: 314-323.
Illueca F, Buitrago P, Cabanilles P, Fernandez V, Francisco. 2005. Periodontal Regeneration in
Dental Practice. Med Oral Patol Oral Cir Bucal; 11: 382-392.
Kawaguchi H, Hiraci A, Hasegawa N, Iwata T, Hamaguchi H, Shiba H, Tawakata T, Kato Y,
Kurihara H. 2004. Enhancement of Periodontal Tissue Regeneration by Transplantation
of Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells. J Periodontol 75: 1281-1287.
Kawase T, Sato S, Miakke K, Saito S. 2008. Alkaline Phosphatase of Human Periodontal Ligament
Fibroblast-Like Cell. Adv.Vent.Res 2 (2): 234-239.
Kemoun P, Laurencin-Dalicieux S, Rue J, Farges JC, Gennero I, Conte-Auriol F, BriandMesange F, Gadelorge M, Arzate H, Narayanan AS, Brunel JG, Sales JP. 2007. Human
Dental Follicle Cells Acquire Cementoblast Features Under Stimulation by BMP -2/-7
and Enamel Matrix Derivates in vitro. Cell Tissue Res 329: 283-294.
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Lang N, Bartold PM, Cullinan M. 1999. Consensus report: Aggressive Periodontitis. Ann
Periodontol; 4: 53.
Leino L, Hurttia H,. 1999. A Potential Role of an Intracellullar Signaling Defect in Neutrophil
Function Abnormalities and Promotion of Tissue Damage in Patient with Localized
Juvenile Periodontitis. Clin Chem Med Lab; 37:215.
Lopez R, Fernandez O, Jara G, Baelum V. 2001. Epidemiology of Clinical Attachment Loss in
Adolescents. JPeriodontol; 72(12): 1666-1674.
Morsczeeck C, 2005. Gene Expression of Runx2, Osterix, c-fos, DLX-2, DLX-5, and MSX-2 in
Dental Follicle Cell During Osteogenic Differentiation In Vitro. Vol. 78: 98-102.
Miura M, Gronthos S, Zao M, Lu B, Fisher LW, Robey PG, Shi S. 2003. SHED: Stem Cell from
Human Exfoliated Deciduous Teeth. Proc Natl Acad Sci USA. 100: 5807-5812.
Nonnenmacher C, Mutters R, de Jacoby LF. 2001. Microbiological Characteristic of Subgingival
Microbiota in Adult Periodontitis and Rapidly Progressive Periodontitis Subjects. Clin
Microbiol Infect; 7(4): 213-217.
Ohno S, Doi T, Fujimoto K, Ijuin C, Tanaka N, Tanimoto K, Honda K, Nakahara M, Kato Y,
Tanne K. 2002. Rgd-Cap (Beta Ig-H3) exerts a negative regulatory function on
mineralizationin the human periodontal ligament. J Dent Res: 81: 822–825.
Page RC, Baab DA. 1985. A New Look at the Etiology and Pathogenesis of Early Onset
Periodontitis. Cementopathia Revisited. J Periodontol; 56:748.
Rasmi Thomas, Resmi C. Nair, K. Nandakumar, and Moinak Banerjee.2004. Association of
HLA -A*9 and A*10 with Aggressive Periodontitis in South India. Int J Hum Genet,
4(2): 137-140.
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Ryan JM, Barry FP, Murphy JM, Mahon BP. 2005. Mesenchymal Stem Cell Avoid Allogeneic
Rejection. Journal of Inflamation 2:8.
Saburou M, Hiroyuki Ichikawa, Inmaculada Silos-Santiago, Ken-Ichi Kiyomiya, Masaru K, Joop
J. A. Arends dan Mark. F. Jacquin. 2002. Ruffini endings are absent from the periodontal
ligament of trkB knockout mice. Somatosensory and motor research. 19(3): 213-217.
Schwartz Z, Goultschin J, Dean DD. 2000. Mechanism of Alveolar Bone Destruction in
Periodontitis. Periodontology; 14: 158.
Seo BM, Miura M, Gronthos S, Bartold PM, Bartouli S, Ibrahim J, Young M, Robey PG, wang
CY, Shi S. 2004.
investigation of Multipoten postnatal Stem Cell from Human
Periodontal Ligament. Lancet. 364: 149-155.
Shamblott M. J., et al. 1998. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95, 13726-13731.
Shimono M, Ishikawa T, Ishikawa H, et al. 2003. Regulatory Mechanisms of Periodontal
Regeneration. Microsc Res Tech. 60: 491-502.
Silverio Karina Gonzales, et al. 2008. Stem Cell: Potensial Therapeutic for Periodontal
Regeneration. PLOS ONE; 1:79-92.
Simon H. 2009. Periodontal Diseases. Associate Professor of Medicine, Harvard Medical
School; Physician, Massachusetts General Hospital. Pp : 5-9
Sonoyama W, Liu Y, Fang D, Yamada T, Seo BM, Zhang C, Liu H, Gronthos S, Wang CY, Shi
S, Wang S. 2006. Mesenchymal Stem Cell-Mediated Functional Tooth Regeneration in
Swine. PLoS ONE 1:e97.
Steven A. Tsurudome. 2008. Differential Diagnosis of Localized and Generalized Aggressive
Periodontitis. JPeriodontol; 6: 50-51.
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary
ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga
Susin, Cristiano, Albandar, Jasim M. 2005. Aggressive Periodontitis in an Urban Population in
Southern Brazil. JPeriodontol. 76; 468-475.
Tecles O, Laurent P, Zygouritsas S, Burger AS, Camps J, Dejou J, About I. 2005. Activation of
Human Dental Pulp Progenitor / Stem Cells in Response to Odontoblast Injury. Arc Oral
Biol 330:561-564.
Tonetti M, Mombelli A. 1999. Early-Onset Periodontitis. Ann Periodontol; 4:39-53.
Willmann, Donald. 2006. Freshman Periodontics. UTHSCSA. 2.3.1.
Yi Liu , Ying Zheng , Gang Ding , Dianji Fang, Chunmei Zhang , Peter Mark, Bartold, Stan
Gronthos , Songtao Shi , Songlin Wang. 2008. Periodontal Ligament Stem Cell-mediated
Treatment for Periodontitis in Miniature Swine. Los Angeles, CA 90033, USA. Pp:5-8.
Yoshinori Saito, Tatsuya Yoshizawa, Fumio Takizawa, Mika Ikegame, Osamu Ishibashi,
Kazuhiro Okuda, Kohji Hara, Kotaro Ishibashi,
Masuo Obinata, Hiroyuki
Kawashima.2002. A Cell Line with Characteristics of the Periodontal Ligament
Fibroblasts is Negatively Regulated for Mineralization and Runx2/Cbfa1/Osf2 Activity,
Part of Which Can be Overcome by Bone Morphogenetic Protein-2. Journal of Cell
Science 115 (21): 4191-4200.
Skripsi
Kajian stem.....
Nuzulul Ary