1 PENDAHULUAN Latar Belakang Penelitian dalam

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penelitian dalam bidang sel punca mengalami perkembangan yang sangat
pesat dalam dekade terakhir. Minat penelitian tersebut dipicu oleh kemampuan sel
punca untuk berdiferensiasi, memperbarui, dan meregenerasi dirinya sendiri.
Salah satu sel punca yang sering digunakan dalam penelitian dan diaplikasikan
secara klinis adalah sel punca mesenkimal (Tran dan Damaser, 2014). Sel punca
mesenkimal (SPM) merupakan sel stromal dewasa non-haematopoietik yang
mampu berdeferensiasi multilineage (Liu dan Han, 2008; Vija dkk., 2009; Ding,
dkk., 2011; Wakao dkk, 2012).
Sel punca mesenkimal dapat diisolasi dari berbagai jenis jaringan salah
satunya yaitu tali pusat fetus manusia (Ding dkk., 2011; Wakao dkk., 2012; Paul
dan Anisimov, 2013). Tali pusat fetus manusia merupakan bagian yang dianggap
sebagai limbah, tidak berguna, dan biasanya dibuang pasca proses persalinan. Tali
pusat fetus manusia dianggap sebagai sumber SPM yang paling tepat karena
mudah diisolasi dengan metode non-invasif, relatif aman dari isu etis, dan konflik
hukum. Berbagai studi melaporkan bahwa SPM neonatal atau berasal dari tali
pusat bayi baru lahir memiliki imunogenitas yang rendah dan imunosupresif yang
tinggi (Jin dkk., 2013; Sandra dkk., 2014).
Saat ini, SPM dilaporkan memiliki kemampuan mensekresikan berbagai
faktor tropik seperti sitokin, kemokin, faktor angiogenik, dan faktor pertumbuhan
(Tran dan Damaser, 2014). Ekstrak media penumbuh sel punca mesenkimal
(EMPSPM) merupakan serangkaian faktor yang disekresikan oleh sel punca
1
2
mesenkimal tali pusat fetus manusia yang terkandung dalam media yang
dikondisikan (Pawitan, 2014; Sandra dkk., 2014). Efek autokrin atau parakrin dari
faktor tersekresi tersebut memiliki peran penting dalam berbagai regulasi proses
fisiologi termasuk pertumbuhan sel, replikasi, deferensiasi, signaling, apotosis,
adesi, dan angiogenesis (Baglio dkk., 2012; Maguire dkk., 2013; Tran dan
Damaser, 2014).
Penggunaan terapi bebas sel dengan EMPSPM memiliki keuntungan yang
lebih dibandingkan dengan terapi sel punca. Keuntungan tersebut diantaranya
tidak terjadinya kompatibilitas imun, penolakan sel antara sel resipien dengan sel
donor, tumorigenitas, dan transmisi infeksi yang berkaitan dengan terapi sel.
Ekstrak media penumbuh sel punca mesenkimal juga mudah diproduksi,
disimpan, dikemas, ditransportasikan, dan harganya terjangkau (Baglio dkk.,
2012; Pawitan 2014; Tran dan Damaser 2014). Berdasarkan hal tersebut,
EMPSPM berpotensi memiliki peluang yang sangat besar sebagai alternatif terapi
bebas sel dalam terapi regeneratif.
Diabetes mellitus (DM) merupakan penyakit multifaktorial, yang ditandai
dengan hiperglikemia, abnormalitas metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein.
Gangguan tersebut disebabkan oleh insufisiensi sekresi insulin atau kelainan kerja
insulin, dan atau keduanya (Dipiro dkk., 2008). Prevalensi kasus DM di seluruh
dunia diperkirakan akan terus meningkat. Menurut Wild dkk. (2004), pada tahun
2012 penderita DM mencapai 171 juta jiwa dan diperkirakan akan mencapai 366
juta jiwa pada tahun 2030, serta 5% dari seluruh kematian di dunia disebabkan
oleh diabetes. Secara epidemiologi, prevalensi penderita DM di Indonesia pada
3
tahun 2030 diperkirakan mencapai 21,3 juta jiwa (American Diabetes Association,
2011). Berdasarkan data statistik tersebut, diperkirakan 80 – 90% adalah penderita
diabetes mellitus tipe 2 dan 10 – 20% dari penderita diabetes adalah penderita
diabetes mellitus tipe 1, umumnya diderita oleh anak–anak (4Kim dkk., 2012).
Dampak tingginya prevalensi dan adanya penyakit penyerta yang
ditimbulkan, meningkatkan beban ekonomi yang signifikan khususnya bagi sistem
pembiayaan kesehatan. Penelitian yang dilakukan oleh Fitri dkk. (2015)
menyatakan bahwa total biaya pengobatan pasien DM pada periode Januari – Juni
2014 di RSUP Dr. Sardjito Yogyakarta sebesar Rp 15.290.740.745. Besarnya
biaya tersebut dipengaruhi oleh faktor komplikasi dan lama rawat inap.
Terapi DM dengan resiko kecil dan meningkatkan regenerasi sel β
pankreas merupakan tantangan bagi para peneliti. Saat ini, strategi pengobatan
pasien DM berupa terapi antidiabetik oral dan pemberian regimen insulin dengan
pemantauan kadar glukosa secara tepat. Berbagai studi menyebutkan bahwa
strategi terapi tersebut menimbulkan efek samping yang tidak menguntungkan
bagi pasien DM, khususnya bagi pasien DM tipe 1 (Vija dkk., 2009; Himawan
dkk., 2009). Diabetes melitus tipe 1 (DMT1) merupakan kelompok DM ditandai
oleh kerusakan selektif sel β pankreas melalui mekanisme cellular mediated
autoimmune (Karen dan Iris, 2010). Oleh karena itu, tujuan terapi DMT1 adalah
meregenerasi sel β pankreas untuk meningkatkan sekresi insulin endogen.
5
Kim dkk. (2013) menerangkan bahwa kandungan EMPSPM berupa
sekretom dan vesikel ekstraselular. Senyawa tersekresi sekretom mengandung
faktor pertumbuhan diantaranya vascular endothelial derived growth factor
4
(VEGF), insulin growth factor (IGF), dan sitokin; sedangkan vesikel ekstraselular
berupa mikrovesikel dan eksosom yang mengandung protein dan asam nukleat
(Bollini dkk., 2013; 5Kim dkk., 2013). Serangkaian kandungan EMPSPM tersebut
berfungsi sebagai mediator dalam komunikasi antarsel untuk memperbaiki,
meregenerasi jaringan yang rusak, dan memiliki berbagai efek terapi diantaranya
sebagai imunomodulator (Baglio dkk., 2012; Bollini dkk., 2013; 5Kim dkk., 2013;
Xiao dkk., 2013; Tan dkk., 2014; Yu dkk., 2014; Carpanetto dkk., 2015).
Efek regeneratif dan meningkatkan sistem imun sangat dibutuhkan dalam
terapi DMT1 (Abdi dkk., 2008). Efek regeneratif pankreas secara struktural dapat
dilihat dengan adanya perbaikan jaringan pankreas, peningkatan jumlah sel
penghasil insulin, dan jumlah Insula Langerhans; sedangkan secara fungsional
yaitu adanya peningkatan produksi insulin dan penurunan kadar glukosa darah.
Oleh karena itu, perlu dilakukan kajian lebih lanjut mengenai aktivitas EMPSPM
dalam meregenerasi secara struktural maupun fungsional sel β pankreas pada
hewan uji yang diinduksi diabetes mellitus tipe 1.
Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas maka dapat disusun rumusan masalah yaitu :
apakah EMPSPM dapat meregenerasi secara struktural maupun fungsional sel β
pankreas tikus Wistar diabetes mellitus tipe 1 yang diinduksi dengan aloksan.
Keaslian Penelitian
Beberapa penelitian pernah dilakukan terkait tentang aktivitas farmakologi
berbagai EMPSP dalam terapi DM. Menurut 2Kim dkk. (2010), human cord
5
blood-derived endothelial progenitor cells dan ekstrak media penumbuhnya
memiliki berbagai efek yang menguntungkan diantaranya adanya aksi parakrin
pada keratinosit, fibroblas, dan sel endotel yang dapat meningkatkan
neovaskularisasi pada luka tikus diabetes yang diinduksi dengan streptozotosin.
Penelitian yang dilakukan oleh Shrestha dkk. (2013) mengungkapkan
bahwa penggunaan terapi EMPSPM pada luka tikus diabetes db/db lebih baik
dibandingkan dengan transplantasi sel punca mesenkimal tali pusat. Dalam proses
regeneratif tersebut diketahui kadar platelet-derived growth factor (PDGF) dan
keratinocyte growth factor (KGF) pada EMPSPM lebih tinggi dibandingkan
dengan transplantasi sel punca mesenkimal tali pusat. Penelitian serupa yang juga
dilakukan oleh Ansari dkk. (2013) menyatakan bahwa tidak adanya perbedaan
yang signifikan antara canine bone marrow derived mesenchymal stem cells dan
ekstrak media penumbuhnya dalam terapi luka tikus diabetes dengan induksi
streptozotosin.
Menurut Li dkk. (2015), migrasi dan proliferasi keratinosit akan berkurang
dengan kadar glukosa tinggi (HG) dan lipopolisakarida (LPS). Proses tersebut
distimulasi melalui jalur sinyal Erk yang tergantung spesies oksigen reaktif
(ROS). Pemberian EMPSPM pada tikus keratinosit terbukti dapat menurunkan
efek HG dan LPS - induced ROS berlebih.
Proses penyakit DM dikaitkan dengan berkurangnya ekspresi heme
oxygenase-1 (HO-1) yang bersifat sitoprotektif dan proangiogenik. Dalam
penelitian yang dilakukan oleh Kozakowska dkk. (2015), pemberian EMPSP dari
HO-1 overexpressing sel myoblast dapat meningkatkan pemulihan aliran darah
6
pada otot iskemik tikus diabetes db/db. Secara imunohistokimia, diketahui adanya
stimulasi parakrin angiogenesis sehingga dapat meningkatkan kepadatan
pembuluh darah. Berdasarkan penelusuran pustaka tersebut, dapat diketahui
bahwa penelitian mengenai efek regeneratif EMPMPS secara struktural maupun
fungsional pada sel β pankreas tikus Wistar diabetes mellitus tipe 1 (DMT1) yang
diinduksi dengan aloksan melalui kajian histopatologi, imunohistokimia, dan
ELISA belum pernah dilakukan.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui EMPSPM dapat meregenerasi
secara stuktural maupun secara fungsional sel β pankreas tikus Wistar diabetes
mellitus tipe 1 yang diinduksi dengan aloksan.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi bahwa :
a. Penggunaan EMPSPM sebagai terapi DMT1 yang lebih efektif dan aman
dalam dunia medis.
b. Penelitian ini mempunyai manfaat ekonomis dan praktis bagi pasien DMT1,
yang sebagian besar adalah pasien anak-anak, sehingga membutuhkan terapi
seumur hidup dan biaya mahal. Terapi EMPSPM dapat meregrenerasi sel β
pankreas, sehingga diharapkan akan dapat mengurangi waktu, tenaga, biaya
terapi, dan meningkatkan kualitas hidup pasien.