Apa itu sel induk, dan apa yang mereka lakukan?
Sel-sel dalam tubuh mempunyai tujuan tertentu, tetapi sel induk adalah sel yang belum memiliki peranan tertentu dan dapat menjadi hampir semua sel yang diperlukan.
Sel stem adalah sel yang tidak dapat dibezakan yang dapat berubah menjadi sel tertentu, kerana tubuh memerlukannya.
Para saintis dan doktor berminat dengan sel induk kerana mereka membantu menjelaskan bagaimana beberapa fungsi tubuh berfungsi, dan bagaimana ia kadang-kadang salah.
Sel induk juga menunjukkan janji untuk mengubati beberapa penyakit yang saat ini tidak dapat disembuhkan.
Sumber sel stem
Sel stem berasal dari dua sumber utama: tisu badan dan embrio dewasa. Para saintis juga sedang mencari cara untuk mengembangkan sel induk dari sel lain, menggunakan teknik "pemrograman ulang" genetik.
Sel induk dewasa
Sel induk boleh berubah menjadi jenis sel sebelum dibezakan.
Tubuh seseorang mengandungi sel stem sepanjang hayatnya. Tubuh dapat menggunakan sel induk ini setiap kali memerlukannya.
Juga disebut sel stem khusus tisu atau somatik, sel induk dewasa wujud di seluruh badan sejak embrio berkembang.
Sel-sel dalam keadaan tidak spesifik, tetapi sel-selnya lebih khusus daripada sel stem embrio. Mereka tetap dalam keadaan ini sehingga tubuh memerlukannya untuk tujuan tertentu, misalnya, sebagai sel kulit atau otot.
Kehidupan seharian bermaksud tubuh sentiasa memperbaharui tisu. Di beberapa bahagian badan, seperti usus dan sumsum tulang, sel induk secara berkala membelah untuk menghasilkan tisu badan baru untuk penyelenggaraan dan pembaikan.
Sel induk terdapat di dalam pelbagai jenis tisu. Para saintis telah menemui sel induk dalam tisu, termasuk:
- otak
- sumsum tulang
- darah dan saluran darah
- otot rangka
- kulit
- hati
Walau bagaimanapun, sel stem sukar dicari. Mereka boleh kekal tidak berpecah dan tidak spesifik selama bertahun-tahun sehingga badan memanggil mereka untuk memperbaiki atau mengembangkan tisu baru.
Sel induk dewasa boleh membahagi atau memperbaharui diri tanpa had. Ini bermakna mereka dapat menghasilkan pelbagai jenis sel dari organ asal atau bahkan menjana semula organ asalnya, sepenuhnya.
Pembahagian dan regenerasi ini adalah bagaimana luka kulit sembuh, atau bagaimana organ seperti hati, misalnya, dapat memperbaiki diri setelah mengalami kerosakan.
Pada masa lalu, saintis percaya sel induk dewasa hanya dapat membezakan berdasarkan tisu asal mereka. Namun, beberapa bukti sekarang menunjukkan bahawa mereka dapat membezakan menjadi jenis sel yang lain juga.
Sel stem embrio
Dari peringkat awal kehamilan, setelah sperma menyuburkan telur, embrio terbentuk.
Sekitar 3–5 hari setelah sperma menyuburkan telur, embrio berbentuk blastosista atau bola sel.
Blastocyst mengandungi sel stem dan kemudiannya akan ditanam di rahim. Sel induk embrio berasal dari blastosista yang berumur 4–5 hari.
Apabila saintis mengambil sel stem dari embrio, ini biasanya merupakan embrio tambahan yang dihasilkan dari persenyawaan in vitro (IVF).
Di klinik IVF, para doktor menyuburkan beberapa telur dalam tabung uji, untuk memastikan sekurang-kurangnya satu telur masih hidup. Mereka kemudian akan menanam sebilangan kecil telur untuk memulakan kehamilan.
Apabila sperma menyuburkan telur, sel-sel ini bergabung untuk membentuk satu sel yang disebut zigot.
Zigot bersel satu ini kemudian mula terbahagi, membentuk 2, 4, 8, 16 sel, dan seterusnya. Sekarang ia adalah embrio.
Tidak lama kemudian, dan sebelum implan embrio di rahim, jisim sekitar 150-200 sel ini adalah blastosista. Blastocyst terdiri daripada dua bahagian:
- jisim sel luar yang menjadi bahagian plasenta
- jisim sel dalaman yang akan berkembang ke dalam tubuh manusia
Jisim sel dalam adalah di mana sel induk embrio dijumpai. Para saintis memanggil sel-sel totipoten ini. Istilah totipotent merujuk kepada fakta bahawa mereka mempunyai potensi besar untuk berkembang menjadi sel dalam tubuh.
Dengan rangsangan yang betul, sel dapat menjadi sel darah, sel kulit, dan semua jenis sel lain yang diperlukan oleh tubuh.
Pada awal kehamilan, tahap blastocyst berterusan selama kira-kira 5 hari sebelum implan embrio di rahim, atau rahim. Pada peringkat ini, sel induk mula membezakan.
Sel induk embrio dapat membezakan menjadi lebih banyak jenis sel daripada sel induk dewasa.
Sel induk Mesenchymal (MSC)
MSC berasal dari tisu penghubung atau stroma yang mengelilingi organ tubuh dan tisu lain.
Para saintis telah menggunakan MSC untuk membuat tisu badan baru, seperti tulang, tulang rawan, dan sel-sel lemak. Mereka mungkin suatu hari berperanan dalam menyelesaikan pelbagai masalah kesihatan.
Sel stem pluripoten yang diinduksi (iPS)
Para saintis membuat ini di makmal, menggunakan sel kulit dan sel khusus tisu lain. Sel-sel ini berperilaku dengan cara yang serupa dengan sel induk embrio, sehingga dapat berguna untuk mengembangkan berbagai terapi.
Walau bagaimanapun, lebih banyak penyelidikan dan pengembangan diperlukan.
Untuk menumbuhkan sel induk, saintis terlebih dahulu mengambil sampel dari tisu dewasa atau embrio. Mereka kemudian meletakkan sel-sel ini dalam budaya terkawal di mana mereka akan membahagi dan membiak tetapi tidak mengkhususkannya lebih jauh.
Sel stem yang membahagi dan membiak dalam kultur terkawal disebut garis sel stem.
Penyelidik mengurus dan berkongsi garis sel stem untuk tujuan yang berbeza. Mereka dapat merangsang sel induk untuk menjadi pakar dalam cara tertentu. Proses ini dikenali sebagai pembezaan terarah.
Sehingga kini, lebih mudah untuk menumbuhkan sejumlah besar sel induk embrio daripada sel induk dewasa. Walau bagaimanapun, saintis membuat kemajuan dengan kedua-dua jenis sel.
Jenis sel stem
Penyelidik mengkategorikan sel induk, mengikut potensi mereka untuk membezakan jenis sel lain.
Sel induk embrio adalah yang paling kuat, kerana tugasnya adalah menjadi setiap jenis sel di dalam badan.
Klasifikasi penuh merangkumi:
Totipoten: Sel induk ini dapat membezakan semua jenis sel yang mungkin. Beberapa sel pertama yang muncul ketika zigot mula terbahagi secara keseluruhan.
Pluripoten: Sel-sel ini boleh berubah menjadi hampir semua sel. Sel dari embrio awal bersifat pluripoten.
Multipotent: Sel-sel ini dapat dibezakan menjadi keluarga sel yang berkait rapat. Sel stem hematopoietik dewasa, misalnya, boleh menjadi sel darah merah dan putih atau platelet.
Oligopoten: Ini boleh dibezakan menjadi beberapa jenis sel yang berbeza. Sel stem limfoid atau myeloid dewasa boleh melakukan ini.
Tidak berpotensi: Ini hanya dapat menghasilkan sel satu jenis, yang merupakan jenisnya sendiri. Walau bagaimanapun, mereka masih sel stem kerana mereka dapat memperbaharui diri. Contohnya merangkumi sel stem otot dewasa.
Sel induk embrio dianggap pluripoten dan bukan totipoten kerana tidak boleh menjadi sebahagian daripada membran ekstra embrio atau plasenta.
Kegunaan
Sel induk itu sendiri tidak melayani satu tujuan tetapi penting kerana beberapa sebab.
Pertama, dengan rangsangan yang tepat, banyak sel induk dapat mengambil peranan dari semua jenis sel, dan mereka dapat menjana semula tisu yang rosak, dalam keadaan yang tepat.
Potensi ini dapat menyelamatkan nyawa atau memperbaiki luka dan kerosakan tisu pada orang setelah penyakit atau kecederaan. Para saintis melihat banyak kemungkinan penggunaan sel stem.
Penjanaan semula tisu
Penjanaan semula tisu mungkin merupakan penggunaan sel stem yang paling penting.
Sehingga kini, seseorang yang memerlukan buah pinggang baru, misalnya, harus menunggu penderma dan kemudian menjalani pemindahan.
Terdapat kekurangan organ penderma tetapi, dengan memerintahkan sel induk untuk membezakan dengan cara tertentu, saintis dapat menggunakannya untuk menumbuhkan jenis atau organ tisu tertentu.
Sebagai contoh, doktor telah menggunakan sel induk dari bawah permukaan kulit untuk membuat tisu kulit baru. Mereka kemudian dapat memperbaiki luka bakar yang teruk atau kecederaan lain dengan mencantumkan tisu ini ke kulit yang rosak, dan kulit baru akan tumbuh semula.
Rawatan penyakit kardiovaskular
Pada tahun 2013, sepasukan penyelidik dari Massachusetts General Hospital melaporkan di PNAS Edisi Awal bahawa mereka telah membuat saluran darah pada tikus makmal, menggunakan sel induk manusia.
Dalam masa 2 minggu setelah menanamkan sel induk, jaringan pembuluh darah yang dibasahi darah telah terbentuk. Kualiti saluran darah baru ini sama baiknya dengan saluran semula jadi yang berdekatan.
Penulis berharap teknik jenis ini akhirnya dapat membantu merawat orang yang menghidap penyakit kardiovaskular dan vaskular.
Rawatan penyakit otak
Doktor mungkin suatu hari dapat menggunakan sel dan tisu pengganti untuk merawat penyakit otak, seperti Parkinson dan Alzheimer.
Di Parkinson, misalnya, kerosakan pada sel otak menyebabkan pergerakan otot yang tidak terkawal. Para saintis boleh menggunakan sel induk untuk mengisi semula tisu otak yang rosak. Ini dapat mengembalikan sel otak khusus yang menghentikan pergerakan otot yang tidak terkawal.
Para penyelidik telah mencuba membezakan sel induk embrio ke jenis sel ini, jadi rawatannya sangat menjanjikan.
Terapi kekurangan sel
Para saintis berharap suatu hari nanti dapat mengembangkan sel-sel jantung yang sihat di makmal yang dapat ditransplantasikan kepada mereka yang menghidap penyakit jantung.
Sel-sel baru ini dapat memperbaiki kerosakan jantung dengan mengisi kembali jantung dengan tisu yang sihat.
Begitu juga, orang dengan diabetes tipe I dapat menerima sel pankreas untuk menggantikan sel penghasil insulin yang hilang atau dimusnahkan oleh sistem imun mereka sendiri.
Satu-satunya terapi semasa adalah transplantasi pankreas, dan sangat sedikit pankreas yang tersedia untuk transplantasi.
Rawatan penyakit darah
Doktor kini secara rutin menggunakan sel induk hematopoietik dewasa untuk merawat penyakit, seperti leukemia, anemia sel sabit, dan masalah kekurangan imun.
Sel stem hematopoietik berlaku dalam darah dan sumsum tulang dan dapat menghasilkan semua jenis sel darah, termasuk sel darah merah yang membawa oksigen dan sel darah putih yang melawan penyakit.
Menderma atau mengambil sel stem
Orang boleh menderma sel stem untuk membantu orang yang disayangi, atau mungkin untuk kegunaannya sendiri di masa depan.
Sumbangan boleh datang dari sumber berikut:
Sumsum tulang: Sel-sel ini diambil di bawah anestetik umum, biasanya dari tulang pinggul atau pelvis. Juruteknik kemudian mengasingkan sel induk dari sumsum tulang untuk simpanan atau derma.
Sel stem periferal: Seseorang menerima beberapa suntikan yang menyebabkan sumsum tulang mereka melepaskan sel stem ke dalam darah. Seterusnya, darah dikeluarkan dari badan, mesin memisahkan sel induk, dan doktor mengembalikan darah ke badan.
Darah tali pusat: Sel induk dapat diambil dari tali pusat selepas melahirkan, tanpa membahayakan bayi. Sebilangan orang menderma darah tali pusat, dan yang lain menyimpannya.
Penuaian sel induk ini boleh menjadi mahal, tetapi kelebihan untuk keperluan masa depan termasuk:
- sel stem mudah diakses
- lebih kecil kemungkinan tisu yang ditransplantasikan ditolak jika ia berasal dari badan penerima sendiri
Penyelidikan dan penemuan saintifik
Sel stem berguna bukan sahaja sebagai terapi berpotensi tetapi juga untuk tujuan penyelidikan.
Sebagai contoh, saintis mendapati bahawa menghidupkan atau mematikan gen tertentu boleh menyebabkannya membezakan. Mengetahui perkara ini membantu mereka menyiasat gen dan mutasi yang menyebabkan kesannya.
Berbekalkan pengetahuan ini, mereka mungkin dapat mengetahui apa yang menyebabkan pelbagai penyakit dan keadaan, beberapa di antaranya belum dapat disembuhkan.
Pembahagian dan pembezaan sel yang tidak normal bertanggungjawab untuk keadaan yang merangkumi barah dan kecacatan kongenital yang berasal dari kelahiran. Mengetahui apa yang menyebabkan sel membelah dengan cara yang salah boleh menyebabkan penyembuhan.
Sel stem juga dapat membantu dalam pengembangan ubat baru. Daripada menguji ubat pada sukarelawan manusia, saintis dapat menilai bagaimana ubat mempengaruhi tisu normal dan sihat dengan mengujinya pada tisu yang tumbuh dari sel induk.
Video: Apa itu sel stem?
Tonton video untuk mengetahui lebih lanjut mengenai sel stem.
Kontroversi
Terdapat beberapa kontroversi mengenai penyelidikan sel stem. Ini terutama berkaitan dengan kerja sel stem embrio.
Penggunaan embrio untuk sel stem
Argumen menentang penggunaan sel induk embrio adalah bahawa ia memusnahkan blastosista manusia, dan telur yang disenyawakan tidak dapat berkembang menjadi seseorang.
Pada masa kini, para penyelidik mencari kaedah untuk membuat atau menggunakan sel induk yang tidak melibatkan embrio.
Mencampurkan manusia dan haiwan
Penyelidikan sel stem sering melibatkan memasukkan sel manusia ke dalam haiwan, seperti tikus atau tikus. Sebilangan orang berpendapat bahawa ini boleh mewujudkan organisma yang merupakan sebahagian daripada manusia.
Di beberapa negara, adalah tidak sah untuk menghasilkan garis sel stem embrio. Di Amerika Syarikat, saintis boleh membuat atau bekerja dengan garis sel stem embrionik, tetapi haram menggunakan dana persekutuan untuk meneliti garis sel stem yang dibuat setelah Ogos 2001.
Terapi sel stem dan peraturan FDA
Beberapa orang sudah menawarkan "terapi sel stem" untuk berbagai tujuan, seperti rawatan anti-penuaan.
Walau bagaimanapun, kebanyakan penggunaan ini tidak mendapat kelulusan dari Pentadbiran Makanan dan Dadah A.S. (FDA). Sebahagian daripadanya mungkin tidak sah, dan ada yang berbahaya.
Sesiapa yang mempertimbangkan rawatan sel stem harus memeriksa dengan penyedia atau dengan FDA bahawa produk tersebut mempunyai persetujuan, dan produk itu dibuat dengan cara yang memenuhi piawaian FDA untuk keselamatan dan keberkesanan.
