Perkembangan Pemanfaatan Sel Punca Pada Penyakit Tulang Dan Sendi

Gangguan muskuloskeletal mencangkup lebih dari 150 penyakit atau kondisi yang berkaitan dengan otot, tulang, sendi, dan jaringan ikat di sekitarnya. Gangguan tersebut dapat menimbulkan nyeri, gangguan gerak serta menurunkan kemampuan seseorang untuk bekerja dan bersosialisasi. Beberapa gangguan yang sering ditemui adalah pengeroposan tulang (osteoporosis), pengapuran sendi (osteoartritis), patah tulang, nyeri punggung bawah, dan penyakit autoimun pada sendi (reumatoid artritis).

Gangguan pada tulang dan sendi dapat ditemui pada usia muda hingga tua, dialami oleh lebih dari 1.71 miliar orang di dunia. Di Asia Tenggara sendiri, terdapat 369 juta orang yang mengalami gangguan tulang dan sendi pada berbagai usia. Gangguan tulang dan sendi akan berdampak besar terhadap sosioekonomi seseorang akibat dari besarnya biaya pengobatan dan menurunnya produktivitas penderitanya. Oleh sebab itu, penanganan yang efektif dan efisien untuk masalah tulang dan sendi perlu dikembangkan.

Pengobatan konvensional untuk masalah tulang dan sendi berkaitan dengan operasi, penggunaan obat-obatan anti peradangan, dan fisioterapi. Namun, terkadang operasi membutuhkan biaya yang mahal. Selain itu, beberapa pilihan terapi lainnya seringkali hanya mengurangi gejala dan tidak memperbaiki kerusakan jaringan yang mendasarinya. Pada beberapa kasus, contohnya patah tulang gagal sambung atau kecacatan berat pada tulang membutuhkan pilihan terapi yang lebih efektif dan inovatif.

Salah satu solusi yang menjanjikan adalah terapi sel punca (stem cell) yang merupakan bagian dari ilmu kedokteran regeneratif. Ilmu kedokteran regeneratif (regenerative medicine) merupakan salah satu ilmu kedokteran yang sedang berkembang untuk mengobati berbagai macam penyakit. Fokus dalam ilmu kedokteran regeneratif adalah menggunakan potensi sel untuk menyembuhkan atau menggantikan jaringan dan organ yang rusak.

Sel punca/Stem Cell

Sel punca adalah sel yang memiliki kemampuan untuk berkembang menjadi berbagi macam sel dalam tubuh. Sel punca dapat diambil dari berbagai jaringan dewasa, salah satunya yang banyak dikembangkan saat ini adalah dari tali pusat bayi. Pada permasalahan tulang dan sendi, sel punca yang digunakan adalah sel punca mesenkimal, sekretom, dan eksosom.

Kemampuan sel punca untuk berkembang menjadi berbagai macam bentuk sel di dalam tubuh membuat sel baru ini dapat menempati atau memperbaiki jaringan yang rusak. Kemudian, sel punca juga dapat menghasilkan berbagai macam sinyal untuk komunikasi dalam sel yang dapat mendorong penyembuhan jaringan. Sinyal komunikasi tersebut dapat menurunkan peradangan, menstimulasi perkembangan sel baru, dan meningkatkan pembuatan pembuluh darah baru. Selain itu, sel punca dapat mempengaruhi respon sel pertahanan tubuh atau sel imun sehingga menurunkan kemungkinan penolakan dan peradangan berlebihan yang sering ditemukan pada transplantasi organ.

Sel punca mesenkimal (mesenchymal stem cells) merupakan sel punca dewasa yang dapat ditemukan dari berbagai jaringan, seperti sel lemak, sumsum tulang dan tali pusat. Sel punca mesenkimal ini dapat berkembang menjadi tulang, sendi, dan sel lemak yang sangat baik untuk terapi regenerasi sel meskipun kemampuan merubah diri menjadi berbagai macam sel lainnya sangat terbatas. Sel punca mesenkimal sudah melalui banyak penelitian dan digunakan secara luas pada terapi regeneratif.

Sekretom dan Eksosom

Selain kemampuan berkembang menjadi sel lain, sel punca mesenkimal juga dapat menghasilkan berbagai macam molekul bioaktif yang disebut sekretom. Sekretom ini mengandung faktor pertumbuhan, sitokin (zat kimia untuk komunikasi antar sel), dan molekul lain yang berhubungan dengan penyembuhan jaringan. Sel ini juga dapat mengeluarkan eksosom (exosome). Eksosom merupakan kantung-kantung kecil yang dikeluarkan oleh sel dan merupakan komponen dari sekretom yang bertindak sebagai mediator antar sel. Eksosom memiliki kemampuan untuk membawa dan mengantarkan molekul bioaktif ke sel target, memfasilitasi komunikasi antar sel, dan memperbaiki jaringan.

Pemanfaatan sel punca di bidang orthopaedi

Penggunaan terapi sel punca mesenkimal dan turunannya sudah dikerjakan pada lebih dari 2,000 pasien di RSUPN Dr. Cipto Mangunkusumo. Penggunaan terapi sel punca mesenkimal dan sekretom secara khusus di bidang orthopaedi sudah dilakukan pada kasus:

• <!--[if !supportLists]-->Patah tulang gagal sambung

• Defek tulang panjang

• Avascular necrosis pada panggul

• Patah tulang sekitar prostetik

• Kelumpuhan akibat cedera saraf tulang belakang

• Pengapuran / osteoartritis lutut

• Lesi osteokondral

• Osteoporosis tulang belakang

• Degenerasi diskus tulang belakang (HNP)

• Spondiloartritis

• Cedera braksialis plexus

• Anterior dan posterior cruciate ligament rupture

Sel punca mesenkimal dapat diisolasi untuk ditanamkan pada patah tulang gagal sambung maupun defek pada tulang belakang sehingga akan mendorong penyembuhan tulang. Beberapa studi sudah menunjukkan adanya kemampuan sel punca jenis ini untuk meningkatkan pembentukan tulang dan mempercepat penyembuhan patah tulang. Selain itu, sel punca mesenkimal juga dapat meregenerasi sendi yang rusak pada kasus osteoartritis atau pengapuran sendi. Sel mesenkimal dapat diinjeksikan langsung pada sendi untuk menurunkan peradangan pada sendi dan meningkatkan produksi komponen-komponen penting untuk fungsi sendi. Pada kasus avascular necrosis di sendi panggul, sel ini dapat merevitalisasi jaringan tulang yang mati akibat turunnya aliran darah ke tulang tersebut dan meningkatkan pembentukan pembuluh darah baru. Pemberian sel punca mesenkimal pada hemivertebra juga terbukti memperbaiki kelengkungan skoliosis dan mencegah kelengkungan lebih lanjut.

Eksosom dan sekretom dari sel punca mesenkimal memiliki kemampuan untuk membawa faktor pertumbuhan dan molekul anti-radang pada bantalan tulang punggung yang rusak pada penyakit spondiloartritis dan degenerasi diskus tulang belakang. Hal ini dapat menyebabkan penurunan radang dan menstimulasi perbaikan jaringan sehingga mengurangi rasa nyeri dan memperbaiki fungsi. Sekretom dan eksosom juga dapat memperbaiki sendi melalui mekanisme stimulasi produksi komponen kolagen dan proteoglikan yang merupakan zat-zat penting dalam menjaga kesehatan sendi. Oleh sebab itu, kedua terapi ini dapat menjadi pilihan dalam terapi osteoartritis atau penulangan sendi. Pemberian sekretom sel punca mesenkimal alogenik juga memberikan hasil fungsional dan radiografi yang sangat baik pada kasus cedera ACl dan PCL.

Keuntungan penggunaan sel punca adalah kemampuannya untuk memperbaiki kerusakan di tulang dan sendi. Oleh sebab itu, sel punca memiliki potensi untuk menyembuhkan atau setidaknya memperbaiki kondisi penuaan dan cedera, dibandingkan hanya mengurangi gejala saja. Beberapa penelitian klinis sudah menunjukkan adanya hasil yang menjanjikan dalam penggunaan sel punca dan turunannya pada penyakit tulang dan sendi.

Perkembangan sel punca, terutama sel punca mesenkimal, sekretom, dan eksosom, membawa harapan baru dalam penanganan penyakit-penyakit tulang dan sendi yang sulit diselesaikan dengan metode konvensional. Kemajuan teknologi sel punca ini dapat mengubah cara penanganan penyakit sulit, seperti patahan gagal sambung, penulangan sendi, avascular necrosis sendi panggul, dan penyakit-penyakit tulang belakang. Hal ini dapat dicapai akibat kemampuan regenerasi jaringan rusak dan penyembuhan.

Referensi:

Caplan, A. I., & Correa, D. (2011). The MSC: An Injury Drugstore. Cell Stem Cell, 9(1), 11–15. https://doi.org/10.1016/j.stem.2011.06.008

D’Arrigo, D., Roffi, A., Cucchiarini, M., Moretti, M., Candrian, C., & Filardo, G. (2019). Secretome and Extracellular Vesicles as New Biological Therapies for Knee Osteoarthritis: A Systematic Review. Journal of Clinical Medicine, 8(11), 1867. https://doi.org/10.3390/jcm8111867

Keating, A. (2012). Mesenchymal Stromal Cells: New Directions. Cell Stem Cell, 10(6), 709–716. https://doi.org/10.1016/j.stem.2012.05.015

Mao, A. S., & Mooney, D. J. (2015a). Regenerative medicine: Current therapies and future directions. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(47), 14452–14459. https://doi.org/10.1073/pnas.1508520112

Mao, A. S., & Mooney, D. J. (2015b). Regenerative medicine: Current therapies and future directions. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(47), 14452–14459. https://doi.org/10.1073/pnas.1508520112

Pittenger, M. F., Discher, D. E., Péault, B. M., Phinney, D. G., Hare, J. M., & Caplan, A. I. (2019). Mesenchymal stem cell perspective: cell biology to clinical progress. Npj Regenerative Medicine, 4(1), 22. https://doi.org/10.1038/s41536-019-0083-6

Vizoso, F., Eiro, N., Cid, S., Schneider, J., & Perez-Fernandez, R. (2017). Mesenchymal Stem Cell Secretome: Toward Cell-Free Therapeutic Strategies in Regenerative Medicine. International Journal of Molecular Sciences, 18(9), 1852. https://doi.org/10.3390/ijms18091852

Sholahuddin R, Jeanne A.P, T. Kurniawati, Jessica, Ismail HD. Allogeneic umbilical cord mesenchymal stem cell conditioned medium (secretome) for treating posterior cruciate ligament rupture: a prospective single-arm study. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2023 Apr;33(3):669-675. doi: 10.1007/s00590-022-03278-z. Epub 2022 Jun 14.

Rahyussalim AJ, M. Kamal.N, Faiz M.A, T. Kurniawati. Umbilical cord-derived mesenchymal stem cells implantation on Hemivertebra defect with three-year follow-up: Biological approach in congenital scoliosis treatment - A case report. Int J Surg Case Rep. 2022 Oct:99: 107602. doi: 10.1016/j.ijscr.2022.107602. Epub 2022 Sep 6.

World Health Organization. (2022, July 14). Musculoskeletal health. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/musculoskeletal conditions#:~:text=Other contributors to the overall,YLDs), rheumatoid arthritis (18

Yogi. (2021, June 28). RSCM Hadirkan Layanan Stem Cell And Metabolites Clinic RSCM Kencana. Direktorat Jendral Pelayanan Kesehatan Kemenkes. https://yankes.kemkes.go.id/read/311/rscm-hadirkan-layanan-stem-cell-and-metabolites-clinic-rscm-kencana

Sumber Gambar:

https://www.freepik.com/free-photo/3d-render-medical-image-male-figure-with-spine-highlighted_12340677.htm#fromView=search&page=5&position=27&uuid=7aa9fda6-892f-4f8a-8c1f-0c35e409b816