Potensi Rekayasa Jaringan Dengan AD-SVF Dalam Mencegah Terjadinya Pembentukan Bone Bridge Akibat Cedera Pada Growth Plate

Share on facebook
Share on google
Share on twitter
Share on linkedin
Ilustrasi rekayasa jaringan kulit. (Sumber: Teknik Biomedis UNAIR)

Lempeng pertumbuhan atau yang biasa disebut dengan growth plate merupakan jaringan tulang rawan yang ditemukan di ujung tulang-tulang panjang pada anak-anak. Cedera pada bagian ini sering menjadi penyebab utama dalam gangguan pertumbuhan seperti perbedaan panjang tungkai dan kelainan bentuk angulasi pada anak-anak. Sampai sekarang, masih belum terdapat perawatan klinis yang dapat sepenuhnya memperbaiki lempeng pertumbuhan yang cedera. Rekayasa jaringan (tissue engineering) disebut sebagai teknologi yang menjanjikan untuk regenerasi growth plate. Dalam pengaplikasian teknologi ini, adiposed-derived stromal vascular fraction (AD-SVF) berpotensi sebagai terapi rekayasa jaringan untuk menginduksi regenerasi lempeng pertumbuhan yang terluka dan mampu mengurangi pembentukan perbaikan tulang yang dapat menyebabkan deformitas dan perbedaan panjang tungkai.

Panji Sananta dkk melakukan studi in-vivo terhadap pembentukan jembatan tulang (bone bridge) dengan aplikasi rekayasa jaringan dengan AD-SVF menggunakan model hewan coba yakni tikus dengan cedera pada growth plate. Studi ini merupakan pekerjaan pertama yang menggunakan model hewan dalam menyelidiki apakah AD-SVF dapat digunakan untuk memulai regenerasi pada lempeng pertumbuhan yang terluka.

Growth plate memiliki kemampuan regenerasi yang buruk apabila terjadi kerusakan, disebabkan karena sifat alami yang dimiliki oleh tulang rawan, yaitu avaskular dan alimfatik. Bagian ini bertanggung jawab untuk pertumbuhan tulang secara longitudinal. Pada umumnya, growth plate merupakan bagian yang sering mengalami cedera trauma dan menjadi daerah paling rapuh dari tulang panjang. Sebanyak 20% dari kasus patah tulang anak-anak, disebabkan karena kerusakan lempeng pertumbuhan. Selain mengakibatkan mekanisme respons perbaikan yang tidak diinginkan, cedera pada bagian ini juga dapat menyebabkan pembentukan jembatan tulang.

Oleh karena itu, cedera pada lempeng pertumbuhan menjadi perhatian utama pada bagian tulang panjang yang sedang berkembang terutama pada anak kecil yang masih mengalami masa pertumbuhan yang signifikan. Hingga 30% dari cedera lempeng pertumbuhan dapat mengakibatkan henti pertumbuhan serta perbedaan panjang tungkai dan deformitas sudut. Saat ini, masih belum ada terapi berbasis biologi sel yang mampu mencegah pembentukan bone bridge dan meregenerasi tulang rawan lempeng pertumbuhan yang rusak dalam praktik klinis.

Pada dasarnya paradigma rekayasa jaringan terdiri dari perancah (scaffold), sinyal, dan sel. Ketiga elemen ini dapat digabungkan atau digunakan secara terpisah dalam percobaan yang menghasilkan jaringan dalam jumlah pengaturan yang tidak terbatas. Di dalam AD-SVF, terdapat kumpulan sel dan komponen heterogen, terutama: MSC (mesenchymal stem cell), HSC (hematopoietic stem cell), sel treg, Pericyte-EC (pericyte endothelial cell), sel mast, lapisan mikrovaskuler kompleks, dan matriks ekstraseluler. Dalam memperoleh respons diferensiasi kondrogenik yang lebih kuat dari MSC, penggunaan kombinasi faktor pertumbuhan dan scaffold sering kali dapat meningkatkan kondrogenesis.

Keunggulan SVF dibandingkan Adipose Tissue-derived Stem Cell (ADSC) diyakini memiliki dua area fundamental. Pertama, meskipun serupa dalam sifat seperti imunomodulasi, anti-inflamasi, angiogenesis, dan sebagainya, komposisi seluler Stromal Vascular Fraction (SVF) yang heterogen dan khas, bertanggung jawab untuk hasil terapeutik yang lebih baik yang diamati dalam studi hewan komparatif. Kedua, SVF jauh lebih mudah didapat, tanpa perlu pemisahan sel atau kondisi kultur. Jadi, produk seluler terapeutik diperoleh secara instan dan memiliki kontak minimal dengan reagen sehingga secara komparatif lebih aman dan pemenuhan kriteria regulasi yang lebih mudah.

Dalam membuat jaringan hidup yakni dengan mengintegrasikan jaringan rekayasa hidup dengan jaringan inang asli, harus terdapat sel yang memicu terjadinya proses tersebut. Adanya Adiposed derived- Mesenchymal Stem Cell (AD-MSC) pada SVF akan meningkatkan jumlah sel progenitor pada area cedera lempeng pertumbuhan. MSC tambahan dan molekul sinyal induktif merupakan faktor penting untuk kondrogenesis dalam mengurangi pembentukan bone bridge. Berkenaan dengan perbaikan tulang rawan lempeng pertumbuhan, idealnya, kombinasi faktor pertumbuhan (growth factor) mulanya akan membantu ekspansi optimal MSC, yang kemudian akan memicu induksi diferensiasi kondrogenik. Terdapat ekspresi gen yang lebih tinggi pada SVF dari beberapa faktor pertumbuhan diantaranya seperti IGF-1, TGF-β1, dan FGF-2 yang merupakan faktor pertumbuhan yang memiliki peran utama dalam kondrogenesis.

Berdasarkan analisa di atas, dapat disimpulkan bahwa AD-SVF dapat mencegah pembentukan jembatan tulang pada lempeng pertumbuhan yang terluka pada tikus. Analisis perbaikan growth plate pada fase yang berbeda dari proses penyembuhan pasca operasi masih perlu dilakukan untuk menentukan mekanisme yang tepat dari proses regenerasi. Potensi MSC yang dibedakan pada garis keturunan kondrogenik secara in vitro sebelum transplantasi perlu ditelaah lebih lanjut untuk meningkatkan kemungkinan perbaikan jaringan kondrogenik. Di samping itu, perlu dilakukan pelacakan MSC yang diperkenalkan untuk menentukan perannya dalam respons perbaikan, apakah MSC secara langsung dapat berkontribusi pada jaringan perbaikan atau memfasilitasi perekrutan sel endogen. Studi lebih lanjut diperlukan untuk mengevaluasi apakah MSC dapat menjadi pilihan terapeutik yang layak untuk regenerasi biologis growth plate setelah cedera.

Penulis: Panji Sananta, Rahaditya I Gede Made Oka, Prof Respati Suryanto Dradjat, Heri Suroto, Edi Mustamsir, Umi Kalsum, and Sri Andarini

Artikel lengkapnya dapat dilihat pada link berikut ini:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2049080120303307

Berita Terkait

UNAIR News

UNAIR News

Media komunikasi dan informasi seputar kampus Universitas Airlangga (Unair).

Leave Reply

Close Menu