Sel punca merupakan kumpulan sel immatur sebagai prekursor yang mampu untuk mempebaiki dirinya sendiri serta berdiferensiasi menjadi beberapa jenis sel dalam jaringa. Sel punca mesenkimal (Mesenchymal stem cell/MSC) merupakan sel multipoten yang bisa berdiferensiasi menjadi sel adiposit, osteoblas, kondrosit, fibroblas, dan mioblas. Beberapa contoh MSC ini misalnya sumsum tulang, plasenta, tali pusar, cairan amnion/ketuban, dan adiposa. Efek terapi sel punca utamanya didapatkan karena kemampuannya untuk memproduksi faktor soluble yitu sekretom atau conditioned-medium (CM) yang memiliki beberapa aktivitas biologis misalnya menghambat fibrosis dan apoptosis, proangiogenesis, stimulasi proliferasi dan/atau diferensiasi sel dan imunomodulasi.
Komposisi CM bergantung pada sumber sel punca. Untuk sel punca adiposa (adipose stem cell-conditioned medium/ASC-CM) mengandung sitokin, kemokin, dan faktor pertumbuhan yang disekresi oleh sel ekstraseluler. Faktor pertumbuhan yang banyak terkandung pada ASC-CM yaitu Vascular Cell Adhesion Molecule (VCAM)-1, Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF)-2, Platelet-Derived Growth Factor (PDGF), Epidermal Growth Factor (EGF), Fibroblast Growth Factor (FGF), Transforming Growth Factor (TGF)-β1, TGF-β2. Epidermal Growth Factor (EGF) dan Transforming Growth Factor-β (TGF-β) berguna dalam penyembuhan luka, regenerasi jaringan, neurogenesis, sintesis kolagen dan elastin, serta remodeling matriks ekstraseluler. Sedangkan TGF-β dan PDGF berperan untuk menjaga keseimbangan perbaikan jaringan dan modifikasi jaringan yang membutuhkan banyak sitokin. Faktor-faktor pertumbuhan ini bermanfaat untuk migrasi sel, ketahanan sel, adesi, proliferasi, dan diferensiasi serta memegang peran penting dalam proses regenerasi jaringan.
Faktor pertumbuhan yang berada dalam sel punca dipengaruhi oleh metode yang digunakan. Lingkungan hipoksia/sedikit oksigen yang diberikan pada ASC meningkatkan beberapa faktor pertumbuhan misalnya VEGF, HGF, dan lainnya. Teknik freeze-drying (FD) bertujuan untuk menghilangkan kandungan air pada produk sel punca. Penelitian menunjukkan bahwa FD sel punca dari sumsum tulang mengandung materi yang lebih menjanjikan untuk menstimulasi luka kronis. Namun masih sedikit penelitian yang membandingkan kandungan faktor pertumbuhan ASC-CM dalam FD dan ASC-CM saat fresh (FR). Oleh sebab itu penelitian ini dilakukan untuk membandingkan kandungan faktor pertumbuhan dari hypoxia Freeze-Dried ASC-CM dan fresh ASC-CM.
Sel punca yang digunakan dalam penelitian ini didapatkan dari Bank Jaringan dan Sel Punca RSUD Dr. Soetomo Surabaya. Faktor pertumbuhan akan diukur menggunakan enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) sensitivitas tinggi. Faktor pertumbuhan yang akan diukur dalam penelitian ini yaitu VEGF, TGF-β, PDGF, dan EGF. Setelah jaringan adiposa didapatkan kemudian diproses untuk menjadi fresh ASC-CM dan freeze-dried ASC-CM. Hasilnya kadar EGF pada FD ASC-CM adalah 256,80±9,70 ng/L sedangkan pada FR ASC-CM adalah 290,20±53,20 ng/L. Kadar TGF-β pada FD ASC-CM dan FR ASC-CM adalah 564,20±12,70 ng/L dan 633,10±11,40 ng/L; sedangkan kadar PDGF adalah 2,90±0,19 ng/L dan 2,90±0,20 ng/L; dan kadar VEGF adalah 711,10±21,70 ng/L dan 788,70±204,80 ng/L. Terdapat perbedaan signifikan pada kadar TGF-β antara FD ASC-Cm dan FR ASC-CM. Sedangkan pada kadar EGF, PDGF, dan VEGF tidak terdapat perbedaan signifikan namun pada FR ASC-CM lebih tinggi kadarnya.
Salah satu kelemahan penggunaan ASC adalah tidak ada standar untuk isolasi, kultur, ekspansi, dan metode karakterisasi ASC. Setiap langkah mulai dari persiapan, purifikasi, dan ekspansi ASC dapat mempengaruhi kualitas ASCM. Beberapa pendekatan untuk membuat ASC-CM yang lebih optimal yaitu dengan modifikasi lingkungan menjadi hipoksia yang dapat meningkatkan fungsi seluler dan meningkatkan kemampuan sel untuk berproliferasi dan memperbaiki diri.
Selain itu penyimpanan dan transportasi ASC-CM juga harus diperhatikan karena temperatur dapat mempengaruhi komponen. Metode freeze drying merupakan metode yang paling populer untuk menjaga kualitas produk terutama yang sensitif terhadap suhu panas. Freeze drying juga dapat disimpan dalam waktu yang lama, menghambat aktivitas mikroorganisme, mengurangi denaturasi oksidatif, dan kerusakan termal. Conditioned-medium yang disimpan dalam bentuk ini bisa disimpan pada suhu -20°C untuk beberapa bulan tanpa menurunkan fungsinya.
Penulis: Prof.Dr.Cita Rosita Sigit Prakoeswa,dr.,Sp.KK(K)
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://www.balimedicaljournal.org/index.php/bmj/article/viewFile/2588/1783
Growth factors of hypoxia Freeze-Dried Adipose Stem Cell- Conditioned Medium (FD ASC-CM) and Fresh Adipose Stem Cell Conditioned-Medium (FR ASC-CM): a comparative study
Winawati Eka Putri1,2, Anang Endaryanto3, Damayanti Tinduh4, Fedik Rantam5, Medhi Denisa Alinda6, Cita Rosita Sigit Prakoeswa6
