Pendahuluan
Penyakit neurologis merupakan proses kerusakan sel pada neuron dan
sumsum tulang yang bersifat irreversible,
karena sel tidak mampu mengalami regenerasi secara spontan. Berbagai kendala
dalam penyembuhan penyakit neurologis antara lain disebabkan kompleksitas
struktur dan fungsi sistem saraf pusat dewasa. Sistem saraf pusat merupakan
muara dari berbagai sel yang berpotensi mengalami regenerasi, namun sistem
saraf pusat tidak selalu mampu
mengendalikan keseluruhan sel tersebut secara efektif.
Kajian biologis mengenai neural stem sel menunjukkan adanya potensi
penggunaan neural stem sel untuk terapi penyakit neurologis. Neural stem sel
dapat dijadikan sebagai sumber tanpa batas dari kultur sel neuron dan glia
untuk kebutuhan terapi, terkait dengan
kemampuan restoratif dan multipotensialitasnya. Pendekatan terapeutik
untuk penyakit neurologis dengan cara meningkatkan jumlah dan fungsi regenerasi
sel secara endogenus atau introduksi sel teregenerasi ke penderita penyakit
neurologis melalui transplantasi. Transplantasi neural stem sel sebagai cara
untuk mengganti sel yang rusak atau hilang pada sistem saraf pusat. Neural stem sel dan prekursor sel neural
dapat diisolasi dari sistem saraf pusat embrionik atau dewasa, dan aman untuk
dibiakkan secara kimiawi dalam media kultur untuk periode jangka panjang.
Data dari beberapa penelitian terbaru menunjukkan adanya efek
positif dari transplantasi neural stem sel terhadap hewan percobaan, antara lain
penghilangan inflamasi, melindungi sel saraf dari degenerasi, dan meningkatkan
proses penyembuhan endogenus. Efek positif dari transplantasi neural stem sel
ditunjukkan melalui penelitian terhadap beberapa hewan percobaan untuk terapi
berbagai penyakit neurologis seperti stroke, cidera sumsum tulang, penyakit
Huntington, Parkinson, Multiple Sclerosis (MS), dan Amyotrophic Lateral Sclerosis
(ALS). Penelitian terbaru berupa mekanisme reparasi menunjukkkan hasil dan
prospek yang baik dalam penyembuhan penyakit neurologis. Pengembangan potensi
neural stem sel untuk terapi penyakit neurologis meliputi empat aspek penting yang
akan dijelaskan sebagai berikut.
Transplantasi neural stem sel untuk mengganti sel degeneratif
Disfungsi neurologis dalam sistem saraf pusat pada
umumnya disebabkan terjadinya kerusakan atau degenerasi sel, dan dapat
menyebabkan sel tersebut hilang. Terapi neural stem sel bertujuan untuk
mengganti sel atau jaringan yang rusak atau hilang. Prinsip dasar dalam penggantian sel
merupakan perlekatan generasi sel yang terspesialisasi secara spesifik untuk
setiap penyakit neurologis.
Indikasi awal
bahwa sel otak memungkinkan untuk dilakukan penggantian didapatkan dari hasil
percobaan terhadap hewan model yang menderita Parkinson. Data percobaan
pencangkokkan secara intrastriatal terhadap fetal Rodentia dan Primata menunjukkan,
neuron dopaminergis yang berasal dari Mesencephalon ventral mampu melakukan
kontak sinapsis dan mampu melepasakan dopamine, serta mengurangi simptom
Parkinson. Pengujian klinis pada transplantasi jaringan Mesencephalon fetus
manusia terhadap pasien Parkinson sejak tahun 1987, menunjukkan peningkatan
kesembuhan pada beberapa pasien. Studi awal tersebut mendorong para peneliti
untuk mengakaji lebih jauh mengenai sisi aktif pencangkokan yang optimum, dosis
sel yang dicangkokkan, rejeksi cangkok, dan berbagai efek lain yang muncul.
Pada perkembangan penelitian mengenai terapi Parkinson diketahui
bahwa jaringan Mesencephalon fetus bukan merupakan sumber neuron dopamine yang memadai
untuk dapat ditransplantasikan. Hal ini kurang bersesuaian dengan prinsip etika
biomedis, sebab dibutuhkan empat fetus untuk terapi setiap pasien . Sehingga
perlu dikembangkan metode yang mampu menunjukkan secara spesifik neuron yang
dapat secara selektif dibiakkan dari neural stem sel dewasa. Sampai pada
perkembangan selanjutnya, diketahui bahwa stem sel dari jaringan non neural
dapat mengalami transdiferensiasi menjadi progeni sel neural. Selain itu, sel
stroma sumsum tulang juga dapat digunakan sebagai marker neural, walaupun tidak
sepenuhnya mampu melakukan semua fungsi neuronal.
Penelitian terbaru menunjukkan sumber generasi massa sel dari sel neural
yang terspesialisasi adalah stem sel embrionik. Melalui prekondisi yang memadai
dalam kultur, stem sel embrionik manusia dan mencit dapat ditumbuhkan secara in
vitro. Stem sel embrionik juga dapat digunakan untuk membiakkkan kultur yang
diperkaya dengan sel dopaminergis, neuron motorik, oligodendrosit, dan sel
retina.
Stem sel neuron mencit yang membentuk neuron motorik,
mampu membentuk sinapsis fungsional dengan serat otot dan membentuk akson ke
arah ventral, setelah neural stem sel ditransplantasikan ke motoneuron yang
terluka pada mencit dewasa. Pembiakan dari stem sel embrionik untuk generasi
neuron dopaminergis manusia dapat dilakukan secara in vitro. Namun terdapat kendala dalam pencangkokan terhadap hewan
percobaan, antara lain rendahnya ketahanan sel yang ditransplantasikan. Hal ini
merupakan kendala utama dalam aplikasi terapi sel untuk penyakit Parkinson.
Penyakit Huntington juga merupakan salah satu penyakit
yang menjadi target aplikasi neural stem sel . Penyakit Huntington merupakan penyakit degeneratif
lokal yang melibatkan sistem neuronal yang spesifik. Ketahanan generasi sel
asam γ-aminobutirat-ergis lebih baik
dibandingkan dengan sel dopaminergis dalam percobaan klinis stem sel embrionik
manusia, sehingga mampu membentuk progenitor neuronal dan berkembang lebih
cepat dalam proses terapi.
Terapi penggantian sel untuk
penyakit stroke atau cidera sumsum tulang belakang merupakan tantangan besar karena stem sel
neural harus mengganti sejumlah tipe sel saraf, menginduksi remielinasi akson,
dan memperbaiki lintasan saraf. Penelitian terbaru menunjukkan neural stem sel
dari fetus manusia yang ditransplantasikan ke otak Rodentia yang menderita
stroke, mampu bertahan, bermigrasi, dan berdiferensiasi menjadi berbagai tipe
neuron dan glia.
Penyakit neurologis yang lain
seperti MS tidak terbatas pada kondisi patologis suatu sisi atau sistem. Hal ini menjadi pertimbangan
penting untuk menentukan pencangkokan sel yang sesuai. Dalam terapi MS, target
yang tepat adalah sel bermielin, yang apabila ditransplantasikan secara
efisien, akan terjadi remielinasi sel fokal yang rusak karena demielinasi. MS
merupakan penyakit multifokal kronis yang membutuhkan penelitian klinis lebih
lanjut melalui Experimental Autoimmmune
Encephalomyelitis (EAE). Prekursor sel neural dikultur dalam bentuk neurosphere, yang mampu bertahan pada
jangka panjang dalam organ ventrikuler hewan dan merespon induksi dalam EAE
untuk bermigrasi dalam saluran neural dan berintegrasi dengan jaringan. Oleh
sebab itu, transplantasi sel intrathecal dan intraventrikuler merupakan
pendekatan yang cukup memadai untuk pencangkokan sel karena membawa sel mendekati
periventrikular dan traktus spinalis yang bertanggung jawab untuk penyakit MS.
Sel neural yang ditransplantasikan dapat bermigrasi ke sisi aktif penyakit ke
arah yang ditandai dengan inflamasi. Fraksi kecil suplai neural stem sel secara
intravena mungkin dapat melewati barrier darah
otak menuju sisi aktif penyakit. Progenitor oligodendrosit manusia yang
ditransplantasikan mampu menginduksi mielinasi secara luas pada hewan model
yang menderita penyakit demielinasi. Sistem saraf pusat yang berkembang memberikan
lingkungan yang lebih permisif untuk migrasi sel dan remielinasi. Penelitian
ini menunjukkan neural stem sel dapat menginduksi remielinasi akson yang
mengalami demielinasi dalam EAE.
Penyakit degeneratif yang lain
pada sistem saraf pusat dewasa seperti pada penyakit Alzheimer dan ALS
mempunyai keterbatasan komponen inflamatori dan lingkungan yang tidak permisif
untuk proses regeneratif. Oleh sebab itu, prospek terapeutik penggantian sel, migrasi
sel yang tepat, dan integrasi ke lintasan neural yang ada harus dapat dikendalikan.
Secara prinsip, faktor penting
dalam terapi penggantian sel adalah tahap perkembangan yang optimal dari sel
yang ditransplantasikan. Sel yang akan ditransplantasikan harus sesuai dengan
spesialisasi sel traget dan mempunyai plastisitas terhadap prekursornya, hal
ini penting untuk integrasi dalam sistem saraf pusat secara efektif.
