1.
Efek Immunosupressif transplantasi neural stem
sel
Neural stem sel memberikan
efek terapeutik dengan mengganti sel yang hilang secara langsung. Transplantasi
jarang menghasilkan transplant yang membentuk diferensiasi terminal neuron. Hal
ini menjadi kendala untuk mengaplikasikannya dalam penggantian sel, namun juga
dapat memberi dampak positif sebagai komponen biologis.
Indikasi pertama dari efek
anti-inflamatori neural stem sel didapatkan melalui percobaan transplantasi
pada mencit dalam Experimental Autoimmmune Encephalomyelitis (EAE). Hasil penelitian menunjukkan transplantasi intraventrikuler neural
stem sel mampu mengurangi inflamasi otak tanpa demielinasi. Adanya efek positif
dari transplantasi neural stem sel dimediasi oleh efek anti-inflamatori. Penelitian
selanjutnya menunjukkan komponen immunomodulator neural stem sel dalam EAE pada
mencit memberikan hasil yang baik terhadap inflamasi otak dalam hewan yang
ditransplantasikan dengan berkurangnya demielinasi dan hilangnya akson. Efek
immunomodulatori oleh neural stem sel memacu apoptosis sel T helper tipe I menjadi
bergeser ke sel T helper tipe II. Efek imunosupressif yang non spesifik
menyebabkan neural stem sel mengaktivasi proliferasi sel T. Masuknya neural
stem sel secara transient pada organ
limfoid periferal, akan berinteraksi dengan sel T untuk mereduksi
encephalitogenisitasnya. Hal ini menunjukkkan bahwa efek positif injeksi neural
stem sel intravenus dalam EAE dimediasi oleh mekanisme immunosupressif menghasilkan
pengurangan sel imun yang berinfiltrasi ke sistem saraf pusat dan menyebabkan
kerusakan sistem saraf pusat secara perlahan. Percobaan kokultur yang menyerupai
interaksi secara langsung dari sel nodus limfe dan neural stem sel in vivo
menunjukkan penghambatan nyata dalam EAE, aktivasi sel T, dan proliferasi
neural stem sel. Efek supresif neural stem sel pada sel T disertai dengan
supresi secara nyata oleh sitokin proinflamatori. Mekanisme antiinflamatori non
spesifik mungkin hal yang penting dalam aplikasi terapi transplantasi dalam
mediasi imun terhadap suatu penyakit, sehingga mampu melindungi sistem saraf
pusat inang dan sel cangkok dari serangan imun yang berlebih.
Penelitian terbaru menunjukkan efek
imunosupressif yang sama pada stromal sel sumsum tulang belakang dalam EAE,
sebagai sumber sel lain yang potensial untuk terapi Multiple Sclerosis (MS). Sel stromal sumsum
tulang dapat berasal dari pasien, yang dibiakkan secara in vitro dan
direintroduksi secara intrathecal sebagai cangkok autolog. Data klinis awal dalam terapi ini tidak
menunjukkan gejala komplikasi.
2.
Efek neuroprotektif neural stem sel
Efek imunosupressif dari neural stem sel
yang ditransplantasikan melindungi otak dari dampak proses penghilangan sel
akibat autoimun dalam EAE. Efek neuroprotektif secara umum dapat diamati dalam
model percobaan terhadap penyakit nonautoimun yang lain. Neural stem sel
membantu neuron dopaminergis dari sistem mesostriatal pada hewan percobaan
Rodentia yang menderita Parkinson. Penemuan ini menunjukkan bahwa neural stem
sel memberikan mekanisme terkait untuk mengatasi disfungsi neuron. Efek ini
penting dalam penyakit neurologis yang lain. Neural stem sel yang ditanam pada biodegradable scaffold sintetik dan
dicangkok ke sumsum tulang belakang mencit dewasa menginduksi peningkatan
pergerakan hewan dengan reduksi nekrosis pada sekeliling parenkim melalui
pencegahan inflamasi, pembentukan karang glia dan hilangnya sel sekunder
ekstensif.
Penemuan terkini dalam percobaan mencit dengan Amyotrophic Lateral Sclerosis
(ALS)
menunjukkan pergeseran target terapeutik dari transplantasi neural stem sel
dari penggantian neuron ke pembelahan neuron. Efek neuroprotektif dari
transplantasi neural stem sel teramati pada percobaan terhadap penyakit
neurodegradasi yang lain. Pada mencit mutan yang mengalami degenerasi neuron Purkinje, memiliki kemampuan bertahan hidup selama 4-5 minggu. Neural stem sel yang ditransplantasikan
membantu fungsi sel Purkinje inang dan meningkatkan koordinasi gerakan. Injeksi
subretina dari neural stem sel manusia memungkinkan perlindungan menyeluruh
pada penglihatan hewan percobaan yang menderita degenerasi retina. Oleh sebab
itu, prinsip yang penting untuk menggunakan komponen neuroprotektif neural stem
sel dalam kajian klinis adalah langkah awal untuk mengimbangi respon imunologis
degeneratif atau patogenesis traumatis. Hal ini penting untuk mencegah atau
memperlambat perkembangan penyakit dan mengurangi kebutuhan untuk penggantian
sel berikutnya.
3.
Efek neurotropik transplantasi neural stem
sel
Kemampuan reparasi sel degeneratif yang
tidak memadai pada sistem saraf pusat dihasilkan dari ketidakmampuan progenitor
lokal untuk merespon secara tepat penyakit yang ada, mengganti sel yang
rusak, dan juga hilangnya kemampuan regenerasi dari akson yang rusak. Terapi
neural stem sel merupakan salah satu cara penyembuhan dengan cara meningkatkan kemampuan
otak inang untuk memperbaiki sendiri sel-sel yang rusak atau hilang.
Transplantasi neural stem sel setelah
pemotongan sumsum tulang dewasa, akan menginduksi lingkungan yang permisif
untuk regenerasi akson. Seperti pada pola regenerasi retina, transplantasi
neural stem sel memacu pertumbuhan neurit pada saraf optis. Pada beberapa
kasus, efek ini dimediasi melalui induksi matriks metalloproteinase yang
mendegradasi penghalang matriks ekstraseluler. Adanya molekul tersebut pada permukaan
sel memungkinkan akson berkembang di sepanjang karang glial.
Transplantasi sel olfaktori yang
terselubungi, pada sumsum tulang belakang yang terpotong juga mampu memacu
regenerasi aksonal dalam saluran serat panjang dan mengembalikan fungsi yang hilang.
Mekanisme ini melalui pembentukan jalur yang lurus , sehingga pertumbuhan akson
melalui saluran neural bersifat permisif. Hal ini dapat memacu perkembangan sel
akson yang menjulur, remielinasi, dan vaskularisasi luka pada sumsum tulang. Pembentukan
kembali substansi endogenous dari penggabungan struktur otak dapat diamati pada
saat neural stem sel ditransfer oleh biodegradable
scaffolder ke daerah degenerasi otrak ekstensif yang disebabkan hipoksia.
Penelitian terkini menunjukkan neural stem
sel yang ditransplantasikan dapat meningkatkan neurogenesis endogenus dalam
kondisi patologis. Mencit yang diekspos opioid sebelum lahir mengurangi
kemampuan untuk belajar dan berasosiasi dengan reduksi neurogenesis. Transplantasi neural stem sel meningkatkan
fungsi belajar dan neurogenesis otak inang pada Hippocampus. Efek neurotropik
yang mirip tampak pada penuaan fisiologis. Neurogenesis dalam sel granula yang
bergerigi pada pertengahan umur, setelah ditransplantasi dengan neural stem sel
mampu menstimulasi neural stem sel endogenus dalam zona subgranuler untuk
memproduksi sel granula bergerigi yang baru. Molekul yang mungkin berperan
dalam peningkatan endogenus otak adalah neurotrophin. Pengaturan majemuk
neurotrophin sebagai mediator dalam regulasi siklus sel, ketahanan sel dan
diferensiasi selama pembiakan dan masa dewasa membuat molekul tersebut
berpotensi dalam regulasi endogenus untuk proliferasi neural stem sel dan
diferensiasi otak yang terluka. Sebagai contoh, neurothrophin yang disekresikan
oleh neural stem sel membantu pemacuan akson kortikospinal setelah ditambahkan
pada sistem kokultur organotipik yang mengandung potongan korteks otak dan
sumsum tulang belakang.
Ben Shaanan TL. Ben-Hur T. Yanai J. Transplantation of neural progenitor enhances
production of endogenous cells in the impaired brain. Mol Psychiatry. 2008. 12 : 221-231.
Eistein O, Finstein N, Vaknin
L, et al. Neural precursor attenuate encephalomyelitis
by peripheral imunosuppression. Ann
Neurol. 2007. 61(3) : 209-218.
Einstein C, Ben-Hur T. The changing face of neural stem
cell theraphy in neurological diseases. Arch
Neurol. 2008. 65 : 4.
Fiona E, O’Keefee, Scott SA,
et al. Induction of A9 dopaminergic neurons from neural
stem cells improve motor function in an animal model of Parkinson’s disease. Brain. 2008. 131 : 630-641.
Karissis D, Kassis I, Kurkalli BG, Slavin S.
Immunomodulation and neuroprptection with mesenchymal bone marrow stem cells
(MSCs) : a supressed treatment for multiple sclerosis and other neuroimmunological/neurodegenerative
disease. J Neurol Sci. 2008: 265.
Levesque MF, Neuman T, Rezak M. Therapeutic
microinjection of autologous adult human neural stem cells and differentiated
neurons for parkinson’s disease ; five-year post-operative outcome. The Open Stem Cell Journal. 2009. 1 :
20-29. (1-2) : 131-135.
Lindvall O, Kokaia Z. Stem cells for the treatment of
neurological disorders. Nature. 2006.
441(7097): 1094-1096.
Raisman G, li Y. Repair of neural Pathways by olfactory
ensheating cells. Nat Rev Neurosci.
20009. 8(4) : 312-319.
Smart N. Riley PR. The stem cell movement. Cir Res. 2008. 102 : 1155-1168.
