ABSTRAK
PENATALAKSANAAN KELAINAN DARAH DENGAN TRANSPLANTASI STEM CELL
Bayu Adjie, 2007; Pembimbing I : Freddy Tumewu A, dr, MS
Stem cell adalah sel primal (pertama, induk) yang mempunyai dua karakteristik yaitu kemampuan untuk memperbaharui diri dan berdiferensiasi menjadi beraneka ragam keturunan tipe sel yang spesifik. Stem cell dibagi menjadi dua kelompok utama, Embryonic Stem cell (ES) dan Adult Stem cell (stem cell dewasa).
Transplantasi stem cell adalah teknik yang dapat mengembalikan fungsi sumsum tulang dari pasien yang telah mengalami kerusakan yang berat pada jaringan tersebut. Pada umumnya transplantasi stem cell yang digunakan adalah transplantasi sumsum tulang dan transplantasi stem cell dari darah tepi, untuk terapi kelainan darah, penyakit sistem imun dan diarahkan untuk keganasan dan penyakit degeneratif.
Tujuan dari penulisan karya tulis ilmiah ini adalah untuk mengetahui mekanisme stem cells sebagai sel yang mampu berdiferensiasi menjadi satu atau lebih sel yang terspesialisasi dalam tubuh, pengaruh stem cells terhadap kelainan darah dan kendala yang timbul sebelum dan sesudah terapi ini .
Transplantasi stem cell dapat berpengaruh menyembuhkan penderita kelainan darah secara permanen dengan mekanisme dasar menggantikan sel-sel yang mengalami kelainan baik dalam sumsum tulang atau sirkulasi darah.Kendala yang terjadi adalah menemukan donor yang sesuai tipe HLA resipien pada allogeneik serta efek host versus graft dan graft versus host disease yang saat ini diatasi dengan imunosupresi.
Kata Kunci : Stem cell, Transplantasi stem cell, Kelainan darah.
ABSTRACT
BLOOD DISORDER THERAPY WITH TRANSPLATATION STEM CELL
Bayu Adjie, 2007. 1st tutor: Freddy Tumewu A, dr, MS
Stem cell is primal cell which have two characteristic, ability to renew themselves and to differentiate into a wide range of specialized cell types. Stem cell divided into two major group, Embryonic Stem Cell (ES) and Adult stem cell.
Transplantation stem cell is technique that can restore bone marrow function from patient who had severe injury to that site. Usually Transplantation Stem Cell used for are Bone Marrow Stem Cell (BMT) and Peripheral Blood Stem Cell (PBSC), for blood disorder therapy, immunological system disease and lead to malignancies and degenerative disease.
The aim of this literature study is to knowing stem cell mechanism as a cell that can differentiate to become one or more specialized cells in body, stem cell effect to the blood disorder and problem might occur before and after this therapy.
Transplantation stem cell can affect to restore blood disorder permanently with basic mechanism to substitute diseased cells both in bone marrow or circulatory blood. Obstacles that might occur are to find compatible HLA donors to recipients and also effects host versus graft and graft versus host disease which at this time solved with immunosupressor.
Key words: Stem cell, Transplantation stem cell, blood disorder
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga Karya Tulis Ilmiah ini dapat terselesaikan. Adapun tujuan penulisan Karya Tulis Ilmiah ini adalah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kedokteran (S.Ked) di Universitas Kristen Maranatha.
Dalam penyelesaian karya tulis ini tidak terlepas dari bimbingan, bantuan serta doa dari berbagai pihak, diantaranya:
1. Tim KTI yang telah memberi kesempatan kepada penulis untuk membuat karya tulis ini.
2. Freedy Tumewu A, dr, MS. selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktunya untuk memberikan bimbingan, pengarahan, masukan dan dukungan kepada penulis dari awal sampai akhir pembuatan Karya Tulis Ilmiah ini.
3. Dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukannya kepada penulis.
4. Papa, Mama, Wisnu, Winny dan semua keluarga atas semua dukungan moril, materil serta doa, semangat dan kasih sayangnya kepada penulis. 5. Teman-teman seperjuangan Nurudin, Jonathan, Sammy dan semua pihak
yang telah membantu dalam penyelesaian karya tulis ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, semoga Tuhan membalas semua kebaikan kalian semua.
Penulis menyadari akan keterbatasan pengetahuan, pengalaman serta kemampuan yang dimiliki, sehingga karya tulis ini masih jauh dari sempurna. Semoga karya tulis ini dapat memberikan informasi dan pengetahuan, serta bermanfaat bagi pada para pembaca di kemudian hari.
Bandung, Januari 2007
Bayu Adjie
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL ... ...i
LEMBAR PERSETUJUAN ... ...ii
SURAT PERNYATAAN ... ...iii
ABSTRAK ... ...iv
ABSTRACT ... ...v
KATA PENGANTAR ... ...vi
DAFTAR ISI... ... vii
DAFTAR GAMBAR ... ...ix
DAFTAR GRAFIK... ... .x
DAFTAR BAGAN ... ... .xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar belakang ... ...1
1.1. Identifikasi masalah ... ...2
1.3. Maksud dan Tujuan ... ...3
1.4. Kegunaan ... ...3
1.5. Metodologi penelitian ... ...3
1.6. Tempat dan waktu penelitian ... ...3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Definisi Stem Cell ... ...4
2.2. Klasifikasi Umum Stem Cell ... ...5
2.3. Sumber Stem Cell ... ...7
2.4. Embryonic Stem Cell (ES) ... ...13
2.5. Stem cell dewasa ... ...18
2.6. Transplantasi Stem Cell ... ...23
2.6.1. Definisi Transplantasi Stem Cell ... ...23
2.6.2. Sejarah Transplantasi Stem Cell ... ...28
2.6.3. Donor dan Resipien ... ...28
2.6.4. Bone Marrow Transplantation (BMT) ... ...31
2.6.5. Peripheral Blood Stem Cell (PBSC) ... ...33
2.7. Kelainan-kelainan Darah ... ...35
2.7.1. Anemia Aplastik ... ...35
2.7.2. Anemia Diamond-Blackfan (DBA) ... ...37
2.7.3. Anemia Fanconi (FA) ... ...39
2.7.4. Anemia Sickle-cell ... ...40
2.7.5. Amegakariositik Trombositopenia ... ...40
2.7.6. Sindrom Evan ... ...44
2.7.7. Sindrom Kostmann ... ...45
2.7.8. Talasemia ... ...45
2.8. Hubungan Transplantasi stem cell dengan kelainan darah…...47
BAB III PEMBAHASAN ... ...49
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 4.1. Kesimpulan ... ...52
4.2. Saran ... ...52
DAFTAR PUSTAKA ... ...53
RIWAYAT HIDUP ... ...56
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 ES pada tikus dengan marker fluoresensi ... ...1
Gambar 2.2 Stem cells berdasarkan potensinya ... ...6
Gambar 2.3 Metode pembuatan ES... ...8
Gambar 2.4 Diferensiasi stem cells dewasa ... ...12
Gambar 2.5 Protokol dasar manipulasi diferensiasi ES... ...17
Gambar 2.6 Jalur diferensiasi stem cell dewasa... ...20
Gambar 2.7 Plastisitas dan transdiferensiasi stem cell dewasa ... ...22
Gambar 2.8 Lokasi sumsum tulang aktif pada dewasa ... ...32
DAFTAR GRAFIK
Halaman Grafik 2.1 Perbandingan BMT dan PBSC... ...35
DAFTAR BAGAN
Halaman Bagan 2.1 Perkembangan populasi sel awal hingga lapisan primer germ ...14 Bagan 2.2 Perkembangan stem cells menjadi sel darah dan sel limfatik ...26 Bagan 2.3 Pola penurunan Karakteristik HLA ... ...30
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Penemuan stem cells dan pemanfaatannya merupakan kejadian unik dalam sejarah ilmu pengetahuan karena ternyata mampu menyebabkan perbedaan dan pertentangan pendapat tidak hanya di masyarakat ilmiah tetapi juga di kalangan politik, pemerintahan dan masyarakat hukum. (Loedin, 2003)
Terapi sel merupakan salah satu bagian yang menarik wacana pengobatan. Hal ini bediri di antara persilangan dari berbagai disiplin ilmu pengetahuan yang berkembang pesat: biologi stem cell, imunologi, penyusunan jaringan, biologi molekuler, biomaterial, biology transplantasi, pengobatan regenerasi dan penelitian klinik. Terapi berbasiskan sel mungkin akan berkembang dalam bentuk terapi yang baru dalam mengobati berbagai kelainan klinik. Transfusi darah dan transplantasi sumsum tulang (BMT) adalah contoh utama keberhasilan dari aplikasi terapi berbasiskan sel. (Humes, 2005)
Stem cells memiliki karakter dengan kemampuannya memperbaharui diri dan potensi differensiasi dan dapat dibagi menjadi dua kelompok utama Embryonic Stem cells (ES) dan Adult Stem cells (stem cell dewasa). ES berasal dari inner mass blastocyst (massa di dalam kista blastosit), sel ini memiliki potensi membangun seluruh organisme dan berdiferensiasi menjadi seluruh garis keturunan sel. Pada umumnya stem cells dewasa hanya merupakan populasi minor dalam organ seperti kulit, intestinal, hati, otak dan sumsum tulang. (Rubio et al, 2005)
Sejarah penelitian stem cells dewasa dimulai sekitar 40 tahun yang lalu. Pada tahun 1960-an, para peneliti menemukan bahwa sumsum tulang setidaknya berisikan dua jenis stem cells. Populasi pertama dinamakan Hematopoietic Stem Cells (HSC), yang membentuk semua tipe sel darah di dalam tubuh. Populasi kedua dinamakan bone marrow stromal cells atau yang sekarang lebih dikenal sebagai Mesenchymal Stem Cells (MSC), yang ditemukan beberapa tahun
2
kemudian. MSC adalah gabungan populasi sel yang membentuk tulang, kartilago, lemak dan jaringan penghubung. (NIH, 2006)
Transplantasi stem cell adalah teknik yang dapat mengembalikan fungsi sumsum tulang pasien yang telah mengalami kerusakan yang berat. Kerusakan sumsum tulang dapat disebabkan kegagalan primer sumsum tulang, penghancuran sumsum tulang karena penyakit atau obat-obatan yang intensif atau paparan radiasi. Sumber transplan pertama berasal dari sumsum tulang donor yang sehat yang memiliki tipe HLA yang sama dengan pasien. Pada umumnya, sumbernya adalah saudara laki-laki atau perempuan. Program donor telah dibangun untuk mengidentifikasi donor yang tidak ada hubungan darah akan tetapi memiliki tipe HLA yang sama dengan pasien. Pendekatan ini memerlukan tes screening pada ribuan individu yang memiliki kesamaan etnis dengan pasien. (AMGEN, 2003) Kelainan darah telah umum diterapi dengan BMT, akan tetapi seiring banyaknya komplikasi yang dapat timbul maka dicari cara yang lebih aman yaitu dengan Peripheral Blood Stem Cell (PBSC) yang memiliki lebih sedikit komplikasi baik pada donor maupun resipien. (Best, 2006)
Pada umumnya kelainan darah yang dapat diterapi dengan transplantasi stem cell adalah kelainan darah herediter seperti thalasemia, sickle cell anemia, Blackfan-Diamond anemia dan lain-lain termasuk di dalamnya severe apalstic anemia. (Lennard et al, 2001)
Hal ini yang membuat penulis berkeinginan mengangkat masalah ini ke dalam tulisan ini mengenai transplantasi stem cell dan kendala yang dapat timbul terutama dalam penatalaksanaan kelainan darah.
1.2. Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan:
- Apa pengaruh dan mekanisme dasar tranplantasi stem cell terhadap penderita kelainan darah?
- Kendala apa saja yang timbul dalam aplikasinya untuk penatalaksanaan kelainan darah?
3
1.3. Maksud dan Tujuan
Maksud dari tulisan ini adalah mengetahui sejauh mana pengaruh transplantasi stem cell dalam aplikasinya untuk penatalaksanaan kelainan darah.
Tujuan dari tulisan ini adalah untuk mengetahui mekanisme stem cells sebagai sel yang mampu berdiferensiasi menjadi satu atau lebih sel yang terspesialisasi dalam tubuh, pengaruh stem cells terhadap kelainan darah dan kendala yang timbul sebelum dan sesudah terapi ini.
1.4. Kegunaan
1.4.1. Kegunaan akademis
Secara akademis, diharapkan dapat menambah wawasan mengenai potensi stem cell dalam penatalaksanaan berbagai penyakit terutama yang dibahas disini mengenai kelainan darah.
1.4.2. Kegunaan praktis
Sebagai referensi awal penggunaan terapi stem cell untuk pengobatan penyakit.
1.5. Metode Penelitian
Karya Tulis Ilmiah ini merupakan sebuah literatur studi.
1.6. Tempat dan waktu penelitian
Perpustakaan Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Maranatha. Waktu periode Februari 2006 hingga November 2006.
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 KESIMPULAN
Transplantasi stem cell dapat berpengaruh menyembuhkan penderita kelainan darah secara permanen dengan mekanisme dasar menggantikan sel-sel yang mengalami kelainan baik dalam sumsum tulang maupun sirkulasi darah.
Kendala yang terjadi adalah menemukan donor yang sesuai tipe HLA resipien pada allogeneik serta efek host versus graft dan graft versus host disease yang saat ini diatasi dengan imunosupresi.
4.2 SARAN
Pada transplantasi stem cell perlu diperhatikan tentang indikasi dan efek post transplantasi yang mungkin dapat ditimbulkan. Perlu dipikirkan penggunaan obat-obatan imunosupresi pada transplantasi allogeneik dan pengawasan yang ketat untuk efek sampingnya.
Perlu diadakan penelitian lebih lanjut mengenai metode-metode baru dari transplantasi stem cell dan penilaian hasil transplantasi yang praktis dan akurat sehingga terapi ini dapat bermanfaat bagi pasien seiring dengan perkembangan ilmu kedokteran.
DAFTAR PUSTAKA
A.A. Loedin. 2003. Stem cells dan pemanfaatannya dalam ilmu kedokteran. Majalah Kedokteran Atmajaya, 2 (2): Halaman 85-96
AMGEN. 2003. Blood and Marrow Transplantation.
www.leukemia-lymphoma.org/attachments/National/br_1131734519.pdf. 11 Mei 2006
Becker A.J., McCulloch E.A., Till J.E. 1963. Cytological demonstration of the clonal nature of spleen colonies derived from transplanted mouse marrow cells. Nature 197: P. 452-454
Best M.A., MD, MPH, MBA, FCAP, FASCP. 2006. Hematopoietic stem cell
transplantation.
www.leukemia-lymphoma.org/attachments/National/br_1131734519.pdf. 11 Mei 2006
Bobrow J.C. 2005. The ethics and politics of stem cell research. Transaction of the american ophthalmological society. 103: P. 138-142
Caroline Widjaja dr, Dewi H. Ronardy dr. 1995. Hematologi klinik: uji keterampilan. Jakarta: Widya Medika. Halaman 32, 47-90, 105-120
CMAJ. 2001. Beyond bone marrow: a new source of stem cells.
http://www.cmaj.ca/cgi/reprint/164/5/683.pdf. 3 Mei 2006
Dale D. C. 1995. Neutropenia In: Beutler E., Lichtman M. A., Kipps T. J. MD. Phd., editors: Williams’s hematology. 5th ed. New York: McGraw-Hill. P. 817
Desai D. V., Dhanani H. 2004. Sickle cell disease: history and origin. The internet journal of hematology. 2 (1)
Ellis S. R., Massey A. T. 2005. Diamond blackfan anemia: a paradigm for a ribosome-based disease. Med. Hypotheses
Evans R. S., Takahashi K., Duane R. T., Payne R., Liu C. 1951. Primary thrombocytopenic purpura and acquired hemolytic anemia; evidence for a common etiology. Arch Intern Med 87: P. 48-65
Friedenstein A.J., Deriglasova U.F., Kulagina N.N., Panasuk A.F., Rudakowa S.F., Luria E.A., et al. 1974. Precursors for fibroblasts in different populations of hematopoietic cells as detected by the in vitro colony assay method. Exp Hematol 2 (2): P. 83-92
Universitas Kristen Maranatha
Gardner R.L. 2002. Stem cells: potency, plasticity and public perception. Journal of Anatomy 200 (3): P. 277-282
George J. N. 1995. Trombocytopenia due to dimished of defective platelet production In: Beutler E., Lichtman M. A., Kipps T. J. MD. Phd., editors: Williams’s hematology. 5th ed. New York: McGraw-Hill. P. 1282-1285
Hillman R.S., Ault K.A. 1995. Hematology in clinical practice. New York: McGraw-Hill. P. 47-50, 433-450
Humes H.D. 2005. Stem cells: the next therapeutic frontier. Transaction of the american clinical and climatological association. 116: P. 167-183
Iman Supandiman DSPD, dr, Prof. 1997. Hematologi Klinik. Ed 2. Bandung: Alumni. Halaman 95-101
Keller G. 2005. Embryonic stem cell differentiation: emergence of a new era in biology and medicine. Gene and development, 19: P. 1129-1155
Kuehnle I., Goodell M.A. 2002. The therapeutic potential of stem cells from adults. British Medical Journal 325: P. 372-376
Léger C.S., Nevill T.J. 2004. Hematopoietic stem cell transplantation: a primer for the primary care physician. Canadian Medical Asociation Journal. 170 (10): P. 1569-1577
Leger-Silvestre I., Caffrey J. M., Dawaliby R., Alvarez-Arias D. A., Gas N., Bertolone S. J., etal. 2005. Specific role for yeast homologs of the diamond blackfan anemia associated Rps19 protein in ribosome synthesis. J. Biol. Chem
Lennard A.L., Jackson G.H. 2001. Stem cell transplantation. British Medical Journal. 321: P. 433-437
Maggio A., D'Amico G. 2002. Deferiprone versus deferoxamine in patients with thalassemia major: a randomized clinical trial. Blood Cells Mol Dis 28 (2): P. 196–208
Muller-Sieburg CE., Sieburg C.H. 2006. The God of hematopoietic stem cells: a clonal diversity of the stem cell compartment. Cell cycle. 5 (4): P. 394-398
NIH. 2006. Stem cell basic.
http://stemcells.nih.gov/staticresources/info/basics/StemCellBasics.pdf. 11
Mei 2006
Universitas Kristen Maranatha
Preston S.L., Alison M.R., Forbes S.J., Direkze N.C., Poulsom S.R., Wright N.A. 2002. The new stem cell biology: something for everyone. Journal clinical pathology: moleculer pathology. 56: P. 86-96
Rubio D., Garcia-Castro J., Martin M.C., de la Fuente R., Cigudosa J.C., Lloyd A.C., et al. 2005. Spontaneous human adult cell transformation. Cancer Research, 65 (8): P. 3035-3039
Shadduck R. K. 1995. Aplastic anemia In: Beutler E., Lichtman M. A., Kipps T. J. MD. Phd., editors: Williams’s hematology. 5th ed. New York: McGraw-Hill. P. 238-251
Steward C.G., Jarisch A. 2005. Haemopoietic stem cell transplantation for genetic disorder. Archive Disorder Child, 90: P 1259-1263
Tischkowitz M. D., Hodgson S. V. 2003. Fanconi anaemia. J.Med.Genet. 40:1-10
Trialists’ Group. 2005. Allogeneneic peripheral blood stem cell compared with bone marrow transplantation in the management of hematologic malignancies: an individual patient data meta-analysis of nine randomized Trial. Journal clinical oncology. 23 (22): P. 5074-5087
Quesenberry P. J. 1995. Hemopoietic stem cells, progenitor cells and cytokines In: Beutler E., Lichtman M. A., Kipps T. J. MD. Phd., editors: Williams’s hematology. 5th ed. New York: McGraw-Hill. P. 211-228
Wikipedia. 2006. ES pada tikus dengan marker fluoresensi.
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Mouse_embryonic_stem_cells.jpg
_______. 2006. Stem cells berdasarkan potensinya.
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Stem_cells_diagram.png
_______. 2006. Diferensiasi stem cells dewasa.
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Stem_cells2.png
