Setelah keberhasilan menemukan protokol untuk meng-enkapsulasi sel penghasil insulin yang berasal dari sel punca mesenkimal pulpa gigi manusia setahun yang lalu, pada tahun ini episode eksplorasi pengembangan terapi diabetes mellitus berbasis sel punca memasuki babak baru. Temuan konsep awal mengenai enkapsulasi pada tahun sebelumnya digunakan untuk proses enkapsulasi sel penghasil insulin yang berasal dari jaringan lemak anjing. Hewan anjing dipilih karena kejadian natural (naturally occurred) penyakit diabetes mellitus pada anjing sangatlah tinggi. Survey yang dilakukan pada tahun 2012 di Inggris, dari 128.210 ekor anjing terdapat sekitar 0,34% populasi anjing didiagnosa diabetes mellitus tipe I dengan kelompok beresiko tinggi adalah anjing jantan yang dikastrasi (dimandulkan dengan cara diambil testis). Pada penelitian translasional untuk pengembangan obat pada manusia, saat ini banyak peneliti memilih menggunakan anjing sebagai hewan model karena beberapa pertimbangan, diantaranya adalah, patofisiologi dari diabetes mellitus tipe I pada anjing sangat mirip dengan kejadian pada manusia selain itu, pada hewan besar model diabetes, kejadian pada anjing jauh lebih tinggi dibandingkan dengan babi dan non human primate (NHP). Penelitian translasional pengembangan terapi diabetes mellitus saat ini lebih jarang menggunakan model penginduksian hewan coba dengan berbagai metode, seperti pembedahan maupun kimiawi karena pada beberapa kasus proses penginduksian tidak menghasilkan kerusakan islet pankreas serta sulit dilakukan monitoring jangka lama untuk pengamatan adanya resiko komplikasi paska terapi.
Tantangan dalam penelitian ini adalah upaya untuk menghasilkan sel penghasil insulin yang dapat berfungsi maksimal. Pada tahap awal adalah penginduksian endodermal defiinitf dimana sel punca mesenkimal lemak anjing diinduksi dengan manambahkan molekul kimiawi seperti Activin A dan Chir99021. Pada tahap selanjutnya endodermal definitif akan dipicu untuk berubah menjadi endodermal pankreas yang merupakan tahapan kritis dalam produksi sel penghasil insulin. Beberapa molekul yang ditambahkan pada tahap ini adalah taurin, asam retinoat, FGF2, EGF, SB431542, nikotin, dorsomorfin dan DAPT. Tahap akhir dari proses produksi sel penghasil insulin adalah tahap pematangan sel, pada tahap ini beberapa molekul seperti nikotin, taurin, GLP1, NEAA, forskolin, LY294002 dan SB431542 ditambahkan dalam media penginduksi. Seluruh proses penginduksian berlangsung selama sekitar 13 hari untuk menghasilkan sel penghasil insulin asal sel punca mesenkimal jaringan lemak anjing yang efektif dan mempunyai fungsi yang setara dengan sel beta pankreas yaitu dapat merespon kenaikan kadar gula darah dengan sekresi hormin insulin.
Setelah sel penghasil insulin dapat diproduksi, tahap berikutnya adalah proses enkapsulasi. Enkapsulasi perlu dilakukan pada terapi berbasis sel sebaga upaya mencegah efek samping yang tidak diinginkan, seperti, lepasnya populasi sel yang belum sempurna berdiferensiasi yang mungkin masihmembawa gen yang dapat membahayakan tubuh, serta upaya melindungi bahan yang ditransplantkan dari reaksi penolakan oleh tubuh. Proses enkapsulasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah menggunakan enkapsulasi ganda dengan pemanfaatan alginate sebagai enkapsulan utamanya dan pluronic sebagai pelapis. Pada penelitian ini juga dikembangkan media khusus untuk menyimpan sel penghasil insulin yang telah dienkapsulasi agar bisa mempertahankan diri dan fungsinya. Hasil yang didapat adalah dengan media khusus yang diberi nama media VSCBIC-1, sel penghasil insulin yang telah dienkapsulasi dapat disimpan paling tidak selama 27 hari dalam inkubator tanpa mengalami penurunan kualitas maupun fungsinya. Temuan ini merupakan temuan pertama di dunia dan diharapkan dapat digunakan sebagai langkah awal untuk uji pra-klinik pada hewan model besar dalam pengembaangan terapi diabetes mellitus berbasis sel punca. Selain itu hasil penelitian ini bisa dimanfatkan langsung pada bidang kedokteran hewan sebagai upaya terapi diabetes mellitus pada hewan kesayangan.
Penulis: Suryo Kuncorojakti, drh., M.Vet.
Disarikan dari jurnal:
Dang Le, Q., Rodprasert, W., Kuncorojakti, S. et al. In vitro generation of transplantable insulin-producing cells from canine adipose-derived mesenchymal stem cells. Sci Rep12, 9127 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-13114-3
