Osteoartritis pada sendi temporomandibular (TMJ OA) adalah penyakit degeneratif yang ditandai dengan degradasi kartilago yang progresif, remodeling tulang subkondral, sinovitis, dan nyeri kronis. Karena kapasitas penyembuhan diri (self healing) yang terbatas pada kartilago kondilus, maka perawatan klinis secara konvensional terbatas pada modifikasi gejala dan struktur untuk memulihkan kartilago yang rusak serta jaringan TMJ lainnya. Dalam beberapa tahun terakhir, terapi berbasis sel punca (stem cell) telah menarik banyak perhatian sebagai pendekatan alternatif untuk perbaikan dan regenerasi jaringan. Sel punca mesenkim (MSC), yang berasal dari sumsum tulang, sinovium, dan bahkan tali pusat, berperan sebagai sel embrio untuk regenerasi tulang rawan OA TMJ.
MSC memiliki potensi diferensiasi multilineage, termasuk diferensiasi khondrogenik serta diferensiasi osteogenik. Selain itu, modulasi MSC memberikan efek anti-inflamasi dan imunomodulator dalam suasana kondisi yang berbeda. Selanjutnya, MSC yang dikombinasikan dengan scaffold yang sesuai dapat membentuk kompartemen tulang rawan atau bahkan tulang untuk memperbaiki jaringan yang rusak dan gangguan fungsi TMJ. Penyakit degeneratif tidak hanya terjadi di rongga mulut, tetapi secara umum sering terjadi pada persediaan/ diskus.
Saat ini, penggunaan mesenchymal stromal/stem cell (MSC) dan eksosomnya untuk mengobati penyakit degeneratif banyak didiskusikan. Secara karakteristik sel tersebut memiliki kemampuan pembaruan diri, berdirensiasi dan efek imunomodulator, serta penggunaannya di laboratorium dan studi klinis menunjukkan hasil yang menjanjikan. Namun demikian, kendala transplantasi alogenik MSC membatasi penggunaannya di klinik. Para ahli menginisiasi penggunaan eksosom dari MSC dalam mengatasi degenerasi. Salah satu penyakit degeneratif jaringan yang diterapi dengan MSC dan eksosomnya adalah penyakit diskus intervertebralis (IDD). Berbagai faktor seperti genetika, nutrisi, penuaan, dan lingkungan merupakan faktor penting pada awal dan perkembangan penyakit. Faktor-faktor tersebut akan memengaruhi seluler dan molekuler pada diskus, hingga pada kerusakan. Necleus pulposus cell (NPC) merupakan sel paling berperan di dalam patogenesis degenerasi diskus. MSC akan menunjukkan kemampuan terapeutiknya melalui kemampuan berdiferensiasi, mengurangi apoptosis, meningkatkan proliferasi, dan mengurangi penuaan pada NPC. Lebih lanjut lagi, penggunaan MSC dan eksosomnya juga mempengaruhi anulus fibrosus dan sel endplate tulang rawan di jaringan diskus dan mencegah progesivitas degenerasi.
Karena karakteristik MSC yang menguntungkan, maka sel ini banyak digunakan sebagai terapi sel. Penggunaan sel punca sebagai terapi biologis telah menunjukkan banyak kemajuan dalam pengobatan penyakit degeneratif. Penggunaan MSC ini dapat meningkatkan secara kuantitatif sel diskus intervertebral (IVD) di area cedera dan membantu terapi pada IDD. MSC ini juga membantu meningkatkan dan meregenerasi IVD dengan mencegah sel apoptosis dan memodulasi imun lingkungan mikro. Saat ini, MSC menghasilkan mediator terlarut seperti vesikel ekstraseluler (EVs) dan supernatan yang digunakan sebagai aplikasi terapeutik.
Penelitian ini merupakan tinjauan literatur (review) melalui pengumpulkan bukti dari studi terbaru. Dalam tinjauan ini, pertama-tama kami akan membahas penyakit degeneratif seperti IVD dan terapi pada umumnya. Kemudian perkembangan terapi menggunakan MSC dan eksosom khusus pada laporan dekade terakhir. Dengan gaya hidup modern, masalah terkait IVD meningkat dan menjadi kepedulian kesehatan masyarakat. Degenerasi IVD dikaitkan dengan punggung bawah rasa sakit, dan saat ini tidak ada obat yang pasti untuk penyakit ini, dan perawatan yang diberikan berfokus pada penghilang rasa nyeri. Selain itu, perawatan seperti operasi memiliki banyak efek samping. Tak satu pun dari terapi IDD saat ini berfokus pada regenerasi jaringan, sementara terapi regeneratif dapat secara signifikan memperbaiki kondisi penyakit. MSC adalah salah satu kandidatnya untuk digunakan dalam IDD karena kemampuan diferensiasi dan potensi imunomodulatornya yang tinggi. Selain itu, sel-sel ini menghasilkan eksosom, dan aplikasinya di berbagai jaringan regenerasi menunjukkan hasil terapi yang sesuai. Sel-sel ini dan eksosomnya meningkatkan proliferasi, sintesis ECM, dan mengurangi apoptosis, degradasi ECM, dan penuaan sel di NPC. Juga, mereka mengurangi peradangan lingkungan, meningkatkan migrasi sel ke area cedera, dan meningkatkan diferensiasi MSC menjadi NPC. Semua mekanisme ini memainkan peran penting dalam regenerasi IVD jaringan. Ketergantungan dosis MSC dan eksosom adalah masalah yang kompleks di dalam aplikasi klinisnya.
Fragmen apoptosis, mikrovesikel (MV), dan eksosom merupakan tiga jenis EV yang terbagi berdasarkan ukuran, komposisi, dan formasinya. Fragmen apoptosis biasanya diproduksi pada tahap terakhir apoptosis dari apoptosis sel dan berukuran 50-4000 nm. Fragmen apoptosis bersifat heterogen dan mengandung isi membran, organel seluler, dan molekul nukleus. Tidak seperti apoptosis bodi, MV diperoleh langsung dari membran sel sehat. Ukuran MV berkisar dari 100 nm sampai 1000 nm dan memiliki morfologi yang heterogen. Eksosom adalah tipe lain dari EV yang ukurannya antara 30-150 nm, dan merupakan EV terkecil yang dihasilkan selama fase akhir membran endosom dalam invaginasi dan pembentukan beberapa fragmen vesikular (MVBs). Eksosom dari MSC memiliki efek terapeutik pada banyak penyakit degeneratif penyakit jaringan. Selain itu, sesuai dengan sifat eksosom, dapat digunakan sebagai pembawa obat. Biokompatibilitas vesikel ini, ukurannya yang kecil, kemampuan mereka untuk bermigrasi dan membawa berbagai zat ke jaringan yang rusak telah membuat eksosom sebagai agen terapi yang menjanjikan.
Beberapa faktor harus dipertimbangkan selama proses produksi untuk menghasilkan produk yang aman, bersumber dari MSC untuk aplikasi klinis yaitu, (1) Sumber jaringan yang identik untuk isolasi stroma/MSC, (2) Usia donor dan MSC, (3) Keragaman donor dan kondisi patologi sebelumnya, (4) Sumber alogenik dan autologus, (5) Tehnik separasi MSC yang sama, dan (6) Heterogenitas dalam kultur MSC.
Eksosom dari MSC memainkan peran sebagai imunomodulator, dan diyakini bahwa penelitian eksosom derivat MSC akan menjadi terobosan yang signifikan dalam masa depan. Untuk keamanan klinis, produksi MSC sebagai terapeutik harus mengikuti Good Manufacturing Practices (GMP) guna memastikan keamanan, penggunaan berulang dan efisiensi produk.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1567576922000212
Gunawan Widjaja , Walid Kamal Abdelbasset, Abduladheem Turki Jalil, Hendrik Setia Budi, Andri Praja Satria, Syahril Efendi, Wanich Suksatan, Rauza Sukma Rita, Mohammed Nader Shalaby, Surendar Aravindhan, Marwan Mahmood Saleh, Alexei Valerievich Yumashev. Mesenchymal stromal/stem cells and their exosomes application in the treatment of intervertebral disc disease: A promising frontier. Int Immunopharmacol. 2022;105:108537. doi:10.1016/j.intimp.2022.108537
