Pendekatan Berbasis Sel Stem Ini Akan Menghidupkan Kembali Luka Menjadi Kulit Yang Sehat

Orang dengan luka bakar parah, luka baring, atau penyakit kronis seperti diabetes berisiko mengalami luka yang dikenal sebagai tukak kulit, yang dapat meluas melalui beberapa lapisan kulit.

Selain sangat menyakitkan, luka-luka ini dapat menyebabkan infeksi atau amputasi yang serius, kadang mematikan. Biasanya, borok ini dirawat dengan cara mencangkokkan kulit yang ada untuk menutupi luka. Namun, ketika ulkus sangat besar, mungkin sulit untuk mencangkok kulit yang cukup. Dalam kasus seperti itu, peneliti dapat mengisolasi sel induk kulit dari pasien, menumbuhkannya di laboratorium, dan mentransplantasikannya kembali ke pasien. Tetapi prosedur ini memakan waktu, berisiko bagi pasien, dan belum tentu efektif.

Tingkat diabetes yang meningkat secara dramatis saja menggarisbawahi kebutuhan mendesak untuk mengembangkan metode baru dan efektif untuk pengobatan tukak kulit.

Laboratorium saya di Salk Institute berfokus pada pengembangan pendekatan berbasis sel punca untuk "memprogram ulang" sel dari satu jenis ke yang lain untuk tujuan pengobatan regeneratif.

Dalam sebuah laporan di jurnal Alam, kami menggambarkan teknik baru untuk secara langsung mengubah sel yang ada secara alami pada luka terbuka menjadi sel kulit baru dengan memprogram ulang sel yang terluka ke keadaan seperti sel induk, di mana sel kembali ke keadaan sebelumnya yang lebih fleksibel dari mana mereka dapat berkembang menjadi berbagai jenis sel.

Seorang rekan penelitian pascadoktoral di lab saya, Masakazu Kurita, yang memiliki latar belakang dalam operasi plastik, tahu bahwa langkah penting dalam penyembuhan luka adalah migrasi sel-sel mirip sel induk yang disebut keratinosit basal - dari kulit di dekatnya yang tidak rusak - menjadi luka.

Keratinosit basal adalah prekursor berbagai jenis sel kulit. Tapi luka besar dan parah seperti borok kulit tidak lagi memiliki keratinosit basal. Selain itu, ketika luka ini sembuh, sel-sel berlipat ganda di daerah tersebut - yang dikenal sebagai sel mesenchymal - terlibat terutama dalam menutup luka dan peradangan, tetapi mereka tidak dapat membangun kembali kulit yang sehat.

Kami ingin mengubah sel-sel mesenchymal ini menjadi keratinosit basal, tanpa pernah mengeluarkannya dari tubuh.

Untuk melakukannya, kami membandingkan kadar protein yang berbeda di dalam dua jenis sel - sel mesenkim dan keratinosit - untuk mencari tahu apa yang membedakan mereka dan mencari tahu apa yang perlu kita ubah untuk memprogram ulang satu jenis sel ke yang lain.

Kami mengidentifikasi 55 protein, yang kami sebut "faktor pemrograman ulang," yang berpotensi terlibat dalam menentukan dan mempertahankan identitas seluler keratinosit basal. Kami melakukan percobaan lebih lanjut pada setiap faktor pemrograman ulang potensial dan mempersempit daftar menjadi empat faktor yang akan mengubah sel mesenkimal menjadi keratinosit basal in vitro dalam cawan petri. Keratinosit ini kemudian membentuk semua sel yang ada di kulit baru yang sehat.

Kami kemudian menguji kekuatan keempat faktor ini untuk mengobati tukak kulit pada tikus. Hanya 18 hari setelah kami menerapkan solusi topikal yang mengandung empat faktor ini langsung ke borok, kami melihat penyembuhan terjadi. Keempat faktor ini memprogram ulang sel-sel mesenchymal pada luka menjadi keratinosit yang kemudian tumbuh menjadi banyak jenis sel yang membentuk kulit sehat, menutup dan menyembuhkan luka. Sel-sel ini terus tumbuh dan bergabung dengan kulit di sekitarnya, bahkan dalam borok besar. Ketika kami memeriksa tikus tiga bulan dan enam bulan kemudian, kami melihat bahwa sel-sel yang baru dihasilkan berfungsi seperti kulit yang sehat. Kulit tikus menyembuhkan secara berbeda dari kulit manusia, sehingga tidak ada jaringan parut yang terlihat, meskipun seharusnya ada di sana.

Pekerjaan lebih lanjut diperlukan untuk memastikan keamanan pendekatan ini, terutama dalam jangka waktu yang jauh lebih lama, tetapi sebagai tes awal konsep, hasilnya sangat menjanjikan.

Kami optimis bahwa pendekatan kami merupakan bukti awal prinsip untuk regenerasi in vivo seluruh jaringan tiga dimensi, seperti kulit, bukan hanya tipe sel individu. Selain penyembuhan luka, pendekatan kami dapat berguna untuk memperbaiki kerusakan kulit, melawan efek penuaan, dan membantu kami untuk lebih memahami kanker kulit.

Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation oleh Juan Carlos Izpisua Belmonte. Baca artikel asli di sini.