Sel stem dan sel stem pluripotent teraruh (sel iPS) memainkan peranan penting dalam perubatan regeneratif dan pembangunan terapi peribadi kerana keupayaannya untuk membezakan ke dalam pelbagai sel. Dengan isu etika dan bekalan ditangani, teknologi sel iPS merevolusikan kejuruteraan tisu, penemuan ubat, perubatan regeneratif dan banyak lagi, membuka kemungkinan baharu untuk perubatan diperibadikan.
Badan kita terdiri daripada lebih daripada 60 trilion sel. Sesetengah sel, seperti sel jantung, hidup selama lebih daripada 80 tahun sebelum mereka mati. Tetapi kebanyakan sel, seperti sel darah, tidak hidup selama itu dan mati dengan cepat. Sel darah merah, yang memberikan warna merah kepada darah, hanya hidup selama empat bulan sebaik sahaja ia dibuat. Jika sel darah merah yang bertanggungjawab untuk pengoksigenan telah mati dan hilang, bagaimanakah sel-sel dalam badan anda boleh dioksigenkan?
Jawapannya terletak pada sel stem. Sel stem adalah sel yang tidak dibezakan yang tidak mengalami proses yang dipanggil pembezaan, iaitu apabila mereka membahagi kepada sel khusus untuk setiap tisu. Mereka boleh membahagi kepada pelbagai jenis sel apabila badan memerlukan sel baru. Keupayaan untuk membahagi ini sebagai tindak balas kepada keperluan badan membezakan sel stem daripada sel kanser, yang sentiasa membahagi. Sel stem mengekalkan homeostasis dan kapasiti penjanaan semula, dan memainkan peranan penting dalam pembaikan tisu yang rosak dan penjanaan sel baru. Sebagai contoh, sel stem hematopoietik, sejenis sel stem, boleh menjadikan semua sel yang diperlukan dalam darah, termasuk sel darah merah khusus untuk membawa oksigen, dan sel darah putih serta limfosit bertanggungjawab untuk imuniti. Ini membolehkan bilangan sel darah merah dalam darah dikekalkan supaya ia boleh membawa oksigen.
Para saintis telah menggunakan keupayaan sel stem untuk membahagi kepada jenis sel yang berbeza untuk kejuruteraan tisu. Idea menggunakan sel stem daripada orang biasa untuk mencipta tisu kulit, jantung, dan memindahkannya kepada pesakit yang memerlukan telah menarik perhatian komuniti perubatan. Apabila tisu yang diperbuat daripada sel orang lain dipindahkan, penolakan imun berlaku apabila badan tidak menerima tisu yang dipindahkan kerana ia berbeza daripada selnya sendiri. Badan menjadi meradang, seperti duri di bahagian tepi, dan pemindahan gagal. Walaupun ia berjaya, anda mungkin perlu mengambil ubat imunosupresif sepanjang hayat anda. Nasib baik, penolakan imun boleh diatasi dengan menggunakan sel stem pesakit sendiri. Ini telah menjadikan sel stem sebagai kata kunci penting dalam kejuruteraan tisu.
Walau bagaimanapun, sel stem dalam badan dewasa adalah terhad bilangannya dan tidak boleh dibezakan menjadi satu organ. Oleh itu, sel stem embrionik, yang boleh membuat mana-mana organ, mesti digunakan, tetapi mereka mempunyai masalah yang sama seperti sel stem dewasa. Halangan yang paling penting ialah isu etika sama ada embrio dianggap sebagai janin, dan isu bekalan tempat untuk mendapatkan embrio apabila bilangan telur adalah terhad. Masalah ini, yang tidak dapat diselesaikan selama-lamanya, telah menghalang jurutera tisu daripada menjalankan penyelidikan aktif.
Pada tahun 2006, Shinya Yamanaka, seorang profesor di Universiti Kyoto di Jepun, menemui cara terbaik untuk menyelesaikan masalah ini: penyelidikannya menunjukkan bahawa embrio mematikan empat gen tertentu apabila mereka membahagikan, mengehadkan kebolehan yang mereka tidak perlukan dalam individu. Semasa pembangunan, telur yang disenyawakan disediakan supaya tiada sel tunggal boleh membezakan kesemuanya, menyebarkan kebolehannya merentasi pelbagai jenis sel dan mencipta sel somatik umum yang tidak dapat membahagikan sepenuhnya. Sudah tentu, hanya DNA dalam telur yang disenyawakan boleh melakukan ini. Dr. Yamanaka menghidupkan semula empat gen sel somatik normal secara terbalik, mengembalikannya kepada keadaan asalnya sebagai sel stem embrionik. Sel yang terhasil dipanggil Sel Stem Pluripotent Teraruh (Sel iPS). Memandangkan sel iPS menggunakan sel somatik yang banyak, mereka boleh menyelesaikan masalah etika dan bekalan sel stem embrio untuk selama-lamanya.
Prof. Shinya Yamanaka telah dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Perubatan pada tahun 2012 untuk kerjanya. Dia pada asalnya seorang pakar bedah ortopedik. Namun, beliau menjadi penyelidik apabila menyedari teknologi perubatan masa kini tidak mampu merawat penyakit yang tidak boleh diubati seperti penyakit jantung kongenital. Teknologi yang dibangunkannya membuka kemungkinan kejuruteraan tisu. Isu etika yang menjadi isu sosial telah diselesaikan, tetapi yang paling penting, bekalan bahan eksperimen telah diselesaikan. Jika kita boleh membezakan sel stem ke dalam sel yang dikehendaki, kita boleh mencipta terapi selular yang diperibadikan untuk merawat penyakit yang disebabkan oleh keabnormalan selular atau membangunkan ubat baharu yang bertindak balas hanya kepada sel tersebut. Rawatan yang disesuaikan menggunakan sel stem dijangka membawa kepada era baharu perubatan yang diperibadikan. Malangnya, kami tidak tahu cara membezakannya ke dalam sel yang kami mahu, jadi kami perlu melakukan banyak eksperimen untuk mengetahuinya, dan itu memerlukan banyak sel stem.
Terapi selular yang diperibadikan boleh diuji untuk keselamatan dan boleh merawat penyakit pesakit secara radikal. Sebagai contoh, penyakit Parkinson disebabkan oleh kematian neuron dopamin di otak tengah. Rawatan ubat semasa hanya sementara dan bukan penawar. Sebaliknya, jika sel stem dibezakan kepada neuron dopaminergik dan dipindahkan, penyakit Parkinson boleh disembuhkan. Ia mengambil banyak sel stem untuk mendapatkan terapi sel ini, yang kini dalam ujian monyet.
Sel stem boleh digunakan untuk penyelidikan penyakit dan pembangunan ubat. Sehingga kini, penyelidik terpaksa menggunakan sel haiwan untuk membangunkan ubat baru, tetapi selepas menyelesaikan masalah bekalan dengan sel iPS, mereka kini boleh menguji secara langsung pada sel manusia. Kebarangkalian kejayaan di peringkat klinikal adalah rendah jika eksperimen dijalankan ke atas sel haiwan, jadi pembangunan ubat telah memakan masa dan mahal. Walau bagaimanapun, jika anda membalikkan membezakan sel manusia dengan penyakit, anda boleh mencipta sel stem dengan penyakit yang sama. Jika anda menguji sel-sel ini, anda boleh menyaring ubat yang mempunyai kesan terapeutik dan meningkatkan peluang kejayaan dalam peringkat klinikal.
Teknologi sel stem juga membuka kemungkinan baru dalam perubatan regeneratif melangkaui terapi mudah. Sebagai contoh, penyelidikan sedang dijalankan untuk menjana semula saraf saraf tunjang yang rosak atau membaiki rawan yang rosak akibat artritis degeneratif. Pendekatan kepada ubat regeneratif ini boleh menawarkan harapan baru untuk ramai pesakit dengan penyakit yang tidak boleh diubati.
Pengenalan sel iPS kepada kejuruteraan tisu telah menghidupkan semula banyak bidang penyelidikan dan membuka pintu kepada kejuruteraan tisu, yang telah diperlahankan oleh isu sosial dan kekurangan sel stem. Hasil penyelidikan menggunakan sel iPS telah diterbitkan dalam halaman suci Alam. Tidak lama lagi, akan ada terapi selular yang dibuat daripada sel iPS yang akan diperibadikan kepada pesakit, dan akhirnya, pesakit yang memerlukan pemindahan jantung atau buah pinggang akan dapat menerima organ yang tidak akan menyebabkan penolakan imun. Kemajuan ini adalah langkah penting ke arah merealisasikan masa depan penjagaan kesihatan yang kita impikan.
