Haritsa Budiman (Oral Biologi 3)

7/22/2019 Haritsa Budiman (Oral Biologi 3)

1/14

For Oral Biology Ar ticle

PERAN STEM CELL DALAM REGENERASI JARINGAN

PULPA GIGI

ROLE OF STEM CELL ON DENTAL PULP TISSUE

REGENERATION TISSUE

Oleh :

Haritsa Budiman

04121004060

Dosen Pembimbing :

drg. Shanty Chairani, M.Si

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER GIGI

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2014


2/14

PERAN STEM CELL DALAM REGENERASI PULPA GIGI

Nama : Haritsa Budiman

NIM : 04121004060

Program Studi Pendidikan Dokter Gigi

Fakultas Kedokteran

Universitas Sriwijaya

2014

____________________________________________________________

Abstrak

Stem cell therapy has a promising future for tissue regenerative medicine.

However, because SC technology is still in its infancy, interdisciplinary

cooperation is needed to achieve successful clinical applications. Dental Stem

cells have drawn attention in recent years because of their accessibility,

plasticity, and high proliferative ability. Several types of dental stem cells have

been investigated, including dental pulpstem cell

s from adult human dental pulp,Stem cellsfrom human primary exfoliated deciduous teeth, periodontal ligament

Stem cells, and their aplication on dental, especially to repairs damaged dental

pulp tissue. Similar to mesenchymal Stem cells, these dental stem cells can

undergo self-renewal and have multipotent differentiation ability, but do not have

the ethical issues associated with other sources of stem cells. Therefore,

appropriate preservation procedures for dental stem cells and teeth are now

needed. Here, we discuss the the use of stem cells to regenerate damaged dental

pulp tissue, the advantages and outline techniques, and this article is a collection

of research we combine from several studies

Pendahuluan

Teknik perawatan kelainan jaringan rongga mulut akibat trauma atau

pembedahan kanker membutuhkan biaya yang cukup tinggi sehingga dicaribeberapa alternatif untuk mengatasi hal tersebut. Terapi regeneratif untuk

memperbaiki defek kraniofasial yang ada selama ini biasanya menggunakan

bahan autogenous dan bahan alloplastik yang memiliki keterbatasan terutama


3/14

masalahhistokompatibilitas sehingga membatasi aplikasi secara

universal.Kemajuan ilmu pengetahuan dalam bidang kedokteran gigi ditunjang

oleh teknologi kultur sel in vitro, tissue grafting dan biologi molekuler telah

dimanfaatkan dalam pengembangan perawatan untuk regenerasi jaringan dalam

rongga mulut yaitu potensi sel punca untuk meregenerasi jaringan bahkan

membentuk beberapa jenis jaringan berbeda. Sel punca biasanya secara umum

tergambar sebagai sel klogenik yang mempunyai sifat self-renewal yaitu dapat

memperbaharui diri dan multilineage differentiation yaitu berdiferensiasi terus

menerus.

Berdasarkan asalnya, sel punca dibagi menjadi sel punca embrionik yang

didapatkan dari sisa embrio yang tidak dipakai pada IVF (in vitro fertilization)

dan sel punca dewasa yang didapat dari jaringan dewasa. Sel punca dewasa

memegang peranan pada homeostatis dan perbaikan jaringan sehingga

memungkinkan berperan dalam perbaikan jaringan tubuh dengan menyediakan

sel-sel baru selama organisme bersangkutan hidup. Sel punca dewasa terdapat

pada sistem hematopoitik ( sumsum tulang , darah tali pusat, darah tepi)

mesenchymal stem cell, neural stem cell, mammary stem cell, adiposal stem cell,

olfactory stem cell. Penggunaan sel punca dewasa tidak kontroversial karena

produksinya tidak membutuhkan destruksi embrio. Baru-baru ini dilaporkan

bahwa sel punca dewasa mempunyai sifat plastis, artinya selain berdiferensiasi

menjadi sel yang sesuai jaringan asalnya, sel punca dewasa juga dapat

berdiferensiasi menjadi jaringan lain. Misalnya : neural stem celldapat berubah

menjadi sel darah atau sel punca sumsum tulang dapat berubah menjadi sel otot,

hati, dan jaringan saraf.

Dalam bidang kedokteran gigi, sel punca dewasa dapat diperoleh dari

pulpa gigi, karena pulpa gigi pasca natal merupakan tempat yang banyak

vaskularisasinya. Sel punca pulpa gigi dewasa atau adult dental pulp stem cells

(DPStem cells) adalah sel punca multipoten yang dapat berdiferensiasi menjadi

berbagai tipe sel, tidak hanya dapat menjadi sel yang mirip odontoblas, tetapi juga

dapat menjadi sel yang mirip adiposit dan sel syaraf. Potensi sel punca di

kedokteran gigi juga ditemukan pada jaringan periodontal sehingga akhir-akhir ini

banyak peneliti telah mencoba mengaplikasikan sel punca dalam rekayasa

jaringan pada bidang kedokteran gigi, misalnya digunakan untuk regenerasi

jaringan keras dan jaringan lunak rongga mulut yang menggunakan sel punca

dikombinasikan dengan sinyal morfogenesis yaitu sel punca dengan scaffold yaitu


4/14

sel yang digunakan untuk pertumbuhan jaringan, yang biokompatibel memberikan

strategi baru yang menjanjikan untuk perbaikan jaringan. Keberhasilan penelitian

yang mampu menghasilkan jaringan pengganti dari jaringan manusia secara

autologous akan bermanfaat pada penggunaan klinis.

Tujuan penulisan ini adalah untuk memaparkan pengetahuan tentang sel

punca di rongga mulut dan penggunaannya sebagai terapi regeneratif di klinik

kedokteran gigi pada masa yang akan datang.

Pembahasan

Stem cel l

Istilah stem cell atau sel punca pertama kali diperkenalkan oleh

ilmuwan Rusia, Alexander Maksimov pada tahun 1908. Sementara penelitian

tentang sel punca dikembangkan oleh peneliti asal Kanada pada tahun 1960-an.

Stem cell adalah tipe khusus dari sel yang belum berdifensiasi yang dapat

ditemukan di hampir setip jenis jaringan dan di seluruh kehidupan dalamorganisme multisel. Stem cell memiliki sifat yang unik, yaitu kapasitas sel yang

mampu memperbaharui atau meregenerasi dirinya sendiri, dan

kemampuannya untuk berdiferensiasi menjadi sel lain. Sel punca mampu

berkembang menjadi berbagai sel matang misalnya sel saraf, sel otot

jantung, sel otot rangka, sel pankreas dan sebagainya.

Stem cell mempunyai dua sifat :

1. Kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi sel lain (differentiate)Dalam hal ini stem sel mampu berkembang menjadi berbagai jenis sel

matang, misalnya sel saraf, sel otot jantung, sel otot rangka, sel pancreas,

sel jaringan pulpa, dan lain-lain.

2. Kemampuan untuk memperbaharui atau meregenerasi dirinya sendiri (selfregenerate/self-renew)

Dalam hal ini stem sel dapat membuat salinan sel yang sama persis seperti

dirinya melalui pembelahan sel.


5/14

Gambar 4.Stem cell yang dapat berdiferensiasi menjadi berbagai tipe sel.

Berdasarkan kemampuan diferensiasi,stem cell dibagi menjadi :

1. TotipotentDapat berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel, yang termasuk stem cell

totipotent adalah zigot (sel telur yang dibuahi)

2. PluripotentDapat berdiferensiasi menjadi 3 lapisan germinal, yaitu ectoderm.

mesoderm, dan endoderm. Tetapi tidak dapat menjadi jaringan

ekstraembrionik seperti plasenta dan tali pusat. Yang termasuk pluripotent

adalahstem cell embryonic.

3. MultipotentDapat berdiferensiasi menjadi banyak jenis sel, misalnya hematopoetic

stem cell .

Gambar 5.Totipotent, pluripotent, dan multipotent.


6/14

4. UnipotentHanya dapat menghasilkan 1 jenis sel. Tetapi berbeda sengan non stem

cell ,stem cell unipotent mempunyai sifat memperbaharui atau

meregenerasi diri (self regenerate/self-renew).

Gambar 6.Unipotent

Gambar.Macam-macam stem cell berdasar waktu pengambilan

Tipe Stem cel l

Terdapat dua tipestem cell yaitu :

1. Stem cell embrionik

Stem cell embrionik diperoleh dari embrio, yaitu

sel yang terdapat pada blastosit ( embrio tahap awal,

usia 4-5 hari, yang mengandung 50-150 sel ) morula

embrio tahap awal. Sel-sel ini membentuk tiga lapis

germ layer dan dapat berkembang menjadi 200 tipe

sel yang berbeda. Sel punca embrionik memiliki

masalah teknis dan moral, dimana embrio tempat stem

diambil akan berkembang menjadi manusia, dan

pengambilan sel punca akan merusak embrio tersebut. Secara teknis sel

punca embrionik sulit dikontrol dan dapat tumbuh menjadi tumor setelah

diinjeksikan.


7/14

3. Stem cell dewasa.

Adult stem cell berada di dalam organ individu yangsudah dilahirkan. Selain terdapat di sumsum tulang. Stem

cell dewasa juga terdapat di organ jantung, liver,paru,

pulpa gigi, lapisan lemak, usus, bahkan otak.

Sel punca dewasa dapat berproliferasi dalam

periode yang panjang untuk memperbaharui diri, serta dapat

berdiferensiasi untuk menghasilkan sel-sel khusus yang mempunyai

karakteristik morfologi dan fungsi yang spesifik. Sel punca dewasa

memiliki sifat unik yaitu memiliki sifat undifferentiated dan dapat

mempertahankan sifat ini sampai mereka terpapar dan merespon terhadap

sinyal. Sel punca dewasa mempunyai kemampuan mereplikasi diri yang

panjang dan kemampuan berdiferensiasi ganda selama organisme hidup.

Gambar 7.Aspirasistem cell dari sumsum tulang

Gambar 8.Dari pulpa gigi.


8/14


9/14

dapat berdiferensiasi menjadi sel mirip odontoblas dan dapat membentuk

dentin reparatif.

Pulpa gigi dewasa dan pulpa gigi sulung yang telah tanggal dapatdigunakan sebagai sumber sel punca. DPCs memiliki karakter multipoten

dan potensial untuk berdiferensiasi menjadi kondrosit, adiposity, osteoblast /

osteosit, myosit, sel saraf, dan kardiomyosit. DPCs pertama kali diisolasi

dari jaringan pulpa gigi sekitar 10 tahun yang lalu. DPCs diisolasi dari gigi

molar ketiga menggunakan perlakuan dengan enzim dari jaringan pulpa.

Gambar 10. Gambaran gigi dan jaringan periodontal ( kiri ), gambaran

histologis akar gigi yang mengandung berbagai macam tipe

sel.

DPStem cells

mampu membentuk vaskularisasi seperti jaringan pulpain vivo, yang dikelilingi oleh lapisan sel seperti odontoblas. DPStem cells

mempunyai potensi diferensiasi odontoblas, yang dicirikan dengan adanya badan

sel terpolarisasi dan akumulasi nodul termineralisasi.

Aplikasi Klinis Stem cellsdalam Regenerasi Kompleks Pulpa/Dentin

Pada penggunaan klinis, regenerasi pulpa belum menjadi perawatan rutin

dalam perawatan endodontik. Ketika berkontak dengan dentin in vitro, stem

celldapat berubah menjadi sel yang morfologinya mirip dengan odontoblas

dengan badan sel terpolarisasi dan sel meluas ke tubulus dentin. Sel ini

kemudian berdiferensiasi menjadi odontoblas yang akan membentuk dentin, sel

endothelial akan membuat re-vaskularisasi, dan neuron akan membentuk re-

inervasi di jaringan pulpa yang mengalami regenerasi. Transplantasi stem cell

dapat membentuk jaringan kompleks pulpa-dentin, dengan struktur tubulus

dentin. Penelitian juga menunjukkan bahwa kombinasi kalsium hidroksiapatitdanstem celldapat meregenerasi dentin.


10/14

Gambar 11.Langkah-langkah kultivikasistem cell dari pulpa gigi

Walaupun penggunaan stem cell secara prinsip biologi membuktikan

bahwa regenerasi pulpa dapat terjadi menggunakan stem cell, masih

diperlukanpenelitian lebih lanjut tentang potensi aplikasi klinisnya pada manusia.

Pengaruh Stem cell Terhadap Nekrosis Pulpa

Pada sebuah penelitian (Department of Endodontics and Departments of

Physiology, Pharmacology, and Surgery, University of Texas Health Science

Center at San Antonio, San Antonio, Texas). Pasien dengan nekrosis pulpa

disertai periodontitis apikalis

Analisis data Subset mengungkapkan Pendahuluan : Pada kondisi gigi

dengan penyakit pulpa yang diberikan perawatan saluran akar konvensional non-

bedah sering tidak mendapatkan hasil yang memuaskan serta sering terjadi

prognosis yang buruk sebagai akibat lebih besarnya risiko fraktur pada akar gigi

saat melakukan preparasi saluran akar dan kerentanan terhadap kontaminasi

ulang.

Sehingga dimanfaatkanlah metode stem cell yang sebetulnya sudah

diketahui sejak lama, namun baru dikembangkan untuk perawatan endodontics

regenerative yang merupakan pengobatan baru dengan modalitas yang berfokus

pada pembaharuan atau peregenerasian kembali vitalitas pulpa pada gigi.

Prosedur klinis ini yang dilakukan sepenuhnya bergantung pada cara

insersi daristem cell ini pada intrakanal, faktor pertumbuhan dari perkembangan

stem cell ini hanyalah stem cell itu sendiri tanpa melibatkan suatu katalis atau

suatu pengaktivasi, sehingga seluruh pertumbuhanya tergantung dari sel induk

ataustem cell itu sendiri.

Sebuah penelitian yang telah kemampuan dari terapi endodontikregeneratef menggunakanstem cell mampu mengembalikan atau memperbaharui

jaringan pulpa yang telah rusak untuk beregenerasi kembali.


11/14


12/14

Figure 6. Schematic diagrams demonstrating the mechanism of pulp regeneration after

transplantation of pulp stem cell s with G-CSF in a canine pulpitis model in permanent mature

teeth.(A):Pulpitis model.(B):Whole pulp removal and enlargement of apical foramen, 0.6 mmin

width.(C):Irrigation and filling with pulp stem cell s and G-CSF together with collagenscaffold.(D):Combinatorial effect of pulp stem cell s and G-CSF.(E):Complete pulp regeneration.

Abbreviation: G-CSF, granulocyte colony-stimulating factor

Penggunaan Stem cell di Masa Datang

Potensi penggunaan sel punca dalam bidang kedokteran gigi,

khususnya untuk terapi dan dan manipulasi gigi mencakup ukuran, bentuk,

pertumbuhan dan erupsi gigi akan dapat terwujud. Penelitian-penelitian saat ini

telah menunjukkan kemajuan di bidang tooth engineering, dimana nantinya

akan dimungkinkan dilakukannya pembentukan gigi dan pulpa gigi secara utuh.

Dapat kita ketahui tidak hanya uang yang bisa ditabung untuk masa depan.

Saat ini sel tubuh sendiri pun dapat disimpan untuk mengobati penyakit di masa

tua. Di negara maju seperti Inggris, Amerika dan Singapura, sudah ada bank

khusus untuk tempat penyimpanan stem cell, di mana sel ini disimpan dalam suhu

yang sangat rendah untuk menjaganya dari kerusakan.

Kesimpulan :

1. Terapi sel induk merupakan strategi potensial untuk regenerasi kompleksdentin- pulp,

2. Terapi stem cell pada jaringan pulpa-dentin aman dan efisien dan tidakmenimbulkan suatu kelainan


13/14

3. Metode stem cell ini mampu memperbaharui jaringan pulpa termasukpembuluh darah dan persarafannya untuk beregenerasi mengisi kamar

pulpa dan jaringan akar dengan penuh kembali,

4. Stem cell juga mampu meregenerasi dentin pada bagian koronal dan dapatmencegah kebocoran mikro sampai 180 hari.

5. Mampu menurunkan jumlah sel-sel inflamasi dan sel apoptosis danmeningkatkan neruite dengan signifikan

6. Dapat mencegah kematian sel,7. Selain itu , tidak ada bukti toksisitas atau peristiwa merugikan.

References

1. Karien, Ghada A. 2009. Dental Pulp Stem Cells. A New Era in TissueEngineering. Smile Dental Journal Volume 4 Issue 2. 2009.

2. Sloan, Alastair J. Rachel J Waddington. 2009. Dental Pulp Stem Cells :What, Where, How ?. International Journal of Pediatric Dentistry 19 : 61-70.2009

3. Huang, G.T.J., Sonoyama, W., Liu, Y., Liu, H., Wang, S., and Shi, S. The hiddentreasure in apical papilla: the potential role in pulp=dentin regeneration andbioroot engineering. J Endod 34,645, 2008.

4. Huang, G.T.-J. Apexification: the beginning of its end. Int Endod J42, 855, 2009.5. Cordeiro, M.M., Dong, Z., Kaneko, T., Zhang, Z., Miyazawa, M., Shi, S., Smith,A.J., and Nor, J.E. Dental pulp tissue engineering with stem cells from exfoliated

deciduous teeth. J Endod 34,962, 2008.6. Togel F, Weiss K, Yang Y et al. Vasculotropic, paracrine actions of infused

mesenchymal stem cells are important to the recovery from acute kidney injury.Am J Phisiol Renal Physiol 2007;292:F1626F1635.

7. Zhang M, Mal N, Kiedrowski M et al. SDF-1 expression by mesenchymal stemcells results in trophic support of cardiac myocytes after myocardial infarction.FASEB J 2007;21:31973207.

8. Minatoguchi S, Takemura G, Chen XH et al. Acceleration of the healing processand myocardial regeneration may be important as a mechanism of improvementof cardiac function and remodeling by postinfarction granulocyte colony-

stimulating factor treatment. Circulation 2004;109:25722580.9. Ohtsuka M, Takano H, Zou Y et al. Cytokine therapy prevents left ventricular

remodeling and dysfunction after myocardial infarction through

neovascularization. FASEB J 2004;18: 851853.10. Harada M, Kumemura H, Yanagimoto C et al. Vascular endothelial growth factor

is involved in angioedema associated with eosinophilia. Kurume Med J2005;52:8991.

11. Kuethe F, Krack A, Fritzenwanger M et al. Treatment with granulocyte-colonystimulating factor in patients with acute myocardial infarction. Evidence for astimulation of neovascularization and improvement of myocardial perfusion.Pharmazie 2006;61:957961.

12. Lee M, Aoki M, Kondo T et al. Therapeutic angiogenesis with intramuscularinjection of low-dose recombinant granulocyte-colony stimulating factor.Arterioscler Thromb Vasc Biol 2005;25:25352541.

13. Schabitz WR, Schneider A. Developing granulocyte-colony stimulating factorfor thetreatment of stroke: Current status of clinical trials. Stroke 2006;37:1654.

14. Shyu WC, Lin SZ, Lee CC et al. Granulocyte colony-stimulating factor for acuteischemic stroke: A randomized controlled trial. CMAJ 2006;174:927933.


14/14

15. Boy S, Sauerbruch S, Kraemer M et al. Mobilisation of hematopoieticCD34precursor cells in patients with acute stroke is safe:Results of an open-labeled nonrandomized phase I/II trial. PLoS One 2011;6:e23099.

16. Pan HC, Wu HT, Cheng FC et al. Potentiation of angiogenesis and regenerationby GCSF after sciatic nerve crush injury. BiochemBiophys Res Commun2009;382:177182.

17. Yeo C, Saunders N, Locca D et al. Ficoll-Paque versus Lymphoprep: Acomparative study of two density gradient media for therapeutic bone marrowmononuclear cell preparations. Regen Med 2009;4:689696.

18. Bystrom A, Sundqvist G. Bacteriologic evaluation of the efficacy of mechanicalroot canal instrumentation in endodontic therapy. Scand J Dent Res 1981;89:3218.

19. Wilkinson KL, Beeson TJ, Kirkpatrick TC. Fracture resistance of simulatedimmature teeth filled with resilon, gutta-percha, or composite. J Endod2007;33:4803.

20. Cvek M. Prognosis of luxated non-vital maxillary incisors treated with calciumhydroxide and filled with gutta-percha: a retrospective clinical study. Endod Dent

Traumatol 1992;8:4555.21. Cvek M, Cleaton-Jones P, Austin J, Lownie J, Kling M, Fatti P. Effect of topical

application of doxycycline on pulp revascularization and periodontal healing inreimplanted monkey incisors. Endod Dent Traumatol 1990;6:1706.

22. Cvek M, Cleaton-Jones P, Austin J, Lownie J, Kling M, Fatti P. Pulprevascularization in reimplanted immature monkey incisorspredictability and theeffect of antibiotic systemic prophylaxis. Endod Dent Traumatol 1990;6:15769.

23. Kling M, Cvek M, Mejare I. Rate and predictability of pulp revascularization intherapeutically reimplanted permanent incisors. Endod Dent Traumatol1986;2:839.

24. Ohman A. Healing and sensitivity to pain in young replanted human teeth: anexperimental, clinical and histological study. Odontol Tidskr 1965;73:166227.

25. Jung IY, Lee SJ, Hargreaves KM. Biologically based treatment of immaturepermanent teeth with pulpal necrosis: a case series. J Endod 2008;34:876 87.

26. Cotti E, Mereu M, Lusso D. Regenerative treatment of an immature, traumatizedtooth with apical periodontitis: report of a case. J Endod 2008;34:6116.

Haritsa Budiman (Oral Biologi 3)

Documents