Ketika Sir Martin John Evans menerbitkan bukti kultur sel induk embrionik pertama pada tahun 1981, penelitian ini menawarkan secercah harapan di bidang medis. Banyak yang berpikir bahwa sel-sel yang tidak terspesialisasi ini bisa menjadi obat mujarab.
Idenya menggoda: Dengan sedikit membujuk, sel-sel ini memiliki potensi untuk berubah menjadi apa saja dari kulit menjadi tulang rawan. Mereka bahkan dapat tumbuh menjadi organ atau bagian tubuh yang lengkap. Dan dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti telah belajar bahwa sel-sel ini memiliki sifat khusus lain: mereka dapat memacu pertumbuhan jaringan di sekitarnya.
Tiga belas tahun yang lalu, properti terakhir inilah yang memikat Anthony Hollander, kepala Institute of Integrative Biology di University of Liverpool, untuk mencari cara baru untuk memperbaiki air mata meniskus di lutut. Sekarang, Hollander dan timnya akhirnya menyelesaikan percobaan dalam-manusia pertama dari apa yang disebut "perban hidup." Dan hari ini, ia secara resmi diberikan paten (Paten AS No. 9.539.364) untuk penemuan ini.
Perban terdiri dari perancah tipis kolagen — protein yang ditemukan dalam jaringan ikat yang dapat membentuk bahan berpori tetapi keras. Para peneliti menanamkan lapisan ini dengan jenis sel punca, yang dikenal sebagai sel mesenchymal, dibiakkan dari sumsum tulang setiap pasien. Selama perbaikan, dokter menempatkan perban di antara dua sisi meniskus dan kemudian menjahit sandwich meniskal-kolagen bersama-sama. Idenya adalah bahwa sel-sel induk memancarkan faktor pertumbuhan yang mempromosikan penyembuhan jaringan meniskus, membantu kedua belah pihak bersatu kembali.
Studi baru, yang diterbitkan baru-baru ini di Stem Cells Translational Medicine, mendokumentasikan tes pertama perban ini pada lima subjek manusia yang berusia 18 hingga 45 tahun dengan robekan meniskus. Setelah dua tahun, tiga pasien tetap bebas dari gejala.
Air mata meniskus adalah cedera umum, tetapi sangat sulit untuk diperbaiki. Sepasang cincin tulang rawan berbentuk c di setiap lutut ini bertindak seperti peredam kejut, melindungi lutut dari benturan saat berjalan, berlari, melompat dan menerjang. Mereka melindungi tutup tulang rawan yang menutupi ujung tulang yang menyatu di lutut. Namun seiring bertambahnya usia, stres yang terus-menerus menyebabkan menisci memakainya, yang berarti air mata.
Masalahnya, Hollander menjelaskan, adalah bahwa meniskus tidak sembuh seperti luka di lengan Anda. Air mata di tepi luar disk sembuh relatif baik. Wilayah ini, yang dikenal sebagai zona merah-merah, memiliki suplai darah yang relatif baik. Tapi itu berkurang ke arah tepi bagian dalam disk, yang dikenal sebagai zona putih-putih. Air mata di wilayah ini tidak mudah diperbaiki sendiri. Cedera yang dibahas dalam penelitian ini semua terjadi di wilayah vaskularisasi menengah (zona merah-putih) serta zona putih-putih, yang berarti air mata ini adalah yang paling sulit untuk diperbaiki.
Sampai beberapa dekade terakhir, perbaikan untuk air mata meniskus adalah penghapusan sebagian atau semua meniskus yang berisi istirahat. Tetapi para peneliti sekarang percaya ini membuat sendi lebih rentan terhadap osteoartritis — suatu kondisi degeneratif pada sendi. Tanpa bantalan meniskus sendi dianggap menderita keausan yang lebih besar karena tulang rawan lutut ditekankan selama kegiatan dasar sehari-hari seperti berjalan dan memanjat tangga. Meski begitu, prosedur ini tetap menjadi pengobatan paling umum untuk air mata meniskus.
Jadi apakah sel punca solusinya?
"Saya tidak melompat dari kursi saya mengatakan saya harus mengambil teknologi ini dan harus menggunakan ini dalam praktek saya, " kata Howard Luks, kepala kedokteran olahraga di New York Medical College. Tidak hanya tes memiliki kelompok tes yang relatif kecil (lima orang), itu memiliki tingkat keberhasilan yang sederhana (tiga dari lima).
Luks, bagaimanapun, mengakui bahwa hasilnya memang menjanjikan. "Air mata di kertas mereka di sini adalah air mata yang sangat kompleks, dan ahli ortopedi rata-rata Anda tidak bisa melakukan itu, " katanya. "Mereka dapat memperbaiki air mata tertentu, tetapi akan lebih sulit untuk memperbaiki air mata yang mereka perbaiki."
Namun, ada lebih banyak faktor yang berperan dalam pengembangan osteoartritis, catatnya. "Sudah terlalu lama kita berpikir dari proses mekanistik, " katanya. Meskipun pengangkatan meniskus dapat memicu osteoartritis, itu adalah salah satu dari banyak faktor yang dapat memacu timbulnya penyakit.
Biokimia kemungkinan juga terlibat, kata Luks. Cidera atau benturan yang berlebihan pada persendian dapat memicu apa yang disebutnya “riam kimia” di lutut. "Bahan kimia dan senyawa dalam lutut menjadi bermusuhan dengan kelangsungan hidup tulang rawan yang tersisa, " katanya. Dan begitu proses dimulai, dokter belum menemukan cara untuk menghentikannya. Jadi apakah pasien dalam percobaan ini akan mengembangkan osteoarthritis masih belum diketahui.
Metode lain untuk perbaikan fisik telah terbukti sama efektifnya untuk memperbaiki air mata, catatan, termasuk metode yang dikenal sebagai terapi abrasi. Dalam prosedur ini, ahli bedah mencukur lapisan sendi lutut (sinovium) untuk menyebabkan perdarahan dan membantu pertumbuhan kembali meniskus.
"Selama beberapa dekade kami menghindari memperbaiki menisci di zona putih-putih dengan pemikiran bahwa itu tidak akan berhasil, " katanya. "Tapi kemudian sekelompok dari kami mulai memperbaikinya, dan kami menemukan bahwa itu berhasil."
Scott Rodeo, peneliti jaringan dan dokter di Rumah Sakit untuk Bedah Khusus di New York City, memiliki masalah lain dengan penelitian ini: "Tidak ada kelompok kontrol, " katanya. "Tidak ada pelacakan implan itu sendiri."
Tes pertama pada manusia ini, bagaimanapun, dimaksudkan untuk menguji keamanan perban hidup, kata Hollander. Karena tingkat kegagalan yang tinggi untuk operasi di zona putih meniskus, ia mengatakan, "kami merasa yakin dalam menyimpulkan bahwa ada beberapa manfaat langsung dari perawatan." Meskipun ia berharap memiliki kelompok kontrol dalam studi masa depan, ia mencatat bahwa ada masalah etika dengan kelompok semacam itu. "Karena ada banyak bukti bahwa operasi saja gagal, " katanya, meminta pasien menjalani prosedur seperti itu dapat dianggap tidak etis.
Perban hidup, bagaimanapun, adalah salah satu metode yang lebih menjanjikan dari penggunaan sel induk dalam perbaikan meniskus. Ketika Hollander memulai penelitian di arena ini, sebagian besar kelompok lain berusaha menggunakan struktur kolagen sel-sel yang diinfuskan sebagai dasar bagi sel-sel induk untuk menumbuhkan jaringan yang mengisi bagian-bagian meniskus yang rusak. "Ketika Anda melakukan rekayasa jaringan, Anda melakukan pengisian ruang, Anda membuat sebagian besar jaringan, " Hollander menjelaskan.
Hollander, bagaimanapun, memiliki firasat bahwa metode ini tidak akan berhasil. Sel induk sangat sulit dikendalikan ketika dimasukkan ke dalam sendi. "Lutut adalah lingkungan yang sangat tidak bersahabat, " kata Luks. "[Jadi] sel-sel ini biasanya tidak hidup lama di lutut dan mereka tidak berperilaku seperti yang kami pikir mereka akan lakukan."
Terlebih lagi, Hollander ingin mencoba sesuatu yang berbeda. "Saya tidak suka melakukan hal yang sama dengan orang lain, " katanya sambil tertawa. Jadi dia memutuskan untuk mencoba mengeksploitasi sifat-sifat lain dari sel punca, akhirnya mengembangkan perban hidup. Sejak itu dia mengembangkan perusahaan spin-off, Azelon, untuk memasarkan produk.
Hari-hari ini, banyak dokter sudah mengklaim berhasil menggunakan sel punca dalam perbaikan meniskus: dari aplikasi sel punca yang ditangguhkan dalam gel ke struktur kolagen. Tetapi teknologinya masih jauh dari penggunaan luas, kata Rodeo, khususnya di Amerika Serikat, di mana pembiakan sel induk diatur secara ketat. Pada titik ini, "aplikasi komersial jauh di depan sains, " katanya. Masih banyak yang harus dipelajari tentang semua aplikasi ini sebelum dapat digunakan secara komersial.
Hollander berpikir perban sel induk sangat menjanjikan tidak hanya untuk lutut, tetapi juga berbagai perbaikan jaringan lunak, dari manset rotator hingga sphincter anal ibu yang terbelah saat melahirkan. Untuk saat ini, bagaimanapun, dia fokus pada menisci. "Hanya untuk melakukan aplikasi yang satu ini, kami sudah bertahun-tahun, " katanya. "Kita tidak bisa melakukan semuanya."
Hollander telah mendapatkan dana untuk uji coba yang lebih besar. Dia juga berencana untuk merampingkan proses, memotong sebagian biayanya — masalah yang menyangkut Rodeo dan Luks. Untuk melakukan ini, Hollander berharap untuk beralih ke penggunaan sel punca donor, sehingga pasien tidak perlu menjalani dua prosedur, untuk pertama-tama menyedot sel punca dan kemudian menanamkan perban.
"Kami mencoba untuk membekukan [perban hidup] sehingga dapat disimpan selama beberapa bulan di rumah sakit dan kemudian hanya mengeluarkan dari freezer, menghangatkan dan ditanamkan, " katanya. "Itu membuatnya menjadi proses yang jauh lebih sederhana - jauh lebih hemat biaya untuk penyedia layanan kesehatan."
Meskipun pengujian lebih lanjut perlu dilakukan untuk mengkonfirmasi kemanjuran perban hidup, tim tampaknya berada di jalur yang benar.
"Intinya adalah, membayar untuk menyelamatkan meniskus, " kata Luks. "Jika meniskus bisa diperbaiki, itu harus diperbaiki."
