logo
  • Panggilan Kedaruratan
    024 - 845 7000
  • Reservasi & Call Centre
    024 - 8646 6000
  • Hotline BPJS
    0811 - 261 - 5046
  • International Corner
    081 - 1277 - 6767
  • Terapi Stem Cell Pada Penyakit Parkinson

    Terapi Stem Cell Pada Penyakit Parkinson

    dr Dian Mayasari A.Atmaja, MSi.Med *)

    PARKINSON (PD) adalah penyakit degenerasi saraf dengan karakteristik gangguan gerakan yang disebabkan oleh hilangnya neuron dopaminergik di substansia nigra otak secara progresif. Di Amerika, sekitar 60.000 orang didiagnosis parkinson setiap tahun, dan belum termasuk yang tidak terdeteksi.

    Kurang lebih 7-10 juta orang di seluruh dunia menderita parkinson. Insidensi parkinson meningkat seiring bertambahnya usia, tetapi sekitar 4 persen orang dengan penyakit parkinson didiagnosis sebelum umur 50 tahun. Laki-laki 1,5 x lebih beresiko menderita PD dibandingkan wanita.1

    Pengobatan parkinson dapat dilakukan dengan pemberian obat-obatan dopaminergik untuk beberapa tahun, tetapi kemudian obat-obatan tersebut menjadi kurang efektif dan berkaitan dengan efek samping seperti gerakan involunter (diskinesia). Riset yang sedang berjalan, salah satunya bertujuan untuk mengganti sel-sel neuron penghasil dopamin di otak, yaitu dengan transplantasi sel.2

    Tiga sumber neuron dopaminergik yang sedang dikembangkan untuk aplikasi klinis yaitu :

    1. Human Fetal Mesencephalic Tissue,
    2. Human Embryonic Stem Cells (hESC),
    3. Human Induced Pluripotent Stem Cells (iPSC).

     

    TERAPI-SISTEM-CEL1Gambar 1 :

    Skema sumber-sumber yang berpotensi menjadi neuron dopaminergik untuk transplantasi sel pada pasien PD: (i) Human fetal mesencephalic tissue, kaya dengan neuroblasts dopaminergik, dibuat menjadi sel suspensi; (ii) neural stem/ sel progenitor dari fetal mesencephalon manusia, diperbanyak dan didiferensiasi menjadi neuroblast dopaminergik ; (iii) sel pluripoten yang berasal blastosis manusia (hESC) atau fibroblas (iPSC), diperbanyak dan dideferensiasi menjadi prekursor neuron dopaminergik / neuroblast dopaminergik; (iv) fibroblas manusia secara langsung dikonversi menjadi prekursor neuron dopaminergik / neuroblast dopaminergik. Sel-sel dopaminergik diimplantasikan dengan stereotaktik ke dalam striatum, terutama putamen.2


    1. Human
    Fetal Ventral Mesencephalic Tissue

    Transplantasi jaringan ventral mesencephalon manusia di Lund, Swedia menunjukkan keberhasilan perbaikan motorik pada dua pasien PD. Sebelumnya kedua pasien memiliki respon yang baik terhadap levodopa tetapi muncul gejala LID (levodopa-induced dyskinesias) yang berat dan telah diperiksa tidak adanya mutasi gen terkait parkinson. Graft ditransplantasikan dengan teknik stereotaktik dipandu MRI dengan target di putamen (pasien pertama) dan di putamen dan nucleus caudatus (pasien kedua). Penilaian klinis dilakukan 18 dan 15 tahun post transplantasi. Fungsi motorik secara bertahap membaik selama empat tahun, kemudian pada tahun ke-5 pasien telah bebas dari pengobatan levodopa. Penilaian fungsi motorik dilakukan dengan skor UPDRS.3

    TERAPI-SISTEM-CEL2-300x194Gambar 2 :

    Skor Motorik Sebelum dan Setelah Transplantasi.Skor Motorik UPDRS (Unified Parkinson’s Disease Rating Scale) selama fase “off” pada pasien 7 (A) dan 15(B) pretransplantasi (poin 0) dan follow up pada waktu yang berbeda post transplantasi: “practically defined off”; evaluasi motorik pagi hari setelah 12 jam diberhentikan dari pengobatan parkinson; dan “worst off”. 3

    TERAPI-SISTEM-CEL3-300x262

    Gambar 3 :

    PET (Positron Emission Tomography) 6-L-Fluorodopa F 18 sebelum dan setelah transplantasi. Graft mesencephali fetal mengembalikan inervasi dopaminergik di striatum pada 2 pasien Parkinson. Gambar tersebut menunjukkan uptake striatal sebelum (A dan C) dan setelah (B dan D) transplantasi.3

    Degenerasi sistem dopaminergik nigrostriatal merupakan penyebab utama gejala motorik pada pasien parkinson. Selain gejala motorik, PD dapat juga disertai gejala non motorik karena proses penyakit juga mempengaruhi sistem neuronal yang lain. Politis dkk. melakukan observasi pasien PD selama 13-16 tahun setelah transplantasi jaringan mesencephalic fetal manusia di intrastriatal. Inervasi dopaminergik menjadi normal dengan perbaikan mayor di gejala motorik.

    Namun, pasien-pasien tersebut muncul gejala non motor seperti fatique, kecemasan, gangguan mood dan gangguan tidur. Pada pemeriksaan PET, marker neuron serotonergic ditemukan menurun di nuclei raphe dan region yang memperlihatkan sifat serotonergik. Kemungkinan paling besar, degenerasi serotonergik yang muncul seiring dengan regenerasi dopaminergik yang diinduksi oleh graf, mendasari beberapa gejala non motor pada pasien-pasien tersebut.4 Terapi dengan jaringan mesencephalic fetal manusia sepertinya belum memberikan kesembuhan total pada pasien DP dengan munculnya gejala non motor.

    Salah satu penelitian tentang penggunaan jaringan fetal mesencephalic pada pasien Parkinson yang sedang berjalan yaitu studi transplantasi oleh TRANSEURO. Penelitian dengan judul “An Open Label Study to Assess the Safety and Efficacy of Neural Allo-Transplantation With Fetal Ventral Mesencephalic Tissue in Patients With Parkinson’s Disease”, dipimpin oleh Prof. Roger Barker, Department of Clinical Neurosciences, University of Cambridge.5

    Penelitian ini merupakan penelitian acak fase I dengan subjek 20 pasien parkinson yang telah dilakukan studi observasi kemudian ditransplantasi dengan jaringan fetal. Subjek penelitian yaitu pasien PD berumur 30-68 tahun, durasi penyakit 2-13 tahun, right-handed, derajat Hoehn&Yahr 2.5 atau lebih baik saat ‘on’, mendapatkan terapi standar PD tanpa LID signifikan yaitu skor >2 pada skala AIMS diskinesia, pada semua bagian tubuh.5

    Tujuan akhir dari penelitian ini adalah menilai keamanan / efikasi studi untuk penatalaksanaan parkinson. Hasil akhir utama yang dinilai adalah perubahan skor  UPDRS (Time frame: 36 bulan post transplantasi). Perubahan UPDRS dengan status “OFF” pada 36 bulan setelah transplantasi. “OFF” artinya tidak menerima terapi dopamine selama 12 jam atau lebih (bila menggunakan dopamine agonist long-acting) sebelum dilakukan pemeriksaan.5

    2. Human Embrionik Stem Cells (hESC)

    Penelitian preklinik sedang dilakukan untuk neuron dopaminergik yang berasal dari sel hESC dan iPSC. Neuron dopaminergik diferensiasi dari hESC dapat bertahan pada implantasi intrastriatal pada model hewan tikus dengan PD dan memberikan hasil yang memuaskan.6,7

    Namun, perlu diperhatikan potensi tumorigenik, mitotic dari sel neuroepitelial yang belum terdiferensiasi pada sel ES. Protokol untuk mengubah hESC menjadi neuron dopaminergik telah dikembangkan oleh Kriks et al. (Gambar 4). Dengan menggunakan protokol tersebut, sel neuron dopaminergik hasil diferensiasi hESC yang ditransplantasikan intrastriatal ke hewan pengerat (rodent) tidak menunjukkan adanya tumor.6

    TERAPI-STEM-CELL-5-300x249

    Gambar 4 :

    Skema ilustrasi protokol untuk diferensiasi neuron dopaminergik substantia nigra dari hESC. Graft yang diimplantasikan ke model hewan PD dapat menginervasi ulang striatum dan memperbaiki defisit tingkah laku, berdasarkan data dari Kriks et al.6,8

    Penelitian lain oleh Grealish pada model hewan PD menunjukkan hESC-DA dapat bertahan dan menghasilkan dopamin di striatum sampai 6 bulan post transplantasi. Dibandingkan dengan jaringan ventral mesencephalic fetal, neuron hESC-DA tampak identik dalam morfologi dan ekspresi marker. Fenotype neuron hESC-DA memberikan kemampuan pada graft untuk menginervasi mesencephalon striatal dan extrastriatal midbrain. Penelitian ini menunjukkan efikasi dan potensi preklinik yang serupa antara hESC-DA dan jaringan ventral mesencephalic fetal yang diimplantasikan ke tikus dengan PD.

    3. Human Induced Pluripotent Stem Cells (iPSC)

    Fibroblas manusia dapat diprogram ulang atau dipicu menjadi sel iPS (induced pluripotent), yang kemudian didiferensiasikan menjadi neuron dopaminergik.9,10 Dengan cara ini, sel yang digunakan adalah sel milik pasien sendiri, sehingga dapat mengurangi reaksi imunitas.

    Kesulitan lain yang dapat muncul yaitu kemampuan sel menjadi bersifat ganas / tumorigenesis, variabilitas cara-cara pemprogaman ulang dan meningkatnya kemungkinan untuk terjadinya proses patologis.Oleh karena itu diperlukan prosedur yang aman untuk diferensiasi maupun seleksi sel-sel yang akan diimplantasikan ke penderita PD.

    Isolasi sel neuron dopaminergik diperlukan untuk menghasilkan transplantasi graft yang spesifik. Grup peneliti Jun Takahashi, dkk menemukan bahwa sel progenitor neuron dopaminergik yang berasal dari iPSC manusia dapat secara efisien diisolasi menggunakan marker, CORIN. 10

    TERAPI-STEM-CELL-6Gambar 5 : 

    Bagan isolasi sel progenitor dopaminergik dari iPSC manusia dengan menggunakan marker CORIN. 10

    Penggunaan ESC/iPSC pada aplikasi klinis perlu diperhatikan potensi GVHD (graft versus host disease). Pada teknologi iPSC autolog, sel iPSC dapat diperoleh dari pasien (Gambar 6C). Selain itu dapat digunakan untuk membentuk bank sel iPSC dengan HLA (human leukocyte antigen) yang sesuai untuk menurunkan resiko penolakan imunitas, dan dapat dilakukan allografting untuk pasien lain dengan HLA yang cocok (Gambar 6D).11

    Hargus,dkk pada tahun 2010, menunjukkan bahwa neuron dopaminergik hasil diferensiasi dari 3 pasien dengan penyakit parkinson yang berasal dari iPSC bertahan di striatum tikus model PD dan menunjukkan perbaikan tingkah laku. Ini berarti iPSC dari pasien PD memiliki potensi terapeutik, sama seperti iPSC kontrol, dan dapat digunakan untuk transplantasi sel. 9

    TERAPI-STEM-CELL-7-300x242Gambar 6 :

    Skema terapi transplantasi sel menggunakan: (A) Jaringan ventral mesencephalic manusia dari aborsi fetal, (B) Neuron dopaminergik yang didiferensiasikan dari hESC, (C) Neuron dopaminergik diferensiasi dari autologi iPSC, dan (D) Neuron dopaminergik diferensiasi dari allologous iPSC.11

    Kesimpulan

    Terapi parkinson menggunakan jaringan mesencephalic fetal pada manusia telah menunjukkan hasil yang baik dan sedang dilakukan penelitian fase 1 acak klinis untuk memastikan keberhasilan dan keamanan dari terapi ini. Penelitian lain yang sedang dikembangkan yaitu hESC dan iPSC, sedang dilakukan penelitian preklinik pada hewan model PD. Secara etika, terapi dengan jaringan mesencephalic fetal dan embrionik stem cell sulit dilakukan di Indonesia. iPSC lebih berpotensi untuk digunakan sebagai terapi pengobatan, tetapi memerlukan penelitian lebih lanjut mengenai resiko terbentuknya tumor dan kelainan patologis lainnya. (*)

    *) Dokter Umum/ Manager Unit Penelitian dan Pengembangan SMC RS Telogorejo

    Referensi

    1. Parkinson’s Disease Foundation. [Internet] Available from: http:// www.pdf.org/en/parkinson_statistics
    2. Lindvall O. Treatment of Parkinson’s disease using cell transplantation. Phil. Trans. R. Soc. 2015 Jun; 370(1680):
    3. Kefalopoulou Z, Politis M, Piccini P, Mencacci N, Bhatia K, Jahanshahi M, et al. Long-term clinical outcome of fetal cell transplantation for Parkinson disease two case r JAMA neurology. 2014 Jan;71(1):83-7.
    4. Politis M, Wu K, Loane C, Quinn NP, Brooks DJ, Oertel WH, et al. Serotonin neuron loss and nonmotor symptoms continue in Parkinson’s patients treated with dopamine grafts. Sci. Transl. Med. 2012 Apr; 4(128): 128ra41.
    5. Open label transplant study in Parkinson’s Disease (TRANSEURO). 2013 July. [Internet]. Available from: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01898390/ term=transeuro&rank=1.
    6. Kriks S, Shim JW, Piao J, Ganat YM, Wakeman DR, Xie Z, et al. Dopamine neurons derived from human ES cells efficiently engraft in animal models of Parkinson’s disease. Nature. 2011; 480: 547–51.
    7. Grealish S, Diguet E, Kirkeby A, Mattsson B, Heuer A, Bramoulle Y, et al. Human ESC-Derived Dopamine Neurons Show Similar Preclinical Efficacy and Potency to Fetal Neurons when Grafted in a Rat Model of Parkinson’s Disease. Cell Stem Cell. 2014 Nov; 15(5): 653–65.
    8. Lindvall O. Clinical translation of stem cell transplantation in Parkinson’s disease (Review). J Intern Med 2016; 279: 30–40.
    9. Hargus G, Cooper O, Deleidi M, Levy A, Lee K, Marlow E, et al. Differentiated Parkinson patient-derived induced pluripotent stem cells grow in the adult rodent brain and reduce motor asymmetry in Parkinsonian rats. Natl. Acad. Sci. U.S.A.. 2010 Sept; 107(36): 15921–6.
    10. Doi D, Samata B, Katsukawa M, Kikuchi T, Morizane A, Ono Y, et al. Isolation of Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Dopaminergic Progenitors by Cell Sorting for Successful Transplantation. Stem Cell Reports. 2014 Mar;2(3): 337–50.
    11. Nishimura K and Takahashi J. Therapeutic application of stem cell technology toward the treatment of Parkinson’s disease. Biol Pharm Bull. 2013;36(2):171-5.
    Leave a reply →

Leave a reply

Cancel reply

Photostream

Translate »