Article Details

PERAN NANOTOPOGRAFI YANG DILAPIS DENGAN EKSTRAK JARING LABA-LABA DALAM DIFERENSIASI KONDROGENIK HUMAN WHARTON’S JELLY-DERIVED MESENCHYMAL STEM CELLS (HWJ-MSC)

Oleh   Candrani Khoirinaya [21119024]
Kontributor / Dosen Pembimbing : Dr. Anggraini Barlian, M.Sc.;Dr. Damar Rastri Adhika, S.T., M.Sc.;
Jenis Koleksi : S2 - Tesis
Penerbit : SITH - Bioteknologi
Fakultas : Sekolah Ilmu dan Teknologi Hayati (SITH)
Subjek :
Kata Kunci : kondrogenesis, human Wharton’s jelly, sel punca mesenkim, nanotopografi, ekstrak jaring laba-laba
Sumber :
Staf Input/Edit : Irwan Sofiyan  
File : 1 file
Tanggal Input : 2021-12-27 11:41:11

Jaringan rawan adalah jaringan ikat khusus yang menyerap beban dan mengurangi stres pada sendi sinovial. Jaringan ini bersifat avaskular dan memiliki selularitas yang rendah, sehingga apabila terjadi perlukaan, regenerasi jaringan akan sangat terbatas. Sel punca mesenkim (MSC) menjadi pilihan yang menjanjikan untuk mengobati perlukaan pada jaringan rawan. Human Wharton’s Jelly-Derived Mesenchymal Stem Cells (hWJ-MSC) merupakan sumber sel yang sudah biasa digunakan untuk terapi sel punca dan regenerasi jaringan. Fenotipe hWJ-MSC sangat dipengaruhi oleh lingkungan mikronya, khususnya matriks ekstraseluler (ECM), yang komposisi dan strukturnya berperan penting dalam mengatur nasib sel punca. Hingga saat ini mekanisme yang terlibat dalam remodeling ECM oleh hWJ-MSC untuk berdiferensiasi menjadi kondrosit di bawah stimulus topografi masih belum diketahui dengan jelas. Oleh karena itu dalam penelitian ini dilakukan studi untuk menguji efek nanotopografi baik yang dilapis maupun tidak dilapis oleh larutan ekstrak jaring laba-laba pada penempelan, morfologi, dan pertumbuhan sel hWJ-MSC. Peran nanotopografi dan lapisan larutan ekstrak jaring laba-laba dalam diferensiasi kondrogenik hWJ-MSC dianalisis melalui ekspresi penanda kondrogenesis Glikosaminoglikan (GAG), Kolagen tipe II dan SOX9 di tingkat protein dan di tingkat mRNA untuk Kolagen tipe II dan SOX9. Untuk mengembangkan hWJ-MSC yang direkayasa secara nano, polydimethylsiloxane (PDMS) digunakan sebagai substrat untuk mencetak pola kisi berukuran nano yang terdapat pada permukaan cakram optik yaitu Compact Disc Recordable (CD-R) berukuran 700 nm dan Digital Versatile Disc Recordable (DVD-R) berukuran 350 nm. Kemudian, PDMS diberi perlakuan plasma dan dilapisi ekstrak jaring dari laba-laba Argiope appensa. Pengujian larutan ekstrak jaring laba-laba meliputi berat molekul, viskositas, sudut kontak dan sitotoksisitas. Larutan ekstrak jaring laba-laba pada konsentrasi 50 ?g/mL terbukti tidak toksik dan memiliki viabilitas yang paling baik dibanding grup lainnya (p<0,05). Perlekatan dan morfologi hWJ-MSC dianalisa dengan menggunakan SEM dan imunositokimia pada rentang waktu 30 menit dan 24 jam setelah dilakukan seeding. Sementara itu, proliferasi dan diferensiasi pada hWJMSC yang dikultur di atas nanopattern yang dilapisi ekstrak jaring laba-laba selama 7, 14 dan 21 hari dianalisa menggunakan MTT assay, Alcian Blue assay, imunositokimia dan q-RTPCR. Perlekatan hWJ-MSC pada substrat PDMS selama 30 menit menunjukkan morfologi yang relatif sama, yakni sel yang baru menempel masih berbentuk bulat, namun setelah 24 jam filopodia mulai memanjang dan sel mulai memipih. hWJ-MSC yang dikultur pada nanopattern PDMS yang dilapisi ekstrak jaring laba-laba, memiliki morfologi yang mengikuti pola substrat dan membentuk agregasi sel lebih baik dibandingkan yang tumbuh tanpa nanopattern atau pada nanopattern tanpa dilapisi ekstrak jaring laba-laba. Hal tersebut ditandai dengan tingkat pertumbuhan (p<0,05) dan peningkatan glikosaminoglikan (p<0,05) dibandingkan grup yang tidak dilapis ekstrak jaring laba-laba. Kondrogenesis diamati melalui ekspresi GAG, kolagen tipe II, dan SOX9. Berdasarkan hasil imunositokimia, hWJ-MSC mengalami perubahan bentuk sel dari yang semula memanjang dan berjajar (hari ke-14) menjadi bulat dan membentuk matriks (hari ke-21) yang ditandai dengan adanya akumulasi kolagen tipe II dan SOX 9 pada pola PDMS-DVD. Kombinasi permukaan nanopattern dan pelapisan ekstrak jaring laba-laba mempengaruhi penempelan hWJ-MSC pada substrat dan berperan mengarahkan diferensiasi hWJ-MSC menjadi kondrosit. Bentuk pola nano PDMS-DVD merupakan bentuk pola yang optimal untuk mendukung kondrogenesis dibanding pola nano PDMS-CD dan tanpa pola. Berdasarkan hasil penelitian ini, nanopattern PDMS-DVD dilapisi larutan ekstrak jaring laba-laba memiliki potensi sebagai metode baru untuk rekayasa jaringan rawan dengan mengarahkan diferensiasi kondrogenik hWJMSC.