Mesenchymal Stem Cells (MSCs), atau sel punca mesenkimal, adalah salah satu jenis sel punca yang paling sering digunakan dalam penelitian dan aplikasi klinis baik untuk terapi sel maupun pengobatan regenerative. Hal itu disebabkan karena sel punca mempunyai kemampuan untuk selfrenewal (memperbarui diri) dan berdiferensiasi menjadi berbagai tipe sel tubuh. Salah satu kelemahan dari terapi sel punca yaitu ketidak mampu bertahan hidup pada saat ditransplantasikan, akibatnya efektivitas terapi menjadi jauh berkurang.
Salah satu penyebab menurunnya kemampuan bertahan hidup (viabilitas) dari sel punca mesenkimal adalah perbedaan kadar oksigen pada saat sel punca ketika berada dalam tubuh dan kadar oksigen ketika dikultur dalam laboratorium, yaitu kadar oksigen dalam tubuh adalah 1-3% (hipoksia), sedangkan kadar oksigen ketika dikultur 21% (normoksia). Keadaan itulah yang menyebabkan penurunan potensi dari sel punca mesenkimal baik viabilitas maupun kemampuan proliferasi dan diferensiasinya.
Sel punca mesenkimal (MSCs) dapat mensekresikan berbagai macam sitokin dan faktor pertumbuhan yang dapat menginduksi perbaikan jaringan dan revaskularisasi, seperti Fibroblast Growth Factor 2 (FGF-2) dan Vascular Endhotelial Growth Factor (VEGF), Beberapa penelitian telah melaporkan bukti mengenai pengaruh negatif kondisi normoksia (O2 21%) pada kultur sel punca mesenkimal (MSCs), yaitu penuaan sel dini (senecence),kerusakan DNA dan hilangnya kemampuan untuk mensekresikan berbagai macam sitokin maupun factor pertumbuhan/growth factor termasuk Fibroblast Growth Factor 2 (FGF-2) dan Vascular Endhotelial Growth Factor (VEGF),
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji apakah dengan pemberian prekondisi hipoksia dengan konsentrasi oksigen 1% (O2 1%) pada kultur MSCs dapat meningkatkan ekspresi FGF2 dan VEGF dibandingkan kondisi normoksia (O2 21%).
Metode. Eksplorasi sel punca mesenkimal diambil dari femur tikus Wistar Jantan dengan berat badan 200 gram. Kultur sel punca dilakukan dalam kondisi normoksik (O2 21%) dan hipoksia (O2 1%). Ekspresi FGF-2 dan VEGF diukur menggunakan imunofluoresensi setelah inkubasi 48 jam dalam ruang bertekanan oksigen rendah yang terdiri dari 95% N2, 5% CO2, dan 1% O2.
Hasil. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, menunjukkan bahwa pemberian prekondisi hipoksia dengan kadar oksigen 1% pada sel kultur MSCs menunjukkan peningkatan ekspresi FGG-2 dan VEGF secara signifikan lebih tinggi dibandingkan dengan kondisi normoksia. [
Hal ini sesuai dengan laporan beberapa peneliti sebelumnya yang menyatakan bahwa MSC yang dikultur dengan stimulasi hipoksia sebesar 1- 3% akan meningkatkan ekspresi faktor-1 yang dapat diinduksi hipoksia (HIF-1) yang kemudian dapat meningkatkan potensi MSCs in vitro yang diperoleh melalui peningkatan efek parakrin. Peningkatan efek parakrin dalam hal ini, selain meningkatkan kemampuan bertahan hidup sel punca, efek parakrin juga berperan dalam meninginduksi angiogenesis melalui ekspresi beberapa faktor pertumbuhan, antara lain faktor pertumbuhan endotel vaskular (VEGF) dan Faktor Pertumbuhan Fibroblast 2 (FGF-2), yang berperan dalam proliferasi dan migrasi sehingga diharapkan dapat mengoptimalkan perbaikan dan regenerasi jaringan iskemik dan jaringan rusak.
Kesimpulan: Pemberian prekondisi hipoksia yaitu dengan kadar oksigen 1% (O21%) dalam sel kultur MSCs terbukti dapat meningkatkan ekspresi VEGF dan FGF-2 sebagai faktor survival yang dapat berkontribusi dalam angiogenesis, migrasi dan regenerasi jaringan.
