DETEKSI DINI (HbF) DAN TERAPI ALPHA-1 MICROGLOBULIN (A1M) DENGAN PLACENTAL STEM CELL TERMODIFIKASI GEN VEGF-121 (VASCULAR ENDOTHELIAL GROWTH FACTOR-121 ) BERBASIS NANOENKAPSULASI CHITOSAN HYDROGEL SEBAGAI PENATALAKSANAAN PREVENTIF DAN KURATIF TERHADAP PRE EKLAMPSIA

1.1 PLACENTAL STEM CELLKelainan fungsi dari plasenta yang menimbulkan transportasi darah dan nutrisi berkurang pada pre eklampsia akibat terganggunya pembentukan extravillous trophoblast (EVT) dapat menyebabkan adanya intrauterine growth restriction (IUGR). Belum ada etiologi secara jelas dipaparkan mengenai kegagalan fungsi proses yang mendukung pembentukan plasenta dan belum ada terapi secara efektif yang mampu mengobati kerusakan plasenta, namun placental stem cell diketahui berpotensi dalam memperbaiki plasenta dengan mengalihkan diferensiasi sel keturunan atau, dengan menanamkan stem cell untuk menggantikan bagian dari plasenta yang kurang berfungsi. 1,21.1.1 Stem Cell Pada Fungsi PlasentaSetelah terjadinya konsepsi, oosit baru dibuahi mengalami serangkaian pembelahan memproduksi sel anak equipotent sampai di tahap sel 32/64 trophectoderma yang berpisah dari inner cell mass. Pada nidasi, kemudian lapisan trofektoderm mulai membentuk trofoblas primitif pertama yaitu sitotrofoblas primitif dan sinsitiotrofoblas primitif.3 Sitotrofoblas awal berdiferensiasi dan invaginasi ke dalam sel-sel yang mesenchymal berasal dari inner cell mass, membentuk vili plasenta pertama di sekitar 12 hari setelah pembuahan. Plasenta ini terbentuk dari 2 macam sel induk (stem cell) : Trophoblast stem cells (TSC) yang berasal dari trophectoderma yang mengatur diferensiasi trofoblas dari plasenta, dan mesenchymal Stem cell (MSC) yang membentuk semua sel non-trofoblas dari inti vili. 1,3,41.1.1.1 Potensi Mesenchymal Stem Cell (MSC) Mesenchymal Stem Cell (MSC) plasenta berperan penting dalam fungsi plasenta dengan membantu perkembangan percabangan struktur villus dari plasenta dan memberikan kontribusi untuk vaskulogenesis dan angiogenesis. Vaskulogenesis (sintesis de novo dari pembuluh darah) dimulai pada plasenta dengan perubahan morfologi MSC di sekitar 15-20 hari setelah pembuahan, yang bertepatan dengan munculnya sel-sel induk (stem cell) haemangiogenic yang beragregasi ke cell cords.3,5 Sel-sel haemangiogenic kemudian berdiferensiasi menjadi sel cord endotel yang positif CD34 yang primitif pada 23-26 hari setelah pembuahan. Kemudian sel sord ini membentuk pembuluh yang dihubungkan oleh tabung mikrovaskuler, dan hingga hari ke 30 (Enam dan setengah minggu kehamilan) yang menghubungkan jaringan struktur pembuluh darah yang lebih besar dengan diameter yang berbeda. Hal ini membuktikan bahwa proses vasculogenesis plasenta didukung oleh adanya diferensiasi MSC plasenta.3,5,6 MSC plasenta diisolasi dari villi placenta trimester pertama dan terdapat dua bentuk angiogenesis yang berkontribusi pada jaringan pembuluh darah plasenta. Branching angiogenesis, yang melibatkan proliferasi dan migrasi sel endotel untuk memanjang dan membentuk ekstensi lateral dari tabung endotel, mengarah pada pembentukan pembuluh darah bercabang dan merupakan mekanisme dominan angiogenesis dalam plasenta antara minggu 6-24 kehamilan. Percabangan hasil angiogenesis dalam pembentukan kapiler terminal, yang jelas sebagai sangat melingkar pembuluh darah dengan lumen melebar terletak dekat dengan trofoblas untuk memastikan pertukaran yang efisien antara ibu dan sirkulasi janin. Setelah 24 minggu kehamilan, terjadi pembentukan non-branching angiogenesis yang mendominasi, yang menghasilkan pemanjangan kapiler pembuluh darah loop sebagai akibat dari proliferasi sel endotel, dan memastikan bahwa plasenta tetap mampu membawa nutrisi untuk pertumbuhan janin selama trimester ketiga kehamilan.57

1.1.1.2 Potensi Trophoblast Stem Cell (TSC)Trofoblas adalah sel epitel yang unik pada plasenta dan memiliki tiga subtipe; sitotrofoblas, trofoblas ekstravili dan kemudian sinsitiotrofoblas, yang masing-masing memiliki fungsi terpisah yang diperlukan untuk memastikan keberhasilan kehamilan. sel induk epitel (Epithelial Stem Cell) bersifat sangat proliferatif dan dapat memperkuat sel yang berdiferensiasi. Sel-sel secara aktif untuk memperluas progenitor pool dan berdiferensiasi menjadi sel terminal dari jaringan, sehingga meningkatkan jumlah sel induk berdiferensiasi membentuk keturunan sel, dan memungkinkan sel induk sendiri terhidar dari proses akumulasi replikasi yang terkait kerusakan.2,4,81.1.2 Potensi Terapi Kuratif Stem Cells pada PreeklampsiaPada preeklamsia dan IUGR terdapat kejadian utama dimana plasenta mengalamai kegagalan fungsinya yang diduga menjadi komponen utama dari proses penyakit. Disfungsi plasenta ini dikarenakan adanya diferensiasi sel yang inadekuat yang berasal dari trofoblas dan mesenchymal derived cells.5,7,9 Terapi sel-sel induk yang berpotensi mampu berkontribusi normal pada plasenta yang abnormal memiliki janji yang signifikan untuk memperbaiki hal ini. MSC plasenta yang diisolasi dari plasenta pre-eklampsia memiliki profil sitokin pro-inflamasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan orang-orang dari plasenta yang normal, dan terjadi peningkatan sFlt1 dan migrasi makrofag migration inhibitory factor (MIF) yang disekresi oleh eksplan vili.10,11 Kelainan lain juga diamati pada MSC diisolasi dari desidua pra-eklampsia, yang menghasilkan sitokin dengan tingkat yang lebih tinggi seperti ICAM-1, sitokin yang berhubungan dengan peradangan dan SDF 1, sitokin yang merangsang MSC migrasi. MSC yang berasal dari desidua dari kehamilan pre-eklampsia juga menunjukkan ekspresi peningkatan miR-16, yang memiliki konsekuensi anti-angiogenik sehingga VEGF-A dan kapasitas mikropartikel endotel berkurang untuk membentuk jaringan vaskular in vitro.10,11 Pemberian MSC melalui arteri umbilical ataupun secara injeksi intravena mampu memodulasi secara lokal untuk menekan adanya sitokin yang menyebabkan kegagalan fungsi plasenta dan mendukung pembentukan vaskularisasi. Migrasi preferensial MSC dimediasi oleh pelepasan sinyal chemotactic dari jaringan jejas, dan MSC mengungkapkan berbagai reseptor kemokin (CCR1, CCR2, CCR5, CXCR1, CXCR4 dan CXCR5) yang penting dalam migrasi MSC. Setelah di lokasi plasenta yang cedera, MSC memiliki imunomodulator unik yang bersifat mengurangi kerusakan jaringan akibat proses imun-mediated injury.12,13 Secara khusus,MSC mengeluarkan faktor terlarut seperti prostaglandin (PGE2), indoleamin 2,3-dioksigenase (IDO) dan nitrat oksida (NO) yang menghambat proliferasi limfosit T, down-regulasi sel T dan B yang mem produksi IFNg dan TNFa, sementara up-regulasi produksi IL-10, sehingga bersifat anti-inflamasi.1214 Selain itu, MSC menghambat proliferasi sel Natural Killer dan memodulasi profil kekebalan makrofag merupakan dua peranan penting dalam mengatur plasenta dan uterus tetap berkembang dengan optimal. MSC juga mendukung vaskularisasi oleh sekresi dari kedua faktor proangiogenic seperti VEGF (Up-regulasi VEGF reseptor 1 dan 2 bersifat angiogenik dan TGFb yang merangsang petumbuhan endotel dan faktor anti-apoptosis seperti IGF-1 dan SFRP1 yang dapat mencegah kematian sel endotel. 10,1214 TSC yang merupakan sel induk epitel berfungsi untuk regenerasi terus menerus dan perbaikan lapisan epitel plasenta. Penerapan sel induk epitel untuk pengobatan regeneratif yang bertujuan baik dalam regenerasi jaringan epitel secara in vitro ataupun engraftment langsung sel-sel induk dalam administrasi in vivo untuk meregenerasi jaringan rusak atau mengganti populasi sel genetik yang rusak. MSC dan TSC saling berperan penting dalam meningkatkan keberhasilan fungsi plasenta untuk membawa nutrisi dan darah secara lengkap ke janin sehinggan kehamilan tentu dapat lebih baik.1,15,161.1.3 Mekanisme dan Cara Administrasi Placental Stem Cell pada Preeklampsia

Pre-eklampsia (PE) dianggap penyakit autoimun akibat kehamilan. Meskipun beberapa strategi yang dilakukan untuk menargetkan faktor spesifik yang relevan dengan patogenesis ya, PE tetap berpotensi fatal bagi beberapa pasien. Isolasi sel-sel batang mesenchymal (MSC) dari desidua membuktikan bahwa tidak hanya fungsi diferensiasi dan pembaruan kapasitas sel, MSC juga memiliki fungsi imunomodulator dan mensekresi beberapa mediator larut termasuk IL-6, TGF-, IDO, VEGF dan COX-2. MSC secara khusus disediakan dengan kemampuan untuk menekan proliferasi sel T oleh IDO dalam menanggapi sitokin inflamasi IFN-. Selain itu, Penelitian lain mengembangkan model Mencit Pre ekalmpsia dengan Th1 sel-induced dengan faktor patogenesis TNF-. yang meningkat, terapi berbasis MSC secara signifikan mampu memperbaiki baik keparahan klinis juga histopatologi dan gejala PE termasuk penurunan tekanan darah dan proteinuria, menekan glomerulonefritis, dan melindungi pengembangan feto-plasenta. Terapi ini juga menghasilkan penurunan abnormalitas ekspresi TNF- pada uterus dan limfosit limpa. Data ini menunjukkan bahwa MSC merupakan metode terkini yang potensial dalam memperbaiki PE..1,4,17

Gambar.Isolasi and karakterisasi MSC dari desidua manusia. 17,18Keterangan: (A): deskripsi Skematik cara untuk mengisolasi MSC. (B): Morfologi isolat MSC mengisolasi setelah 4 hari, 6 hari dan 8 hari (20X). (C) Kurva pertumbuhan sel MSC. MSC dari bagian 2 yang berlapis di 24-well-plates di DMEM / F12 dilengkapi dengan 10% FBS dengan kepadatan 5 103 sel / baik. Sel-sel terpisah dengan 0,25% tripsin-EDTA setiap 2 hari dan menghitung sel sampai 14 hari. Bar menunjukkan mean. n = 3. (D) diferensiasi osteogenik diuji oleh pewarnaan alizarin red. Tidak ada pembentukan matriks mineralisasi ditemukan di MSC UC yang dipertahankan dalam medium pertumbuhan biasa. Diferensiasi osteogenik itu dibuktikan dengan pembentukan matriks mineral MSC setelah induksi osteogenik. (10X). Bar skala, 100 m. (E) adipogenic diferensiasi terdeteksi oleh pewarnaan oil-O-red. Tidak ada vakuola lipid yang ditemukan di dalam MSC dipertahankan dalam medium biasa. Diferensiasi adipogenic itu dibuktikan dengan pembentukan vakuola lipid oleh pewarnaan oil-O-red di MSC setelah induksi adipogenic. (10X) Skala bar, 100 m. Semua data mewakili tiga percobaan independen.17,18Gambar.Terapi MSC pada Mencit model Preeklampsia yang terinduksi Th1.(A):skema eksperimen. (B):Tekanan Darah diukur dengan DG14. (C):Histopatologi ginjal dan plasenta.

Sampel adalah Mencit yang selama kehamilan tidak diberi perlakuan, kemudian Mencit yang teraktivasi menjadi model PE dengan induksi Th1 dan Mencit yang teraktivasi Th1 dan diberi terapi MSC. 17,18Mencit yang diinduksi Th1 dengan gejala PE yang tampak adanya area yang mengalami masive-haemorrhage (blood) di plasenta (black arrow), Pemberian MSC mampu mengembalikan Mencit yang mengalami PE menjadi keadaan normal. Proteinuria (D) terdeteksi pada DG14. (E) Fetal rejection rate. Fetal numbers (F), fetal weights (G), placental weights (I), (H): plasenta. Setelah diaktivasi sel Th1-seperti atau transfer sel Th1, beberapa plasenta menunjukkan perdarahan plasenta. Semua data mewakili tiga percobaan independen. *, P