## BMV-CSC PATCH: SEL PUNCA JANTUNG DENGAN BIOMIMETIC MICROVESSEL BERBASIS HUVEC SEBAGAI INOVASI POTENSIAL UNTUK TERAPI INFARK MIOKARDIUM AKUT
Firyali Rahmani Shidqi 1 , Namira Assyfa Nurazizah 1 , Yitzchak Millenard Sigilipu 1
1 Program Studi Sarjana Kedokteran, Fakultas Kedokteran, Universitas Padjadjaran, Bandung

## ABSTRAK
Pendahuluan: Penyakit jantung koroner (PJK) adalah penyebab utama morbiditas dan mortalitas di seluruh dunia. Bentuk paling umum dari PJK adalah infark miokardium akut (IMA).  Terapi  sel  punca  jantung  (CSC)  untuk  menggantikan  jaringan  infark  merupakan pendekatan  yang  menjanjikan.  Namun,  terapi  ini  masih  mengalami  hambatan  akibat retensi  dan  kelangsungan  hidup  sel-sel  punca  yang  rendah  setelah  injeksi  ke  dalam miokardium iskemik. Pendekatan baru yang dapat digunakan untuk mengatasi masalah tersebut  adalah  membuat patch jantung  tervaskularisasi  menggunakan  teknik hydrodynamic focusing untuk membuat biomimetic microvessels (BMVs) yang mencakup sel  endotel  vena  umbilikal  manusia  (HUVECs)  pada  permukaan  luminalnya.  Penelitian terkini  melaporkan  bahwa  endotel  BMV  menirukan  arsitektur  dan  fungsi  alami  kapiler. Hasil BMV kemudian diintegrasikan dengan CSC dalam gel fibrin dan dibentuk menjadi patch.
Metode: Metode  yang  digunakan  dalam  pembuatan  tinjauan  pustaka  ini  yaitu  melalui pencarian  literatur  menggunakan  kriteria  inklusi  dan  ekslusi.  Selanjutnya  kami  analisis, sintesis, dan rangkum dalam tinjauan pustaka ini.
Pembahasan: Hasil  ELISA  menunjukkan BMV-CSC patch dapat  melepaskan  faktor parakrin yang lebih tinggi.  Pada penelitian in vivo,  terapi  BMV-CSC patch menginduksi aktivitas  mitosis  kardiomiosit  tertinggi  di  wilayah  peri-infark.  Selain  itu,  juga  terjadi peningkatan  kepadatan  kapiler  miokardium  serta  angiogenesis  di  area  infark  secara signifikan  pada  metode  BMV-CSC patch dibandingkan  dengan  teknologi  sel  punca jantung konvensional.
Kesimpulan: Penggunaan BMV-CSC patch memberikan manfaat signifikan dan memiliki potensi untuk digunakan sebagai terapi penyakit IMA.
Kata Kunci: angiogenesis, tambalan jantung, sel punca jantung, Infark Miokardium Akut (IMA), pembuluh kecil

## Tinjauan Pustaka

## BMV-CSC PATCH: HEART STEM CELLS WITH HUVEC- BASED BIOMIMETIC MICROVESEL AS A POTENTIAL INNOVATION OF ACUTE MYOCARDIUM INFARCT THERAPY

## ABSTRACT
Background:  Coronary  heart  disease  (CHD)  is  the  leading  cause  of  morbidity  and mortality worldwide. The most common form of CHD is acute myocardial infarction (AMI). Cardiac stem cell therapy (CSC) to replace infarct tissue is a promising approach. Further development of this approach is hampered by the low retention and survival of stem cells after injection in the ischemic myocardium. A new approach that can be used to overcome this  problem  is  to  make  a  vascularized  heart  patch  using  microfluidics  with  a hydrodynamic  focusing  technique  to  create  biomimetic  microvessels  (BMVs)  which include  HUVECs  on  the  luminal  surface.  Recent  studies  have  reported  that  BMV endothelium mimics the natural architecture and function of capillaries. The BMV product was then integrated with CSC in fibrin gel and formed into a patch.
Method: The method used in this literature review is through literature searches using inclusion  and  exclusion  criteria.  Next,  we  analyze,  synthesize,  and  summarize  in  this literature review.
Discussion: ELISA results show that the BMV-CSC patch can release higher levels of paracrine factors. In in vivo studies, BMV-CSC patch therapy induced the highest mitotic activity  of  cardiomyocytes  in  the  peri-infarct  region.  In  addition,  there  was  also  a significant increase in myocardial capillary density and angiogenesis in the infarct area with the BMV-CSC patch method compared to conventional heart stem cell technology. Conclusion: BMV-CSC  patch provides significant benefits and has the potential to be used as a therapy for AMI disease.
Keywords: acute myocardial infarction, angiogenesis, cardiac patch, cardiac stem cells, microvessels

## PENDAHULUAN
Penyakit  Jantung  Koroner  (PJK) adalah  penyebab  utama  morbiditas  dan mortalitas di seluruh dunia. Berdasarkan data  World  Health  Organization  (WHO) tahun  2015,  sekitar  7,4  juta  kematian disebabkan  oleh  PJK  dan  diperkirakan akan mencapai 23,3 juta kematian pada tahun  2030. [1] Bentuk  paling  umum  dari PJK  adalah  infark  miokardium  yang berkontribusi  terhadap  lebih  dari  15% kematian. Di seluruh dunia, setiap tahun lebih dari  7 juta orang mengalami  infark miokardium. [2] Menurut Kementerian
Kesehatan  Republik  Indonesia  tahun 2014,  sebanyak  478.000  pasien  di Indonesia  terdiagnosis  PJK  disertai peningkatan  dari  25%  ke  40%  pada prevalensi  IMA  dengan  ST-elevasi  saat ini. [3] Infark  miokardium  dapat  terjadi pada  semua  umur,  namun  insidensinya meningkat  secara progresif  seiring bertambahnya  usia.  Sekitar  10%  infark miokardium  terjadi  sebelum  usia  40 tahun, dan 45% terjadi sebelum usia 65 tahun.  Pria  memiliki  risiko  yang  lebih besar  dibandingkan  wanita  sebelum
menopause dengan selisih yang semakin  mengecil  seiring  pertambahan usia. [4]
Infark  miokardium  atau  pada umumnya  dikenal  sebagai  “serangan jantung”,  merupakan  kerusakan  otot jantung akibat nekrosis yang disebabkan iskemia  berkepanjangan. [4,5] IMA  dapat dibagi  menjadi  dua  kategori  yakni  infark miokardium  tanpa  ST-elevasi  (NSTEMI) dan  infark  miokardium  dengan  ST- elevasi  (STEMI). [5] Infark  miokardium akut  paling  sering  disebabkan  oleh penurunan  atau  terhambatnya  aliran darah  ke  bagian  jantung  tertentu sehingga  otot  jantung  pada  daerah tersebut mengalami nekrosis. Penurunan aliran darah
koroner bersifat
multifaktorial, 70% diantaranya disebabkan  adanya  oklusi  dari  plak aterosklerosis. Suplai darah menuju otot jantung diperoleh dari arteri koroner yang ukurannya  kecil.  Apabila  terbentuk  plak aterosklerosis,  pasokan darah dan oksigen  melalui  arteri  ini  tidak  dapat memenuhi kebutuhannya sehingga mengakibatkan  iskemia  jantung.  Jika
iskemia  berlangsung  terus  menerus, kematian  sel  pada  miokardium  akan semakin  meluas. [6] Plak  aterosklerosis
yang ruptur dapat menyebabkan kaskade inflamasi monosit dan makrofag,  agregasi  trombosit,  serta pembentukan trombus. Hal ini kemudian akan  menurunkan  pasokan  oksigen melalui arteri koroner sehingga oksigenasi  miokardium  berkurang.  Sel- sel  miokardium  mengalami  kegagalan produksi ATP dalam mitokondria sehingga  menyebabkan  kematian  yang sel-sel  miokardium  dan  kehilangan fungsi  kontraktil  jantung. [7] Selain  plak aterosklerosis, IMA juga dapat disebabkan  oleh  emboli  arteri  koroner, iskemia  yang  diinduksi  kokain,  diseksi koroner, dan vasospasme arteri koroner. [8] Masalah  mendasar  pengobatan infark miokardium
terletak pada kapasitas regenerasi jantung yang minimal. [9] Miokardium  merupakan  jenis jaringan  yang  memberikan  kekuatan kontraktil  persisten  melalui  pengaturan ketat  untuk  dapat  memompa  darah  ke seluruh  tubuh.  Fungsi  kontraksi  normal jaringan  jantung  memerlukan  suplai darah untuk memenuhi kebutuhan metabolisme yang tinggi. [10] Pembentukan infark akan menyebabkan jantung  kehilangan  banyak  kardiomiosit dan  meluasnya  jaringan  parut  sehingga fungsi jantung berkurang secara permanen.  Penurunan  fungsi  yang berlangsung secara terus menerus dapat menyebabkan gagal jantung. [11,12]
Secara  global,  terdapat  40  juta  orang penderita gagal jantung.
Saat  ini,  terapi  yang  dianggap paling  efektif  untuk  STEMI  adalah dengan reperfusi tepat waktu menggunakan Primary  Percutaneous Coronary  Intervention (PPCI)  untuk menurunkan  ukuran  infark,  menjaga fungsi sistolik ventrikel kiri, dan mencegah gagal jantung. [11,12] Pendekatan terapi PPCI masih
menghadapi  masalah  terkait  identifikasi rentang  waktu  optimal  untuk  memilih strategi  reperfusi  terbaik.  Pinto  et  al melaporkan bahwa manfaat PPCI hilang ketika  waktu  tundanya  114  menit  atau lebih. National  Registry  of  Myocardial Infarction melaporkan  manfaat  PPCI menurun  untuk  pasien  muda  dengan infark  anterior  luas  dengan  penundaan
>60 menit, sedangkan pada pasien usia lanjut dengan infark non-anterior manfaat menurun  dengan  penundaan  >180 menit.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa pendekatan  terapi  PPCI  masih  sangat terbatas oleh waktu terapi. [13]
Selain itu, prasyarat untuk menyelamatkan miokardium adalah reperfusi miokardium. Intervensi reperfusi  miokardium  dapat  mengurangi setengah ukuran infark. Namun,
intervensi  ini  dapat  mengakibatkan cedera reperfusi miokardium yang memiliki kemungkinan berkontribusi sebesar 50% pada ukuran akhir infark. [11] Cedera  reperfusi  mengurangi  manfaat penuh dari reperfusi dalam menurunkan ukuran akhir infark miokardium. [12] Proses  reperfusi  miokardium  dapat dioptimalkan  dengan  teknologi  stent yang lebih canggih, obat antiplatelet baru (seperti prasugrel, ticagrelor dan abciximab), dan agen antitrombotik baru (seperti terapi bivalirudin). Namun terapi tersebut  belum  cukup  efektif  untuk mempertahankan  reologi  aliran  darah guna mencegah cedera reperfusi miokardium pada pasien yang menerima tindakan PPCI. [14]
Terapi  sel  punca  merupakan pendekatan yang potensial untuk pengobatan infark miokardium. Pengembangan lebih jauh dari
pendekatan  sel  punca  untuk  IMA  masih terkendala oleh retensi yang rendah dan kelangsungan hidup sel-sel punca setelah  injeksi  ke  dalam  miokardium yang mengalami iskemia. [15] Versi sebelumnya  dari  strategi patch jantung berhasil meningkatkan retensi sel punca dan  menginduksi  perbaikan  jaringan jantung  setelah  infark  miokardium. [16,17] Terapi  yang  menargetkan  proliferasi kardiomiosit dan
pembentukan
pembuluh  darah  baru  memiliki  potensi besar  untuk  perlindungan  terhadap IMA. [18] Strategi  baru  dikembangkan untuk membuat patch
jantung tervaskularisasi  dengan  memanfaatkan mikrofluida menggunakan
teknik
hydrodynamic focusing
membentuk biomimetic
microvessels (BMVs) mencakup  sel  endotel  vena  umbilikalis manusia  (HUVECs)  untuk  melapisi permukaan  lumen.  Vaskularisasi  BMV kemudian  dimasukkan  dalam  gel  fibrin yang disisipkan dengan cardiac stem cell (CSC) manusia. [19]
Strategi ini
merupakan  pendekatan  potensial  untuk terapi  IMA  sekaligus  pengembalian fungsi jantung yang hilang akibat IMA.

## 4.  METODE
Studi  tinjauan  pustaka  ini  disusun berdasarkan  analisis  dan  sintesis  dari berbagai referensi. Penulis memasukkan berbagai  kata  kunci  kedalam  mesin pencari  yaitu microvessels,  cardiac patch, cardiac  stem  cells,  angiogenesis, dan acute myocardial infarction .
Berdasarkan  jurnal  yang  didapatkan, penulis  memilih  jurnal  yang  berupa  full- text  dan  berkaitan  dengan  topik.  Jurnal yang diperoleh
dipastikan juga relevansinya.  Referensi  didapatkan  dari jurnal  yang  dipublikasikan  secara  global yang  dapat  diakses  melalui  Google Scholar, International Library of Medicine (Pubmed), clinical  key ,  dan  PlosOne.
Penulis  melakukan  analisa  dan  sintesa dari  berbagai  referensi  untuk  membuat tinjauan pustaka ini.

## 5.  PEMBAHASAN

## 3.3  Teknologi Sel Punca Jantung
Jantung  manusia,  selama  ini dianggap  sebagai  organ  yang  telah terdiferensiasi  secara  terminal.  Beltrami et al melaporkan bahwa jantung mamalia dewasa  memiliki  sel  punca  dengan kemampuan  replikasi  dan  regenerasi yang  dikenal  sebagai cardiac  stem  cell (CSC). [20,21] Populasi CSC pada dasarnya  terdiri  dari  berbagai  jenis  sel dengan  karakteristik  dan  kemampuan diferensiasi yang berbeda-beda, sehingga  untuk  memperoleh  jenis  CSC yang  dapat  berdiferensiasi  menjadi kardiomiosit,  diperlukan  isolasi  dan purifikasi. [22] Karakterisasi dan isolasi dari CSC  telah  berhasil  dilakukan  dengan menggunakan  berbagai  metode. [23 –27]
Sel  punca  yang  diperoleh  kemudian dapat  digunakan  untuk  memperbaiki jaringan yang rusak pada jantung. [28] Populasi sel punca yang digunakan  untuk  terapi  merupakan  sel derivat cardiosphere .  Studi  oleh  Li  et  al membandingkan sel punca (CSC) derivat cardiosphere dengan  sel  punca  derivat sumsum  tulang  dan  jaringan  adiposa. Hasil  CSC  derivat  dari cardiosphere (CDC)
mengekspresikan
faktor pertumbuhan  secara  lebih  stabil.  Faktor pertumbuhan yang diekspresikan antara lain  adalah  angiopoietin-2,  bFGF,  HGF,
IGF-1,  SDF-1,  dan  VEGF.  Ekspresi faktor  pertumbuhan  yang  stabil  dapat membantu  perbaikan  sel  otot  jantung melalui sinyal parakrin. [29]
CSC yang digunakan berasal dari biopsi  jaringan  endomiokardium  dari pasien  manusia  dewasa.  Jaringan  hasil biopsi kemudian dipotong hingga berukuran  kecil  dan  di  kultur  dalam piringan  berlapis  fibronektin  sehingga menghasilkan produk sel jantung. Sel-sel tersebut  kemudian  dipanen  dengan pencernaan
enzimatik
menjadi cardiosphere-forming cells . Sel-sel yang dipilih  adalah  sel-sel  yang  menempel pada piringan, dan bukan yang mengapung  bebas  teragregasi  karena sel-sel  ini  biasanya  memicu  diferensiasi dan kardiogenesis. Cardiosphere- forming  cells kemudian  ditanam  ke dalam cawan yang dilapisi poly-D-lysine . Sel-sel  yang  tidak  menempel  akan dipindahkan  ke  labu  yang  dilapisi fibronectin  sebagai  bentuk  akhir  CSC derivat cardiosphere . [30] Selain  berasal dari  biopsi  jaringan  pasien,  studi  oleh Sun et al mengemukakan bahwa sel-sel CSC  juga  dapat  diambil  dari  cadaver meskipun kadarnya akan semakin berkurang  seiring  dengan  pertambahan waktu post mortem. [31]
Penerapan  terapi  dengan  CSC sampai saat ini  telah mencapai  uji klinis tahap  I  dengan  berbagai  metode  infus intrakoroner. Hasil yang diperoleh adalah penurunan massa jaringan parut, peningkatan massa otot jantung fungsional, dan peningkatan kontraktilitas serta ketebalan dinding otot jantung. [32]
Metode-metode terapi dengan  CSC  yang  digunakan  saat  ini masih  memiliki  kelemahan,  yakni  dalam hal mempertahankan viabilitas sel punca sehingga hanya bertahan selama 24 jam pertama. [32] Metode untuk meningkatkan angiogenesis  pada  tempat  jarungan rusak  setelah  implantasi  diperlukan untuk  meningkatkan  viabilitas  sel  punca dan
efektivitas
terapi dapat ditingkatkan. [18]

## 3.4  Teknologi Desain dan Fabrikasi Jaringan Tervaskularisasi
Peningkatan  viabilitas  jaringan dapat  dilakukan  dengan  membentuk patch yang terintegrasi pembuluh darah. Integrasi  dengan  pembuluh  darah  juga dapat  mempercepat  proses  perbaikan
jaringan.  Kebanyakan  strategi  yang dikembangkan berfokus pada penanaman sel pembentuk pembuluh ke dalam kerangka sintetis [33] , pembentukan lembaran  atau spheroid berupa  sel [34] , dan implantasi fragmen mikrovaskuler [19] .
Pendekatan ini diharapkan dapat meningkatkan  pertumbuhan  pembuluh darah,  perfusi  jaringan,  dan  aktivitas seluler  secara in  vivo .  Pendekatan- pendekatan  tersebut  masih  bergantung pada  proses  angiogenesis  alami  yang membutuhkan  waktu  berminggu-minggu hingga  berbulan-bulan.  Hal  ini  tidak menguntungkan  dalam  konteks  terapi infark miokadium akut, sehingga diperlukan  pendekatan  lain  yang  dapat mempercepat  proses  angiogenesis  dan proliferasi sel punca. [19]

## 3.5  Biomimetic Microvessels dengan
Basis Sel Endotel Vena Umbilikalis
Manusia Pembuatan patch jantung tervaskularisasi melalui mikrofluida dengan  teknik  hydrodinamic  focusing, untuk membuat biomimetic microvessels (BMVs)  dengan  sel  endotel  vena umbilikal  manusia  (HUVECs).  Teknik  ini bertujuan  untuk  menyusun  HUVEC sehingga  melapisi  permukaan  luminal pada  struktur  biomimetic  microvessels (BMV)  menyerupai  struktur  kapiler  dan venul. Peralatan yang digunakan adalah saluran  mikro  dengan  dua  daerah pembentuk.  Setiap  daerah  pembentuk memiliki  empat  alur  berbentuk chevron pada  dinding  salurannya.  Tiga  jenis larutan  digunakan  sebagai  fluida,  yaitu larutan  inti,  larutan  salut,  dan  larutan polyethylene glycol (PEG) yang tersuspensi  di  PBS  sebagai  larutan selubung luar (outer sheath). Larutan inti terdiri  dari  HUVEC  yang  tersuspensi dalam  gelatin,  kemudian  dilarutkan dalam  media  pertumbuhan  HUVEC.
Larutan  salut  terdiri  dari  dari  gelatin methacrylamide (GelMA) yang dicampur dengan poli (etilen glikol) –tetra- norbornene dan poli (etilen glikol) -tetra- thiol  dengan  rasio  berat  2:  1:  1  dalam phosphate-buffered saline (PBS). Fibronektin ditambahkan untuk melengkapi campuran GelMA-PEG untuk mendukung perlekatan sel.
Penggunaan  fokus  hidrodinamik  pada saluran  mikrofluida  berfungsi  untuk mengarahkan  ketiga  larutan  tersebut membentuk pola aliran koaksial (Gambar 1). Pemfokusan hidrodinamik digunakan untuk  menyatukan  sel  HUVEC  dengan matriksnya    dengan  sel  HUVEC  pada permukaan  luminal  dari  BMV  dengan larutan-larutan lain sebagai perekat pada sisi  luar  BMV.  Arsitektur  BMV  yang terbentuk  akan  menyerupai  pembuluh kapiler dan venul. Penelitian uji klinis oleh Tang  et  al  melaporkan  bahwa cardiac stem  cell (CSCs)  derivat cardiosphere aman  dan  efektif  dalam  pengobatan  MI melalui  sinyal  parakrin.  Integrasi  BMV dengan CSC dalam gel fibrin merupakan strategi baru untuk membuat cadiac stem cell  patch tervaskularisasi  (BMV-CSC patch) yang dapat meningkatkan proliferasi kardiomiosit dan neovaskularisasi setelah cedera jantung iskemik. [35]
Biomimetic  microvessels dikultur selama  17  hari,  kemudian  disusun secara  biaksial  pada  permukaan  dasar salah satu sumur dari pelat 12 sumur. Kit gel  fibrin  Tisseel  kemudian  digunakan untuk melapisi BMV dan CSC. Komposisi akhir  gel  fibrin  terdiri  dari  37  mgꞏmL-1 fibrinogen,  8.0  ×106  CSC  per  mL,  217 UꞏmL-1  trombin,  dan  1270  UꞏmL-1 aprotinin. Gel fibrin diinkubasi pada suhu 37°C dengan kadar CO2 5% selama 15 menit  untuk  memungkinkan polimerisasi sepenuhnya sebelum ditambahkan media  pertumbuhan  HUVEC  dan  CSC dengan perbandingan 1:1. [35]
Gambar 1. Proses Penyusunan Biomimetic Microvessels (BMV) dengan HUVEC menggunakan pola aliran koaksial dan integrasi dengan CSC menjadi BMV-CSC patch. [19]
BMV-CSC patch yang sudah siap ditransplantasikan diperoleh dengan memotong  fibrin  gel  menjadi  potongan persegi  (5  mm  ×  5  mm  ×  1  mm).  Untuk memastikan  bahwa  CSC  terdapat  pada patch,  maka  dilakukan  kultur  BMV-CSC secara in vitro selama 22 hari. Kumpulan HUVEC  akan  tersusun  disepanjang lumen  BMV,  sedangkan  CSC  terletak berdekatan dengan BMV dan
terdistribusi  dengan  baik  pada  struktur mikro BMV-CSC patch (Gambar 2). [35]
Gambar 2. Struktur mikro BMV-CSC patch mengandung BMV (A) dan CSC manusia (B) setelah 22 hari kultur in vitro . [19]
Manfaat  terapeutik  utama  sel punca jantung yaitu berupa peningkatan efek  parakrin  melalui  pelepasan  dua faktor parakrin: hepatocyte growth factor (HGF)  dan vascular  endothelial  growth factor (VEGF) yang diukur menggunakan ELISA. [36,37] Hasil  ini  diukur  secara berkala  pada  hari  ke-tiga,  ke-tujuh,  ke- sebelas dan ke-empat belas (Gambar 3).
Faktor  parakrin  dari  CSC  akan memicu  regenerasi  sel  jantung  serta menghambat  fibrosis  dan  inflammasi. [37] Hasil  ELISA  menunjukkan  BMV-CSC patch secara terus-menerus melepaskan faktor  pro-miogenik  dan  pro-angiogenik selama  14  hari. [17,38] VEGF  merupakan faktor  pro-angiogenik  sedangkan  HGF mendorong  peningkatan  proliferasi  sel, motilitas, morfogenesis, dan angiogenesis  serta  memberi  proteksi jaringan setelah cedera. [39,40] Tikus yang digunakan pada penelitian  ini  berupa nude  rats ,  tikus dengan defisiensi sel T untuk meminimalisir reaksi penolakan kekebalan tubuh hewan setelah transplantasi patch. Tiga puluh satu nude rat (berusia  5 –  7  minggu)  dianestesi dengan  inhalasi  isofluran  3%  dalam oksigen  100%  dengan  tingkat  aliran
Gambar 3. Pelepasan faktor parakrin yaitu HGF dan VEGF. [38] 2 Lꞏmin-1. Thorakotomi invasif minimal  di  sebelah  kiri  dilakukan  dan area IMA dicapai melalui ligasia permanen  pada  arteri left  anterior descending (Gambar  4A).  Terdapat empat grup yaitu nude rat dengan patch tanpa  sel  ( empty  patch ),  CSC patch , HUVEC-CSC patch ,  dan  BMV-CSC patch . [38]
Aktivitas kardiomiosit dinilai setelah  4  minggu  implantasi  melalui ekspresi α- sarcomeric actinin (α-SA) dan Ki67  (Gambar  4B  dan  4C).  Aktivitas kardiomiosit  paling  tinggi  pada  daerah
peri-infark  terjadi  pada  tikus  resipien BMV-CSC patch . [38] BMV-CSC patch menginduksi aktivitas mitosis kardiomiosit  yang  kuat  pada  jaringan jantung  yang  cedera  ditandai  dengan adanya  peningkatan  pH3  dan  AURKB (Gambar 5). Ekspresi AURKB menunjukkan  bahwa  kardiomiosit  telah mengalami sitokinesis. [41] Proliferasi kardiomiosit yang tidak mengekspresikan human nuclear antigen (HNA),  mengindikasikan  bahwa proliferasi  sel  tidak  berasal  dari  CSC pada patch namun berasal dari jaringan jantung  tersebut.  Terapi  menggunakan BMV-CSC patch dapat  menginduksi aktivitas mitotik kardiomiosit pada daerah peri-infark setelah MI. [38,42,43] BMV-CSC patch memicu proliferasi kardiomiosit endogen, disertai dengan peningkatan pertumbuhan pembuluh darah di pasca-MI. Pembuluh mikro  pada  BMV-CSC  patch  dapat beranastomosis dengan pembuluh darah resipien,  sehingga  perfusinya  menjadi baik (Gambar 6A-6C). Integrasi
biomimetic  microvessel (BMV)  dengan sel punca jantung (CSC) dalam gel fibrin merupakan strategi baru untuk membuat cadiac  stem  cell  patch tervaskularisasi
(BMV-CSC patch ) yang dapat meningkatkan  proliferasi  kardiomiosit dan  neovaskularisasi  setelah  cedera jantung iskemik. Gel fibrin yang ditambahkan dapat menstabilkan bioaktivitas  dari basic fibroblast  growth factor (bFGF)  karena  kemampuan  gel fibrin  yang  lebih  dapat  mencegah pertumbuhan  fibroblast  yang  berlebihan dibanding  dengan  menggunakan basic FGF  yang  ditambahkan  langsung  ke dalam medium kultur.
Gambar  4. (A) Skema  ilustrasi animal  study  design . (B) Gambar  representatif menunjukkan siklus kardiomiosit (panah kuning) seperti yang ditunjukkan oleh α-SA dan Ki67 kardiomiosit di daerah peri-infark pada empty patch- , CSC patch , HUVEC-CSC patch dan  BMV-CSC patch setelah  implantasi  4  minggu. (C) Kuantifikasi  Ki67-positif  pada kardiomiosit setelah 4 minggu. [19]
Gambar 5. (A) Gambar representatif menunjukkan siklus kardiomiosit (panah kuning) seperti yang ditunjukkan oleh pH3 kardiomiosit di daerah peri-infark pada empty patch- , CSC patch , HUVEC-CSC patch dan BMV-CSC patch setelah implantasi 4 minggu.
(B) Kuantifikasi  pH3-positif  pada  kardiomiosit  setelah  4  minggu. (C) Gambar representatif menunjukkan siklus kardiomiosit (panah kuning) seperti yang ditunjukkan oleh  AURKB  kardiomiosit  di  daerah  peri-infark  pada empty  patch- ,  CSC patch , HUVEC-CSC patch dan BMV-CSC patch setelah implantasi 4 minggu. (D) Kuantifikasi AURKB-positif pada kardiomiosit setelah 4 minggu. [19]
Gambar 6. (A) Gambar menunjukkan vWF-positif pada vaskular di daerah peri-infark pada  4  tipe patch berbeda. (B) Kuantifikasi  vWF-positif  pada  densitas  kapiler  pada minggu ke-4. (C) Pewarnaan sel darah merah pada tikus (kuning) menunjukkan perfusi sel darah merah di vWF-positif (merah) di daerah peri-infark BMV-CSC patch setelah implantasi 4 minggu. [19]
Manfaat  terapeutik  utama  BMV- CSC patch adalah  berupa  efek  parakrin yang  memicu  regenerasi  sel  jantung, menghambat fibrosis dan inflamasi serta mendorong  peningkatan  proliferasi  sel, motilitas, morfogenesis, dan angiogenesis  untuk  memberi  proteksi jaringan setelah cedera. Berdasarkan hal tersebut, dapat disimpulkan bahwa BMV- CSC patch dapat memaksimalkan fungsi dari PPCI dengan mengembalikan fungsi kontraktilitas  jantung  sehingga  menjadi solusi  masalah  jeda  waktu  terhadap terapi pada IMA serta mencegah cedera reperfusi  dengan  efek  proteksi  yang diberikan. [19]
Sejauh  tinjauan  pustaka  yang dilakukan,  belum  ditemukan  penelitian yang melaporkan efek samping signifikan yang mengarah ke malignansi. Penelitian  sel  punca  jantung  ini  masih belum  mencapai tahap uji  efek samping sehingga  masih  perlu  dikembangkan agar  mencapai  strategi  terapi  yang optimal. Pedekatan BMV berbasis HUVEC memiliki potensi yang baik untuk diterapkan sebagai terapi IMA di kemudian hari.

## 6.  KESIMPULAN
Patch BMV  dengan  sel  endotel vena  umbilikalis  manusia  (HUVECs) memiliki struktur
endotel yang menyerupai  arsitektur  dan  fungsi  alami pembuluh  kapiler  dan  venule.  BMV mendukung penempelan, proliferasi dan maturasi  dari  sel  endotel  HUVEC, angiogenesis dan peningkatan pembuluh darah  di  jaringan  iskemik.  Pembuatan cardiac  stem  cell  patch tervaskularisasi (BMV-CSC patch ) sehingga dapat menjadi  titik  terang  perkembangan teknologi  sel  punca  pada  jaringan iskemik,  yakni  dalam  hal  menjaga viabilitas sel punca.
Pendekatan
ini merupakan aplikasi  dalam  rekayasa  jaringan  dan kedokteran  regeneratif  yang  sangat potensial.  Terlepas  dari  semua  manfaat fungsional yang didemonstrasikan BMV- CSC,  masih  diperlukan  penelitian  lebih lanjut agar dapat memastikan bahwa sel betul-betul terdiferensiasi menjadi kardiomiosit dan jaringan yang terbentuk sesuai  dengan  susunan  sirkuit  pacu jantung. Metode administrasi juga dapat dikembangkan menjadi lebih non invasif. Bila  pengembangan  lebih  lanjut  dari BMV-CSC patch berhasil  dilakukan, diharapkan metode ini dapat meningkatkan  efektifitas  pengobatan
IMA sehingga dapat menurunkan angka morbiditas  dan  mortalitas  dari  penyakit tersebut . Tujuan  akhir  yang  diharapkan dari  pengembangan  metode  ini  adalah peningkatan efektifitas terapi IMA sehingga  dapat  menurunkan  angka morbiditas  dan  mortalitas  dari  IMA  di seluruh dunia.

## DAFTAR PUSTAKA
1. World Health Organization (WHO). Life Expectancy
[Internet].  [cited  2019  Oct  9]. Available from: http://www.who.int/gho/mortality_ burden_disease/life_tables/en/
2. Mendis S, Armstrong T, Bettcher D, Branca F, Lauer J, Mace C, et al. Global  Status  Report  on Noncommunicable Diseases 2014. World Health Organization. 2014. 3. Kementerian Kesehatan Republik Indonesia. Penyakit Jantung Penyebab  Kematian  Tertinggi [Internet].  2019  [cited  2019  Oct 10].
4. Kumar  V,  Abbas  A,  Aster  J. Robbins Basic Pathology . 9th ed. Elsevier Saunders. Elsevier; 2013. 377 p.
5. Nascimento  BR,  Brant  LCC, Marino  BCA,  Passaglia  LG,
Ribeiro ALP. Implementing myocardial  infarction  systems  of care in low/middle-income countries. Heart. 2019;105(1):20 –
6.
6. Goldstein  JA,  Demetriou  D, Grines  CL,  Pica  M,  Shoukfeh  M, O’Neill  WW. Multiple  Complex Coronary Plaques in Patients with Acute  Myocardial  Infarction. N
Engl  J  Med.  2000;343(13):915 –
22.
7. Haig  C,  Carrick  D,  Carberry  J, Mangion K, Maznyczka A, Wetherall  K,  et  al. Current
Smoking  and  Prognosis  After Acute ST-Segment Elevation Myocardial Infarction: New Pathophysiological Insights. JACC Cardiovasc Imaging. 2019;12(6):993 –1003.
8. Massberg  S,  Polzin  A. Update
ESC-Guideline 2017: Dual Antiplatelet Therapy. Dtsch
Medizinische Wochenschrift. 2018;143(15):1090 –3. 9. Prabhu  SD,  Frangogiannis  NG. The  Biological  Basis  for  Cardiac Repair After Myocardial Infarction. Circ Res. 2016;119:91 –112. 10. Sun  X,  Altalhi  W,  Nunes  SS. Vascularization strategies of engineered  tissues  and  their application in cardiac regeneration. Adv Drug Deliv Rev [Internet]. 2016;96:183 –94. 11. Yellon DM, Hausenloy DJ.
Myocardial  Reperfusion  Injury. N Engl J Med. 2007;357:1121 –35. 12. Hausenloy DJ, Yellon DM. Targeting Myocardial Reperfusion  Injury  -  The  Search Continues. N  Engl  J  Med. 2015;373:1073 –5. 13. Pinto DS, Frederick PD, Chakrabarti  AK,  Kirtane  AJ, Ullman E, Dejam A, et al. Benefit of Transferring ST-Segment- Elevation  Myocardial  Infarction patients for Percutaneous Coronary  Intervention  Compared with  Administration  of  Onsite Fibrinolytic  Declines  as  Delays Increase. Circulation. 2011;124:2512 –21.
14. Heusch  G,  Libby  P,  Gersh  B, Yellon D, Böhm M, Lopaschuk G,
et al. Cardiovascular Remodelling in  Coronary  Artery  Disease  and Heart failure. Lancet. 2014;383:1933 –43.
15. Bolli R, Ghafghazi S. Stem Cells:
Cell  therapy  for  cardiac  repair: what is needed to move forward?
Nat Rev Cardiol . 2017;14(5):257 –
8. 16. Annabi N, Tsang K, Mithieux SM, Nikkhah M, Ameri A, Khademhosseini  A,  et  al. Highly Elastic  Micropatterned  Hydrogel for Engineering Functional Cardiac Tissue. Adv Funct Mater.
2013;23:4950 –9.
17. Tang  J,  Vandergriff  A,  Wang  Z, Hensley MT, Cores J, Allen TA, et al. A Regenerative Cardiac Patch
Formed  by  Spray  Painting  of Biomaterials  onto  the  Heart. Tissue  Eng  -  Part  C  Methods. 2017;23(3):146 –55.
18. Riemenschneider  SB,  Mattia  DJ,
Wendel  JS,  Schaefer  JA,  Ye  L,
Guzman  PA,  et  al. Inosculation and Perfusion of Pre-vascularized Tissue Patches Containing Aligned Human Microvessels After Myocardial Infarction . Biomaterials.2016;97:51 –61.
19. Su  T,  Huang  K,  Daniele  MA, Hensley  MT,  Young  AT,  Tang  J,
et  al. Cardiac  Stem  Cell  Patch Integrated  with  Microengineered Blood Vessels Promotes Cardiomyocyte  Proliferation  and Neovascularization  after  Acute Myocardial  Infarction. ACS  Appl Mater Interfaces. 2018;10(39):33088 –96.
20. Beltrami AP, Urbanek K, Kajstura J, Yan  SM, Finato N,  Bussani  R, et  al. Evidence  that  Human Cardiac  Myocytes  Divide  After Myocardial  Infarction. N  Engl  J Med. 2001;379(19):1870. 21. Barile  L,  Messina  E,  Giacomello A, Marbán E. Endogenous Cardiac Stem Cells. Prog Cardiovasc  Dis.  2007;50(1):31 – 48. 22. Beltrami  AP,  Barlucchi  L,  Torella D,  Baker  M,  Limana  F,  Chimenti S, et al. Adult Cardiac Stem Cells are  Multipotent  and  Support Myocardial  Regeneration. Cell. 2003;114(6):763 –76. 23. Tang YL, Shen L, Qian K, Phillips MI. A novel two-step procedure to expand  cardiac  Sca-1+  cells clonally. Biochem  Biophys  Res Commun. 2007;359(4):877 –83. 24. Laugwitz  KL,  Moretti  A,  Lam  J, Gruber P, Chen Y, Woodard S, et
al. Postnatal  isl1+  Cardioblasts Enter Fully Differentiated Cardiomyocyte Lineages. Nature. 2005;433(7026):647 –53.
25. Oh  H,  Chi  X,  Bradfute  SB, Mishina Y, Pocius J, Michael LH, et al. Cardiac Muscle Plasticity in Adult  and  Embryo  by  Heart-
Derived  Progenitor  Cells. In: Annals of the New York Academy of Sciences. 2004. p. 182 –9. 26. Smits AM, van Vliet P, Metz CH,
Korfage T, Sluijter JPG, Doevendans  PA,  et  al. Human
Cardiomyocyte  Progenitor  Cells Differentiate into Functional Mature  Cardiomyocytes:  An  In Vitro  Model  for  Studying  Human Cardiac Physiology and Pathophysiology. Nat Protoc. 2009;4(2):232 –43. 27. Martin CM, Meeson AP, Robertson SM, Hawke TJ,
Richardson  JA,  Bates  S,  et  al. Persistent Expression of the ATP-
Binding  Cassette  Transporter, Abcg2,  Identifies  Cardiac  SP Cells in the Developing and Adult Heart. Dev Biol. 2004;265(1):262 –75.
28. Riegler  J,  Tiburcy  M,  Ebert  A, Tzatzalos  E,  Raaz  U,  Abilez  OJ, et  al. Human  Engineered  Heart
Muscles  Engraft  and  Survive Long Term in a Rodent
Myocardial  Infarction  Model. Circ
Res. 2015;117(8):720 –30.
29. Li  TS,  Cheng  K,  Malliaras  K, Smith RR, Zhang Y, Sun B, et al. Direct  Comparison  of  Different Stem Cell Types and Subpopulations Reveals Superior Paracrine Potency and Myocardial  Repair  Efficacy  with Cardiosphere-Derived  Cells. J Am Coll Cardiol. 2012;59(10):942 –53.
30. Smith  RR,  Barile  L,  Cho  HC,
Leppo  MK,  Hare  JM, Messina  E, et  al. Regenerative  Potential  of Cardiosphere-Derived Cells Expanded  from  Percutaneous Endomyocardial Biopsy Specimens. Circulation. 2007;115(7):896 –908.
31. Sun  Y,  Chi  D,  Tan  M,  Kang  K, Zhang  M,  Jin  X,  et  al. Cadaveric
Cardiosphere-Derived  Cells  Can Maintain  Regenerative  Capacity and Improve the Heart Function of Cardiomyopathy. Cell Cycle. 2016;15(9):1248 –56. 32. Ashur C, Frishman WH. Cardiosphere-Derived  Cells  and Ischemic  Heart  Failure. Cardiol Rev. 2018;26(1):8 –21.
33. Takebe T, Sekine K, Enomura M,
Koike  H,  Kimura  M,  Ogaeri  T,  et al. Vascularized  and  Functional Human  Liver  from  an  iPSC- Derived  Organ  Bud  Transplant. Nature. 2013;499(7459):481 –4.
34. Laschke MW, Menger MD. Adipose Tissue-Derived Microvascular Fragments:
Natural  Vascularization  Units  for Regenerative  Medicine. Trends Biotechnol. 2015;33(8):442 –8. 35. Su  T,  Huang  K,  Daniele  MA. Cardiac Stem Cell Patch Integrated  with  Microengineered Blood Vessels Promotes Cardiomyocyte  Proliferation  and Neovascularization  after  Acute Myocardial  Infarction. ACS  Appl Mater Interfaces. 2018;10(39):33088 –96.
36. Tang  J,  Cui  X,  Caranasos  TG, Hensley  MT,  Vandergriff  AC, Hartanto  Y,  et  al. Heart  Repair
Using Nanogel-Encapsulated Human  Cardiac  Stem  Cells  in Mice  and  Pigs  with  Myocardial Infarction. ACS Nano. 2017;11(10):9738 –49.
37. Qian L, Shim W, Gu Y, Shirhan M, Lim KP, Tan LP, et al.
Hemodynamic contribution of stem  cell  scaffolding  in  acute injured myocardium. Tissue Eng - Part A. 2012;18(15 –16):1652–63. 38. Tang  J,  Shen  D,  Caranasos  TG, Wang  Z,  Vandergriff  AC,  Allen TA, et al. Therapeutic microparticles  functionalized  with biomimetic  cardiac  stem  cell
membranes  and  secretome .  Nat
Commun. 2017;
39. Jeon O, Soo HR, Ji HC, Kim BS.
Control of Basic Fibroblast Growth  Factor  Release  from Fibrin  Gel  with  Heparin  and
Concentrations of Fibrinogen and Thrombin. J  Control  Release.
2005;105(3):249 –59. 40. Gomez-Gaviro MV, Lovell-Badge R,  Fernandez-Aviles  F. The Vascular Stem Cell Niche. 2012;5(5):618 –30.
41. Wang  D,  Li  L,  Dai  T,  Wang  A. Adult  Stem  Cells  in  Vascular
Remodeling.
Theranostics. 2018;8(3):815 –29. 42. DiVito  KA,  Daniele  MA,  Roberts SA. Microfabricated Blood Vessels Undergo Neoangiogenesis. Biomaterials. 2017;138:142 –52.
43. Daniele MA, Adams AA, Naciri J.
Interpenetrating  Networks  Based on  Gelatin  Methacrylamide  and PEG  Formed  using  Concurrent Thiol Click Chemistries for Hydrogel Tissue Engineering Scaffolds. Biomaterials. 2014;35(6):1845 –56.