Sel iPS

Sel induk pluripoten diinduksi atau Sel iPS atau Sel iPSC () adalah sejenis sel punca pluripoten yang dapat dihasilkan langsung dari sel dewasa. Teknologi iPSC dipelopori oleh laboratorium Shinya Yamanaka di Kyoto, Jepang, ilmuwan yang pada 2006 memasukkan empat gen spesifik yang menyandi faktor transkripsi dapat mengubah sel dewasa menjadi sel punca pluripoten. Ia dianugerahi Hadiah Nobel 2012 bersama dengan Sir John Gurdon "untuk penemuan bahwa sel dewasa dapat diprogram ulang untuk menjadi pluripoten".

Sel punca pluripoten menjanjikan di bidang pengobatan regeneratif. Karena mereka dapat berkembang biak tanpa batas waktu, serta dapat membentuk setiap jenis sel lain dalam tubuh (seperti sel-sel neuron, jantung, pankreas, dan hati), mereka mewakili satu sumber sel yang dapat digunakan untuk menggantikan sel yang hilang yang rusak atau penyakit.

Jenis sel punca pluripoten yang paling terkenal adalah sel punca embrionik (embryonic stem cell, ESC). Namun, karena generasi sel punca embrionik melibatkan penghancuran (atau setidaknya manipulasi) dari embrio tahap pra-implantasi, ada banyak kontroversi seputar penggunaannya. Lebih lanjut, karena sel-sel punca embrionik hanya dapat berasal dari embrio, sejauh ini tidak layak untuk membuat sel punca embrionik yang cocok dengan pasien.

Karena iPSC dapat diturunkan langsung dari jaringan dewasa, mereka tidak membutuhkan embrio, tetapi dapat dibuat dengan cara yang sesuai dengan pasien, yang berarti bahwa setiap individu dapat memiliki garis sel punca pluripoten sendiri. Pasokan sel autolog yang tidak terbatas ini dapat digunakan untuk menghasilkan transplantasi tanpa risiko penolakan imun. Sementara teknologi iPSC belum maju ke tahap di mana transplantasi terapeutik telah dianggap aman, iPSC siap digunakan dalam upaya penemuan obat yang dipersonalisasi dan memahami dasar penyakit spesifik pasien.

Yamanaka menamakan iPSC dengan huruf kecil "i" karena popularitas iPod dan produk lainnya.

 Produksi 
ka|jmpl|350x350px|Skema generasi sel punca pluripotent terinduksi (IPS). (1) Mengisolasi dan membiakan sel donor. (2) Mengirimkan gen terkait sel punca ke dalam sel dengan vektor virus. Sel merah menunjukkan sel yang mengekspresikan gen eksogen. (3) Panen dan kultur sel sesuai dengan kultur sel ES, dengan menggunakan sel-sel pengumpan yang tidak aktif secara mitosis (lightgray). (4) Sebagian kecil dari sel yang ditransfusikan menjadi sel iPS dan menghasilkan koloni mirip ES.
iPSC biasanya dihasilkan dengan memasukkan produk-produk dari sekelompok gen terkait-pluripotensi tertentu, atau "faktor pemrograman ulang", ke dalam jenis sel tertentu. Sekelompok faktor pemrograman ulang (juga dijuluki faktor Yamanaka) adalah faktor transkripsi Oct4 (Pou5f1), Sox2, cMyc, dan Klf4. Masing-masing faktor transkripsi dapat secara fungsional diganti oleh faktor transkripsi terkait, miRNA, molekul kecil, atau bahkan gen yang tidak terkait seperti penentu garis keturunan.

 Generasi pertama (tikus) 
iPSC pertama kali dihasilkan oleh tim Shinya Yamanaka di Universitas Kyoto, Jepang pada tahun 2006. Mereka berhipotesis bahwa gen yang penting untuk fungsi sel punca embrionik (ESC) mungkin dapat menginduksi keadaan embrionik dalam sel dewasa. Mereka memilih dua puluh empat gen yang sebelumnya diidentifikasi sebagai penting dalam ESC dan menggunakan retrovirus untuk mengirimkan gen-gen ini ke fibroblast tikus. Fibroblas direkayasa sehingga setiap sel yang mengaktifkan kembali gen-ESC, Fbx15, dapat diisolasi menggunakan seleksi antibiotik.

Setelah pemasukan semua dua puluh empat faktor transkripsi, koloni seperti ESC muncul yang mengaktifkan kembali reporter Fbx15 dan dapat memperbanyak tanpa batas. Untuk mengidentifikasi gen yang diperlukan untuk pemrograman ulang, para peneliti menghapus satu faktor transripsi pada satu waktu dari kumpulan dua puluh empat. Dengan proses ini, mereka mengidentifikasi empat faktor transkripsi, Oct4, Sox2, cMyc, dan Klf4, yang masing-masing diperlukan dan bersama-sama cukup untuk menghasilkan koloni mirip ESC dalam seleksi untuk mengaktifkan kembali Fbx15.

 Generasi kedua (tikus) 
Pada Juni 2007, tiga kelompok penelitian terpisah, termasuk Yamanaka, kolaborasi Harvard/University of California, Los Angeles, dan sebuah tim di MIT, menerbitkan studi yang secara substansial meningkat pada pendekatan pemrograman ulang, sehingga memunculkan iPSC yang tidak dapat dibedakan dari ESC. Tidak seperti generasi pertama iPSC, generasi kedua iPSC ini menghasilkan tikus chimera yang layak dan berkontribusi pada germline tikus, sehingga mencapai 'standar emas' untuk sel punca pluripoten.

iPSC generasi kedua ini berasal dari fibroblas tikus dengan ekspresi yang dimediasi retroviral dari empat faktor transkripsi yang sama (Oct4, Sox2, cMyc, Klf4). Namun, alih-alih menggunakan Fbx15 untuk memilih sel pluripoten, para peneliti menggunakan Nanog, gen yang secara fungsional penting dalam ESC. Dengan menggunakan strategi yang berbeda ini, para peneliti menciptakan iPSC yang secara fungsional identik dengan ESC.

 Uji klinis 
Uji klinis manusia pertama yang menggunakan iPSC autolog telah disetujui oleh Kementerian Kesehatan Jepang dan dilakukan pada tahun 2014 di Pusat Biologi Perkembangan Riken di Kobe. iPSC yang berasal dari sel kulit dari enam pasien yang menderita degenerasi makula terkait usia basah (wet AMD) diprogram ulang untuk berdiferensiasi menjadi sel epitel pigmen retina (RPE). Lembar sel akan ditransplantasikan ke retina yang terkena di mana jaringan RPE yang mengalami degenerasi dieksisi. Pemantauan keamanan dan pemulihan visi berlangsung selama satu hingga tiga tahun.

Pada bulan Maret 2017, sebuah tim yang dipimpin oleh Masayo Takahashi menyelesaikan transplantasi sel retina yang diturunkan dari iPS dari donor ke mata orang yang mengalami degenerasi makula lanjut. Namun dilaporkan bahwa mereka sekarang mengalami komplikasi. Manfaat menggunakan iPSC autolog adalah secara teori tidak ada risiko penolakan dan menghilangkan kebutuhan untuk menggunakan sel punca embrionik. Namun, iPSC berasal dari orang lain.

 Kota dan negara 
Kota teratas di dunia berdasarkan ketergantungan pada teknologi sel punca terinduksi (iPSC) dan konsentrasi pusat penelitian iPSC, 
PeringkatKota dan negara/provinsiTingkat ketergantungan pada iPSCKonsentrasi fasilitas penelitianLembaga akademis dan kelompok risetInvestasi dan sumber danaKolaborasi dan jaringan internasionalKontribusi ilmiah terukurRisiko etika dan peraturanDampak sosial-ekonomi lokalSumber rujukan pada baris1Kyoto, JepangSangat tinggi. Kota pelopor iPSC, laboratorium Shinya Yamanaka pemimpin teknologi iPSC.>10 laboratorium utama, termasuk Laboratorium Stem Cell Universitas Kyoto dan RIKEN.Universitas Kyoto, RIKEN, CiRA.Dana besar dari pemerintah Jepang, hibah bergengsi, investasi industri biomedis.Kemitraan global dengan universitas dan pusat riset AS, Eropa, dan Asia.>2.000 publikasi dalam 5 tahun, puluhan paten, sitasi internasional berkelas Nobel.Regulasi ketat mendukung pengembangan dengan pengawasan etika kuat.Mendorong industri biotek lokal, ribuan lapangan kerja di sektor R&D dan kesehatan.laporan lembaga penelitian nasional Jepang, 20252San Francisco, Amerika SerikatTinggi. Pusat riset pengembangan klinis iPSC dengan banyak institusi swasta dan publik.Sekitar 15 pusat penelitian besar, rumah sakit dan startup bioteknologi penting.UCSF, Stanford University.Dana besar NIH, investor swasta, modal ventura biotek.Jaringan luas dengan institusi akademik dan industri global.>1.800 publikasi dan paten selama 5 tahun, banyak sitasi dan kontribusi pengembangan obat.Regulasi federal dan negara bagian ketat mengatur penggunaan iPSC.Memacu pertumbuhan startup biotek dan lapangan kerja berteknologi tinggi.laporan lembaga riset AS, publikasi ilmiah 20253Boston, Amerika SerikatTinggi. Memiliki pusat riset stem cell besar di rumah sakit dan universitas terkemuka.Laboratorium utama seperti Harvard Stem Cell Institute dan MIT.Harvard University, MIT.Dana pemerintah dan swasta, program kolaborasi riset.Kolaborasi nasional dan internasional dalam proyek penelitian dan pengembangan.>1.500 publikasi dan paten terkait iPSC dalam lima tahun terakhir.Regulasi ketat aspek etika dan keamanan terapi.Menciptakan lapangan kerja dan memperkuat sektor riset biomedis.laporan lembaga penelitian AS, 20244Beijing, CinaTinggi. Konsentrasi riset stem cell yang tumbuh pesat.Laboratorium utama di Universitas Tsinghua dan Institut Bioteknologi China.Universitas Tsinghua, Akademi Ilmu Pengetahuan Cina.Pendanaan besar pemerintah Cina dan sektor swasta.Kerja sama internasional dengan Jepang dan Eropa.Sekitar 1.200 publikasi dan puluhan paten iPSC dalam 5 tahun.Regulasi beragam dengan kontrol cukup ketat terkait bioetika.Menggerakkan industri biotek nasional dan lapangan kerja.dokumen pemerintah Cina dan laporan ilmiah 20245London, InggrisSedang. Berperan sebagai hub riset dan penerapan klinis iPSC.Beberapa pusat riset di universitas London dan rumah sakit.University College London, Imperial College London.Hibah pemerintah dan lembaga riset internasional.Kolaborasi luas dengan institusi Eropa dan AS.Sekitar 900 publikasi dan beberapa paten.Tingkat kepatuhan tinggi terhadap regulasi bioetika.Mendorong riset klinis dan terapi berbasis iPSC.laporan akademis Inggris, 2025

 Referensi 

Kategori:Sel
Kategori:Bioteknologi