Karakterisasi dan Diferensiasi Sel Punca Mesenkimal Asal Jaringan Adiposa Cokelat Monyet Ekor Panjang (Macaca fascicularis)

Abstract

Sel punca mesenkimal (SPM) asal jaringan adiposa dikenal sebagai sel punca multipoten yang menjanjikan karena kelimpahannya dan dapat dipanen dengan mudah, salah satunya berasal dari jaringan adiposa cokelat yang banyak dipelajari terkait penyakit degeneratif. SPM satwa primata memiliki gambaran morfologi dan karakteristik sel sama dengan SPM pada manusia. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membentuk kultur SPM dari jaringan adiposa cokelat (JAC) monyet ekor panjang (M. fascicularis), khususnya untuk melakukan karakterisasi dan mengevaluasi kemampuan diferensiasinya. SPM diisolasi dari JAC yang diperoleh dari biopsi tiga M. fascicularis jantan usia dewasa di daerah skapula. SPM dikultur dan digunakan teknik Polymerase Chain Reaction untuk mengonfirmasi ekspresi penanda SPM. Sel-sel selanjutnya ditumbuhkan dengan media pertumbuhan khusus untuk osteosit, kondrosit dan adiposit. Pewarnaan dilakukan pada masing masing sel terdiferensiasi, yaitu Alizarin red (osteosit), Alcian blue (kondrosit), Oil Red O (adiposit) untuk kemudian dilakukan teknik skoring. Semua perlakuan pada hewan dalam penelitian ini telah mendapat persetujuan dari Komisi Pengawasan Kesejahteraan dan Penggunaan Hewan Penelitian Pengujian Penangkaran dan Pendidikan (KPKPHP4) dari Pusat Studi Satwa Primata Institut Pertanian Bogor dengan nomor IPB PRC-19-B008. Kultur sel disubkultur saat konfluensi sel mencapai 80%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa SPM turunan JAC M. fascicularis memiliki morfologi fibroblast-like dengan bentuk spindle. Penanda untuk SPM (CD73, CD90, dan CD105) diekspresikan di level mRNA dan sel-sel ini mampu berdiferensiasi menjadi osteosit, adiposit dan kondrosit. Hasil pewarnaan menunjukkan adanya deposit kalsium berwarna jingga kecoklatan pada osteosit, aggrecan pada kondrosit berwarna biru, dan deposit lemak warna merah pada adiposit. Berdasarkan hasil skoring adiposit memiliki skor paling tinggi dari jalur diferensiasi lainnya. Hal ini dapat terjadi mengingat SPM yang didiferensiasi berasal dari sel adiposa sehingga potensi diferensiasi menjadi jenis sel asalnya lebih besar. Berdasarkan hal tersebut dapat disimpulkan bahwa JAC M. fascicularis terbukti merupakan sumber untuk SPM dan SPM yang telah diisolasi mampu berdiferensiasi sesuai lineagenya, sehingga kultur SPM yang berasal dari JAC M. fascicularis ini dapat digunakan lebih lanjut sebagai model in vitro dalam penelitian dan pengembangan aplikasi kedokteran regeneratif.

Mesenchymal stem cells (MSCs) from adipose tissue, known as multipotent stem cells, are a promising source of stem cells due to their abundance and can be easily harvested. One of these cells is brown adipose tissue-derived cells, which have gained new interest in the field of degenerative disease. Primate's MSCs have the same morphological and cell characteristics as MSCs in humans. This study aimed to establish MSCs culture from brown adipose tissue (BAT) of Macaca fascicularis, particularly to characterize and evaluate their differentiation ability. MSCs were isolated from BAT obtained from a biopsy of three adult male M. fascicularis on the scapular area. MSCs were cultured and confirmed with the expression of markers for MSCs using the Polymerase Chain Reaction technique. The cells were further differentiated using growth media specific for osteocytes, chondrocytes, and adipocytes. Staining on the cells to identify each of the differentiated cells, using Alizarin red (osteocytes), Alcian blue (chondrocytes), Oil Red O (adipocytes), and further quantified using a scoring technique. All procedures involving animals in this study approved by the Primate Research Center Bogor Agricultural University Institutional Animal Care and Use Committee with approval number: IPB PRC-19-B008. Cell culture subcultured when the cell confluence reached 80%. The results showed that BAT-derived MSCs had fibroblast-like morphology with a spindle shape. Markers for MSCs (CD73, CD90, and CD105) were expressed in the mRNA level. Notably, the cells were able to differentiate into osteocytes, adipocytes, and chondrocytes. The staining results showed brownish-orange calcium deposits on osteocytes, blue-colored aggrecan on chondrocytes, and adipocytes' red fat deposits. Based on the scoring results, adipocytes have the highest score compared to the other differentiation pathways. It was likely because differentiated SPM originated from adipose cells, so the differentiation into origin cell types was more significant. Based on this, BAT M. fascicularis is proven to be a source for MSCs, and MSCs that have been isolated were able to differentiate according to their lineage. Culture of MSCs from BAT of M. fascicularis can be a useful source for MSCs; these cells may be used further as in vitro model in regenerative medicine studies.