Efek suplementasi insulin pada media non serum dalam kultur 3D sel punca mesenkimal pulpa gigi

Penulis

  • Fuad Gandhi Torizal Program Studi Bioteknologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Aisyiyah Yogyakarta

Kata Kunci:

Sel punca pulpa gigi, media non serum, kultur spheroid 3D, proliferasi sel, suplementasi insulin

Abstrak

Sel punca mesenkimal yang berasal dari pulpa gigi (DPSCs) merupakan kandidat yang menjanjikan dalam terapi berbasis sel maupun terapi berbasis sekretom, karena kemampuannya dalam memperbaiki jaringan dan mensekresikan berbagai molekul bioaktif. Namun, praktik kultur saat ini sebagian besar masih bergantung pada media berbasis serum, yang dapat menyebabkan variabilitas dan potensi transmisi komponen xenogenik dan patogen terhadap manusia, sehingga membatasi aplikasinya dalam terapi. Meskipun media non serum berbasis protein rekombinan menawarkan solusi alternatif untuk mengatasi masalah ini, media ini sering kali mengakibatkan penurunan laju proliferasi, yang menjadi kendala dalam produksi skala besar. Studi ini mengeksplorasi potensi suplementasi insulin dalam media non serum untuk meningkatkan proliferasi dalam kultur suspensi 3D spheroid DPSCs. Hasil analisis menunjukkan bahwa penambahan insulin pada media non serum tidak hanya memulihkan, tetapi juga meningkatkan laju proliferasi, sehingga setara atau bahkan melampaui proliferasi yang diamati pada media berbasis serum dengan 10% FBS. Berdasarkan analisis immunophenotyping, suplementasi insulin mampu mempertahankan multipotensi serta karakteristik MSC selama periode kultur. Selain itu, peningkatan sekresi molekul imunomodulator pada media non serum yang disuplai insulin relatif meningkat dibandingkan dengan kondisi kultur konvensional. Sistem media non serum berbasis insulin yang disajikan dalam studi ini memberikan konsep metodologi kultur optimal dalam meningkatkan produksi DPSCs serta hasil produk terapeutiknya. Pendekatan ini mengatasi tantangan utama dalam kultur DPSCs non serum dan merupakan langkah signifikan menuju pengembangan proses biomanufaktur skala besar, efisien, dan relevan secara klinis. Hasil ini membuka peluang untuk penelitian lebih lanjut dalam optimalisasi kondisi kultur DPSCs, yang berpotensi mempercepat realisasi terapi berbasis DPSCs berbasis laboratorium ke aplikasi klinis.

Referensi

Al Madhoun, A., Sindhu, S., Haddad, D., Atari, M., Ahmad, R., & Al-Mulla, F. (2021). Dental Pulp Stem Cells Derived From Adult Human Third Molar Tooth: A Brief Review. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 9(October), 1–20. https://doi.org/10.3389/fcell.2021.717624

Bendall, S. C., Stewart, M. H., Menendez, P., George, D., Vijayaragavan, K., Werbowetski-Ogilvie, T., Ramos-Mejia, V., Rouleau, A., Yang, J., Bossé, M., Lajoie, G., & Bhatia, M. (2007). IGF and FGF cooperatively establish the regulatory stem cell niche of pluripotent human cells in vitro. Nature, 448(7157), 1015–1021. https://doi.org/10.1038/nature06027

Bhandi, S., Al Khatani, A., Abdulaziz Sumayli, H., Yahya Sabyei, M., Mohammed Al Zailai, A., Ali Sumayli, M., Ibrahim Hakami, H., Abdurabu Jafer, M., Vyas, N., Ali Baeshen, H., Testarelli, L., & Patil, S. (2021). Comparative analysis of cytokines and growth factors in the conditioned media of stem cells from the pulp of deciduous, young, and old permanent tooth. Saudi Journal of Biological Sciences, 28(6), 3559–3565. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2021.03.031

Bousnaki, M., Bakopoulou, A., Pich, A., Papachristou, E., Kritis, A., & Koidis, P. (2022). Mapping the Secretome of Dental Pulp Stem Cells Under Variable Microenvironmental Conditions. Stem Cell Reviews and Reports, 18(4), 1372–1407. https://doi.org/10.1007/s12015-021-10255-2

de Almeida Fuzeta, M., Bernardes, N., Oliveira, F. D., Costa, A. C., Fernandes-Platzgummer, A., Farinha, J. P., Rodrigues, C. A. V., Jung, S., Tseng, R. J., Milligan, W., Lee, B., Castanho, M. A. R. B., Gaspar, D., Cabral, J. M. S., & da Silva, C. L. (2020). Scalable Production of Human Mesenchymal Stromal Cell-Derived Extracellular Vesicles Under Serum-/Xeno-Free Conditions in a Microcarrier-Based Bioreactor Culture System. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 8(November). https://doi.org/10.3389/fcell.2020.553444

Dou, L., Wu, Y., Yan, Q., Wang, J., Zhang, Y., & Ji, P. (2017). Secretome profiles of immortalized dental follicle cells using iTRAQ-based proteomic analysis /631/114/2784 /631/337/475 /82 /82/58 /13/100 article. Scientific Reports, 7(1), 1–8. https://doi.org/10.1038/s41598-017-07467-3

Lee, J. Y., Kang, M. H., Jang, J. E., Lee, J. E., Yang, Y., Choi, J. Y., Kang, H. S., Lee, U., Choung, J. W., Jung, H., Yoon, Y. C., Jung, K. H., Hong, S. –S, Yi, E. C., & Park, S. G. (2022). Comparative analysis of mesenchymal stem cells cultivated in serum free media. Scientific Reports, 12(1), 1–15. https://doi.org/10.1038/s41598-022-12467-z

Liu, T., Ma, Z., Liu, L., Pei, Y., Wu, Q., Xu, S., Liu, Y., Ding, N., Guan, Y., Zhang, Y., & Chen, X. (2024). Conditioned medium from human dental pulp stem cells treats spinal cord injury by inhibiting microglial pyroptosis. Neural Regeneration Research, 19(5), 1105–1111. https://doi.org/10.4103/1673-5374.385309

Moniem, E. M. A., EL-Batran, M. M., Halawa, A. M., Gomaa, D. H., Eldeen, G. N., & Aly, R. M. (2019). Optimizing a serum-free/xeno-free culture medium for culturing and promoting the proliferation of human dental pulp stem cells. Stem Cell Investigation, 6, 2–11. https://doi.org/10.21037/sci.2019.06.05

Pachler, K., Lener, T., Streif, D., Dunai, Z. A., Desgeorges, A., Feichtner, M., Öller, M., Schallmoser, K., Rohde, E., & Gimona, M. (2017). A Good Manufacturing Practice–grade standard protocol for exclusively human mesenchymal stromal cell–derived extracellular vesicles. Cytotherapy, 19(4), 458–472. https://doi.org/10.1016/j.jcyt.2017.01.001

Ren, H., Sang, Y., Zhang, F., Liu, Z., Qi, N., & Chen, Y. (2016). Comparative Analysis of Human Mesenchymal Stem Cells from Umbilical Cord, Dental Pulp, and Menstrual Blood as Sources for Cell Therapy. Stem Cells International, 2016. https://doi.org/10.1155/2016/3516574

Torizal, F. G., Kerans, F. A. K., & Khumaira, A. (2022). Production of mesenchymal stem cell derived-secretome as cell-free regenerative therapy and immunomodulation : A biomanufacturing perspective. BIOCELL. https://doi.org/10.32604/biocell.2022.019591

Torizal, F. G., Lau, Q. Y., Ibuki, M., Kawai, Y., Horikawa, M., Minami, M., Michiue, T., Horiguchi, I., Nishikawa, M., & Sakai, Y. (2021). A miniature dialysis-culture device allows high-density human-induced pluripotent stem cells expansion from growth factor accumulation. Communications Biology, 4(1316), 1316. https://doi.org/https://doi.org/10.1038/s42003-021-02848-x

Torizal, F. G., Noorintan, S. T., & Gania, Z. (2024). Bioengineering Tooth and Periodontal Organoids from Stem and Progenitor Cells. Organoids, 247–265.

Wang, X., Li, F., Wu, S., Xing, W., Fu, J., Wang, R., & He, Y. (2024). Research progress on optimization of in vitro isolation, cultivation and preservation methods of dental pulp stem cells for clinical application. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 12(April). https://doi.org/10.3389/fbioe.2024.1305614

Younes, R., Issa, Y., Jdaa, N., Chouaib, B., Brugioti, V., Challuau, D., Raoul, C., Scamps, F., Cuisinier, F., & Hilaire, C. (2023). The Secretome of Human Dental Pulp Stem Cells and Its Components GDF15 and HB-EGF Protect Amyotrophic Lateral Sclerosis Motoneurons against Death. Biomedicines, 11(8). https://doi.org/10.3390/biomedicines11082152

Zhou, L., Zhao, S., & Xing, X. (2023). Effects of different signaling pathways on odontogenic differentiation of dental pulp stem cells: a review. Frontiers in Physiology, 14(October), 1–13. https://doi.org/10.3389/fphys.2023.1272764

Unduhan

Diterbitkan

24-03-2025

Cara Mengutip

Gandhi Torizal, F. (2025). Efek suplementasi insulin pada media non serum dalam kultur 3D sel punca mesenkimal pulpa gigi . Prosiding Seminar Nasional Penelitian Dan Pengabdian Kepada Masyarakat LPPM Universitas ’Aisyiyah Yogyakarta, 3, 735–741. Diambil dari https://proceeding.unisayogya.ac.id/index.php/prosemnaslppm/article/view/1203

Terbitan

Bagian

Penelitian