Disertasi

Peran Ko-kultur Keratinosit dan Sel Punca Epitel Amnion pada Graft Amnion Bilayer pada Penyembuhan Luka Bakar: Kajian terhadap TGF-β1, TGF-β3, Wnt4, MMP-2, MMP-9, Epitelisasi Luka, Ketebalan Epidermis, dan Skor Histologis = The Role of Human Amniotic Epithelial Cells and Keratinocytes Co-culture on Acellular Amnion Bilayer Graft in TGF-β1, TGF- β3, Wnt 4, MMP-2, MMP-9 Gene Expression, Epithelization, Epidermal Thickness and Histological Score in Burn Patients Wound Healing.

Luka bakar derajat deep dermal membutuhkan terapi pengganti kulit, terutama apabila ketersediaan donor autograft terbatas pada luka bakar yang luas. Meskipun demikian terapi pengganti kulit jarang tersedia, terutama di negara berkembang. Gold standard untuk transplantasi kulit adalah tetap dari donor autogen, sedangkan kulit alogenik yang bersifat biokompatibel sangat terbatas. Pada penelitian ini, dilakukan pengkajian penggunaan amnion bilayer (AB) dengan dan tanpa kombinasi sel keratinosit pasien dan sel punca sebagai kandidat terapi pengganti kulit. AB yang bersifat aselular dihasilkan dari beberapa pencucian membran plasenta manusia dalam PBS (pH 7,4) dan SDS 0,5% (v/v) secara bergantian hingga sel donor hilang dan dilapisi dengan fibrin. Dua kelompok dibandingkan (n 20): AB dan AB dengan sel keratinosit dan sel punca epitel amnion (AB ko-kultur). Histoarsitektur dan komposisi ekstraselular diverifikasi menggunakan pewarnaan hematoksilin eosin (HE) dan Movat pentachrome, serta imunohistokimia (faktor von Willebrand/vWF, D-actin otot halus, kolagen-1 dan kolagen-3). Indikator untuk regenerasi juga ditunjukkan oleh ekspresi gen TGF-E1, TGF-E3, WNT-4, MMP-2 dan MMP-9. Kedua kelompok, setelah 14 hari transplantasi, menunjukkan epitelisasi. Namun, pada kelompok AB ko-kultur , terlihat epitelisasi lengkap di bawah pengganti kulit serta telah mengembangkan lebih banyak papila dermis dan ketebalan epidermis yang lebih mendekati kulit normal. Skoring histopatologi untuk lapisan epidermis dan dermis juga bermakna lebih tinggi pada AB ko-kultur (p = 0,032 dan p = 0,027). AB menunjukkan sub-dermis yang padat dengan ekspresi kolagen dan D-SMA yang lebih tinggi. Ekspresi gen pada kelompok AB ko-kultur secara bermakna lebih tinggi dibandingkan dengan AB saja, seperti TGF-E3 (p = 0,007). Transplantasi AB pada pasien luka bakar dalam dapat mengembangkan lapisan kulit penuh; namun, penambahan sel ke area yang ditransplantasi menghasilkan struktur yang lebih mendekati kulit normal. Pengganti kulit baru ini dapat digunakan dengan aman pada pasien luka bakar dalam setelah operasi eksisi dini dan terbukti mencapai hasil yang baik.
Kata kunci: Human amnion epithelial stem cells, ko-kultur, luka bakar deep partial thickness, terapi pengganti kulit, terapi sel 3-dimensi


Deep partial thickness burns needs skin substitute especially when there is a scarce autograft donor available in major burns. Nevertheless, it is not readily available, especially in the developing countries. The gold standard for skin transplantation is still the autogenic source, while biocompatible allogeneic skins are very limited. In this study, an acellular full-thickness amnion bilayer (AB) was investigated as a candidate for a skin substitute seeded with (co-culture) or without cells. The acellular AB was generated from multiple washes of human placenta membrane in PBS (pH 7.4) and SDS (0.05%), which then overlaid with fibrin. Two groups were compared (n = 20): the AB only and the AB with human amnion epithelial stem cells and autologous skin cells (AB with cells). Histoarchitecture and extracellular composition were verified using HE and Movat pentachrome staining, the immunohistochemistry (von Willebrand factor/vWF, D-smooth muscle actin, collagen-1 and collagen-3). The indicator for regeneration was also indicated by the gene expression of TGF-E1, TGF-E3, Wnt-4, MMP-2 and MMP-9. Both groups, after 14 days of transplantation, showed epithelization. However, the AB with cells was observed until day 14 of implantation with complete epithelization underneath the skin substitute and had developed more papilla dermis and the epidermal thickness were closer to normal skin. The histopathological scoring for the epidermis dan dermis layer were also significantly higher in the AB with cells (p = 0.032 and p = 0.027). The AB skin showed a dense sub-dermis with higher collagen and D-SMA expressions. The gene expressions of the AB with cells were significantly higher compared to the AB only, such as the TGF-E3 (p = 0.007). Transplantation of AB in deep burns patients can develop a full layer of skin; however, adding cells into the transplanted area resulted in a closer appearance to the normal skin. This new novel skin substitute can be used safely in deep burns patients after early excision surgery and achieved good results.
Keywords: Co-culture, deep partial thickness burns, human amnion epithelial stem cells, skin substitute, 3D cell therapy