5 Manfaat Kultur Sel Pada Bidang Kesehatan

/0 Comments/in /by

Kultur sel berasal dari sel diambil dari jaringan asli kemudian diisolasi atau dipisahkan secara enzimatik, mekanik maupun kimia dan ditumbuhkan di medium terkontrol.  Salah satu manfaat kultur sel adalah dapat digunakan untuk penelitian secara in vitro. Umumnya, teknik kultur sel mamalia memerlukan media khusus, seperti penambahan serum untuk teknik aseptis dapat menggunakan biosafety cabinet dan memumbuhkan sel di CO2 inkubator.

Sel kultur berasal dari mamalia kemudian dikembangkan untuk menumbuhkan sel-sel dari epitel, darah, ovarium, otak atau bagian organ lainnya, termasuk sel dari jaringan kanker. Dalam perkembangannya, aplikasi kultur sel mamalia memiliki banyak manfaat kultur sel di berbagi bidang, misalnya pada bidang kesehatan, dalam menghasilkan produk biofarmasetika.

Produk ini, berhasil diproduksi secara rutin, seperti antikoagulan, hormon, vaksin, antibodi monoklonal. Disamping itu, kultur sel berperan penting dalam penemuan dan pengembangan obat baru, produksi protein rekombinan, teknologi IVF, stem cell, biologi kanker serta kit diagnostik penyakit dengan model pengujian in vitro.

Berikut di bawah ini beberapa aplikasi kultur sel dalam bidang kesehatan yang perlu kamu ketahui

1. Stem cell

Stem cell merupakan sel yang belum memiliki bentuk dan fungsi spesifik, layaknya sel lain pada organ tubuh. Stem cell dapat melakukan replikasi dan menghasilkan sel yang karakteristiknya sama dengan induknya.

Stem cell mampu berdiferensiasi menjadi lebih dari satu jenis sel tubuh. Akibatnya, stem cell lebih istimewa dibanding dengan sel lain yang lebih matur.

Selanjutnya, penelitian sel punca masih terus dikembangkan untuk menangani berbagai jenis penyakit. Hal ini dikarenakan, karakteristik sel yang istimewa, banyak negara di dunia menggunakan terapi sel punca untuk mengobati kelainan hematologi dan penyakit degeneratif, di antaranya diabetes, stroke, jantung, parkinson, kanker, dsb.

2. Teknologi IVF

In Vitro Fertilization (Fertilisasi In Vitro) atau yang biasa kita sebut bayi tabung adalah suatu proses pembuahan sel telur oleh sperma di luar tubuh atau secara in vitro. Metode ini, dilakukan untuk pasangan yang memiliki masalah dalam hal reproduksi dan memiliki keturunan.

Dalam prosesnya, ovum dari ovarium wanita diambil lalu dibuahi oleh sperma di dalam semua medium cair di laboratorium. Sel telur yang telah dibuahi dan menjadi zigot, dikultur dalam sebuah medium pertumbuhan selama 2-6 hari.

Setelah itu, dipindahkan ke rahim wanita dengan tujuan untuk keberhasilan kehamilan. Saat ini,

diperkirakan lima juta anak telah lahir di seluruh dunia menggunakan IVF dan teknik reproduksi berbantu lainnya.

3. Antibodi monoklonal

Antibodi monoklonal adalah antibodi spesifik yang mengenali satu antigen. Antibodi monoklonal dapat dihasilkan dari teknik hybridoma, yaitu menggabungkan sel B (suatu sel imun) yang normal dengan sel tumor.

Tiga tahap utama pembuatan sel hibridoma, yakni imunisasi, fusi dan kloning. Aplikasi dari antibodi monoclonal, antara lain untuk pengobatan, diagnosis klinis, dan bahan penting dalam penelitian. Antibodi monoklonal ialah bagian dari imunoterapi, dapat digunakan untuk perawatan yang meningkatkan pertahanan alami tubuh untuk melawan kanker.

4. Produksi Vaksin dan Hormon

Vaksin, metode paling efektif untuk mencegah penyakit menular. Hal ini disebabkan, vaksin mengandung antigen yang sama dengan antigen penyebab penyakit, namun antigen yang ada dalam vaksin sudah dilemahkan atau dikendalikan.

Proses kerja vaksin dengan merangsang sistem imun untuk mengenali dan melawan antigen dari patogen spesifik dengan membuat zat kekebalan tubuh (antibodi). Sifat vaksin yang profilaksis sehingga dapat mencegah atau memperbaiki efek infeksi di masa depan oleh patogen alami, dan juga bersifat terapeutik (vaksin terhadap kanker). Berikut beberapa vaksin yang telah digunakan tersebar di dunia, contohnya vaksin cacar, penyakit polio, campak, tetanus, HPV, dan influenza.

Beirkutnya, hormon insulin yang dihasilkan melalui teknik DNA rekombinan digunakan untuk mengontrol kadar gula dalam darah pasien diabetes melitus. Pembuatan insulin dengan menyisipkan gen pembentuk insulin kedalam plasmid bakteri kemudian koloni bakteri yang mengandung plasmid rekombinan ditumbuhkan di media kultur.

6. Penemuan obat dan Terapi gen

Terapi gen digunakan untuk mengobati penyakit yang disebabkan oleh kelainan genetik, dengan penyisipan menggunakan vektor virus. Tujuannya agar gen yang rusak diganti oleh gen normal.

 

kultur sel

Jenis Media Kultur Sel dan Pengertiannya

/0 Comments/in /by

Kultur sel adalah proses dimana suatu sel diambil dari suatu jaringan dan ditumbuhkan ke dalam suatu media dengan keadaan terkontrol agar sel dapat berkembang biak dan tumbuh secara in vitro.

Media yang digunakan untuk pertumbuhan dibuat semirip mungkin dengan kondisi pada saat sel berada di tubuh organisme. Kultur sel dapat digunakan dari kultur sel primer atau cell line.

Kultur sel primer didapatkan dari sel, jaringan atau organ yang diperoleh secara langsung dari organisme asalnya, sedangkan cell line adalah kultur yang digunakan dan dipatkan dari subkultur pertama atau kultur primer.

Sebelumnya, media untuk membuat kultur sel berasal dari alam, seperti cairan amniotik, ekstrak embrio, dan cairan yang berasal dari berbagai jaringan tubuh. Akibat sulitnya mencapai standar yang baik, akhirnya media alam mulai ditinggalkan. Walaupun demikian, masih banyak yang bertahan menggunakannya, misalnya serum, tryptose phosphate broth, dan laktalbumin hidroksilat hasil dari hidrolisis enzimatis protein susu. Akan tetapi, banyak digunakan untuk campuran bersama media culture (defined media) yang berfungsi untuk meningkatkan sifat-sifat pertumbuhannya.

Baca Juga: Kegunaan CO2 Inkubator di Laboratorium Kultur Sel

Jenis Media Kultur Sel

Media kultur sel merupakan komponen penting yang perlu diperhatikan dalam proses kultur sel. Sebab, jenis media yang digunakan bergantung pada sel yang akan dikultur. Berikut pelbagai macam media yang dugunakan untuk kultur sel.

1. Basal medium Eagle

Basal medium Eagle atau yang disingkat BME, salah satu medium kultur sintetik yang banyak digunakan untuk mengkultur sel dan dikembangkan oleh Harry Eagle. Media ini, dihunakan untuk pertumbuhan sel HeLa. Eagle mengembangkan medium basak untuk berbagai kultur, dengan sedikit perbedaannya dalam komposisi.

2. Eagle’ s minimum essential medium

Eagle’ s minimum essential medium atau yang disingkat EMEM, media ini tergolong dalam variasi lebih kompleks dari media sebelumnya. Media EMEM termasuk media yang pertama kali digunakan secara luas. EMEM mengandung 12 jenis asam amino esensial, glutamine, delapan vitamin, dan beberapa garam anorganik.

3. Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium

Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium atau yang di singkat DMEM, mengandung konsentrasi asam amino tinggi, vitamin serta komponen tambahan lainnya yang dimodifikasi dari Basal Medium Eagle (BME). Asam amino dan vitamin dalam media ini, empat kali lebih banyak dari formula asli kemudian glukosa dua sampai empat kali lebih banyak.

DMEM cocok digunakan untuk sel dengan pertumbuhan yang cepat seperti sel tumor. Contoh penggunaan media ini, untuk mengkultur sel line CCA HuCCT-1, sel HaCat, sel karsinoma hepatoselular manusia, HepG2 (ATCC HB-8065), dan sel epitel alveolar manusia tipe II, sel B92.

Baca juga: Pengertian Kultur Sel, Kelebihan dan Kekurangannya

4. McCoy’s 5A Medium

McCoy’s 5A Medium digunakan untuk menumbuhkan sel hepatoma Novikoff dan juga baik untuk menumbuhkan, merangsang proliferasi sel karsioma Walker 256 termasuk sel yang mengalami transformasi atau juga sel normal tikus atau manusia.

5. Media Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640

Media Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640, media yang dikembangkan untuk kultur jangka panjang pada limfosit darah perifer dan modifikasi dari media McCoy’s 5A.

Pertumbuhan varietas sel yang luas pada suspensi sangat didukung media ini, di antaranya jumlah pertumbuhan sel pada monolayer banyak digunakan untuk kultur sel dan kultur jaringan, secara tradisional digunakan untuk kultur sel-sel limfoid.

Media RPMI-1640 dapat digunakan untuk pertumbuhan sel limfoid karena mengandung fosfat dalam jumlah besar dan diformulasi untuk digunakan dalam lingkungan atmosfer CO2 5%, digunakan dalam bentuk bebas serum.

6. Medium 199

Medium 199, media yang digunakan untuk produksi vaksin. Bahkan, dapat digunakan untuk kultur dari berbagai tipe sel “Non transformed”.

Komposisi medium 199 tidak mengandung natrium bikarbonat melainkan mengandung garam Earle’s dan L-glutamin. Jika penggunaan jangka panjang, sebaiknya ditambahkan Medium suplemen serum.

7. Ham’s F12-K

Ham’s F12-K adalah media hasil modifikasi dari F-10. Karenanya, lebih kompleks dan sesuai untuk perkembangbiakan bebas serum. Kultur makrofag bisa menggunakan media ini, dengan menambahkan100 U/ml penisilin, 100 mg/ml larutan streptomisin, dan 2 mM Lglutamin. Penisilin dan streptomisin digunakan sebagai antibiotik, sedangkan Lglutamin sebagai asam amino yang berfungsi untuk meningkatkan proliferasi sel.

8. DMEM/F12

DMEM/F12 merupakan media hasil campuran dari media DMEM dan Ham’s F-12 yang perbandingannya 1:1. Media ini, dapat digunakan pada sel line epitel, yang ditambahkan dengan 200 U/ml penisilin dan streptomisin, 5% FBS, 0,01μg/ml, toksin kolera 5 μg/ml insulin, dan 10 ng/ml faktor pertumbuhan epidermis manusia.

Masing-masing penambahan memiliki fungsi, seperti penisilin dan streptomisin yang mana antibiotik untuk mencegah kontaminasi bakteri. FBS sebagai serum banyak mengandung faktor pertumbuhan ditambah insulin sebagai hormon yang mendukung pertumbuhan, sedangkan toksin kolera berfungsi untuk merangsang pertumbuhan epitel.  Agar pertumbuhan sel optimum, media kultur dapat ditambahkan serum.

Serum anak sapi (calf serum) dan serum fetus sapi (foetal bovine serum), adalah beberapa serum yang kerap digunakan. Selain itu, ada pula serum kuda dan serum manusia. Syarat dari pengambilan serum harus berasal dari daerah yang bebas penyakit tertentu, misalnya penyakit virus mulut dan kuku.

apa itu fermentasi

Apa Itu Fermentasi, Hasil dan Tekniknya

/0 Comments/in /by

Berbagai bahan olahan yang kerap kita jumpai di pasaran, merupakan produk jasil dari modifikasi yang disesuaikan dengan kebutuhan. Salah satu contoh produk tersebut, yakni yoghurt. Seperti diketahui bahwa yoghurt ialah produk modifikasi olahan susu namun memiliki nilai gizi yang berbeda dengan susu. Yoghurt dibuat melalui proses fermentasi susu dengan menambahkan kultur mikroorganisme asam laktat (Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus). Bakteri tersebut membuat tekstur dari susu berubah, baik bau ataupun rasanya. Hal ini dikarenakan, adanya proses biologis dari bakteri yang tambahkan. Selain itu, bakteri tersebut yang memberikan manfaat untuk meningkatkan kesehatan pencernaan dan kekebalan tubuh. Yuk cari tau informasi selengkapnya mengenai apa itu fermentasi dibawah ini.

Apa itu fermentasi?

Definisi fermentasi, yaitu proses perubahan kimia pada suatu substrat organik akibat adanya aktivitas enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Akan tetapi, mikroorganisme yang digunakan tidak bersifat patogen sehingga aman untuk tubuh.

Selanjutnya, proses fermentasi menghasilkan senyawa alkohol, asam, dan gas. Tujuan dilakukannya proses fermentasi ialah untuk mengawetkan makanan. Hal tersebut, dapat terjadi akibat perubahan karbohidrat yang menajdi asam organik sehingga makanan dapat bertahan lebih lama.

Berikut mikroorganisme yang terlibat dalam fermentasi bahan pangan, bakteri, khamir, dan kapang. Mikroorganisme yang dapat dimanfaatkan untuk proses fermentasi, di antaranya yeast (ragi), Lactobacillus sp., Leuconostoc, Clostridium sp., Aspergillus, Neurospora sitophila, Streptococcus thermophilus. Berikutnya, terdapat ebebrapa faktor yang memengaruhi fermentasi, seperti substart (medium), mikroorganisme, pH, suhu, oksigen, dan aktivitas air.

Teknik fermentasi

Setelah kita mengetahui apa itu fermentasi, sekarang kita akan membahas teknik fermentasi yang kerap digunakan terbagi atas dua jenis yaitu fermentasi padat dan fermentasi cair, sebagai berikut

Fermentasi padat

Fermentasi padat atau dikenal dengan SSF (Solid State Fermentation), fermentasi yang menggunakan padatan sebagai substrat, misalnya pulp kayu, biji-bijian, daun, beberapa sampah organik dalam bentuk padat, dan ampas tebu. Teknik fermentasi ini, cocok digunakan untuk meningkatkan inoculum fungi dan mikroorganisme yang membutuhkan kelembapan rendah.

Keunggulan fermentasi padat, substrat yang digunakan berasal dari limbah organic berupa biomassa sehingga mudah untuk direcycle dan dapat mengontrol kehilangan nutrient selama proses fermentasi. Namun, proses fermentasi padat memerlukan waktu cukup lama akibat substrat yang dimanfaatkan dalam laju sangat lama dan steady state. Teknik SSF paling umum diterapkan dalam fermentasi tempe, oncom, miso, natto, dan tape.

Fermentasi cair

Fermentasi jenis cair menggunakan substrat yang terlarut dalam medium cair, seperti molases dan broth. Fermentasi cair disebut dengan SmF (Submerged fermentation). Teknik ini umumnya digunakan untuk ekstraksi metabolism sekunder yang hanya berlangsung dalam bentuk cair.

Hasil fermentasi

Hal fermentasi terbagi menjadi tiga, yaitu fermentasi etanol, fermentasi asam laknat, dan fermentasi asam astetat.

1. Fermentasi etanol

Fermentasi etanol atau fermentasi alkohol, suatu proses pengubahan gula menajdi glukosa, fruktosa dna sukrosa diubah menjadi energi seluler, dan menghasilkan etanol (etil alkohol), pun karbondioksida sebagai produk sampingan. Fermentasi etanol tergolong dalam respirasi anerob karena tidak membutuhkan oksigen. Mikroorganisme yang berperan dalam fermentasi ini adalah Saccharomyces cerevisiae (ragi) untuk pembuatan minuman beralkohol, roti atau tape.

2. Fermentasi asam laktat

Fermentasi asam laktat, proses pemecahan glukosa yang diubah menjadi asam laktat dan karbondioksida oleh bakteri asam laktat atau BAL. Pada proses tersebut, oksigen berkurang dan membuat makanan menjadi asam, kondisi seperti ini mendukung pertumbuhan bakteri penghasil asam laktat dan mencegah pertumbuhan bakteri atau jamur penyebab penyakit.

Sayangnya, fermentasi asam laktat membutuhkan waktu yang lama. Lactobacillus, L. plantarum, L. casei, L. paracasei, dan L. rhamnosus, dan beberapa jenis ragi ialah jenis bakteri asam laktat.

Di samping itu, BAL kerap dibutuhkan untuk berbagai industri sebab sifat kelarutan asam laktat yang tinggi dan mudah dipolimerisasi untuk pembuatan berbagai jenis polimer dan risin. Industri minuman, makanan, kosmetik, ialah beberapa industry yang kerap menggunakan feremntasi asam laktat.

Produk fermentasi asam laktat di antaranya, kimchi, acar, yoghurt, dan tempe. Manfaat dari produk fermentasi asam laktat yang dipercaya, antara lain dapat meningkatkan kekebalan tubuh, mengurangi resiko kanker, dan lainnya.

3. Fermentasi asam astetat

Fermentasi asam astetat, fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerobic atau respirasi oksidatif. Proses fermentasi ini, dilakukan oleh bakteri asam asetat dari genus Acetobacter dan Glucobacter dengan substrat etanol.

Etanol tersebut akan diubah menjadi asam asetat. Energi yang dihasilkan dari fermentasi ini, lima kali lebih besar dibandingkan energi yang dihasilkan oleh fermentasi etanol atau alkohol secara anaerob. Salah satu contoh fermentasi asam astetat, adalah pembuatan asam cuka dari berbagai macam jenis bahan dasar, seperti cuka apel.

teknologi bioproses

Apa Itu Teknologi Bioproses?

/0 Comments/in /by

Bioproses merupakan proses untuk menghasilkan suatu produk yang diinginkan dengan menggunakan sel-sel hidup lengkap atau komponennya (bakteri, enzim, kloroplas). Lalu apa itu teknologi bioproses? Teknlogi bioproses adalah hal-hal yang berkaitan dengan segala operasi teknis dan proses produksi yang melibatkan agen biologi.

Berikutnya, dalam cakupan yang lebih luas teknik bioproses berhubungan dengan design biorektor, studi farmasi, kualitas produk, keamanan produk, kondisi operasi, dan penunjang operasi lainnya. Bioproses juga memegang peran penting untuk melakukan scale up, mulai dari skala laboratorium hingga skala produksi industri pabrik dan dari rekayasa genetik sel mikroorganisme hingga rekayasa proses produksi.

Saat ini, produk sehari-hari yang kerap menggunakan teknologi bioproses, yakni produk pangan, minuman, kimia, obat-obatan, serta proses penguraian limbah organik. Sebenarnya, konsep bioproses telah hadir dan digunakan sejak zaman dahulu untuk memproduksi makanan atau minuman, di antaranya tape, kecap, bir, dan lain-lain.

Bahkan hingga saat ini pemodifikasian konsep bioproses terus dilakukan. Hal ini dikarenakan, perkembangan ilmu pengetahuan yang terus maju sehingga melahirkan teknologi modern yang dapat digunakan. Selain itu, teknologi bioproses yang terus berkembang dapat menekan biaya operasi, dan meningkatkan efisiensi waktu. Selanjunya, dapat menghasilkan hasil produk dalam jumlah banyak, pun dapat menekan risiko selama proses produksi.

Perkembangan bioproses kian meningkat di negara-negara maju. Sebab, hadirnya pelbagai teknologi, seperti rekayasa genetik, rekombinasi DNA/RNA, kultur jaringan, kloning, perkembangan sel induk, dan sebagainya. Oleh karena itu, timbulnya peluang untuk menyembuhkan berbagai penyakit genetik atau kronis yang sebelumnya mungkin belum dapat disembuhkan, layaknya kanker atau AIDS.

Manfaat Teknologi Bioproses

Teknologi bioproses memiliki manfaat di berbagai bidang, yaitu:

  • Bidang medis, penerapannya di masa lalu dengan ditemukannya vaksin, antibiotik dan hormon (insulin). Berikutnya, saat penemuan bioreaktor produksi antibiotik secara masal ditemukan oleh Louis Pasteur.
  • Bidang industri makanan dan minuman, dalam pembuatan minuman prebiotic dan makanan fermentasi.
  • Pelestarian lingkungan hidup, penerapan bioproses dapat dilakukan dalam hal pengolahan limbah cair untuk mendegradasi senyawa organik yang terlarut di dalamnya.
  • Bidang Biofuel, untuk pembuatan bahan bakar minyak yang bersumber dari biomassa.
  • Bakteri pengurai minyak bumi yang tumpah ke laut dan penguraian zat-zat yang memiliki toksisitas (racun) di sungai maupun laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.

Proses biologis dari bioproses

Kekurangan serta kelebihan dalam proses biologis dari aplikasi industry bioproses disebabkan oleh penggunaan sel hidup untuk menghasilkan perubahan kimia atau fisik agar sesuai dengan kebutuhan.

Kelebihan yang dimiliki proses biologis teknologi bioproses

  1. Kondisi reaksi bioproses standar, sebab secara umum hanya memerlukan suhu kamar, tekanan atmosfir dan pH netral. Akan tetapi, dibandingkan pabrik kimia, fasilitas yang dimiliki lebih sederhana sehingga dapat meminimalisir kecelekaan kerja.
  2. Banyaknya varietas enzim mengakibatkan produk yang dihasilkan semakin banyak.
  3. Efektivitas yang lebih baik, katalis enzim umumnya lebih cepat dibandingkan dengan katalis non biologis.
  4. Ditemukannya sumber terbarukan, material yang digunakan untuk bioproses, yakni biomassa yang mana keberadaannya sangat luas.
  5. Teknologi rekombinan DNA, membuat proses biologis menjadi lebih baik.

Kekurangan yang dimiliki proses biologis teknologi bioproses

  1. Hasil produksi yang terkadang kompleks menjadikan kontaminasi sel lain, seperti banyak terjadi metabolit hasil samping dan dapat terjadi reaksi enzimatis yang tidak diinginkan.
  2. Produk komersial umumnya terbatas dalam medium cair, menjadikan mahalnya seperasi.
  3. Mudah terkontaminasi akibat banyaknya bakteri dan jamur yang tumbuh di lingkungan sekitar menjadikan melambatnya pertumbuhan sel yang disebabkan kontaminasi ini.
  4. Reaksi enzim lebih sensitif dan tidka stabil sehingga memerlukan penanganan khusus. Ditambah, sel lebih mudah bermutasi dengan adanya perubahan lingkungan yang berdampak ke perubahan karakteristik sel.