Flowsitometri
merupakan suatu metode yang diaplikasikan untuk mampu menganalisa berbagai
komponen seluler (asam nukleat, lemak, protein dll),organel (lisosom,
mitokondria dll), bahkan fungsi ( viabilitas, aktivitas enzimatis dll).Salah
satu manfaat dari flowsitometri adalah analisa
siklus sel. Analisa siklus sel dengan flowsitometri merupakan hal yang
menarik untuk dikaji baik pada penelitian dasar maupun pada ranah biomedik.
Penerapan
analisis siklus sel pada berbagai bidang memiliki poteni yang besar untuk terus
dikembangkan. Pada bidang farmakologi, flowsitometri menyediakan kesempatan
untuk menyelidiki efek terapi obat secara in vitro seperti efikasi dari
faktor-faktor anti tumor untuk mengembangkan terapi baru. Pada onkologi, jumlah
DNA sel dan distribusinya pada berbagai fase dalam siklus sel dapat dianalisa
untuk mendeteksi sel yang patologisuntuk menentukan prognosis maupun untuk
monitoring terapi. Analisa siklus sel dengan flowsitometri juga tidak terbatas
digunakan pada model eksperimen selain hewan dan famili tumbuhan tingkat tinggi
saja, namun juga dapat digunakan untuk meningkatkan pengetahuan pada model
eksperimen seperti bakteri, jamur, ataupun alga uniseluler. Untuk aplikasi
analisa siklus sel dengan flowsitometri lainnya akan dijelaskan pada pembahasan
di bawah ini:
A. Farmakologi dan toksikologi
Analisa
monoparametrik atau multiparametrik dari siklus sel termasuk studi kinetika dapat
digunakan untuk mengevaluasi efek obat in vitro. Metode ini juga dapat
digunakan untuk mengetahui sitotoksisitas, fase aksi sepesifik, pengaruh pada
metaolisme sel atau posisi pada siklus dimana sel tersebut terbunuh oleh karena
suatu obat. Oleh karena manfaat tersebut, metode ini dapat
mengkarakterisasi sifat obat dan
memberikan prediksi efek obat in vivo dan mengevaluai sensitivitas atau
resisitensi untuk dapat menentukan langkah selanjutnya termasuk penggantian
terapi.
B. Patologi tumoral
1. Diagnosis berdasarkan
konten DNA
Berbagai
tumor baik ganas maupun lesi prekanker
memiliki asosiasi dengan abnormalitas pada jumlah DNA yang didapat dari aberasi
kromosomal. Sehingga, dibutuhkan informasi yang dapat didapat dari
flowsitometri sehingga nantinya diperoleh informasi berupa indeks DNA. Indeks
DNA merupakan rasio antara konten relatif DNA pada sel tumor pada fase G1
dengan sel diploid normal.Ketika sel
memiliki abnormalitas konten DNA, indeks DNA akan berbeda dari satu (1) dan
disebut populasi aneuploid. Indeks DNA yang dihitung dengan flowsitometri memiliki korelasi yang baik dengan jumlah
kromosom terutama pada leukimia dan tumor padat.Populasi aneuploidi merupakan
indikator yang baik untuk mengetahui adanya tumor ganas. Akan tetapi. Konten
DNA memiliki keterbatasan sebagai metode diagnostik karena resolusi analisis
kadangkala tidak cukup untuk menunjukkan populasi yang berbeda sedikit dengan
sel diploid seperti pada beberapa jenis
leukimia.
2.
Nilai
diagnostik berdasarkan aktivitas proliferasi
Repartisi sel
pada berbagai fase siklus sel merupakan
informasi yang penting olehkarena beberapa tumor memiliki karakter khas berupa
proliferasi seluler yang tak terkontrol. Jumlah sel pada fase S, secara
langsung yang memiliki hubungan erat dengan proliferasi merupakan hal yang
menarik untuk dikaji. Akan tetapi, walaupun pada beberapa jenis tumor
berkorelasi dengan tingginya angka proliferasi seperti pada acute myeloblastic leukemias dan
limfoma, juga terdapat sel yang sangat rendah tingkat proliferasinya seperti acute lymphoblastic leukemias dantumor
padat terutama tumor diploid. Oleh karena itu, proliferasi seluler memiliki
keterbatasan sebagai alat diagnostik. Hal ini dapat disebabkan oleh karena
perbedaan presentasi sel pada fase S (S%) tergantung pada besarnya tumor atau
lokasi pengambilan.
3.
Nilai
prognosis dari analisa siklus sel
Manfaat lain
dari flowsitometri pada analisis siklus
sel adalah sebagai parameter prognosituk pada reversi secara patologi. Pada
beberapa kasus, tumor diploid memberikan hasil prognosis yang lebih baik
daripada tumor aneuploidi yang berkorelasi pada nilai indeks DNA. Ketika tumor
merupakan tumor aneuploidi, remisi
komplit membutuhkan waktu yang lebih
lama pada beberapa limfoma dan angka rekurensi sangat tinggi seperti pada tumor
kandung kemih. Pada kasus leukimia atau mieloma, aneuploidi merupakan salah
satu parameter prognosis yang buruk. Angka keselamatan pasien akan lebih baik
jika S% rendah. Parameter S% ini
memiliki nilai prognosis pada tumor payudara namun kurang diteliti tidak
seperti pada indeks DNA. Pada kasus limfoma, grading secara umum berkorelasi
denagan proliferasinya, ketika ditemukan low grade dengan S% yang tinggi,
limfoma tersebut kemungkinan akan bertransformasi menjadi bentuk high grade.
4.
Monitoring
obat pada proses terapi
Flowsitometri juga dapat digunakan sebagai alat monitoring
terapi dengan menganalisa pada populasi tumor. Metode ini dapat digunakan untuk mengevaluasi
efek radioterapi atau kemoterapi Analisa dapat mendeteksi resistensi terhadap
regimen terapi yang nantinya dapat menentukan keputusan berikutnya. Pada kasus
leukimia dan limfoma, flowsitometri dapat menentukan efisiensi terapi. Metode
ini juga dapat digunakan untuk mendeteksi sel
tumor yang tersisa yang dapat menyebabkan relaps. Konten DNA dapat
dianalisa secara bersamaan dengan indikator tumor untuk mendeteksi adanya
modifikasi dari ekspresi yang mungkin menandai adanya transisi dari tingkatan
keganasan tumor maupun respon terhadap terapi.
C.
Aplikasi
lainnya
Secara aplikasi selain pada terapi
kanker dan farmakologi, masih banyak manfaat dari analisa siklus sel dengan
flowsitometri. Analisis siklus sel secara luas terbukti mampu mengambil peran
luas pada peningkatan pengetahuan dalam berbagai bidang ilmu seperti pada studi
sperma dan sel testikular, atau pada interaksi antara virus dan sel. Analisa
ini juga terbukti pada beberapa tipe sel lain diluar sel yang lazim dianalisa
seperti pada bakteri, jamur, fitoplankton ataupun alga.
Pada studi sel testikular, analisa
ini mampu membantu membedakan antara sel
haploid, diploid, dan tetraploid berdasarkan jumlah DNAnya. Selain itu, hasil yang
lebih akurat mampu didapatkan berkat adanya analisa bivariat pada DNA dan RNA
setelah pemberian pewarnaan dengan acridine
orange atau setelah inkorporasi dengan BrdUrd. Analisa DNA juga ditujukan
untuk mengetahui alterasi sel atau modifikasi pada berbagai subpopulasi setelah terpapar oleh zat kimia
tertentu atau terpapar oleh radiasi
ionik. Selain itu, terdapat kemungkinan dalam menentukan kualitas dari cairan
semen atau untuk membedakan antara sel normal dengan sel tumor testis
berdasarkan kondensasi kromatin seluler setelah in situ denaturasi DNA dan
pewarnaan dengan acridine orange.
Pada taraf interaksi virus dengan sel,
beberapa studi yang fokus pada Simian virus 40 (SV40) mendapatkan bahwa sel
yang terinfeksi terinduksi untuk melakukan sintesis DNA yang berkorelasi dengan
peningkatan konten DNA. Analisa multiparametrik
pada konten DNA dan antigen T darusel yang terinfeksi SV40 juga telah
dilakukan untuk membedakan gen yang diregulasi oleh siklus sel atau yang
meregulasi siklus sel.
Selain
manfaat yang dapat diamati pada hewan atau pada tumbuhan tingkat tinggi,
analisa siklus sel telah terealisasikan untuk diaplikasikan pada bakteri,
terutama untuk proses studi efek obat. Analisa ini juga dapat digunakan untuk
studi proses evolusi pada populasi jamur, efek stress lingkungan pada spesies
fitoplankton ataupun proliferasi dari Euglena gracilis akibat pengaruh vitamin B12.
Source:
Chantal Jayat dan Marie Ratinaud. 1997. Cell cycle analysis by flow cytometry: Principles and applications . Biol Cell
(1993) 78, 15-25.
Rafael Nunez. 2001. DNA Measurement and Cell Cycle Analysis by Flow Cytometry. Curr.
Issues Mol. Biol. (2001) 3(3): 67-70.
--- TERIMA KASIH, SEMOGA BERMANFAAT ---