Pewarnaan jaringan adalah teknik histologi penting yang digunakan untuk menambahkan warna dan kontras pada potongan jaringan transparan, sehingga memungkinkan visualisasi mikroskopis struktur dan morfologi sel. Empat jenis jaringan manusia dasar dapat diwarnai dan dilihat menggunakan berbagai teknik histologis. Epitel, jaringan ikat, jaringan otot, dan jaringan saraf memiliki kesamaan tetapi terlihat sangat berbeda secara struktural setelah pewarnaan. Setiap pewarna ada untuk menyoroti fitur atau komponen penting dalam suatu jenis jaringan. Misalnya, salah satu pewarna yang paling umum, Hematoxylin, adalah pewarna basa yang mewarnai protein dengan warna biru, sedangkan Eosin mewarnai protein dengan warna merah muda. Kedua pewarna ini biasanya digunakan bersama untuk mendefinisikan organel dan protein intraseluler. Teknik ini sangat penting untuk diagnosis penyakit, terutama kanker.

Selain pewarnaan HE, terdapat pewarnaan lain seperti pewarnaan khusus dan pewarnaan IHC. Artikel ini akan membahas tentang pewarnaan jaringan khusus, berbagai metode yang dapat digunakan dan juga berbagai modifikasinya. Simak artikel ini untuk mendapatkan informasi lebih lengkap.

Apa itu Pewarnaan Jaringan Khusus?

Pewarnaan jaringan khusus adalah teknik histokimia yang digunakan dalam histologi dan patologi untuk mengidentifikasi komponen seluler, mikroorganisme, atau struktur jaringan tertentu (seperti kolagen, lipid, atau karbohidrat) yang tidak terlihat jelas dengan pewarnaan Hematoksilin dan Eosin (H&E) rutin. Teknik ini krusial untuk diagnosis definitif, prognosis, dan penelitian, menggunakan zat warna spesifik (PAS, Masson’s Trichrome, dll) untuk hasil kontras di mikroskop. Pewarnaan ini menggunakan reagen khusus, seperti perak, pewarna, dan asam, untuk menyoroti morfologi jaringan untuk tujuan diagnostik, seringkali pada jaringan yang tertanam dalam parafin.

Gambar 1. Ilustrasi Pewarnaan Khusus.
Source: https://histologyresearchcorefacility.web.unc.edu/special-stains/

Manfaat menggunakan pewarna khusus adalah dapat menyoroti protein spesifik dengan sangat baik. Namun, karena spesifisitasnya, struktur lain tidak akan terlihat. Karena alasan ini, beberapa slide sering dibuat dari spesimen tertentu sehingga beberapa pewarnaan dapat dilakukan untuk mengumpulkan seluruh informasi yang dibutuhkan.

Hampir semua pewarnaan jaringan dilakukan pada jaringan yang telah diambil dari tubuh. Namun, dalam kasus yang jarang terjadi, pewarnaan yang sangat khusus yang disebut pewarnaan vital dapat dilakukan pada jaringan yang masih berada di dalam tubuh. Pewarnaan ini digunakan untuk mengidentifikasi jenis jaringan tertentu dan mengidentifikasi jaringan abnormal, sehingga biopsi selanjutnya dapat lebih akurat dalam mendapatkan jaringan abnormal.

Preparasi Jaringan

Sebelum dilakukan teknik pewarnaan, sampel jaringan harus melalui persiapan melalui tahapan berikut: Fiksasi, pemrosesan/dehidrasi, embedding, sectioning, dan terkadang juga dilakukan antigen retrieval. Di laboratorium histologi modern, sebagian besar langkah-langkah ini diotomatisasi.

Gambar 2. Ilustrasi Workflow Tissue Preparation.
Source: https://doi.org/10.1016/j.xpro.2023.102681

1. Fiksasi: menggunakan bahan kimia untuk mempertahankan struktur jaringan dalam bentuk alaminya dan melindunginya dari degradasi dengan mengikat silang protein secara ireversibel. Beberapa reagen yang digunakan untuk fiksasi seperti contoh NBF, paraffin-formalin dan Bouin. Ketiga reagen tersebut memiliki keunggulan dan kelemahan masing-masing, dapat disesuaikan dengan sampel jaringan yang dimiliki.
2. Dehidrasi: proses ini menggunakan reagen etanol. Etanol menghilangkan air dari sampel dan mengeraskan jaringan lebih lanjut untuk keperluan mikroskop cahaya. Setelah etanol diaplikasikan, dan setelah dehidrasi jaringan selesai, xylene digunakan untuk menghilangkan etanol.
3. Embedding: merupakan proses memasukkan sampel ke dalam lilin parafin atau resin plastik untuk meningkatkan proses ekstraksi struktur seluler. Langkah ini harus dilakukan dengan hati-hati jika tujuannya adalah untuk melakukan imunostaining karena lilin parafin akan menghambat penetrasi antibodi, dan menyebabkan hasil yang kurang maksimal.
4. Sectioning: melibatkan pemasangan spesimen pada mikrotom dan memotongnya menjadi beberapa bagian. Ketebalan yang disukai adalah 4-5 mm agar dapat diwarnai dan diletakkan pada kaca preparat mikroskop untuk pemeriksaan.
5. Antigen Retrieval: Langkah ini bertujuan untuk mengambil kembali antigen yang mungkin tertutup pada tahap fiksasi dan penanaman. Jika ikatan silang protein menyembunyikan situs antigen, mungkin tidak akan ada respons imunohistokimia yang kuat. Pengambilan kembali antigen dilakukan melalui pemanasan dan metode proteolitik untuk memecah ikatan silang dan mengungkapkan epitop dan antigen yang sebelumnya tertutup.

Macam Pewarnaan Histokimia dan Sitokimia

1. Hematoxylin-Eosin (HE): proses ini dilakukan dalam dua tahap. Hematoksilin adalah pewarna basa yang mewarnai struktur asam. Warna yang dihasilkan adalah rona ungu/biru, dan struktur yang menjadi target pewarna ini disebut basofilik. Struktur basofilik meliputi DNA dalam inti sel, RNA dalam ribosom, dan retikulum endoplasma kasar. Sedangkan Eosin merupakan pewarna asam yang menargetkan struktur dasar dan menghasilkan warna merah/merah muda. Struktur yang menarik eosin disebut eosinofilik, seperti sitoplasma.
2. Giemsa Stain: Digunakan pada hematologi dikarenakan kemampuannya untuk mewarnai sumsum tulang, sel plasma dan sel mast. Pewarnaan Giemsa juga dapat membantu memvisualisasikan kelainan kromosom melalui “Giemsa-Based Banding,” atau mengamati bagian nukleotida yang lebih gelap dan lebih terang secara bergantian pada kromosom selama mitosis.
3. Periodic Acid Schiff Reaction (PAS stain): merupakan salah satu cara mengevaluasi struktur yang memiliki molekul karbohidrat tinggi seperti intestine, sel tubular ginjal, mucus dan serat retikular pada jaringan ikat. Glikogen, glikoprotein, glikolipid, dan musin akan berwarna merah atau magenta ketika pewarnaan selesai. Asam periodik, yodium yang sangat teroksidasi, mengoksidasi gugus hidroksil molekul gula yang berdekatan untuk menghasilkan aldehida. Setelah langkah ini, reagen Schiff menempel pada aldehida dan membentuk warna merah magenta untuk visualisasi.
4. Masson’s Trichrome: adalah pewarna yang dapat menghasilkan warna-warni pada jaringan. Meskipun memiliki pewarna kontras merah, pewarna ini populer karena kemampuannya mewarnai serat kolagen menjadi biru. Pewarna ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi fibrosis jantung, fibrosis paru, penyakit ginjal kronis, dan distrofi otot.
5. Congo Red: adalah pewarna biru yang larut dalam air dan menghasilkan larutan merah pada pH 3,0-5,0. Banyak cincin aromatik yang dapat saling bertumpuk melalui interaksi hidrofobik dan terkumpul di jaringan. Congo red juga dapat mewarnai serat amiloid dengan warna merah dan oranye, menjadikannya bahan yang berguna untuk penelitian amiloidosis. Ketika dilihat di bawah cahaya terpolarisasi dalam mikroskop, jaringan yang diwarnai dengan Congo red dan kaya akan amiloid akan menunjukkan bias ganda berwarna hijau “apel” yang terang.
6. Prussian Blue: pewarna ini berguna untuk mengidentifikasi cadangan zat besi dalam tubuh. Pewarnaan ini bekerja dengan cara mewarnai jaringan terlebih dahulu dengan asam klorida dan kemudian melihat ion Fe bereaksi membentuk pigmen biru terang yang tidak larut. Pewarnaan ini berguna dalam mendiagnosis kondisi akumulasi zat besi seperti hemokromatosis atau hemosiderosis melalui pewarnaan jaringan hati dan melihat penumpukan zat besi di dekat hepatosit peri-portal atau di sepanjang lapisan sinusoid.
7. Mucicarmine: seperti namanya, pewarna ini mewarnai mucin. Aluminium dan karmin bergabung membentuk kompleks khelasi bermuatan positif. Muatan positif yang baru mengikat mucin, mewarnainya dengan warna merah, dan memungkinkan visualisasi. Hal ini berguna dalam mengidentifikasi potensi karsinoma dan kondisi inflamasi, di mana terjadi produksi mucin yang berlebihan.[12] Dalam pembedahan, pewarnaan mucicarmine juga dapat menentukan lokasi tumor primer dengan mewarnai epitel penghasil lendir di tempat yang tidak mengandung sel penghasil mucin,
8. Sudan Black: Pewarna Sudan Black mewarnai struktur yang mengandung lipid seperti trigliserida dan lipoprotein, dengan warna hitam atau coklat tua. Preparasi jaringan untuk Sudan Black dan Oil Red O melewatkan langkah dehidrasi alkohol untuk menghindari pencucian lipid yang akan diwarnai. Pewarna ini dapat digunakan untuk mendiagnosis aterosklerosis dengan mewarnai plak aterosklerotik dan leukodystrophy autosomal dominan dengan mewarnai makrofag di materi putih setelah biopsi otak post-mortem.
9. Oil Red O: pewarna yang paling umum digunakan pada lemak atau lipid hidrofobik, zat yang secara tradisional sulit diwarnai. Oil Red O sangat berguna dalam memvisualisasikan plak aterosklerotik dan akumulasi lipid hati dan otot.
10. Silver Stain: Pewarnaan silver digunakan untuk studi histopatologi penyakit berbasis akumulasi dalam neurologi. Terdapat beberapa metode pewarnaan silver, termasuk Bielschowsky, Gallyas, Bodian, dan Campbell-Switzer. Metode pewarnaan yang dipilih bergantung pada lesi neurologis yang dimaksud, karena setiap metode memiliki sensitivitas dan spesifisitas yang berbeda. Secara umum, metode-metode tersebut menempelkan ion perak atau kompleks garam ke jaringan target. Kemudian, ion atau kompleks garam tersebut harus direduksi di tempatnya, dan partikel perak yang terbentuk kemudian terakumulasi dan dapat dianalisis.
11. Nissl Stain (Cresyl Violet Stain): menggunakan dasar pewarna aniline untuk studi struktur neuron pada otak dan tulang belakang. Neuropil berwarna ungu kebiruan dan bergranula. Substansi Nissl memiliki kandungan RNA ribosom yang tinggi, sehingga menarik zat pewarna, tampak biru tua, dan membuat sitoplasma tampak berbintik-bintik. Keuntungan menggunakan pewarnaan Nissl untuk mengevaluasi patologi neuron adalah pewarnaan ini akan secara jelas mewarnai sitoplasma neuron tanpa mewarnai perikarya struktur sel lain, seperti astrosit.
12. Papanicolaou Stain: Pewarnaan Papanicolaou yang secara umum disebut sebagai Pap smear adalah teknik pewarnaan sitologi yang paling dikenal untuk mendeteksi kanker serviks pada pasien wanita. Sel yang akan diwarnai dikumpulkan dari apusan ginekologi, sampel dahak, usapan, bahan aspirasi jarum halus, dan bilasan. Pewarnaan multikromatik melibatkan lima pewarna: Hematoksilin untuk inti sel, Oranye G untuk keratin, eosin untuk struktur permukaan, Hijau Muda SF untuk sitoplasma, dan Bismarck Brown.[18] Dalam konteks Pap smear skrining kanker serviks, pewarnaan sel epitel dari zona transisi serviks dianalisis untuk proses prakanker dan kanker. Seringkali slide kedua akan disiapkan untuk immunostaining dengan biomarker p16INK4a untuk mengidentifikasi dysplasia.

Berikut produk yang dapat digunakan untuk riset anda terkait dengan pewarnaan jaringan khusus kami sajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. List reagen pewarnaan dari brand Solarbio.

Berikut informasi yang dapat kami sajikan terkait staining jaringan khusus yang dapat menjadi referensi riset anda selanjutnya. Apabila terdapat pertanyaan dan diskusi dapat menghubungi kami pada kontak berikut. Sampai jumpa di artikel selanjutnya!

Source:

Gurina TS, Simms L. Histology, Staining. [Updated 2023 May 1]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2026 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK557663/

Veuthey T, Herrera G, Dodero VI. Dyes and stains: from molecular structure to histological application. Front Biosci (Landmark Ed). 2014 Jan 01;19(1):91-112.

McGavin MD. Factors affecting visibility of a target tissue in histologic sections. Vet Pathol. 2014 Jan;51(1):9-27.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666166723006482