Pendahuluan

Tubuh manusia memiliki kemampuan yang luar biasa untuk memperbaiki jaringan yang rusak. Perbaikan jaringan yang rusak ini dikenal sebagai regenerasi. Salah satu proses paling penting dalam regenerasi ini adalah pembentukan pembuluh darah baru yang memungkinkan suplai oksigen dan nutrisi kembali ke area yang mengalami cedera. Dua mekanisme utama yang berperan dalam proses ini adalah angiogenesis dan vasculogenesis. Kedua proses ini tidak hanya penting dalam penyembuhan luka, tetapi juga berperan dalam perkembangan embrio, regenerasi jaringan, hingga berbagai kondisi penyakit seperti kanker dan diabetes (Carmeliet, 2005). Dalam penelitian biomedis modern, pemahaman mengenai mekanisme ini menjadi sangat penting karena berkaitan erat dengan pengembangan terapi regeneratif, tissue engineering, dan discovery obat.

Apa itu Angiogenesis?

Angiogenesis adalah proses pembentukan pembuluh darah baru yang berasal dari pembuluh darah yang sudah ada sebelumnya. Proses ini terjadi melalui aktivasi, migrasi, dan proliferasi sel endotel yang melapisi bagian dalam pembuluh darah (Potente dkkl., 2011). Ketika tubuh mengalami luka atau kekurangan oksigen (hipoksia), sel akan mengirimkan sinyal untuk memulai proses angiogenesis. Salah satu faktor utama yang berperan adalah Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF), yang merangsang pertumbuhan dan pembentukan kapiler baru. Beberapa fungsi angiogenesis dalam tubuh adalah sebagai berikut.

• Membantu proses penyembuhan luka
• Mendukung pertumbuhan jaringan baru
• Berperan dalam siklus reproduksi
• Membantu regenerasi jaringan

Namun, angiogenesis juga dapat berperan dalam kondisi patologis seperti kanker, di mana tumor menggunakan pembentukan pembuluh darah baru untuk mendapatkan suplai nutrisi agar dapat terus tumbuh (Ferrara & Adamis, 2016).

Gambar 2. Deskripsi proses remodeling yang diinduksi oleh angiogenesis (digambar ulang dari Suh, 2000) dalam Kubis dan Levy, 2004.

Apa Itu Vasculogenesis?

Berbeda dengan angiogenesis, vasculogenesis adalah proses pembentukan pembuluh darah baru dari sel progenitor (angioblast) yang belum pernah menjadi pembuluh darah sebelumnya. Proses ini terutama terjadi pada perkembangan embrio, tetapi penelitian menunjukkan bahwa vasculogenesis juga dapat terjadi pada jaringan dewasa dalam kondisi tertentu, terutama saat proses regenerasi (Risau, 1997). Dalam bidang regenerative medicine, vasculogenesis menjadi sangat penting karena membuka peluang untuk terapi berbasis sel punca (stem cell therapy) dan rekayasa jaringan (tissue engineering).

Berikut adalah beberapa faktor pertumbuhan yang mengatur proses angiogenesis dan vasculogenesis.

Gambar 2. Ringkasan skematik berbagai faktor pertumbuhan yang mengatur vasculogenesis dan angiogenesis (digambar ulang dari Risau, 1997) dalam Kubis dan Levy, 2004.

Peran Angiogenesis dalam Penyembuhan Luka

Penyembuhan luka terdiri dari beberapa tahap utama sebagai berikut.

Gambar 3. Tahapan Penyembuhan Luka (Wound Healing)
(Yasin dkk., 2023)

Gambar di atas menjelaskan proses penyembuhan luka yang terjadi secara bertahap dalam empat fase utama yakni hemostasis, inflamasi, proliferasi, dan remodeling. Pada fase hemostasis, tubuh segera menghentikan perdarahan melalui pembentukan bekuan darah (blood clot) yang melibatkan agregasi trombosit serta pelepasan faktor pertumbuhan awal. Selanjutnya pada fase inflamasi, neutrofil dan makrofag masuk ke area luka untuk membersihkan bakteri serta sisa jaringan rusak, sambil mengirimkan sinyal biologis untuk memulai perbaikan jaringan.

Memasuki fase proliferasi, terjadi pembentukan jaringan granulasi yang ditandai dengan migrasi sel epitel dan aktivitas fibroblas, serta proses angiogenesis yang membentuk pembuluh darah baru untuk menyediakan oksigen dan nutrisi ke jaringan yang sedang diperbaiki. Terakhir pada fase remodeling, jaringan yang baru terbentuk akan diperkuat dan disusun ulang, fibroblas berperan dalam reorganisasi kolagen sehingga luka menutup sempurna dan akhirnya terbentuk jaringan parut (scar) sebagai hasil akhir proses penyembuhan.

Pada fase proliferasi, angiogenesis memiliki peran kunci dalam membentuk jaringan vaskular baru yang akan menyuplai oksigen dan nutrisi ke area luka. Saat terjadi luka, kondisi hipoksia akan mengaktifkan HIF-1α (Hypoxia-Inducible Factor-1 alpha) yang kemudian meningkatkan ekspresi VEGF. VEGF ini akan memicu migrasi sel endotel, pembentukan kapiler baru dan peningkatan suplai nutrisi ke jaringan luka. Proses ini sangat penting karena tanpa angiogenesis yang optimal, penyembuhan luka dapat terhambat dan berpotensi menjadi luka kronis seperti diabetic ulcer (Eming dkk., 2014).

Mengapa Penelitian Angiogenesis Sangat Penting?

Penelitian angiogenesis saat ini menjadi salah satu fokus utama dalam bidang biomedis karena perannya yang sangat fundamental dalam berbagai proses fisiologis maupun patologis. Pembentukan pembuluh darah baru tidak hanya penting untuk regenerasi jaringan normal, tetapi juga terlibat langsung dalam perkembangan berbagai penyakit serta pengembangan terapi modern (Carmeliet, 2005).

1. Penelitian kanker

Dalam konteks kanker, angiogenesis memiliki peran yang sangat krusial. Tumor yang berkembang membutuhkan suplai oksigen dan nutrisi agar dapat terus tumbuh dan menyebar. Proses ini difasilitasi oleh pembentukan pembuluh darah baru di sekitar jaringan tumor. Oleh karena itu, salah satu strategi terapi kanker modern yang banyak dikembangkan adalah anti-angiogenesis therapy, yaitu upaya untuk menghambat pembentukan pembuluh darah baru sehingga pertumbuhan tumor dapat ditekan. Pendekatan ini telah menjadi salah satu milestone penting dalam terapi onkologi modern (Ferrara & Adamis, 2016).

2. Regenerative medicine

Dalam bidang regenerative medicine, angiogenesis menjadi komponen yang tidak dapat dipisahkan dari keberhasilan perbaikan jaringan. Pada teknik seperti tissue engineering maupun terapi berbasis stem cell, pembentukan jaringan saja tidak cukup tanpa adanya vaskularisasi yang memadai. Tanpa suplai darah yang baik, jaringan hasil rekayasa akan mengalami kekurangan oksigen (hipoksia) dan nutrisi, yang akhirnya menyebabkan kegagalan implantasi atau kematian sel. Karena itu, stimulasi angiogenesis menjadi kunci dalam meningkatkan keberhasilan rekonstruksi jaringan, termasuk pada skin regeneration, bone healing, dan organoid development.

3. Drug discovery dan pengembangan terapi

Angiogenesis juga menjadi parameter penting dalam proses drug discovery. Banyak kandidat senyawa obat diuji untuk mengetahui efeknya terhadap pembentukan pembuluh darah, baik sebagai pro-angiogenic agent maupun anti-angiogenic agent. Senyawa pro-angiogenik diteliti untuk terapi luka kronis, iskemia, dan regenerasi jaringan. Sedangkan senyawa anti-angiogenik digunakan untuk terapi kanker, penyakit mata (seperti diabetic retinopathy), dan inflamasi kronis. Untuk itu, berbagai model in vitro seperti endothelial tube formation assay, cell migration assay, serta pengukuran biomarker seperti VEGF dan HIF-1α menjadi sangat penting dalam evaluasi efektivitas kandidat obat.

Produk dari PT Indogen Intertama

Dalam rangka mendukung riset para peneliti, PT Indogen dapat membantu menyediakan kit dan antibodi untuk riset wound healing dari beberapa brand seperti Cell Biolabs dan Elabscience berikut.

Untuk pertanyaan produk dan stock lebih lanjut Bapak/Ibu dapat menghubungi kontak yang tertera pada laman website Indogen berikut. Terima kasih.

Referensi :

Carmeliet, P. (2005). Angiogenesis in life, disease and medicine. Nature, 438(7070), 932–936.

Eming, S. A., Martin, P., & Tomic-Canic, M. (2014). Wound repair and regeneration: Mechanisms, signaling, and translation. Science Translational Medicine, 6(265), 265sr6.

Ferrara, N., & Adamis, A. P. (2016). Ten years of anti-vascular endothelial growth factor therapy. Nature Reviews Drug Discovery, 15(6), 385–403.

Kubis, N., & Levy, B. I. (2003). Vasculogenesis and angiogenesis: molecular and cellular controls. Part 1: growth factors. Interventional neuroradiology : journal of peritherapeutic neuroradiology, surgical procedures and related neurosciences, 9(3), 227–237. https://doi.org/10.1177/159101990300900301

Potente, M., Gerhardt, H., & Carmeliet, P. (2011). Basic and therapeutic aspects of angiogenesis. Cell, 146(6), 873–887.

Risau, W. (1997). Mechanisms of angiogenesis. Nature, 386(6626), 671–674.

Semenza, G. L. (2003). Targeting HIF-1 for cancer therapy. Nature Reviews Cancer, 3(10), 721–732.

Yasin, Siti & Said, Zulfahmi & Halib, Nadia & Rahman, Zulaiha & Mokhzani, Noor Izzati. (2023). Polymer-Based Hydrogel Loaded with Honey in Drug Delivery System for Wound Healing Applications. Polymers. 15. 3085. 10.3390/polym15143085.

Artikel Terkait

1. https://indogen.id/cell-based-assay/
2. https://indogen.id/teknik-multiplexing-elisa-dan-produk-ecoplex-panel-inflamasi-elabscience/
3. https://indogen.id/jalur-kematian-sel-apoptosis-nekrosis-necroptosis-pyroptosis-serta-cara-dan-kit-deteksinya/
4. https://indogen.id/apa-itu-autophagy-pathway-dan-p53-pathway/
5. https://indogen.id/hari-kanker-sedunia-memahami-biomarker-kanker-dari-diagnosis-hingga-minimal-residual-disease-mrd/