Apa yang Terjadi Ketika Kulit Mengalami Luka?

Kulit merupakan lapisan pelindung tubuh yang berperan penting dalam mencegah masuknya mikroorganisme dan menjaga keseimbangan lingkungan internal. Ketika terjadi luka, tubuh akan segera mengaktifkan respons biologis yang melibatkan sel imun, sel kulit, pembuluh darah, dan berbagai mediator inflamasi untuk membersihkan jaringan yang rusak serta memulai proses perbaikan.

Salah satu komponen penting dalam proses ini adalah leukosit atau sel darah putih. Sel-sel tersebut bermigrasi menuju area luka untuk membantu mengendalikan kontaminasi mikroba, membersihkan jaringan yang rusak, dan mengatur proses regenerasi jaringan. Oleh karena itu, penting bagi kita untuk memahami dinamika leukosit pada jaringan dermal dalam penelitian penyembuhan luka, khususnya ketika mengevaluasi material biomaterial, sediaan topikal, kandidat terapi, atau produk yang berpotensi bersentuhan langsung dengan jaringan kulit.

Salah satu metode yang dapat digunakan untuk mempelajari populasi sel leukosit tersebut adalah dengan flow cytometry atau sitometri aliran. Metode ini memungkinkan peneliti mengidentifikasi dan menghitung berbagai populasi sel berdasarkan karakteristik fisik serta penanda molekuler yang terdeteksi melalui fluoresensi.

Dinamika Dasar Luka dan Peran Leukosit Dermal

A. Dinamika Dasar Luka dan Peran Leukosit Dermal

Proses penyembuhan luka berlangsung melalui beberapa fase yang saling berhubungan, bukan sebagai tahapan yang sepenuhnya terpisah.

1. Fase inflamasi
   Tahapan ini merupakan tahapan awal setelah terjadinya cedera. Neutrofil biasanya menjadi salah satu populasi leukosit yang meningkat lebih awal. Sel ini membantu mengendalikan mikroorganisme dan membersihkan material seluler yang rusak. Monosit juga direkrut dan dapat berdiferensiasi menjadi makrofag di jaringan.

2. Fase proliferasi
   Fase ini merupakan tahapan pembentukan jaringan baru. Dimana makrofag membantu mengatur peralihan respons inflamasi menuju perbaikan jaringan. Fibroblas berperan dalam pembentukan matriks ekstraseluler, sedangkan keratinosit membantu menutup kembali permukaan kulit.

3. Fase remodeling
   Pada tahapan ini terjadi penguatan dan penataan jaringan. Matriks jaringan mengalami reorganisasi dan kekuatan jaringan secara bertahap meningkat. Perubahan jumlah serta karakteristik sel imun dapat membantu menggambarkan perkembangan proses penyembuhan.

Gambar 1. Gambaran tahapan dalam penyembuhan luka (Saber dkk., 2024)

Pada model luka kulit mencit, perubahan populasi neutrofil, monosit, dan makrofag dapat diamati pada berbagai waktu setelah cedera. Luka yang mengalami gangguan penyembuhan dapat memperlihatkan persistensi populasi inflamasi pada fase yang lebih lanjut dibandingkan luka yang sembuh secara normal. Dengan demikian, pengamatan leukosit tidak cukup hanya dilakukan pada satu titik waktu. Analisis serial dapat memberikan gambaran lebih menyeluruh mengenai dinamika inflamasi dan hubungannya dengan perkembangan luka (Joshi dkk., 2020).

B. Mengapa Flow Cytometry Penting untuk Pemprofilan Leukosit?

Flow cytometry merupakan metode analisis sel individual yang melewati berkas laser. Sinyal hamburan cahaya memberikan informasi mengenai karakteristik fisik sel, sedangkan fluoresensi dari antibodi berlabel atau pewarna tertentu membantu mengidentifikasi penanda yang menjadi target analisis.

Dalam penelitian luka dermal, jaringan dapat diproses menjadi suspensi sel tunggal, kemudian diberi panel antibodi yang sesuai dengan spesies model hewan. Populasi leukosit selanjutnya diidentifikasi berdasarkan kombinasi penanda dan strategi gating yang tervalidasi. Beberapa penanda yang umum dipertimbangkan dalam penelitian pada mencit meliputi:

Penanda tersebut perlu digunakan dalam kombinasi yang tepat. Sebagai contoh, CD11b saja tidak cukup spesifik untuk mengidentifikasi neutrofil atau makrofag. Identitas sel perlu ditentukan berdasarkan kombinasi penanda, kontrol eksperimen, dan strategi gating yang sesuai.

Sebagai referensi penggunaan bahan di laboratorium, Elabscience menyediakan antibodi berkonjugasi fluorofor untuk berbagai target seluler termasuk sejumlah penanda imunologi pada mencit. Produk ini dapat dipertimbangkan untuk menyusun panel pemprofilan leukosit sesuai dengan spesies, target, dan konfigurasi instrumen yang digunakan.

Pada dasarnya, untuk pemilihan fluorofor kita perlu mempertimbangkan laser dan filter deteksi instrumen, tumpang tindih spektrum emisi, kontrol kompensasi atau spectral unmixing, serta intensitas ekspresi target.

C. Menghubungkan Profil Leukosit dengan Viabilitas Bakteri

Dalam penelitian luka yang berpotensi terkontaminasi mikroorganisme, respons leukosit perlu dipahami bersama data mengenai keberadaan dan viabilitas bakteri. Viabilitas bakteri menggambarkan kemampuan bakteri untuk tetap hidup atau mempertahankan fungsi biologis tertentu. Pengukurannya tidak selalu sama dengan pengukuran jumlah bakteri total, karena deteksi materi genetik atau sinyal fluoresensi saja belum tentu membuktikan bahwa bakteri masih hidup.

Secara konseptual, dua kelompok data dapat dibandingkan melalui:

Apabila jumlah bakteri hidup menurun bersamaan dengan perubahan infiltrasi leukosit, temuan tersebut dapat membantu menggambarkan hubungan antara beban mikroba dan respons imun. Namun, hubungan tersebut tidak otomatis membuktikan sebab-akibat. Hasilnya perlu ditafsirkan bersama kondisi luka, kelompok kontrol, waktu pengamatan, dan karakteristik perlakuan.

BNCC (BeNa Culture Collection) menyediakan berbagai sumber daya biologis untuk penelitian, termasuk strain mikroba dan bahan kontrol biologis. Karena itu, koleksi strain BNCC dapat dipertimbangkan ketika penelitian membutuhkan bahan mikrobiologi yang teridentifikasi dan memiliki informasi produk yang dapat ditelusuri. Kesesuaian strain untuk penelitian tertentu tetap perlu diperiksa berdasarkan identitas, dokumentasi, dan tujuan pengujian.

D. Biokompatibilitas: Apakah Material Aman bagi Jaringan?

Biokompatibilitas menggambarkan kemampuan suatu material atau produk untuk memberikan respons biologis yang sesuai dengan tujuan penggunaannya. Dalam penelitian luka dermal, evaluasi ini penting untuk material penutup luka, hidrogel, scaffold, bahan topikal, maupun kandidat produk yang bersentuhan dengan jaringan.

Penilaian biokompatibilitas tidak cukup hanya berdasarkan satu parameter. Respons sel, potensi inflamasi, dan efek toksik perlu dipertimbangkan sesuai karakteristik material serta tujuan penggunaannya. Beberapa parameter yang dapat dipertimbangkan meliputi:

1. Viabilitas sel setelah terpapar material atau ekstraknya.
2. Perubahan morfologi dan kemampuan proliferasi sel.
3. Respons inflamasi atau perubahan profil leukosit.
4. Kondisi jaringan dan perkembangan penutupan luka pada model yang relevan.

Evaluasi interaksi antara material dan sel secara in vitro memerlukan produk kultur sel serta reagen pendukung yang sesuai dengan tujuan pengujian. Untuk mendukung kebutuhan tersebut, Procell System menyediakan berbagai produk yang dapat dipertimbangkan dalam penelitian biokompatibilitas. Berikut adalah beberapa produk Procell System yang relevan untuk mendukung penelitian tersebut.

E. Sitotoksisitas Sel Inang: Membedakan Efek Antimikroba dan Kerusakan Sel

Salah satu tantangan dalam pengembangan produk untuk luka adalah memastikan bahwa efek terhadap bakteri tidak disertai kerusakan berlebihan pada sel inang. Sitotoksisitas merupakan efek merugikan terhadap sel, misalnya gangguan integritas membran, penurunan viabilitas, atau kematian sel. Dalam pengujian in vitro, efek tersebut dapat dinilai menggunakan metode yang sesuai dengan karakteristik sel dan bahan uji.

Flow cytometry dapat digunakan untuk mengevaluasi viabilitas dan kematian sel melalui pewarna eksklusi membran, serta untuk membedakan tahap apoptosis dan kematian sel lain menggunakan kombinasi penanda yang tepat. Sebagai contoh, kombinasi Annexin V dan propidium iodide (PI) dapat membantu membedakan populasi sel hidup, sel dengan karakteristik apoptosis awal, dan sel dengan kehilangan integritas membran. Berikut adalah daftar produk Elabscience yang dapat mendukung pengujian sitotoksisitas pada sel.

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

Referensi

Joshi, N., et al. (2020). Comprehensive characterization of myeloid cells during wound healing in healthy and healing-impaired diabetic mice. European Journal of Immunology, 50, 1335–1349. https://doi.org/10.1002/eji.201948438

Saber, Sameh & Abdelhady, Rasha & Elhemely, Mai & Elmorsy, Elsayed A. & Hamad, Rabab & Abdel-Reheim, Mustafa & El-kott, Attalla & Alshehri, Mohammed & Morsy, Kareem & Negm, Sally & Kira, Ahmed Y.. (2024). Nanoscale Systems for Local Activation of Hypoxia-Inducible Factor-1 Alpha: A New Approach in Diabetic Wound Management. International Journal of Nanomedicine. 19. 13735-13762. 10.2147/IJN.S49704

Artikel Terkait

1. https://indogen.id/angiogenesis-hingga-wound-healing-kunci-regenerasi-dan-perbaikan-jaringan/
2. https://indogen.id/metode-analisis-sitotoksisitas-dan-viabilitas-sel-in-vitro/
3. https://indogen.id/dibalik-riset-biomedis-5-lini-sel-yang-banyak-digunakan-peneliti/
4. https://indogen.id/antibiotic-disc-pengertian-fungsi-aplikasi/
5. https://indogen.id/menjaga-kemurnian-biologics-strategi-pengelolaan-impurities-dan-peran-krusial-bioprocess-qc-assay-kit-dalam-industri-biofarmasi/