Kelompok 2_PPT Kultur Sel dan Organoid.pdf

QZSrhxtdeygbhuij

1. KELOMPOK 2
KULTUR SEL DAN ORGANOID
TUNEABLE COMBINANT SPIDER
SILK PROTEIN HYDROGELS FOR
DRUG RELEASE AND 3D CELL
CULTURE
Anggota Kelompok:
1. Agnes Antonetta Orchidia Riberu (2106702970)
2. Amanda Widya Pramesty (2106723073)
3. Citra Nuralifah (2106723205)
4. Fathya Syifa Azzahra (2106636836)
5. Gina Zulfa (2106726541)
6. Tiara Aulia Zalyanti (2106705695)

2. TABLE
of contents
01. Pendahuluan
02. Metode
03. Hasil & Pembahasan
04. Kesimpulan
05. Daftar Acuan

3. Biomaterial memiliki peran penting dalam rekayasa jaringan karena
memberikan dukungan struktural bagi sel untuk menempel,
tumbuh, berkembang biak, dan berdiferensiasi. Contohnya:
hidrogel.
Metode umum pembentukan hidrogel:
Fisika1.
Kimia2.
Sehingga, muncul metode biologi sebagai alternatif menggunakan
polimer alami seperti kolagen, gelatin, dan kitosan.
Namun, polimer tersebut masih memiliki kelemahan seperti adanya
ketidakmurnian produk hingga sifat mekanik yang kurang
memadai.
TERDAPAT RISIKO
Pendahuluan
(Arndt dkk. 2024:1-2)

4. Muncul inovasi pembuatan hidrogel berbasis protein sutra laba-
laba rekombinan (NT2RepCT) dengan beberapa keunggulan:
Dapat diproduksi dalam jumlah besar 1.
Larut dalam air tanpa pelarut organik2.
Membentuk hidrogel pada suhu 37°C tanpa crosslinker3.
Kompatibel dengan agen bioaktif dan sel hidup4.
Hidrogel tersebut dapat diaplikasikan sebagai alat pelepasan obat
dan kerangka untuk kultur sel 3D.
Tujuan penelitian: menunjukkan bagaimana protein sutra laba-laba
rekombinan dapat memberikan lingkungan yang mendukung sel
hidup dan mengatasi kelemahan dari biomaterial lainnya.
Pendahuluan
(Arndt dkk. 2024:1-2)

5. 1. Ekspresi dan Pemurnian Protein NT2RepCT
Metode
Inkubasi larutan protein pada suhu
37°C selama 2 jam tanpa penambahan
bahan kimia pengikat silang
(crosslinkers).
2. Pembentukan hidrogel
Bakteri Escherichia coli BL21 (DE3) yang telah
ditransformasikan dengan plasmid pT7-
NT2RepCT.
Protein dimurnikan dengan buffer
imidazol.
Larutan protein NT2RepCT disiapkan
pada berbagai konsentrasi (50, 100,
200, 300 mg/mL).
3. Pengujian Sifat Mekanik
Hidrogel dipotong menjadi silinder
kecil (1 cm x 1 cm).
Uji kompresi dengan alat Texture
Analyzer untuk mengukur
kekuatan, modulus elastisitas,
dan strain pada saat patah.
Sifat mekanik hidrogel dapat
disesuaikan dengan
mengubah konsentrasi
protein.

6. 5. Kultur Sel dalam Hidrogel
Metode
4. Uji Difusi dan Pelepasan Molekul Bioaktif
Fluorescence Recovery After Photobleaching
(FRAP) digunakan untuk mengukur koefisien
difusi molekul di dalam hidrogel.
Pelepasan Molekul Bioaktif
Difusi Molekul
Hidrogel + Green Fluorescent Protein (GFP)
Pelepasan GFP dipantau hingga 48 jam
menggunakan spektrofotometer fluoresensi.
Sel mesenkimal dienkapsulasi dalam
hidrogel dengan berbagai kepadatan
sel (2.5–5 × 10⁴ sel/µL).
Viabilitas dan proliferasi sel
diukur menggunakan uji
AlamarBlue hingga 21 hari.
Sel ARPE-19 yang memproduksi
progranulin
Pelepasan progranulin dari
hidrogel dipantau menggunakan
ELISA hingga 31 hari.

7. Metode
6. Scanning electron microscopy (SEM)
Hidrogel difiksasi dengan glutaraldehid dan osmium tetroksida
untuk menjaga struktur.
Air dalam hidrogel digantikan dengan etanol melalui gradien
konsentrasi sebelum pengeringan titik kritis.
Sampel dilapisi emas untuk meningkatkan konduktivitas,
kemudian diamati dengan SEM pada pembesaran tinggi.
7. Analisis Statistik
Semua data dianalisis menggunakan ANOVA (Analysis of Variance).
Perbedaan signifikan ditandai dengan tingkat p-value (p < 0.05 dianggap signifikan).

8. a
Hasil 2.1 Sifat Mekanis Hidrogel NT2RepCT Dapat Disesuaikan dengan
Mengubah Konsentrasi Protein
Kekuatan hidrogel
meningkat dengan
peningkatan
konsentrasi protein.
Hidrogel dengan
konsentrasi 50
mg/mL memiliki
kekuatan sekitar 4
kPa, sedangkan
hidrogel dengan
konsentrasi 200
mg/mL mencapai
sekitar 123 kPa.
Regangan
menurun seiring
meningkatnya
konsentrasi
protein.
Hidrogel 50 mg/mL
memiliki regangan
lebih tinggi (sekitar
0,4 mm/mm),
sedangkan
hidrogel 200
mg/mL memiliki
regangan lebih
rendah (sekitar 0,2
mm/mm).
Kekuatan Regangan pada Patahan
b

9. c d
Hasil 2.1 Sifat Mekanis Hidrogel NT2RepCT Dapat Disesuaikan dengan
Mengubah Konsentrasi Protein
Kekakuan hidrogel
meningkat dengan
konsentrasi protein.
Hidrogel 50 mg/mL
memiliki modulus
kompresi sekitar 14
kPa, sedangkan
hidrogel 200 mg/mL
mencapai sekitar 792
kPa.
Modulus kompresi
hidrogel dibandingkan
dengan jaringan
biologis lain:
50 mg/mL: Serupa
dengan otot
rangka (sekitar 20–
25 kPa).
100 mg/mL:
Serupa dengan
otot jantung
(sekitar 100 kPa).
200 mg/mL: Mirip
dengan tulang
rawan (240–850
kPa).
Modulus Kompresi
Perbandingan Modulus Kompresi
dengan Jaringan Biologis

10. 2.2 Hidrogel Sutra Laba-laba Rekombinan Memiliki Laju Difusi yang Dapat
Disesuaikan dan Membentuk Jaringan Fibrillar Padat
Efisiensi Difusi
pada Hidrogel
Penentuan Koefisien Difusi Menggunakan FRAP
Penting untuk pertukaran
nutrisi,
oksigen,
faktor pertumbuhan,
dan
produk sisa.
Fluorescence recovery after photobleaching (FRAP)
Area tertentu pada hidrogel yang mengandung pewarna
fluoresen diputihkan menggunakan laser.
Molekul fluoresen yang tidak diputihkan akan berdifusi
kembali, dan tingkat pemulihan diukur.
Koefisien difusi dihitung berdasarkan laju pemulihan
fluoresensi.

11. Pengaruh Konsentrasi
Protein dan Berat Molekul
Kepadatan jaringan meningkat dengan
konsentrasi NT2RepCT yang lebih tinggi.
Struktur ini membatasi pergerakan
molekul, yang konsisten dengan hasil
pengukuran difusi.
Koefisien difusi pada hidrogel NT2RepCT
lebih rendah dari pada hidrogel lainnya
sehingga cocok untuk sistem pelepasan obat
secara berkelanjutan (sustained release)
atau pelapisan sel.
Gambar SEM Hidrogel
NT2RepCT

12. GFP mempertahankan integritas
struktural dan fluoresensinya, yang
menunjukkan bahwa GFP tetap aktif
pasca-gelasi.
Pelepasan GFP dari Hidrogel
NT2RepCT
Pelepasan GFP dari Hidrogel
NT2RepCT
Hasil SDS-PAGE menunjukkan bahwa tidak ada
NT2RepCT yang tidak terpolimerisasi yang dilepaskan.
Pembentukan gel terjadi secara menyeluruh dan
memiliki stabilitas yang baik.

13. Hasil 2.3 Survivabilitas dan Viabilitas hMSC di Hidrogel NT2RepCT
Uji Proliferasi
Intensitas fluoresens lebih rendah pada sel
dengan gel 100 uL, dipengaruhi oleh:
Jarak difusi
Rasio luas permukaan terhadap volume
Tidak ada perubahan signifikan pada intensitas
fluoresens selama 21 hari pengamatan
Sel berada pada jaringan fibrial padat yang
menghambat pertumbuhan

14. Hasil 2.3 Survivabilitas dan Viabilitas hMSC di Hidrogel NT2RepCT
Live/dead staining
Tidak ada agregasi pada sel (5c)
Densitas sel cenderung lebih tinggi pada
bagian bawah hidrogel (5c)
Sel yang berada dekat permukaan gel
berpotensi untuk kering dan mati
Visualisasi 3D
Morfologi: berbentuk sferikal (5a)
Viabilitas sel lebih rendah (53% & 67%)
daripada pada hidrogel lain (5b)

15. Hasil 2.4 Sekresi Progranulin oleh Sel ARPE-19 yang Dienkapsulasi dalam
Hidrogel NT2RepCT
Sel ARPE-19 tanpa enkapsulasi menunjukkan
peningkatan pelepasan PGRN yang signifikan
dari waktu ke waktu, terutama antara hari ke-3
dan ke-14.
Sel ARPE-19 yang dienkapsulasi menunjukkan
pola pelepasan PGRN yang mirip dengan sel
tanpa enkapsulasi, sedikit lebih rendah pada hari
ke-7 dan ke-14, tetapi serupa pada hari ke-31.

16. Kesimpulan
Hidrogel NT2RepCT merupakan sistem pelepasan makromolekul yang efektif dan
scaffold kultur sel yang baik.
Hidrogel NT2RepCT memiliki transparansi optik dan tidak memiliki autofluoresensi
sehingga memfasilitasi evaluasi sel melalui mikroskop
Hidrogel NT2RepCT tidak beracun dan memungkinkan difusi nutrisi serta produk
limbah
Sel yang terenkapsulasi dalam gel ini membentuk material hidup yang
memproduksi molekul biologis aktif yang dilepaskan secara terus-menerus ke
lingkungan sekitarnya
Sifat mekanik hidrogel dapat disesuaikan dengan mengubah konsentrasi protein,
sehingga cocok untuk berbagai jenis jaringan

17. Daftar Acuan
Arndt, T., U. Chatterjee, O. Shilkova, J. Francis, J. Lundkvist, D. Johansson, B. Schmuck, G. Greco, Å.
Ekblad Nordberg, Y. Li, L. U. Wahlberg, M. Langton, J. Johansson, C. Götherström, & Anna Rising.
2024. Tuneable Recombinant Spider Silk Protein Hydrogels for Drug Release and 3D Cell Culture.
Advanced Functional Materials 34(2303622): 1—11.

18. TERIMA
KASIH
KULTUR SEL DAN ORGANOID