sel amobil

Deskripsi Sel Amobil
Teknik sel amobil adalah teknik yang dilakukan dengan cara melakukan penjerapan sel pada matriks tertentu. Matrik yang biasa digunakan misalnya alginate, poliakrilamid, agar. Teknik ini biasanya digunakan untuk meningkatkan kadar metabolit sekunder tanpa terpengaruh oleh pertumbuhan sel.
Keunggulan Teknik Sel Amobil
• mampu menggunakan kembali biomasa yang mahal harganya
• mampu secara fisikawi memisahkan antara sel, media, dan produk
• meningkatkan daya guna bioreaktor
• mampu beroperasi secara berkesinambungan dalam jangka waktu lama (Payne et al.,1992).
Pembuatan Matriks
 Pembentukan gel dengan proses pengikatan-silang ionic dari polimer yang bermuatan
 Pembentukan gel dengan pendinginan polimer yang dilarutkan dengan pemanasan
 Pembentukan gel dengan reaksi kimia. (Brodelius,1985)


Kegunaan :
 Mencegah gesekan sel dengan dinding bioreaktor.
 Mencegah terjadinya agregasi/gumpalan sel, karena kalau terjadi agregasidapat mengakibatkan sel terdiferensiasi.
Kaitan sel amobil dengan produk metabolit sekunder
Sel amobil merupakan sel yang dijerap dalam suatu matriks. Biomassa yang tertahan pada media amobil akan menghasilkan metabolit yang lebih tinggi dan meningkatkan konsentrasi produk. Hali ni dikarenakan sel yang tertahan akan mengalami stress sehingga produksi metabolit akan meningkat dengan sendirinya dalam waktu yang lebih cepat dibandingkan dengan kultur sel biasa. Ditinjau dari hal ini, tekhnik amobilisasi juga dapat dikatakan lebih ekonomis. Keberhasilan dari amobilisasi sel ini sangat dipengaruhi oleh media. Pertumbuhan sel amobil lebih lambat dari pada kultur suspensi sel. Jadi laju pertumbuhan spesifik produk dapat dikendalikan, pembentukan produk tidak terkait dengan laju pertumbuhan. Dalam suatu penelitian menunjukkan bahwa amobilisasi sel dapat meningkatkan produksi diosgenin sebesar 4 dan 10 kali pada sel halus dan 8 dan 3 kali pada sel kasar dibandingkan tanpa penambahan ekstrak khamir dan kolesterol. Penelitian lain menyebutkan bahwa teknik amobilisasi sel dapat meningkatkan kadar andrografolid sampai 2 kali dari kultur suspensi sel dalam Erlenmeyer dan 3 kali dari kultur suspensi sel dalam bioreaktor.

Kadar metabolit sekunder yang diproduksi dengan tehnik suspensi sel terkadang menunjukkan hasil yang lebih rendah bila dibandingkan dengan tanaman utuh. Terlebih jika sistem kultur suspensi sel dilakukan dengan skala industri, akan timbul banyak masalah yang harus diselesaikan, utamanya yang terkait dengan “dinamika sel”, teristimewa pada kemampuan sel untuk memproduksi metabolit sekunder dalam keadaan tidak terdiferensiasi dan terorganisasi akan menurun dan yang paling kecil adalah dalam sistem kultur suspensi sel (Dougall.1985). Persoalan lain yang harus diselesaikan dalam sistem kultur suspensi sel adalah pengaturan diferensiasi, organisasi, dan pembentukan produk, ciri khas pertumbuhan sel, ketidakmantapan sel tumbuhan, kecenderungan sel untuk membentuk gumpalan, kerentanan sel terhadap gesekan, dan kesulitan dalam pemisahan produk dari biomasa (Brodelius,1990; Payne et al., 1992). Penyelesaikan persoalan tersebut, misalnya dengan melakukan seleksi media, rancang bangun bioreaktor, dan pemisahan produk. Namun demikian, biomasa yang mahal hanya sekali unduh, isolasi produk dengan mendestruksi biamasa tersebut. Berdasarkan uraian tersebut, maka dipilih sistem sel amobil sebagai alternatif unggulan. Sistem sel amobil merupakan teknik pilihan karena memiliki beberapa keunggulan, antara lain mampu menggunakan kembali biomasa yang mahal harganya, mampu secara fisikawi memisahkan antara sel, media, dan produk, meningkatkan daya guna bioreactor, dan mampu beroperasi secara berkesinambungan dalam jangka waktu lama (Payne et al.,1992).

Proses Amobilisasi Sel

Penggunaan sistem sel amobil telah lama diterapkan terhadap mikrobia maupun enzim dengan hasil yang menjanjikan, bahkan telah diterapkan dalam sekala industri (Swalsgood, 1985). Penyediaan sel amobil pada dasarnya adalah penjerapan sel dengan matriks tertentu. Polimer merupakan bahan yang banyak digunakan dalam amobilisasi sel dan prinsip kerjanya ada tiga macam, yaitu pembentukan gel dengan proses pengikatan-silang ionic dari polimer yang bermuatan, pembentukan gel dengan pendinginan polimer yang dilarutkan dengan pemanasan, dan pembentukan gel dengan reaksi kimia (Brodelius,1985). Secara berturut-turut dari prinsip tersebut adalah gelatin yang berikatan silang dengan glutaraldehida, agar atau agarosa, dan natrium alginat menjadi kalsium alginat. Walaupun sistem sel amobil dapat menyelesaikan masalah yang timbul dalam kultur suspensi sel, namun juga timbul persoalan baru, antara lain keterbatasan partisi dan difusi (perpindahan massa), pengukuran parameter sel, dan pembebasan dan perolehan produk (Brodelius, 1990). Untuk membebasan produk dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain dengan pelarut organic, ultrasonifikasi, dan ionoforetik atau elektropermeabilisasi (Hunter dan Kilby,1988).
Proses amobilisasi sel diawali dengan menginisiasi kalus dengan cara penanaman eksplan pada media padat aseptis yang telah ditambahkan zat pengatur tumbuh. Setelah ditutup dengan kertas aluminium, selanjutnya diinkubasi pada suhu (25 ± 3)° C hingga terbentuk kalus. Setelah kalus cukup besar, dilakukan subkultur, yaitu memindahkan kalus yang telah dibagi ke media padat. Subkultur dilakukan berulang kali hingga diperoleh kalus yang meremah (friable). Dari kalus tersebut dibuat kultur suspensi sel dengan media cair; kemudian diinkubasikan dengan digojog pada gyrorotary shaker (penggojog-berpusing). Selanjutnya dilakukan subkultur sehingga diperoleh biomasa yang cukup. Suspensi sel yang diperoleh disaring. Biomasa yang lolos disebut sel halus dan yang tertinggal di penyaring disebut sel kasar. Amobilisasi dilakukan terhadap suspensi sel halus dan suspensi sel kasar dalam larutan natrium alginat. Manik-manik yang mengandung sel (sel amobil) diinkubasi dalam media cair sebagai control, media produksi ditambah elisitor, ditambah elisitor dan prazat/precursor. Pertumbuhan sel untuk kultur sel amobil diamati berdasarkan berat kering (BK) sel. Sel yang diamobilisasi tumbuh lebih lambat dari pada kultur suspensi sel. Kadar dalam sampel kultur sel amobil dianalisis dengan menggunakan HPLC (High Performance Liquid Chromatography), yang dilengkapi dengan detektor UV (λ=254 nm) (Kadar, 2009).
Menurut Soegihardjo (1987), elisitasi akan meningkatkan metabolisme sekunder, sedangkan penambahan elisitor dan prazat akan lebih meningkatkan metabolisme sekunder. Elisitor, selain ekstrak khamir dapat pula dicoba dengan ekstrak air kapang lain. Demikian juga penambahan prazat, selain kolesterol dapat dicoba pula, misalnya sitosterol atau bahkan skualena. Menurut Indrayanto (1987), pemilahan tanaman yang mempunyai kemampuan metabolism yang tinggi serta pemilihan eksplan juga dapat menjadi modal untuk memperoleh galur sel unggul dengan kemampuan metabolism sekunder yang optimal.

Daftar Pustaka

Brodelius, P.E., 1985, Immobilized Plant Cells, in: Enzymes and Immobilized Cell in Biotechnology,(Laskin, A.I., ed.), 109-148, The Benyamin / Commings Publishing Company, Inc., London.
Brodelius, P.E., 1990, Transport and Accumulation of Secondary Metabolites, in: Current Plant Science and Biotechnology in Agriculture, Vol.IX: Progress in Plant Cellular and Molecular Biology (Nijkamp,H.J., van der Plas, L.H.W., van Aartrijk,J., eds.), 567-576, Kluwer Academic Publisher, Dordrecht-The Netherlands.
Dougall, D.K.,1985, Variability in Plant Cell Cultures and Its Implications for Process Scale-Up and Development, in: Research Needs in Non Conventional Bioprocesses (Fink, D.J., ed.), 115-119, Batelle Press, Columbus, Richland.
Hunter,C.S. and Kilby, N.J., 1988, Electropermeabilization and Ultrasonic Techniques for Harvesting Secondary Metabolites from Plant Cells in Vitro, in: Manipulating Secondary Metabolism, (R.J.Robins and M.J.C, Rhodes, eds.), 285-289, Cambridge University Press, Cambridge.
Indrayanto,G., 1987, Produksi Metabolit Sekunder dengan Teknik Kultur Jaringan Tanaman, dalam: Prosiding Seminar Nasional Metabolit Sekunder, PAU Bioteknologi UGM, Yogyakarta.
Kadar, V.R., 2009, Peningkatan Kadar Andrografolid dari Kultur Sel Andrographis paniculata (Burm.f.) Wallich ex Ness Melalui Teknik Amobilisasi Sel dalam Bioreaktor, ITB, Bandung.

Payne,G., Bringi,V., Prince.C., Shuler,M., 1992, Plant Cell and Tissue Culture in Liquid Systems, 177-223, Hanser Publishers, Munich-Vienna. Rathore,A.K. & Khanna,P., 1979, Steroidal Constituents of Costus speciosus (Koen) Sm. Callus Cultures, Planta Med., 35: 289-290.
Soegihardjo, 1987, Mencari Kondisi Terbaik untuk Pertumbuhan Kalus pada Kultur Jaringan Costus speciosus Smith., Risalah Seminar Nasional Metabolit Sekunder, 202-208, PAU Bioteknologi UGM, Yogyakarta.
Swalsgood, H.E.,1985, Immobilization of Enzymes and Some Applications in the Food Industry, in: Enzymes and Immobilized Cells in Biotechnology (A.L. Laskin, ed.), 1-24, The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., London-Tokyo.