37

IV. XENOTRANSPLANTASI SEL TESTIKULAR IKAN

GURAMI PADA BERBAGAI UMUR LARVA IKAN NILA

ABSTRAK

Xenotransplantasi sel testikular merupakan suatu metode untuk melestarikan

dan mengembangkan plasma sel germinal dari ikan-ikan yang terancam punah

dan untuk produksi induk pengganti bagi ikan-ikan yang bernilai ekonomis

tinggi. Pada penelitian ini, ikan gurami digunakan sebagai model donor dan ikan

nila sebagai model resipien. Pengembangan xenotransplantasi sel testikular ini

diawali dengan penentuan umur resipien yang optimum untuk kegiatan

transplantasi sel germinal. Testis segar diisolasi dari ikan gurami ukuran 600

800 g, lalu dicacah dalam larutan disosiasi dan selanjutnya diinkubasi pada suhu

ruang selama 3 jam untuk mendapatkan suspensi sel testikular sebagai sumber

donor. Sel donor dilabel dengan PKH 26 fluorescent dye sebelum

ditransplantasikan ke dalam rongga peritoneal larva ikan nila umur 1, 3, 5 dan 7

hari pascamenetas (hpm). Parameter yang diamati adalah sintasan larva ikan nila

24 jam pascatransplantasi (pt) dan efisiensi kolonisasi sel donor pada resipien

umur 2 dan 3 bulan pt. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sintasan larva rata-

rata terendah adalah pada perlakuan umur larva 1 hpm (82,746,76%) dan

tertinggi pada larva 3 dan 5 hpm masing-masing 95,005,00% and 95,002,50%).

Efisiensi kolonisasi rata-rata tertinggi terdapat pada perlakuan umur transplantasi

larva 3 hpm (61,134,71% ) dan terendah pada larva umur 7 hpm

(19,4317,33%). Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa larva ikan nila

umur 3 hpm adalah resipien terbaik untuk xenotransplantasi sel testikular ikan

gurami.

Kata kunci: xenotransplantasi, sel germinal jantan, ikan gurami, ikan nila,

efisiensi kolonisasi

38

IV. XENOTRANSPLANTATION OF GIANT GOURAMI

TESTICULAR GERM CELLS INTO DIFFERENT AGE OF

NILE TILAPIAS LARVAE

ABSTRACT

The recent study has been conducted to develop testicular germ cell

transplantation as a tool for preservation and propagation of male germ-plasm

from endangered fish species, as well as to produce surrogate broodstock of

commercially valuable fish. Giant gourami testis had been used as a model for

donor and Nile tilapia larvae as recipient. We developed testicular cell

xenotransplantation by optimizing the timing of intraperitoneal cell

transplantation to recipient larvae aged 1, 3, 5 and 7 days post hatching (dph).

Freshly isolated testis of giant gourami weighed 600800 g were minced in

dissociation medium and then incubated for 3 hours in room temperature to

collect monodisperce cell suspension. Donor cells labeled with PKH 26 were

transplanted into the peritoneal cavity of Nile tilapia larvae using glass

micropipettes. Parameters observed were survival rate of Nile tilapia larvae at 24

hours post transplantation (pt) and colonization efficiency of donor cells at 2 and

3 months pt. The incorporated donor cells were observed under fluorescent

microscope. The result showed that the lowest survival rate at 24 hours pt was 1

dph larvae (82.746.76%) and the highest survival rate were 3 and 5 dph larvae

(95.005.00% and 95.002.50%, respectively). The highest colonization

efficiency was on 3 dph larvae (61.134.71%) and the lowest colonization

efficiency was on 7 dph larvae (19.4317.33%). In conclusion, 3 dph Nile tilapia

larvae was the best recipient for giant gourami testicular germ cells

xenotransplantation.

Key words: xenotransplantation, testicular germ cell, giant gourami, Nile tilapia,

colonization efficiency

PENDAHULUAN

Teknologi xenotransplantasi sel testikular yang mengandung spermatogonia

pertama kali diaplikasikan pada ikan gurami (Osphronemus goramy)

menggunakan resipien larva ikan nila (Oreochromis niloticus). Pada penelitian

xenotransplantasi ini digunakan ikan gurami sebagai model donor dan ikan nila

sebagai model resipien, yang mana kedua jenis ikan ini berbeda pada tingkat

ordo. Saat ini xenotransplantasi antar dua spesies ikan yang berbeda famili telah

berhasil dilakukan. Spermatogonia ikan nibe (famili Scianidae) yang

39

ditransplantasikan ke larva ikan chub mackerel (famili Scombridae) telah berhasil

hingga tahap proliferasi sel spermatogonia ikan nibe pada gonad ikan chub

mackerel (Yazawa et al. 2010). Xenotransplantasi PGC ikan loach ke embrio

ikan zebra fase blastoderm (chimera) bahkan mampu menghasilkan spermatozoa

ikan loach yang fungsional tetapi belum mampu menghasilkan sel telur yang

fungsional (Saito et al. 2008).

Sementara itu xenotransplantasi PGC ikan pearl danio ke ikan zebra, yang

memiliki hubungan filogeni yang lebih dekat (satu genus) menghasilkan ikan

kimera pearl danio-ikan zebra. Hibrid dari kimera dan ikan zebra normal

menghasilkan individu yang normal namun sel gametnya tidak berkembang.

Fenomena ini menunjukkan bahwa terdapat mekanisme dan faktor-faktor yang

membatasi keberhasilan transplantasi antar dua spesies yang berbeda termasuk

peran imunokompetensi dari resipien terhadap sel donor, hubungan filogenetik

antar donor dan resipien, faktor intrinsik sel itu, dan peran sinyal ekstrinsik dalam

proses pertumbuhan dan perkembangan sel donor pada resipien (Saito et al.

2008). Faktor-faktor tersebut dilaporkan berbeda-beda antar spesies (Dobrinski et

al. 1999, Johnston et al. 2000).

Ketersediaan resipien yang kompeten merupakan salah satu faktor penentu

keberhasilan kegiatan transplantasi sel germinal (Honaramooz & Yang 2011).

Ikan nila telah sering dijadikan ikan model untuk penelitian biologi reproduksi,

namun penggunaannya sebagai resipien dalam kegiatan transplantasi belum

banyak dilaporkan. Selama ini hanya Lacerda et al. (2008) yang telah berhasil

melakukan uji kompetensi ikan nila sebagai resipien untuk kegiatan transplantasi

sel germinal ikan nila dan katak. Resipien yang digunakan adalah ikan nila

dewasa yang saluran reproduksinya telah disterilkan dengan busulfan, suatu

senyawa yang berfungsi untuk merusak sel endogenus Meskipun menghasilkan

sel spermatozoa yang fungsional dan sel donor katak terkolonisasi pada gonad

ikan nila namun metode ini tidak aman digunakan dalam kegiatan pembenihan

karena busulfan bersifat karsinogenik bagi manusia.

Beberapa penelitian transplantasi sel germinal telah menggunakan larva

sebagai resipien dan hasilnya menunjukkan bahwa umur resipien juga

berpengaruh terhadap keberhasilan kolonisasi (Takeuchi et al. 2003, Takeuchi et

40

al. 2009, Yazawa et al. 2010). Kemampuan lingkungan mikro somatik resipien

mengarahkan sel donor ke rongga genital semakin berkurang dengan semakin

berkembangnya gonad resipien atau dengan semakin bertambahnya umur resipien

(Okutsu et al. 2006a). Manning & Nakanishi (1996) menyatakan interval umur

resipien sebagai salah satu faktor yang mempengaruhi efisiensi kolonisasi, karena

umur larva berkaitan dengan perkembangan sistem imunodefisiensi. Sistem

imun larva yang baru menetas belum berkembang sehingga antigen atau benda

asing belum dapat terdeteksi.

Pada tahap awal larva, organ limfomieloid (limpa, timus dan darah) sebagai

organ pembentuk respons imun belum berkembang dengan sempurna. Umumnya

respon imun pada tahap larva berasal dari transfer antibodi induk dalam bentuk

maternal immunoglobulin yang terdapat pada kuning telur dan dalam limfosit

beberapa jenis ikan (Mulero et al. 2007). Pada ikan Tilapia mossambica,

jaringan limfoid mulai terbentuk pada umur 5 hari pascamenetas (Ali 1987)

sehingga diduga pada umur tersebut respons imun mulai berkembang.

Ijiri et al. (2008) menyatakan bahwa larva ikan nila umur 5 hingga 6 hari

pascamenetas (hpm) adalah titik kritis bagi gonad untuk berdiferensiasi menjadi

ovari atau testis. Hal ini menunjukkan bahwa gonad larva umur lebih dari 6 hari

yang telah terdiferensiasi dapat menciptakan penghalang (barrier) bagi sel donor

untuk terkolonisasi pada gonad yang telah terdiferensiasi. Menurut Takeuchi et

al. (2009) epitel gonad yang telah terdiferensiasi dapat menghalangi inkorporasi

sel spermatogonia A.

Fenomena respons imun dan diferensiasi kelamin tersebut menunjukkan

bahwa terdapat keterbatasan waktu yang pendek bagi sel donor untuk bermigrasi.

Keterbatasan waktu tersebut dipengaruhi oleh tahap perkembangan larva. Oleh

karena itu umur larva merupakan salah satu faktor yang perlu dikaji. Tujuan dari

penelitian ini adalah menganalisis kemampuan kolonisasi sel donor ikan gurami

pada berbagai umur larva ikan nila sebagai resipien. Untuk mendapatkan umur

resipien yang optimum digunakan empat umur larva, yaitu 1, 3, 5 dan 7 hpm.

Xenotransplantasi sel spermatogonia ikan gurami ke berbagai umur larva ikan

nila diharapkan dapat memberikan informasi mengenai kompetensi larva ikan

nila sebagai resipien untuk xenotransplantasi dengan parameter yang diamati

41

adalah sintasan larva pascatransplantasi dan kemampuan kolon