jurnal essential; essence of medical journal

i

mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmDiterbitkan oleh Kelompok Ilmiah Hippocrates Fakultas

Kedokteran Universitas Udayana Pelindung / Advisor

Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Udayana Prof.DR. dr. Putu Astawa, Sp. OT(K) Penanggung Jawab /Publisher Pembantu Dekan III Fakultas Kedokteran

Universitas Udayana Dr. dr. I Made Jawi, M.KesPembina dr. I Nyoman Sutarsa, MPH, dr. Made Siswadi

Semadi, S.Ked Pimpinan Umum Gede Ngurah Rsi

Suwardana Pemimpin Redaksi / Chief Editor Ni Kadek

Nita Utami Pemimpin Perusahaan / ManagerExecutive Ni Putu Ayu Astri Prana Iswara Penyunting /Editors Ni Kadek Ariesta Dwijayanthi, I Kadek Aditya

Nugraha, Julianita Kriselda Yuwono, Made Adhyatma

Prawira Natha Kusuma, Christiana Hertiningdyah

Sulistiani, Ni Kadek Vani Apriyanti, Pande Mirah Dwi

Anggreni, Sherly Yunita Tata Letak Yogi Haditya, I

Nengah Wiadi, Eunike Septaria Desain & IT Putu

Dharma Maha Yusa, Kadek Rudita Yasa, I Gusti Putu

Dado Armawan Humas dan Promosi Putu Ika Pratiwi,

Jan Christian, Inge Nandya Hertapanndika, Made SuryaSaptono Putra Regulasi Ni Made Alit Arini, Ni Nengah

Yuni Ardani, I Kadek Windu Mitra BestariProf.Dr.dr.Ketut Suastika,Sp.PD-KEMD, Prof. Dr. dr. I

Wayan Wita,Sp.JP (K), FIHA, FAsCC, Prof. dr. Ketut

Tirtayasa, MS, AIF, AIFO, Sp. Erg, Prof.Dr.dr.Raka

Widiana,Sp.PD-KGH, Prof.Dr.dr.Ketut Tuti Parwati

Merati,Sp.PD-KPTI, Prof.Dr.dr.I Nyoman Adiputra, MOH,

PFK, Sp. Erg, Prof.dr.Dewa Nyoman Wirawan,MPH,

Dr.dr.Dw.Pt.Gde Purwa Samatra,Sp.S (K), Dr.dr.Desak

Made Wihandani,M.Kes, Dr.dr.Gde Ngurah Indraguna

Pinatih,M.Sc,Akp.,Sp.GK, Dr.dr. Ni Nyoman Sri

Budayanti,Sp.MK (K), Dr.dr.Cokorda Bagus Jaya

Lesmana,Sp.KJ, Dr.dr.Ida Bagus Gede Fajar

Manuaba,Sp.OG,MARS, Dr.dr. I Wayan

Suranadi,Sp.An.KIC, dr.Anak Agung Sagung

Sawitri,MPH, dr. Ni Nengah Dwi Fatmawati,Sp.MK.Ph.D,

dr. Ni Made Adi Tarini, Sp.MK, dr.Bagus Ari Pradnyana

Dwi S, Sp.JP (K), FIHA, FICA, FAsCC, dr.I Made Pande

Dwipayana,Sp.PD, dr.Made Ratna Saraswati,Sp.PD, dr.

I Putu Eka Widyadharma,M.Sc, Sp.S (K), dr. I Wayan

Aryabiantara,Sp.An.KIC, dr.I Gusti Ayu Artini,S.Ked.,M.Sc ALAMAT REDAKSI Kelompok Ilmiah Hippocrates

Fakultas Kedokteran Universitas Udayana Jl. PB

Sudirman Denpasar-Bali 8032 Email :

[email protected]

ESSENTIALEssence of Scientific Medical Journal

ii

Susunan Pengurus................................................................................................................................... iDaftar Isi............................................................................................................................. ......................... iiSambutan Pimpinan Redaksi.............................................................................................................. ivEditorialPemikiran Prof. Dr. Ida Bagus Mantra di Bidang KesehatanNyoman Adiputra .......................……………………………………………………………………………………………………......…………...... 1PenelitianHubungan Status Nutrisi Berdasarkan Malnutrition Universal Screening Tools(Must) dengan Kendali Glikemik pada Pasien Diabetes Melitus Tipe 2 di PoliklinikEndokrin RSUP Sanglah DenpasarFebria Valentine Aritonang…………………………………………………………..……………………………………………………….......... 3Tinjauan PustakaCardiostem: Inovasi Amniotic Fluid Stem Cell Termodifikasi Gen VEGF (VascularEndothelial Growth Factor) dengan Carrier Chitosan Hydrogelsebagai TerapiRegeneratif Infark MiokardHarrison Paltak Bernard Panjaitan, Matthew Billy, Jonathan Kevin………………………………………………………….......... 8Potensi Micro Rna (Mirna) Sebagai Modalitas Multifungsi Dan Mutakhir DalamDeteksi Dan Penatalaksanaan Penyakit Stroke IskemikKomang Leo Krisnahari, Ni Kadek Nita Utami …………………………………………………………………………………................... 19Potensi Galactosylated Nanoliposom Artonin E (Gal-NLAE) TermodifikasiSenyawa Polyethylene Glycol (PEG) Spesifik Deoxyhypusine Hydroxylase (DOHH)pada Eukaryotic Initiation Factor 5a (eiF-5A) sebagai Modalitas Alternatif dalamMencegah Malaria Plasmodium Vivax RelapseNumbi Akhmadi Teguh, Christiana Hertiningdyah Sulistiani, Hanan Anwar Rusidi……….................................................. 29Potensi Teknologi Nanopartikel Magnetik Terenkapsulasi Gen Hvegf dan IL-4sebagai Agen Proangiogenesis pada Penyakit Jantung IskemikAngga Dominius dan Patrisia Halla........................................................................................................................................................... 40Potensi Nanoliposomal Dry Powder Artonin E (NLDPAE) Termodifikasi SenyawaPolyethylene Glycol (PEG) Spesifik 5-Lipoxygenase Inhibitor Sebagai ControllerMedications ASMNumbi Akhmadi Teguh, Christiana Hertiningdyah Sulistiani, Anindia Reina Yolanda......................................................... 49

DAFTAR ISI

iii

Inhibisi Disregulasi Mikroglia melalui Recombinant Human Glial Cell Line-Derived Neurotrophic Factor (Rh-Gdnf) berbasis Suspensi Nanopartikel sebagaiTerapi Remisi Penyakit Bipolar (Bipolar Disorder)Ricardo Adrian Nugraha, Michael Jonatan, Rina Judiwati................................................................................................................ 59

iv

Salam sejahtera,“Knowledge will bring you the opportunity to make a difference” - Claire Fagin –Kalimat tersebut memiliki makna bahwa ilmu pengetahuan memberikan kita kesempatan untukmembuat suatu perubahan. Sejalan dengan kutipan kalimat tersebut, sebagai kaum intelektualitaspenerus tonggak estafet pembangunan bangsa, adalah suatu kewajiban kita sebagai mahasiswa untukturut berkontribusi dalam menciptakan suatu perubahan. Untuk memulai suatu perubahan, kita dituntutuntuk selalu mau mempelajari hal yang baru.Ilmu pengetahuan merupakan sesuatu yang dinamis. Seperti halnya ilmu kedokteran, dimana hampirsetiap saat terdapat perkembangan-perkembangan terbaru, sehingga mau tidak mau kita harus up-to-

date terhadap perkembangan tersebut. Oleh karena itu, sangat penting bagi mahasiwa kedokteran untukmemiliki pengetahuan yang memadai, memiliki pola berpikir yang kritis, terstruktur, dan up-to-date. Haltersebut dapat diperoleh melalui jurnal imiah kedoteran.Namun sangat disayangkan, karya ilmiah mahasiswa Indonesia baik berupa penelitian ataupun artikelilmiah lainnya masih tergolong rendah dari segi kuantitas dibandingkan negara di kawasan Asia Tenggarakhususnya. Untuk itu, Direktur Jenderal Pendidikan Tinggi melayangkan surat edaran tertanggal 27Januari 2012 kepada rektor se-Indonesia. Isi surat tersebut tidak saja mewajibkan mahasiswa programsarjana untuk membuat karya ilmiah, melainkan juga wajib publikasi kepada Jurnal Ilmiah. Namun sangatdisayangkan, saat ini hanya terdapat 250 jurnal yang terakreditasi Ditjen Dikti sehingga masihdiperlukannya pertumbuhan jurnal ilmiah yang terakreditasi dalam menampung karya ilmiahmahasiswa.Sebagai salah satu jurnal ilmiah mahasiswa kedokteran di Indonesia, Essential terus berusaha untukselalu mempertahankan konsistensi editorial dan penerbitan artikelnya, baik tinjauan pustaka maupunpenelitian, agar sesuai dengan perkembangan ilmu kedokteran saat ini. Artikel-artikel yang masuk telahmenjalani seleksi dan disesuaikan dengan relevansi, serta disesuaikan dengan topik aktual yang sedanghangat dibicarakan saat ini.Demikian sambutan dari meja editorial. Saya ucapkan terimakasih telah membeli jurnal ini dan selamatmembaca. Salam hangat,Ni Kadek Nita UtamiChief Editor Jurnal Ilmiah Essential

SAMBUTAN PIMPINANREDAKSI

ESSENTIAL ESSENCE OF SCIENTIFIC MEDICAL JOURNAL

P a g e | 1

EDITORIALPEMIKIRAN PROF.DR. IDA BAGUS MANTRA DI BIDANG KESEHATAN

Nyoman Adiputra11Pusat Kajian Ergonomi, Fakultas Kedokteran Universitas Udayana, Denpasar

Email: [email protected]

Disampaikan dalam: Seminar Ide-Ide Prof.Dr. IB Mantra, oleh Dinas Kebudayaan Kodya Denpasar, 26November 2014. Di Denpasar.

Prof.Dr.Ida Bagus Mantrayang lahir sebagaiorang Bali, mungkin yang pertama mempunyaigelar pendidikan formal doktor. Beliau memulaikaryanya di UI tetapi beliau rela kembali ke Balimembangun Fakultas Sastra danmengembangkannya menjadi sebuah universitas.Dalam kurun waktu tersebut ide Prof. Mantra dibidang kesehatan dapat dikemukakan, yakni salahsatunya aspek sumber daya manusia (SDM)sebagai modal utama pembangunan hendaknyamempunyai derajat kesehatan yang optimal yangmeliputi kesehatan fisik dan mental, dimana kualitasSDM tersebut ditentukan oleh tingkatanpendidikannya, makanya beliau sebagai konseptordan sekaligus pelaksana, aktif dalam prosespendirian pendidikan tinggi di Bali termasuk bidangkedokteran. Selain itu dalam aspek peningkatanSDM, Prof Mantra pernah merumuskanpengembangan sumber daya manusia Bali denganpernyataan “manusia Bali yang sehat jasmani,tenang rohani, dan profesional”. Ternyata rumusantersebut ternyata diturunkan dari konsep hidupseimbang dan harmonis berlandaskan ideologi TriHita Karana.1Hal itu menjadi suatu prinsip sehatdan sakit menurut konsep tradisional kita di Bali.Memang pada akhirnya Organisasi KesehatanDunia menetapkan bahwa sehat harus memenuhi 4kriteria, yaitu secara fisik, mental, ekonomi, danspiritual.

Dalam kehidupan tingkat rumah tangga,Prof.Dr.Ida Bagus Mantra, mengkritisi ide TanamanObat di keluarga yang sekarang dikenal menjadiTOGA.2 Prof.Mantra mempunyai visi, supaya SDMorang Bali selalu dalam keadaan sehat. Sejak lamasebelumnya beliau menanamkan pengertian bahwadalam keadaan darurat, supaya orang Bali siapmengatasi kejadian darurat dengan memanfaatkantanaman obat yang ada di sekitarnya. Misalnyakejadian luka, sewaktu sedang bekerja di sawahatau ladang, semestinya bisa memanfaatkantanaman obat sebagai pertolongan pertama.Demikian juga dalam keadaan suhu badanmeningkat minum dahulu loloh, sambilmempersiapkan diri ke tempat pertolonganberikutnya.3-7 Khasiat tanaman obat tersebut dapatdiperkirakan dengan memperhatikan warnabunganya, rasa buahnya, bentuk daunnya, danwarna batang kayunya. Warna bunga atau kayuhampir sama , seperti contoh: warna putih ataukuning, maka punya khasiat hangat; warna merahatau pink berkhasiat panas, warna rose (dadu)berkhasiat netral, warna biru atau hijau berkhasiatdingin. Rasa buah atau getah batangnya: manisdan atau pedes berkhasiat panas, pahit atauhambar berkhasiat netral, masam berkhasiat

hangat, rasa enak berkhasiat dingin. Bentuk dauntanaman obat: daun yang membulat dan ataumemanjang berkhasiat dingin , tepi daun tajam danatau bercabang kecil-kecil berkhasiat panas. Tepidaun bergerigi dan atau bercabang panjang danbesar-besar berkhasiat netral.

Selanjutnya di bidang kehidupan beragamalainnya, Prof Mantra banyak menyorotiaspekkesehatan dari pelaksanaan ritual keagamaan,serta diproyeksikan ke masa depan. Masalah airtirta waktu upacara di pura, tidak terlepas daripenilaian beliau. Sumber air sucinya, penyimpananselama upacara, penjamah tirta tersebut(kesehatan perorangan dan sanitasiperorangannya), seperti kuku dan tanganpetugas.2Masalah sanitasi di lokasi pura. Dengansemakin banyaknya penduduk, pasti saja ada yangingin buang air kecil, atau mencuci muka dantangan, sewaktu di pura. Secara tradisional belumdiatur, oleh karena itu beliau memproyeksikan kedepan, sehingga perlu disediakan adanya kamarkecil dan supaya penempatannya juga sesuaidengan aturan dan situasi. Demikian pulakeberadaan dapur umum di samping dapur suci.

Demikian pula dalam perbaikan gizikeluarga, beliau menyarankan supaya di setiaprumah tangga ada budi daya kecil-kecilan yangdalam keadaan darurat dapat dimanfaatkanmenjadi sumber perbaikan gizi.2Sebagai contohkebiasaan kehidupan orang Bali di desa-desa,dengan memanfaatkan pekarangan, ladang untukmemelihara ayam atau itik atau angsa sebagaisumber penghasilan tambahan atau tambahan gizi.

DAFTAR PUSTAKA

1. Sudira, Putu. Praksis Tri Hita Karana dalamstruktur dan Kultur Pendidikan KarakterKejuruan pada SMK di Bali. http://staff.uny.ac.id/sites/depault/files/131655274/jurnal-pend-karakter-putu-FT.pdf

2. Musna, Wayan. Personal Komunikasi. 2014.3. Adiputra, N. Horticultural, Medicinal, and

Ceremonial Plants in Petiga Village, tabanan,Bali Province. BUMI LESTARI. JurnalLingkungan Hidup. 14(1). Februari 2014: 101-10.

4. Adiputra, N. Tanaman Hias yang BernilaiTanaman Obat di Beberapa Kantor Pemerintahdi Kabupaten Badung dan Kodya denpasar.Majalah Kedokteran Udayana. 37(131). Januari2006: 29-38.

5. Adiputra, N. Pemanfaatan Tanaman Obatsebagai Tanaman Hias pada median jalan diDenpasar. Majalah Kedokteran Udayana.36(129). Juli 2005.a: 178-185.


P a g e | 2

6. Adiputra, N. Tanaman Hias di beberapa Hoteldi Denpasar dan Badung yang Bernilai SebagaiTanaman Obat. Majalah Kedokteran Udayana.36(127). Januari 2005.b: 36-47.

7. Adiputra, N. Tanaman sebagai Bahan ObatMenurut Lontar Usada Bali. Majalah KedokteranUdayana. 35(123). Januari 2004: 35-44.


P a g e | 3

PENELITIANHUBUNGAN STATUS NUTRISI BERDASARKAN MALNUTRITION UNIVERSAL SCREENINGTOOLS (MUST)DENGAN KENDALI GLIKEMIK PADA PASIEN DIABETES MELITUS TIPE 2 DI

POLIKLINIK ENDOKRIN RSUP SANGLAH DENPASARFebria Valentine Aritonang1

1Fakultas Kedokteran Universitas Udayana

ABSTRAK

Latar Belakang:Nutrisi merupakan hal yang diperhatikan dalam mendukung terapi medis. Tujuan:Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui hubungan status nutrisi berdasarkan Malnutrition UniversalScreening Tools (MUST) dan kendali glikemik pada pasien diabetes melitus tipe 2 di Poliklinik EndokrinRSUP Sanglah Denpasar. Metode: Penelitian bersifat observasional dengan pendekatan analitik cross-sectional yang dalam pelaksanaannya meliputi pengumpulan data dengan menggunakan kuesioner MUSTdan data sekunder berupa rekam medis, analisis data, dan interpretasi dari data yang diperoleh. Penelitianini dilakukan di Poliklinik Endokrin RSUP Sanglah Denpasar. Penelitian dilaksanakan mulai dari Februari-Oktober 2014. Dari 97 sampel didapatkan gambaran status nutrisi dengan parameter MUST paling banyakberada pada status risiko rendah malnutrisi, sedangkan gambaran gula darah lebih banyak dengan kadargula darah yang tidak terkontrol (75,9%). Hasil: Melalui uji Chi Square menunjukkan terdapat hubunganstatus nutrisi berdasarkan MUST dengan kadar gula darah 2 jam Post Prandial (PP) dan kadar HbA1c(p<0,05), namun tidak terdapat hubungan status nutrisi berdasarkan MUST dengan kadar gula darah puasa(p>0,05).Kesimpulan: Terdapat hubungan yang bermakna antara status nutrisi dengan kadar gula darah 2jam PP dan kadar HbA1c tetapi tidak dengan kadar gula darah puasa. Hasil penelitian diharapkan digunakanoleh praktisi kesehatan dalam pengendalian indeks glikemik pasien diabetes melitus tipe 2.

Kata kunci: status nutrisi, DMT2, indeks kendali glikemik

ABSTRACT

Background: This research is conducted to determine the association of nutritional status based onMalnutrition Universal Screening Tools (MUST) and glycemic control in patients with type 2 diabetes mellitusin Endocrine Polyclinic Sanglah Hospital. Method: This study uses an observational study (non-experimental) with a cross-sectional analytical approach. This research was conducted at the EndocrineClinic Sanglah General Hospital on February — October 2014. From 97 samples are involved, it wasobtained nutritional status by the parameters of MUST in patients with type 2 diabetes in Sanglah hospitalare most at low risk of malnutrition status. The result for level blood sugar is more respondents with higherlevels of blood sugar uncontrolled (75,9 %). Result: With Chi Square test indicate that there is a associationbased on the nutritional status MUST with blood sugar 2 hours Post Prandial (PP) and HbA1c levels (p<0,05)but there is not a association nutritional status based on MUST with fasting blood glucose levels (p>0,05).Conclusion: There is a significant association with blood sugar 2 hours PP and HbA1c levels but there is noassociation nutritional status based on MUST and fasting blood glucose levels.

Keywords: Nutritional status, T2DM, glycemic control index

PENDAHULUAN

Diabetes Melitus (DM) merupakan suatukelompok penyakit metabolik dengan karakteristikhiperglikemia yang terjadi karena kelainan sekresiinsulin, kerja insulin atau kedua-duanya. MenurutWHO, DM merupakan suatu kumpulan problemaanatomik dan kimiawi akibat dari sejumlah faktor dimana didapat defisiensi absolut atau relatif dangangguan fungsi insulin. Sebagian besar kasus DMadalah DM tipe 2 (DMT2).1,2

Data yang didapat oleh WHO pada Oktober2013 menyatakan 347 juta orang di duniamenderita penyakit DM.3Menurut data InternationalDiabetes Federation tahun 2013, Indonesiamenempati urutan 7 setelah Cina, India, Amerika,Brazil, Rusia, dan Meksiko untuk kategori kasus DMterbanyak.4DM sendiri menjadi penyebab kematiannomor 6 di Indonesia, setelah strok, tuberkulosis,

hipertensi, cedera, dan perinatal. Dengan proporsikematian sebesar 5,7%.5

Prevalensi penderita DM di dunia padatahun 2000 sekitar 171 juta jiwa dan diperkirakanakan mencapai 366 juta jiwa pada tahun 2030.Sedangkan prevalensi penderita DM di Indonesia,menurut WHO, pada tahun 2000 sekitar 8,4 jutaorang dan berpotensi meningkat menjadi 21,3 jutapenderita pada tahun 2030. Kurang lebih sebesar5% dari penderita DM di dunia adalah penderita diIndonesia. Prevalensi DM di Indonesia berdasarkandata Riskesdas pada tahun 2007 sebesar 5,7%atau sekitar 12,8 juta penderita dengan prevalensitertinggi terdapat di Provinsi Kalimantan Barat danMaluku Utara (11,1%). Sementara itu, Provinsi Balimemiliki prevalensi DM sebanyak 3%. Hal inimenunjukan peningkatan yang cukup besar daritahun 2000 ke tahun 2007.3,5 Jumlah pasien DMrawat jalan menurut rekam medik RSUP Sanglahpada tahun 2007 adalah 2473 orang dengan


P a g e | 4

kelompok umur terbanyak adalah 45—65 tahun(Sub Bagian Rekam Medik RSUP Sanglah tahun2007).

Faktor yang mempengaruhi terjadinya DMT2antara lain umur, riwayat keluarga, kegemukan(status nutrisi), pola makan (memakan makananyang berisiko), serta aktivitas fisik. Selain itu, faktorlain yang berhubungan dengan gula darah adalahkontrol gula darah, asupan makanan dan aktifitasfisik (olahraga) serta obat yang dianjurkan olehdokter.1,2

Nutrisi adalah jumlah keseluruhan prosesyang terlibat dengan asupan dan penggunaanbahan-bahan makanan. Nutrisi yang buruk dantidak memadai akan memberikan konsekuensi yangburuk juga pada penderita DMT2, bahkan dapatmenyebabkan gangguan pada ginjal.6 Status nutrisipada pasien DMT2 sekarang ini seringkalidibicarakan, ada banyak penelitian yang merujukkepada terapi nutrisi bagi penderita DM. Salah satumetode yang dapat dilakukan dengan sederhanauntuk menentukan status nutrisi yaitu MalnutritionUniversal Screening Tool (MUST),dimanapenghitunganBody Mass Index (BMI) dankehilangan berat badan adalah hal yang dilihat darimetode tersebut.7

Bedasarkan latar belakang tersebut, penelitimerasa tertarik untuk meneliti gambaran statusnutrisi dan hubungan status nutrisi berdasarkanMUST dengan kendali glikemik pada pasien DMT2di Poliklinik Endokrin RSUP Sanglah Denpasar.

METODE

Desain Penelitian

Penelitian ini bersifat observasional (noneksperimental) dengan pendekatan analitik cross-sectional. Pada penelitian ini tidak dilakukan kontroldan manipulasi variabel penelitian, sertapengambilan datanya dilakukan dalam satu waktu.

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Poliklinik EndokrinRumah Sakit Umum Pusat Sanglah Denpasar.

Penelitian ini dilaksanakan selama 8 bulan,yaitu mulai dari Februari 2014 — Oktober 2014.

Populasi dan Sampel Penelitian

Populasi target penelitian ini adalahpenderita DMT2 yang datang ke RSUP SanglahDenpasar. Populasi terjangkau adalah pendertiaDMT2 yang datang ke Poliklinik Endokrin RSUPSanglah Denpasar.

Kriteria inklusi yaitu pasien yang memenuhikriteria diagnosis American Diabetes Association(ADA) atau terdiagnosis DMT2 oleh dokter sertabersedia menjadi subjek penelitian ini.

Pemilihan sampel dilakukan dengan tekniknon-probability sampling jenis consecutivesampling, yaitu semua subyek yang datang danmemenuhi kriteria inklusi dimasukkan dalampenelitian sampai jumlah subyek yang diperlukanterpenuhi.

Pada penelitian ini, besar sampel ditentukandengan rumus untuk mengetahui hubungan antaradua variabel kategorikal dengan satu sampel

tunggal. Parameter yang digunakan yaitu, proporsipenyakit yang akan dicari (P) [dari pustaka], tingkatketepatan absolute yang dikehendaki (d)[ditetapkan], dan tingkat kemaknaan (α)[ditetapkan].8 Pada penelitian ini nilai P padapenyakit diabetes pada proporsi sebelumnya tidakdiketahui sehingga digunakan nilai P adalah 0,50.Nilai α adalah 0,05 dan ketepatan absolute yangdikehendaki (d) adalah 10%. Berdasarkanperhitungan tersebut diperoleh jumlah sampel padapenelitian ini adalah 97.

Variabel Penelitian

Variabel penelitian dapat diklasifikasikanmenjadi beberapa kelompok :a. Variabel bebas : status nutrisi berdasarkanMUSTb. Variabel tergantung: kadar gula darahpuasa, kadar gula darah 2 jam Post Prandial (PP),dankadar HbA1c.

Definisi Operasional Variabel

Malnutrition Universal Screening Tools (MUST)

MUST merupakan kuesioner yangdigunakan untuk mengidentifikasi individu dengan 3kategori status nutrisi, yaitu :a. Risiko rendah malnutrisi (skor = 0)b. Risiko sedang malnutrisi (skor = 1)c. Risiko tinggi malnutrisi (skor ≥ 2)

MUST dinilai dengan 5 langkah yangdidalamnya terdiri dari 3 hal yang harus dinilai yaituBMI, kehilangan berat badan yang tidakdirencanakan, dan penyakit berat yang dideritaataupun hal yang menyebabkan individu tersebuttidak mengkonsumsi makanan.3

Kadar Gula Darah Puasa

Kadar gula darah puasa adalah kadar guladarah yang diambil setelah pasienberpuasaselama8 jam. Dengan indeks gula darahterkontrolnya adalah <100 mg/dl.2

Kadar Gula Darah Post Prandial

Kadar gula darah post prandial adalahkadar gula darah yang dilihat saat 2 jam setelahmakan. Dengan nilai gula darah terkontrolnyaadalah < 140 mg/dl. 2

Kadar HbA1c

HbA1c adalah hemoglobin terglikosilasidalam darah yang menggambarkan konsentrasiglukosa darah selama periode 1-3 bulan. KadarHbA1c yang terkontrol pada pasien DMT2 adalah <7%.2

Instrumen Penelitian

Data Primer

Data primer yang digunakan adalahkuesioner MUST yang akan ditanyakan oleh penelitikepada responden.

Data Sekunder


P a g e | 5

Data rekam medis yang diperoleh dariRSUP Sanglah meliputi biodata lengkap pasien,riwayat penyakit pasien, hasil pemeriksaan kadargula darah puasa, kadar gula darah postprandial/sewaktu, dan kadar HbA1c.

Pengumpulan Data

Pengumpulan data dilakukan dengan teknikwawancara dan pencatatan. Dimana penelitimenanyakan hal-hal berdasarkan kuesioner MUSTkepada responden. Selain melakukan wawancara,peneliti juga melakukan pencatatan biodatalengkap, riwayat penyakit, hasil pemeriksaan kadargula darah puasa, kadar gula darah postprandial/sewaktu, dan kadar HbA1c respondenyang terdapat pada rekam medis responden.

Analisis Data

Setelah terkumpul, data akan dianalisisdengan bantuan perangkat lunak SPSS 16.0 dandata yang diperoleh akan dianalisis menggunakan

analisis univariat untuk melihat gambarankarakteristik responden, lalu dilakukan uji ChiSquareuntuk mengetahui hubungan dari 2 variabelkategorikal tidak berpasangan ini dengan nilaisignifikansi p<0,05.

HASIL

Karakteristik Responden

Tabel 1. menunjukkan karakteristikresponden dalam penelitian ini sebagian besaradalah laki-laki (56,7%). Usia responden secarakeseluruhan adalah 56,05 ± 9,925 tahun denganusia termuda adalah 34 tahun dan tertua 81 tahun.Usia responden laki-laki lebih tua jika dibandingkandengan responden perempuan.Respondenmengetahui menderita DM yaitu, sebanyak 71orang (76,3%) yang menderita DM selama 0—10tahun, 16 orang (16,5%) yang menderita DMselama 10,01—20 tahun, dan 6 orang (6,2%) yangmenderita DM lebih dari 20 tahun

Tabel 1. Karakteristik RespondenDistribusi Status Kendali Glikemik dan Status Nutrisi

Tabel 2. menunjukkan kendali glikemik pada pasienDM dikelompokkan menjadi tiga berdasarkankriteria Perkumpulan Endokrinologi Indonesia(PERKENI).1,2 Kendali glikemik dengan parameter

kadar gula darah 2 jam PP menunjukkan bahwamayoritas responden, 77 orang (80,2%), memilikikadar gula darah 2 jam PP yang tidak terkontrol.Pada kendali glikemik dengan paramet

er kadar gula darah puasa, mayoritas memilikikadar gula darah puasa yang tidak terkontrol yaitu64 orang (78%). Sedangkan, hasil dari kendaliglikemik menggunakan parameter kadar HbA1csebanyak 23 orang (27,1%) memiliki kadar HbA1c

yang terkontrol dan 62 orang (72,9%) memilikikadar HbA1c yang tidak terkontrol.

Tabel 2. juga menunjukkan status nutrisipasien menggunakan klasifikasi MUST, didapatijumlah terbanyak berada pada resiko rendahmalnutrisi yaitu sebanyak 45 orang.

Tabel 2. Distribusi Pasien DMT2 berdasarkan Kendali Glikemik dan Status Nutrisi di RSUP Sanglah

Kategori Jumlah (orang) Persentase (%)Kendali GlikemikKadar Gula Darah 2 jam PP- < 140 mg/dl- ≥ 140 mg/dlKadar Gula Darah Puasa- < 100 mg/dl

1977

18

19,880,2

22

Karakteristik Rerata ± SD (min-max) N (%)

Usia 56,05 ± 9,925 (34—81)-Usia Laki-laki 57 ± 10,039 (34—81)-Usia Perempuan 54,81 ± 9,754 (34—79)Jenis Kelamin-Laki-laki 55 (56,7%)-Perempuan 42 (43,3%)Tingkat Pendidikan-Tidak Sekolah 5 (5,2%)-SD 33 (34%)-SMP 12 (12,4%)-SMA 23 (23,7%)-Perguruan Tinggi 18 (18,6%)Riwayat DM Keluarga-Ya 47 (48,5%)-Tidak 45 (46,4%)-Tidak tahu 5 (5,2%)Lama Menderita DM-0-10 tahun 71 (76,3%)-10,01 – 20 16 (16,5%)->20 6 (6,2%)


P a g e | 6

- ≥ 100 mg/dlKadar HbA1C- < 7 %- ≥ 7%

64

2362

78

27,172,9

Status NutrisiRisiko rendahRisiko sedangRisiko Tinggi

452230

46,422,730,9

Hubungan Status Nutrisi (MUST) dengan KadarGula Darah 2 jam PP

Setelah dilakukan tabulasi silang seperti yangada pada tabel 3 didapatkan bahwa kadar gula darah2 jam PP yang tidak terkontrol lebih banyak padasampel yang memiliki status risiko sedang dantinggimalnutrisi. Sedangkan kadar gula darah 2 jamPP yang terkontrol lebih banyakterdapat pada sampeldengan status risiko rendah malnutrisi. Hasil ujistatistik dengan menggunakan Pearson Chi Squaremenunjukkan adanya hubungan yang bermaknadengan p = 0,027 (p < 0,05) sehingga dapatdisimpulkan bahwa hipotesis dapat diterima, yaitu adahubungan antara Status Nutrisi (MUST) dengan kadargula darah 2 jam PP.

Hubungan Status Nutrisi (MUST) dengan KadarGula Darah Puasa

Setelah dilakukan tabulasi silang seperti yangada pada tabel 3. didapatkan bahwa kadar gula darahpuasa yang tidak terkontrol lebih banyak pada sampelyang memiliki status risiko sedang dan tinggimalnutrisi. Sedangkan kadar gula darah puasa yang

terkontrol juga lebih banyak terdapat pada sampeldengan status risiko rendah malnutrisi. Hasil ujistatistik dengan menggunakan Pearson Chi Squaremenunjukkan tidak adanya hubungan yang bermaknadengan p = 0,981 (p > 0,05) sehingga dapatdisimpulkan bahwa hipotesis ditolak, yaitu tidak adahubungan antara Status Nutrisi (MUST) dengan kadargula darah puasa.

Hubungan Status Nutrisi (MUST) dengan HbA1c

Setelah dilakukan tabulasi silang seperti yangada pada tabel 3 didapatkan bahwa kadar HbA1cyang tidak terkontrol lebih banyak pada sampel yangmemiliki status risiko sedang dan tinggimalnutrisi.Sedangkan kadar gula darah 2 jam PP yang terkontrollebih banyak terdapat pada sampel dengan statusmalnutrisi risiko ringan. Hasil uji statistik denganmenggunakan Pearson Chi Square menunjukkanadanya hubungan yang bermakna dengan p = 0,041(p < 0,05) sehingga dapat disimpulkan bahwahipotesis dapat diterima, yaitu ada hubungan antaraStatus Nutrisi (MUST) dengan kadar HbA1c.

Tabel 3. Hubungan status nutrisi (MUST) dengan indeks kendali glikemik

Status NutrisiPRisikorendah Risiko sedang

dan tinggiKadar Gula

Darah 2 jam PPTerkontrol 13 6 0,027Tidak Terkontrol 31 46

Kadar GulaDarah Puasa

Terkontrol 5 60,981Tidak Terkontrol 33 39

Kadar HbA1c Terkontrol 15 80,041Tidak Terkontrol 25 37

PEMBAHASAN

Distribusi dari indeks kendali glikemik yangtidak terkontrol pada pasien DMT2 lebih banyak daripada indeks kendali glikemik yang terkontrol. Hasilpenelitian ini sesuai dengan survey yang dilakukanoleh Riskesdas 2007, dimana lebih banyak respondendengan kadar gula darah yang tidak terkontrol(75,9%). Namun, pada penelitian ini menyajikan datapenderita DMT2 berdasarkan jenis kelamin yangberbeda dengan penelitian yang pernah ada. Dimanapada penelitian ini, pasien DMT2 mayoritas terdiri darilaki-laki.5 Gambaran status nutrisi dengan parameterMUSTpada pasien DMT2 di RSUP Sanglah Denpasarterbanyak berada pada status malnutrisi risiko ringan.

Penelitian ini menunjukkan terdapat hubungan(p=0,027) status nutrisi berdasarkan MUST dengankadar gula darah 2 jam PP. Penelitian ini sesuaidengan penelitian dari Andi Mardhiyah Idris dkk (2014)di Makassar yang menyatakan terdapat hubungan

yang bermakna antara pola makanan dengan kadargula darah pasien DMT2.9

Hasil dari penelitian ini menunjukkan terdapathubungan (p=0,041) status nutrisi berdasarkan MUSTdengan kadar HbA1c. Penelitian ini sesuai denganpenelitian Suhl dan Patricia (2006) yang menyatakanbahwa management gizi sangat penting pada pasienDM. Berdasarkan studi kasus yang dilakukannyadidapatkan hasil bahwa terdapat penurunan kadarHbA1c pada responden yang telah diberikan edukasigizi.10

Pada penelitian tidak terdapat hubungan(p=0,981) status nutrisi berdasarkan MUST dengankadar gula darah puasa. Penelitian ini bertentangandengan penelitian Olga Lieke Paruntu (2012) yangmenyatakan asupan gizi berhubungan denganpengendalian kadar gula darah puasa.11 Hal ini dapatterjadi oleh karena kelemahan pada prosespengambilan data, dimana tidak semua respondenmemiliki hasil pemeriksaan gula darah puasa yang


P a g e | 7

terbaru. Terdapat beberapa responden yang hasilpemeriksaan gula darah puasa terakhirnya kuranglebih 6 bulan sebelum dilakukan wawancara.

Kelemahan yang ada pada penelitian ini jugadapat disebabkan oleh pengukuran status nutrisi danindeks glikemik tidak dilakukan bersamaan padaseluruh responden sehingga ada kemungkinan akanmempengaruhi hasil analisis.

Praktik pengobatan pada pasien DM terutamapasien DMT2 seringkali mengabaikan edukasi nutrisidan aktivitas yang seharusnya dilakukan oleh pasienserta hanya berfokus kepada pengobatanmedikamentosa. Melalui penelitian ini dapat dilihatbahwa asupan nutrisi dan aktivitas yang dilakukanoleh pasien dapat mempengaruhi terkontrol atautidaknya kadar gula darah pasien.

SIMPULAN

Berdasarkan hasil dan pembahasan di atasmaka dapat disimpulkan gambaran status nutrisidengan parameter MUSTpada pasien DMT2 di RSUPSanglah Denpasar paling tinggi berada pada statusrisiko rendah malnutrisi serta terdapat hubungan yangbermakna dengan kadar gula darah 2 jam PP dankadar HbA1c. Akan tetapi, tidak terdapat hubunganyang bermakna antara status nutrisi berdasarkanMUST dengan kadar gula darah puasa.

SARAN

Penelitian selanjutnya diharapkan dapatmelakukan pengukuran secara langsung bersamaankepada seluruh sampel baik pengukuran status nutrisimaupun indeks kendali glikemik. Sehingga dapatmenemukan seberapa besar korelasi dari keduavariabel tersebut. Bagi para praktisi kesehatan,melalui penelitian ini kiranya lebih memperhatikanpengendalian status nutrisi pasien DMT2. Hal inidikarenakan dalam penelitian ini didapati hubunganantara status nutrisi dengan indeks kendali glikemik(kadar gula darah 2 jam PP dan kadar HbA1c).Sehingga indeks kendali glikemik pasien DMT2 dapatlebih terkontrol.

DAFTAR PUSTAKA

1. Perkumpulan Endokrinologi Indonesia. KonsensusPengelolaan Diabetes Melitus di Indonesia.PBPERKENI 2006.

2. Perkumpulan Endokrinologi Indonesia. KonsensusPengelolaan Diabetes Melitus di Indonesia.PBPERKENI2011.

3. World Health Organization (WHO). Diabetes.Diperoleh dari:http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs312/en//. Diakses tanggal 15 Oktober 2013.

4. Departemen Kesehatan (Depkes) RI. DiabetesMelitus Penyebab Kematian Nomor 6 Di Dunia:Kemenkes Tawarkan Solusi Cerdik MelaluiPOSBIND. Diperoleh dari:http://www.depkes.go.id/article/print/2383/diabetes-melitus-penyebab-kematian-nomor-6-di-dunia-kemenkes-tawarkan-solusi-cerdik-melalui-posbindu.html. Diakses tanggal 15 Oktober 2013.

5. Badan Penelitian dan Pengembangan KesehatanRI. RisetKesehatan Dasar 2007.Depkes2008.

6. Raffaitin, C. Lasseur, C. Chauveau, P. Barthe, N.Gin, H. Combe, C. et al. Nutritional Status inPatient with Diabetes and Chronic Kidney Disease:A Prospective Study. The American Journal ofClinical Nutrition 2007;85(1):96—101.

7. Elia, M. Russell, C. Stratton, R. Todorovic, V.Evans, L. Farrer, K. The ‘MUST’ ExplanatoryBooklet. BAPEN 2003.

8. Madiyono, B. Moeslichan, S. Sastroasmoyo, S.Budiman, I. Purwanto, S. Perkiraan Besar Sampeldalam Dasar-Dasar Metodologi Penelitian Klinis.Ed 3.Jakarta: Sagung Seto2011;348—381.

9. Idris, AM. Jafar, N. Indriasari, R.Hubungan PolaMakan dengan kadar Gula Darah Pasien RawatJalan DM Tipe 2 di Wilayah Kerja Puskesmas KotaMakassar.FKM Unversitas Hasanuddin2014.

10. Suhl, E. Bonsignore, P. Diabetes Self-Management Education for Older Adults:GeneralPrinciples and Practical Application.DiabetesSpectrum2006;19(4):234—240.

11. Paruntu, OL. Asupan Gizi dengan PengendalianDiabetes pada Diabetisi Tipe II Rawat Jalan di BLUProf.DR.R.D. Kandou Manado. Gizido2012;4(1):327—337.


P a g e | 8

TINJAUAN PUSTAKACARDIOSTEM: INOVASI AMNIOTIC FLUID STEM CELL TERMODIFIKASI GEN VEGF

(VASCULAR ENDOTHELIAL GROWTH FACTOR) DENGAN CARRIER CHITOSANHYDROGELSEBAGAI TERAPI REGENERATIF INFARK MIOKARD

Harrison Paltak Bernard Panjaitan1, Matthew Billy1, Jonathan Kevin11Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia

ABSTRAK

Penyakit Jantung Koroner (PJK) merupakan penyebab cacat dan kematian tertinggi di dunia. Saat ini,pengobatan standar untuk infark miokard sebagai manifestasi klinis PJK sangat bergantung pada waktupemberian serta tidak dapat menggantikan kardiomiosit yang telah mati. Akhir-akhir ini, perkembangan penelitianmengenai penggunaan sel punca pada penyakit jantung semakin meningkat, salah satunya amniotic fluid stemcell (AFSC) yang memiliki keunggulan dibanding sel punca lainnya. Namun, penggunaan AFSC menghasilkankardiomiosit yang tidak berkontraksi secara matur sehingga diperlukan transfeksi gen oct4 untuk menghasilkankontraksi yang matur. Berdasarkan berbagai studi, transfeksi gen VEGF untuk neovaskularisasi pada sel puncasangat menguntungkan. Dari bukti tersebut, penulis memodifikasi AFSC tersebut dengan gen VEGF sehinggaproses neovaskularisasi terjadi dalam jumlah yang tinggi. Kemudian, sel punca tersebut diadministrasikandengan (carrier) chitosan hydrogel agar dapat dipertahankan adhesi dan ketahanannya pada daerah infark yangbanyak mengandung reactive oxygen species. Kombinasi terapi regeneratif ini diberi nama Cardiostem dandiharapkan dapat menjadi solusi bagi terapi kuratif dan preventif sekunder dari miokard infark. Perlu jugadilakukan penelitian lebih lanjut pada manusia mengenai efikasi, efek samping, dan dosis optimum daripenggunaan Cardiostem tersebut.

Kata kunci: amniotic fluid stem cell, cardiostem, hydrogel chitosan, infark miokard, VEGF

ABSTRACT

Coronary heart disease (CHD) is the leading cause of death and disabilities. Nowadays, standard therapyfor myocardium infarct as one manifestation of CHD depends on time and can not replace the deadcardiomyocyte. Recently, the frontier in stem cell for heart disease is increasing, one of them is amniotic fluidstem cell(AFSC) which has several advantages among others. However, the use of AFSC results in immaturecardiomyocyte so that it is needed to transfect with gen oct4 to produce mature contraction. Based on studies,transfection of gene VEGF for neovascularization for stem cell is promising. From those proofs, writer modifiesAFSC with VEGF so that neovascularization can be produced in high quantity. Then, that stem cell is injectedwith carrier chitosan hydrogel to maintain the adhesion and viability in infarct area which has high level of reactiveoxygen species. This regenerative combination is called Cardiostem and promised to become solution in curativeand secondary preventive therapy for myocardium infarct. It is also needed to conduct further clinical research tofind efficacy, adverse event, and optimal dose for this Cardiostem.

Keywords: amniotic fluid stem cell, cardiostem, hydrogel chitosan, myocardium infarct, VEGF

Karya ini pernah dipresentasikan di acara Scientific Fair Universitas Diponegoro

PENDAHULUAN

Penyakit Jantung Koroner (PJK) merupakanpenyebab cacat dan kematian pertama daripenyakit kardiovaskuler. Pada tahun 2008, dari 17,3juta kematian akibat penyakit kardiovaskuler,sebanyak 42% disebabkan oleh PJK. Dari 175 jutaorang yang hidup dengan cacat (years living withdisability), sebanyak 62 juta orang disebabkan olehPJK.1 PJK merupakan penyakit yang diakibatkanoleh ketidakseimbangan antara suplai oksigendengan kebutuhan otot jantung dan terutamadisebabkan oleh aterosklerosis.2Salah satumanifestasi PJK adalah infark miokard. Infarkmiokard yang lebih dikenal dengan seranganjantung merupakan keadaan ketika otot jantungmengalami jejas yang ireversibel.3 Definisi infarkmiokard berdasarkan konsensus internasionaladalah keadaan ketika terdapat bukti nekrosis

miokard secara klinis yang bersamaan denganiskemik miokard.4

Saat ini, pengobatan standar untuk infarkmiokard adalah Percutaneus Coronary Intervention(PCI), Coronary Artery Bypass Grafting (CABG),dan terapi trombolitik. Pengobatan-pengobatantersebut ditujukan untuk membentuk revaskularisasiyang cepat dan membatasi tingkat keparahan infarkmiokard. Permasalahan dari pengobatan tersebutadalah tingkat keberhasilannya bergantungterhadap waktu pemberiannya.5 Ditambah lagi,apabila telah terjadi jejas yang ireversibel, terapistandar tersebut tidak dapat menggantikan seljantung yang telah mati.

Oleh karena pengobatan infark miokard saatini tidak dapat menggantikan miokardium yang telahmati dan keberhasilannya yang sangat bergantungterhadap waktu pemberian, diperlukan terapi baruyang dapat mengatasi masalah tersebut. Akhir-akhir ini, perkembangan penelitian mengenai


P a g e | 9

penggunaan sel punca (stem cell) pada penyakitjantung, salah satunya adalah infark miokard,semakin meningkat. Telah diketahui beberapa jenissel punca, yaitu sel punca embrionik (embryonicstem cell), sel punca dewasa (adult stem cell), selpunca fetus (fetal stem cell), sel korda umbilikusmanusia (human umbillical cord cells), sel puncamembran amnion (amniotic membrane stem cell),dan sel punca cairan amnion (amniotic fluid stemcell atauAFSC).5,6 Dari sel- sel punca tersebut,AFSC memiliki potensi yang paling baik. AFSCbebas dari masalah etik, mudah didapatkan, yaitudengan amniosentesis, tidak menyebabkan tumorseperti sel punca embrional dan fetus, dan memilikikemampuan untuk berdiferensiasi menjadi semuasel yang berasal dari tiga lapisan embrionik.7,8

Permasalahan dengan penggunaan AFSCuntuk terapi penyakit jantung adalah tidakdidapatkannya kardiomiosit yang berkontraksisecara matur.6 Penelitian yang dilakukan olehNagura et al9 pada sel punca membran amnionmenunjukkan bahwa dengan transfeksi suatu gentunggal oct4 dengan overekspresi dapatmenghasilkan kardiomiosit dengan kontraksi yangmatur. Namun, penggunaan sel punca untukmenggantikan kardiomiosit saja tidak cukup untukmengembalikan fungsi jantung akibat infarkmiokard. Neovaskularisasi sangat penting untukmengembalikan fungsi jantung.10 Dari studi yangdilakukan oleh Kim et al10, didapatkan bahwatransfeksi gen VEGF (Vascular Endothelial GrowthFactor) eksogen dengan overekspresi ke dalam selpunca dapat memicu neovaskularisasi untukmencegah terjadinya infark kembali.

Permasalahan lain adalah pada infarkmiokard, sel punca akan menghadapi lingkunganmikro dengan Reactive Oxygen Species (ROS)yang tinggi. ROS tersebut akan menggangguadhesi sel punca yang mengakibatkan kematiansel-sel punca tersebut.11 Hal tersebut menunjukkandengan melindungi sel punca dari efek ROS, sel-selpunca tersebut bertahan hidup sehingga dapatmeningkatkan efikasi terapi sel punca pada infarkmiokard. Penelitian yang dilakukan oleh Liu et al11

menunjukkan bahwa penggunaan chitosanhydrogel dapat meningkatkan pertumbuhan dankelangsungan hidup sel punca dengan mengurangiROS di daerah infark. Selain itu, penggunaanchitosan hydrogel dapat meningkatkan migrasi selpunca ke daerah infark.11

Dari berbagai penelitan diatas, penulismengajukan suatu gagasan terapi regeneratif untukinfark miokard dengan menggunakan AFSC yangdimodifikasi secara genetik untuk overekspresiprotein VEGF yang ditransfer menggunakan BA-PEI. Kemudian, sel punca tersebutdiadministrasikan dengan (carrier) chitosanhydrogel. Kombinasi terapi regeneratif ini diberinama Cardiostem. Dengan terapi cardiostemtersebut, daerah infark dapat berkurang, prosesneovaskularisasi meningkat, dan fungsi jantungsemakin meningkat.

Tujuan penulisan karya tulis ini adalahmenemukan terapi kuratif dan preventif sekunderyang baru dan berpotensi untuk infark miokarddalam bentuk regenerative medicine, mengetahuifungsi penambahan gen VEGF pada kardiomiosithasil AFSC, dam mengetahui efektivitas AFSCdengan carrier chitosan hydrogel terapi regeneratifinfark miokard.Mengetahui potensi AFSC dengankombinasi tersebut sebagai terapi regeneratif infarkmiokard.

PEMBAHASAN

Patogenesis dan Patofisiologi Infark Miokard

Infark miokard didefinisikan sebagaiterjadinya nekrosis pada miokardium akibatiskemia. Sebagai manifestasi klinis dari penyakitjantung iskemik, infark miokard paling seringdisebabkan oleh berkurangnya suplai darah kejantung yang terjadi karena ruptur aterosklerosispada arteri koroner.2 Aterosklerosis diawali denganterjadinya disfungsi endotel pada pembuluh darahyang disebabkan oleh turbulensi aliran darah daniritan kimiawi. Adanya disfungsi memungkinkanmasuknya low-density lipoprotein (LDL) yangteroksidasi ke dalam tunika intima. Kemudian, LDLteroksidasi menarik monosit yang ada dalamsirkulasi darah untuk masuk ke dalam tunika intimadan berdiferensiasi menjadi makrofag yang memicurespon inflamasi. Makrofag akan memakan LDLteroksidasi dan membentuk foam cell yang tampaksebagai fatty streak pada permukaan lumen arteri.Makrofag juga memanggil sel-sel inflamasi akutlainnya sehingga menyebabkan terbentuknya intinekrotik pada bagian dalam plakyang ditutupi olehfibrous cap.

Selanjutnya, trauma pada pembuluh darahmengakibatkan ruptur plak nekrotik sehinggamenarik trombosit. Respons pembekuan darah inimenyebabkan terbentuknya trombus yang dapatmengoklusi pembuluh darah sehinggamenghasilkan iskemia pada miokardium yangdiperdarahinya. Iskemia yang tidak memperolehreperfusi menyebabkan kematian jaringan ototjantung. Berkurangnya jaringan nekrotik digantikandengan jaringan granulasi yang berisi jaringan ikatlonggar dan pembuluh darah baru sebagai responspemulihan jaringan. Sebagai hasilnya, terjadipemulihan yang menggantikan otot jantung yangsudah mati dengan jaringan ikat padat yang bersifatnonfungsional yang tidak dapat berkontraksi.Berkurangnya kemampuan kontraksi jantung dalamarea yang luas dapat mengakibatkan menurunnyacurah jantung sehingga lama-kelamaan berujungpada gagal jantung.2,12

Terapi Infark Miokard

Terapi yang ada saat ini untuk infarkmiokard adalah obat trombolitik, PercutaneusCoronary Intervention (PCI) dan Coronary ArteryBypass Grafting (CABG). CABG dilakukan apabilaPCI sudah tidak dapat lagi melakukanrevaskularisasi secara sempurna. Obat farmakologilain yang biasa diberikan adalah vasodilator sepertinitrogliserin, pereda nyeri seperti morfin,antitrombosit seperti aspirin, dan terapi oksigen.13,14


P a g e | 10

Terapi miokard infark tersebut sangatbergantung terhadap waktu. Terapi harus segeradiberikan sebelum mencapai titik ireversibelkematian dari kardiomiosit. Apabila terjadi kematianireversibel, belum ada pengobatan standar yangdapat menggantikan kardiomiosit yang infark.Padahal, daerah infark yang luas dapatmenyebabkan berbagai komplikasi.

Jenis Sel Punca

Sel punca memiliki dua karakteristik utama,self-renewal, yaitu kemampuan untuk melakukansiklus pembelahan sel terus- menerus dengan tetapmempertahankan kondisi tidak terdiferensiasi dankemampuan membentuk sel terspesialisasi. Secaragaris besar, sel punca dapat berasal dari:15,16

1. Sel punca embrionik (ESC)

Sel punca tipe ini berasal dari inner cell mastblastosit. Sel embrio mencapai fase ini padahari 4-5 setelah fertilisasi.15 ESC bersifatpluripoten karena dapat membelah menjadiketiga derivat lapisan germinal, yaituektoderm, mesoderm, dan endoderm. ECSyang biasa digunakan untuk penelitian-penelitian terbaru adalah mouse embryonicstem cell (mESC) dan human embryonicstem cell (hESC) yang dibentuk dari hasilfertilisasi in vitro. Penggunaan tipe sel inisering menjadi kontroversi baik darikalangan agama maupun moral. Hal yangharus menjadi perhatian adalah sel punca inisangat pluripoten sehingga seringkalimenyebabkan pembentukan tumor.

2. Sel punca fetus

Sel punca fetus diambil dari jaringan fetusyang sudah mengalami diferensiasidibanding ESC. Sama dengan ESC,terdapat masalah kontroversi etik dan rejeksiimun dari pasien resipien.

3. Sel korda umbilikus manusia

Sel korda umbilikalis hanya dapat membelahmenjadi sel- sel darah sehingga hanya dapatmenangani masalah hematologi.

4. Sel punca cairan amnion (AFSC)

Sel ini berasal dari sel yang tersuspensidalam cairan amnion. Amnion adalahmembran ekstraembrional yangmenghasilkan cairan amnion untukmencegah benturan pada fetus. Cairanamnion diproduksi oleh membran amniondan filtrasi darah maternal. Cairan amnion iniberisi sel amnion, sitokin, serta growthfactor.7 AFSC memiliki kemampuanmembelah di antara ECS dan sel puncadewasa sehingga tetap dapat membelahmenjadi derivat ketiga lapisan germinal,tetapi tidak akan membentuk tumor, bahkanpada pasien yang sangat imunodefisien.8

Selain itu, karena ekspresi materi genetik dimembran amnion cukup rendah, HumanASC terbukti dapat menyebabkan rejeksipada resipien tikus, tetapi tidak

menimbulkan rejeksi pada spesies manusia(alogenik).8,17 Keuntungan lainnya daripenggunaan sel punca ini adalah tidakadanya masalah etik.

5. Sel punca dewasa

Sel punca dewasamerupakan sel puncayang secara alami terdapat di berbagaiorgan. Sel yang biasa digunakan adalahsumsum tulang, sel adiposa, atau sel darah.Sel ini bersifat multipoten yang berarti dapatmembelah menjadi sel – sel yang spesifikorgan tersebut.

6. Induced pluripotent stem cell

Sel punca ini berasal dari sel somatik yangtelah dikultur dengan medium sehinggamengembalikan keadaannya menjadipluripoten. Dengan kemampuanpluripotensinya ini, maka tipe sel ini dapatmembelah menjadi berbagai macam sel.Sama dengan sel punca dewasa, sel inimengurangi risiko rejeksi imun oleh resipien.Namun, kelemahan sel ini adalah terbuktisering terjadi distrupsi materi genetik karenagen- gen yang diberikan, bahkan dapatmembentuk tumor. 8 Selain itu, pembentukansel pluripoten dari sel punca dewasa cukupsulit.8

Terapi Gen

Terapi gen merupakan teknik insersi DNA kedalam sel pasien untuk menyembuhkan suatupenyakit. Salah bentuk yang paling seringdigunakan adalah penggunaan gen yang fungsionaluntuk menggantikan gen yang termutasi pada selpasien. Terdapat dua jenis terapi gen, yaitu germline gene therapy yang menggunakanmenggunakan sel sperma atau ovum yang telahdimodifikasi oleh gen fungsional serta akanditurunkan ke generasi berikutnya dan somaticgene therapy yang menginjeksi gen terapeutik kedalam sel somatik pasien.18

Permasalahan yang paling sulit diatasiadalah bagaimana cara mentransfer gen tersebutke dalam tubuh pasien. Teknik yang dapatdigunakan adalah ex vivo dan in vivo. Teknik exvivo menggunakan sel pasien yang telah diambil keluar tubuh pasien, kemudian mentransfeksikan genterapeutik dengan vektor.Akhir-akhir ini, teknik exvivo menggunakan sel punca yang ditransfeksidengan gen terapeutik sehingga dapatmenggantikan sel yang rusak dan mengandung genuntuk terapi. Sementara itu, teknik in vivomenggunakan vektor yang diinjeksi secaralangsung ke dalam peredarahan darah untukmencari sel target.

Vektor- vektor yang sering digunakan untukterapi gen adalah vektor virus dan non-virus. Vektorvirus menggunakan virus yang secara alami dapatmemberikan gen ke dalam sel manusia. Materigenetik vektor virus telah diganti dengan genterapetik sehingga menjadi tidak berbahaya bagi seltubuh. Virus- virus yang biasa digunakan adalahretrovirus, adenovirus, Adeno-associated viruses(AAVs), dan Herpes simplex virus (HSV).18


P a g e | 11

Injeksi langsung DNA dapat juga dilakukansebagai bentuk terapi gen. Teknik yang dapatdigunakan adalah elektroporasi, sonoporasi,magnetofeksi, gene gun, dan receptor-mediatedgene transfer. Dari teknik injeksi langsung, yangpaling berhasil adalah receptor-mediated genetransfer, yaitu penggunaan DNA yang dibungkusliposom dengan reseptor yang spesifik ke seltargetnya.18

Sel Punca Cairan Amnion untuk Infark Miokard

Sel punca amnion untuk infark miokarddapat bekerja dengan dua mekanisme utama.Pertama, sel punca tersebut akan menghasilkansinyal parakrin seperti VEGF, placental growthfactor, dan endothelial nitric oxide synthase(eNOS). Salah satu sinyal parakrin dengan kadartinggi yang dihasilkan oleh sel punca cairan amniondan memiliki efek kardioprotektif adalah Thymosinbeta 4 (Tβ4). Tβ4 berfungsi untuk menstimulasiangiogenesis, vaskulogenesis, pembuluh darahkoroner, dan menjaga keberlangsungan hidupkardiomiosit.5,19

Kedua, AFSC memiliki potensi untukberdiferensiasi menjadi kardiomiosit dan sel endotelvaskular. Secara bersamaan, kombinasidiferensiasi dari sel punca tersebut dapatmengembalikan perfusi jaringan, meningkatkanfungsi jantung, mengurangi pembentukan jaringanparut, dan mencegah remodelling.6 Namun,permasalahannya adalah kontraksi dari kardiomiosityang berasal dari AFSC tersebut belum sempurna.Penelitian yang dilakukan oleh Nagura et al9dengan melakukan overekspresi eksogen gen Oct4pada sel punca membran amnion menghasilkankardiomiosit dengan kemampuan kontraksi yangmatur. Oleh karena itu, permasalahan kontraksikardiomiosit yang berasal dari AFSC dapat diatasidengan overekspresi eksogen gen Oct4.

Potensi AFSC untuk terapi infark miokarddapat dilihat dari penelitian Bollini et al19 yangmenginjeksi AFSC pada tikus yang telah diinduksi

infark miokard. Hasil penelitian menunjukkanterjadinya peningkatan secara signifikan molekulparakrin utama AFSC, yaitu Tβ4 pada tikus yangdiinjeksi dengan AFSC. Hasil molekular tersebutdiperkuat lagi dengan adanya penurunan secarasiginifikan area infark setelah dilakukan injeksiAFSC yang dapat dijelaskan pada gambar 3.Kuantifikasi numerik hasil pada gambar 2 menjadi% In (infark)/AAR (Area at risk, area dengan perfusioksigen rendah) dapat terlihat pada gambar 3.Pada gambar tersebut juga terdapat AFSC-CMyang merupakan AFSC yang dikultur dalamconditioned media. Namun, penggunaanconditioned medium tidak termasuk dalam lingkupbahasan tulisan ini.

Gambar 1.Terapi gen dengan vektor adenovirus18


P a g e | 12

Gambar 2. Pengukuran daerah infark denganpewarnaan 2,3,5- triphenyltetrazolium chloride(TTC) pada tikus kontrol (A), dengan pemberianhAFSC (B), dan dengan pemberian hAFSC-CM (C).Miokardium yang sehat ditandai dengan warnahitam, AAR ditandai dengan warna abu-abu, dandaerah infark ditandai dengan warna putih. hAFSC,human amniotic stem cell; hAFSC-CM, humanamniotic stem cell-conditioned media; AAR, Area atrisk.19

Gambar 3. Perbandingan terapi hAFS, hAFS-CMdan PBS (kontrol) pada tikus dengan infarkmiokard. Ukuran infark ditandai dengan % In(infark)/AAR.19

Terapi Gen VEGF untuk Infark Miokard

VEGFadalah suatu faktor proangiogenikyang sangat penting untuk vaskulogenesis danangiogenesis. VEGF merupakan glikoproteindimerik dengan ukuran 40 kDa. Terdapat lima jenisVEGF pada mamalia, yaitu VEGF A, B, C, D, danplacenta growth factor (PLGF). Kelompok VEGFtersebut akan berikatan dengan reseptor tirosinkinase, yaitu VEGFR-1, VEGFR-2, VEGFR-3, dandengan co-receptor, seperti heparan sulfateproteoglycans (HSPGs) dan neuropilin.6 Setiapreseptor akan menghasilkan sinyal yang berbeda-beda. VEGFR-1 akan menghasilkan sinyal yangmemicu peningkatan permeabilitas vaskular,haematopoiesis, migrasi monosit, pengaturan selendotel ketika masa perkembangan, danperekrutan sel progenitor hematopoietik. VEGFR-2akan menghasilkan sinyal yang memicuangiogenesis dan vaskulogenesis. VEGFR-3 akan

menghasilkan sinyal yang memicu angiogenesisdan limpanogenesis.20

Beberapa studi menunjukkan bahwa luasnyadaerah infark dapat dikurangi denganmengembalikan perfusi darah.Salah satunyadengan terapi gen VEGF yang dapat memicuproses neovaskularisasi. Selain itu, terapimenggunakan genVEGF pada infark miokard akanmemberikan efek kardioprotektif, memicumiogenesis pada daerah infark tersebut,memperbaiki dinamika pengisian diastolik, danmencegah terjadinya dilatasi ventrikel kiri.21

Manfaat terapi gen VEGF dalamneovaskularisasi terbukti dalam penelitian yangdilakukan oleh Zhao et al24. Pada penelitiantersebut, Zhao et al melakukan pengamatanterhadap ekspresi VEGF-A dan prosesangiogenesis pada jantung yang mengalami infark.Penelitian tersebut menyatakan bahwa terjadipeningkatan jumlah mRNA dan protein VEGF-Asetelah kejadian infark miokard. Peningkatantersebut dimulai 2 jam setelah kejadian infarkmiokard dan memuncak setelah 12 jam. Selain itu,Zhao et al22 juga mengamati peningkatan secarasignifikan pembuluh darah yang memuncak padahari ketujuh setelah kejadian infark miokard. Daripenelitian ini, Zhao et al menyimpulkan bahwaVEGF memicu proses angiogenesis pada daerahmiokard yang mengalami infark.

Proses neovaskularisasi oleh VEGF tersebutsemakin diperkuat dengan penelitian yangdilakukan oleh Hao et al23 yang membandingkanterapi gen VEGF dengan menggunakan dua vektoryang berbeda, yaitu plasmid dan adenovirus yangdijelaskan pada gambar 4. Dari hasil penelitiantersebut, dapat disimpulkan bahwa terapi genVEGF dapat meningkatkan vaskularisasi.


P a g e | 13

Gambar 4..Terapi gen VEGF dan neovaskularisasiyang dinilai dengan penilaian densitas arteriol (A)dan densitas kapiler (B). PLacZ, plasmid dengangen LacZ; PVEGF, plasmid dengan gen VEGF;AdLacZ, adenovirus dengan gen LacZ; AdVEGF,adenovirus dengan gen VEGF.23

Kombinasi Terapi Gen VEGF pada AFSC untukInfark Miokard

Kim et al10 melakukan penelitian denganmemodifikasi MSC dengan transfeksi gen VEGFsehingga tercapai overekspresi gen VEGF tersebut.Induksi infark miokard dilakukan dengan cara ligasipembuluh koroner besar. Studi tersebutmenunjukan bahwa terdapat peningkatanpembentukan pembuluh darah kapiler pada selpunca yang ditransfeksi dengan genVEGF (HI-VEGF-MSC) daripada sel punca tanpa transfeksiyang terlihat pada gambar 5. Kuantifikasi numerikjumlah mikrovaskularisasi dapat dilihat padagambar 6. Dari kedua gambar tersebut dapat

disimpulkan bahwa sel punca dengan transfeksigenVEGF dapat memicu neovaskularisasi. Akibatdari neovaskularisasi tersebut adalah berkurangnyaluas daerah infark dan berkurangnya pembentukanjaringan ikat.

Selain itu, terapi gen VEGF juga dapatmemicu migrasi dari sel punca menuju daerahinfark. Teori tersebut dibuktikan oleh studi yangdilakukan oleh Tang et al24 yang menunjukkanbahwa sel punca mesenkimal yang dimodifikasiuntuk overekspresi VEGF dapat memicu migrasi selpunca jantung pada jantung tikus dengan caramengaktifkan jalur SDF-1α/CXCR4. Dari studi

tersebut, didapatkan peningkatan ekspresi SDF-1αoleh sel punca jantung, sel punca mesenkimal, danmiokardium di sekitar tempat injeksi sel punca danCXCR4 oleh sel punca jantung. SDF-1α tersebutakan berikatan dengan reseptornya, CXCR4 danmemicu migrasi sel punca jantung ke daerahinfark.24

Terapi gen VEGF untuk tipe sel puncalainnya juga menunjukkan hasil yangmenguntungkan. Xie et al25 melakukan penelitianmengenai transfeksi gen VEGF ke ESC untuk terapiinfark miokard. Dari penelitian tersebut didapatkanbahwa ESC dengan terapi VEGF dapatmempertahankan kelangsungan hidup danproliferasi sel di jantung. Namun, dari penelitian ini,Xie et al mengamati pembentukan teratoma padaterapi VEGF pada ESC. Hal ini sesuai denganpembahasan sebelumnya bahwa ESC memilikipotensi untuk membentuk teratoma.

Kombinasi terapi gen VEGF pada AFSCsehingga tercapai overekspresi VEGF tersebutsangatlah menguntungkan berdasarkan bukti- bukti

di atas. Metode transfeksi yang digunakan adalahdengan vektor non-virus, yaitu BA-PEI (Bile acid-conjugated polyethyleneimine).26 Asam empeduyang terkandung dalam vektor tersebut akanmeningkatkan permeabilitas membran sel terhadapmateri yang dibawa. Peningkatan permeabilitas inidapat terjadi dengan penggabungan membran,pembentukan pori, atau perubahan susunan lipid.30

Dengan terapi gen tersebut, AFSC akanmenghasilkan overekspresi VEGF sehingga terjadineovaskularisasi yang banyak dan migrasi selpunca ke daerah infark.

Chitosan Hydrogel

Chitosan dan chitin adalah polisakaridalinear yang merupakan kopolimer dari β-1,4-2-acetamido-2-deoxy-β-D-glucan (N-AC-Glu) dan β-1,4-2-amino-2-deoxy-β-D-glucan (D-Glu). Chitosanmengandung lebih banyak D-Glu daripada N-AC-Glu, dan sebaliknya pada chitin. Sebagai polimeralami terbanyak kedua di alam, chitin banyakditemukan pada cangkang crustacean sepertiudang dan kepiting. Sementara itu, jumlah chitosandi alam lebih sedikit karena hanya diproduksi olehfungi Mucoraceae. Karena itu, chitosan juga dapatdiperoleh dari chitin lewat proses deasetilasi.11,27

Gambar 6.Kuantifikasimikrovaskularisasi pada setiap kelompokpercobaan.10

Gambar 5. Penilaian kepadatan kapiler dengan antibodi CD31 padajantung normal, jantung yang diinduksi infark miokard lalu diberi saline,sel punca tanpa terapi gen VEGF, dan dengan terapi gen VEGF .10


P a g e | 14

Chitosan

β-GP

+tunggu1 jam

Hydroxyethylcellulose

SuspensiSelpunc

a

CampuranSiappakai

Hidrogelchitosan

37oC(suhutubuh

normal)

Pembuatan hidrogel chitosan dimulaidengan mencampur chitosan dan larutan β-Glycerophosphate (β-GP). Campuran ini perludidiamkan selama satu jam untuk menghindarikavitasi. Kemudian, campuran ditambahkan denganhydroxyethyl cellulose yang sudah disterilisasi lewatfilterbeserta suspesi sel punca. Campuran ini siapuntuk dimasukkan ke dalam tubuh agar membentukgel in situ, baik dengan injeksi maupun dengankateter mikroinfusi.11,27

Chitosan sering dipakai sebagai bahanhidrogel sel punca karena berbagai keuntungan.Pertama, sifatnya yang mudah terurai(biodegradable) sehingga efek samping akibatterakumulasi dapat dihilangkan. Kedua, chitosanmenggunakan hydroxyethyl cellulose sebagai agenpenggembur (bulking agent) yang berperan dalammelindungi sel punca selama proses pembentukangel sehingga sel tetap hidup dan berkembang.Ketiga, sifatnya yang termosensitif memungkinkan

hidrogel chitosan untuk membentuk gel pada suhutubuh normal, yaitu 37oC, ketika dimasukkan kedalam tubuh manusia.Keempat, penggunaan teknikini bersifat minimally invasive dibandingkan denganinjeksi konvensional sehingga mengurangi rasasakit, komplikasi, waktu pemulihan, scarring, danlebih mudah dilakukan. 27-29

ASC dengan Chitosan Hydrogel pada InfarkMiokard

Ketika terjadi infark miokard, kardiomiosityang mengalami iskemik akan memproduksireactive oxygen species (ROS). Adanyapeningkatan ROS dapat menghambat pelekatan selpunca ke matriks. Penelitian oleh Liu Z et al.11 yangingin melihat pengaruh ROS terhadap sel puncapada jantung tikus menunjukkan penurunanpelekatan sel punca sebanding denganpeningkatan kadar H2O2 yang dapat dilihat padagambar 9. Mekanismenya yaitu pertama, terjadinyadownregulation dari integrin β1 dan αV yangpenting dalam migrasi dan pelekatan sel punca kedaerah miokardium iskemik. Integrin ini dapatmengaktivasi kinase adhesif lokal berupa FAK danSrc yang berperan dalam pelekatan sel. Kedua,terjadinya downregulation dari ICAM1 dan VCAM1yang merupakan ligan utama untuk perekrutan sel

punca daerah infark. Ketiga, peningkatan ekspresiCaspase3 yang bisa menginduksi apoptosis selpunca di sekitar daerah infark. Hal ini menunjukkanbahwa lingkungan mikro yang baik sangat

menentukan efektivitas pelekatan sel punca kematriks, dan keberadaan ROS ketika infark sangatmempengaruhi kualitas lingkungan mikro sehinggasangat mempengaruhi migrasi dan ketahanan sel

punca.11

Gambar 9. Pengaruh peningkatan kadar H2O2dengan pelekatan sel punca 11

Penelitian tersebut juga menunjukan bahwapemberian hidrogel chitosan yang memilikikomponen berupa N-AC-Glu dan D-Glu dapatmemungut ROS pada daerah infark sehinggaadhesi sel dapat terjaga yang terlihat pada gambar11

Gambar 8. Bagan pembuatan hidrogel chitosan

Gambar 7. Komposis chitin dan chitosanberdasarkan derajat asetilasi.27

Hasil tersebut juga dibuktikan secara molekularyang menunjukkan bahwa pemberian sel puncayang disertai hidrogel chitosan dapatmengembalikan ekspresi integrin β1 dan αVsehingga terjadi peningkatan fosforilasi FAK danSrc, meningkatkan ekspresi ICAM1 dan VCAM1,serta menurunkan ekspresi Caspase3. Selain itu,juga terlihat adanya peningkatan ekspresi Akt,sebuah kinase yang merupakan sinyal keselamatansel, serta SDF-1, yang berperan sebagaikemoatraktan bagi sel progenitor endotelialsehingga menginduksi angiogenesis.11,30

Ditambah lagi, penambahan hidrogelchitosan pada sel punca terbukti memberikan efekdalam menekan apoptosis pascaiskemik,mempertahankan ketebalan dinding jantung,memperkecil ukuran infark, serta meningkatkanneovaskularisasi pada daerah infark yang dapatterlihat pada gambar 12.11

Kombinasi AFSC dengan carrierhidrogelchitosan terbukti sangat efektif dalammempertahankan migrasi dan ketahanan sel puncamenuju daerah infark. Jadi, efek yang dihasilkanterutama berdampak pada daerah iskemik danperbatasan infark, bukan pada daerah non-iskemik.

Potensi CARDIOSTEM: Sebuah InovasiAmniotic Stem Cell Termodifikasi Gen VEGF(Vascular Endothelial Growth Factor) denganCarrier Chitosan Hydrogelsebagai TerapiRegeneratif Infark Miokard

Jantung termasuk salah satu organ yangkemampuan regenerasinya sangat rendah. Apabilaterjadi penurunan jumlah kardiomiosit yangfungsional, regenerasi alami untuk menggantikan

sel tersebut hanya sedikit, bahkan tidak terjadisehingga berujung pada penyakit komorbid sepertigagal jantung, aritmia, dan aneurisme. Oleh karenaitu, terapi sel punca untuk infark miokard sudahsangat disarankan.6,7Penggunaan AFSC untukmenangani infark miokard terbukti lebih ungguldibanding sel punca lainnya karena memilikiberbagai keuntungan seperti mudah didapat, bebasdari masalah etik, tidak menyebabkan tumor, danmemiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadisemua sel yang berasal dari tiga lapisanembrionik.7

Gambar 11. Pengaruh penggunaan chitosan (N-AC-Glu dan D-Glu)pada sel punca yang telah diberikan H2O2 terhadap ekspresi (A)Integrin β1, (B) Integrin nαV, (C) FAK, (D) Src, dan (E) Akt, serta (F)Caspase3.11

Gambar 10. Pengaruh penggunaanchitosan (N-AC-Glu dan D-Glu) denganpelekatan sel punca setelah diberikanH2O2.11


P a g e | 16

Untuk meningkatkan fungsi diferensiasiAFSC tersebut menjadi kardiomiosit dengankontraksi yang matur, Nagura et al9 menambahkanoverekspresi gen Oct4 dengan bantuan transfeksivirus cytomegalovirus. Penelitian tersebutmenunjukkan gen-gen yang spesifik padakardiomiosit seperti Nkx2.5, Connexin43, GATA4dan myosin light-chain-2v (Mlc-2v) lebih tinggidiekspresikan dibanding sebelum transfeksi.

Kemudian, untuk meningkatkan kemampuanrevaskularisasi, dan migrasi ke daerah infark materigenetik AFSC dimodifikasi dengan gen VEGFdengan bantuan BA-PEI.26 Kombinasi transfeksitersebut, terbukti semakin efektif dalam menanganiinfark miokard.

Permasalahan berikutnya adalah bagaimanaAFSC dapat diarahkan menuju ke daerah infark daniskemik, yaitu daerah yang rentan terjadi komplikasiseperti aneurime dan aritmia. Fakta menunjukkandaerah iskemik akan cenderung untukmenghasilkan ROS, salah satunya hidrogenperoksida (H2O2). ROS ini akan menyebabkanadhesi yang menurun dan kematian bagi AFSC.Dengan bantuan carrier hydrogel chitosan, jumlahROS akan berkurang sehingga AFSC yangdiinjeksikan akan dipertahankan untuk dapatmenempel pada daerah iskemik tersebut yangdapat dilihat dengan peningkatan molekul- molekuladhesi, seperti β- actin, p-FAK, p-Src dan Akt.11

Kombinasi AFSC untuk regenerasi infarkmiokard ditambah gen VEGF untuk meningkatkankemampuan revaskularisasi serta carrier hydrogelchitosan yang dapat mempertahankan AFSC untukberkembang pada daerah iskemik sangatlahpotensial untuk terapi kuratif dan preventif sekunderuntuk miokard infark. Terapi kombinasi yang kaminamai Cardiostem ini diharapkan dapat menanganipermasalahan infark miokard di masa yang akandatang.

Sangatlah penting untukmengadministrasikan secara tepat sel punca inisehingga dapat mencapai area yang ditargetkan.Terdapat berbagai cara untuk menginjeksikanCardiostem ini yaitu intracoronary, intravena danintramiokardium, dan transplantasi. Untukintracoronary, injeksi langsung ke pembuluhkoroner dengan bantuan kateter. Injeksi intravenaterbukti dapat mendistribusikan sel punca ke organ-organ non-target sehingga semakin sedikit selpunca yang bermigrasi ke organ target.31 Injeksilangsung ke miokardium atau intramiokardiumdapat memperparah infark miokard karenamenambah kematian miokardium akibat traumafisik.5

Penulis memilih menginjeksikan Cardiostemdengan menggunakan intracoronary denganbantuan kateter dengan tujuan agar sel punca inilangsung menuju ke organ target, yaitu jantungtanpa harus melewati aliran sistemik. Selain itu,

Gambar 12. Perbandingan hasil penggunaan PBS, chitosan, sel puncabersama PBS, serta sel punca bersama chitosan terhadap (A) apoptosissel dalam satu minggu, (B) vaskularisasi, (C) ukuran infark, dan (D)ketebalan dinding jantung.11


P a g e | 17

dengan adanya carrier hydrogel chitosan, AFSCdapat dijaga untuk dapat berkembang danmenempel pada daerah iskemik dan infarksehingga semakin efektif dalam menangani infarkmiokard.

SIMPULAN

Dari pemaparan tersebut, dapat disimpulkanpenambahan gen VEGF pada AFSC dapat memicupembentukan pembuluh darah pada daerah infarksehingga daerah infark dan jaringan parut dapatberkurang, penggunaan carrier chitosan hydrogeldapat mempertahankanadhesi dan ketahananAFSC pada daerah infark, sertaCardiostem memilikipotensi sebagai terapi regeneratif untuk infarkmiokard baik sebagai kuratif maupun preventifsekunder.

SARAN

Untuk penelitian selanjutnya, dapatdilakukan penelitian mengenai efikasi dan dosisoptimal dari Cardiostem pada manusia sertapenggunaan sel punca terhadapberbagai penyakitdi dunia kedokteran.

DAFTAR PUSTAKA

1. Global atlas on cardiovascular diseaseprevention and control. Geneve: WHOPress;2011.p 3-4;8.

2. Mitchell RN. Heart. In: Kumar V, Abbas AK,Aster JC (eds.) Robbins Basic Pathology. 9thed. Philadelphia:Elsevier, Inc.; 2013. p. 374-6.

3. Rhee JW, Sabatine MS, Lilly LS. Acutecoronary syndrome. In: Lilly LS, editor.Pathophysiology of heart disease. 5th ed.Philadelphia: Lippincot Williams and Wilkins;2011.p.161.

4. Steg G P, James SK, Atar D, Badano LP,Lundqvist CB, Borger MA, et al. ESC guidelinefor the management of acute myocardialinfarction in patients presenting with ST-segment elevation. European Heart Journal.2012; 33:2569-619.

5. Reejhsinghani R, Shih HHJ, Lotfi AS. Stem celltherapy in acute myocardial infarction. J ClinExp Cardiolog.2012. doi.org/10.4172/2155-9880.S11-004

6. Connel JP, Unal GC, Khademhosseini A, JacotJG. Amniotic fluid-derived stem cell forcardiovascular tissue engieering application.Tissue Engineering Part B.2013; 19(4):368-79.

7. Rosner M, Schipany K, Shanmugasundaram B,Lubec G, Hengstschlager M. Amniotic fluidstem cell: future prespective. Stem cell inst;2012. doi.org/10.1155/2012/741810

8. Coppi PD, Bartsch G, Siddiqui MM, Xu T,Santos CC, Perin L, et al. Isolation of amnioticstem cell lines with potential for therapy. NatBiotechnol. 2007;25(1):100-6.

9. Nagura S, Otaka S, Koike C, Okabe M,Yoshida T, Fathy M, et al. Effect of exogenousoct4 overexpression on cardiomyocytedifferentiation of human amniotic mesenchymalcells. Cellular reprogramming. 2013; 15(5):471-80

10. Kim SH, Moon HH, Kim HA, Hwang KC, Lee M,Choi D. Hypoxia-inducible Vascular EndothelialGrowth Factor-engineered Mesenchymal StemCells Prevent Myocardial Ischemic Injury. MolTher. 2011; 19(4): 741-50.

11. Liu Z, Wang H, Wang Y, Lin Q, Yao A, Cao F,et al. The influence of chitosan hydrogel onstem cell engrafment, survival and homing inthe ischemic myocardial microenvironment.Biomaterials. 2012; 33(11): 3093-106

12. Finlayson CJ, Newell BAT. Pathology at aglance. Oxford: Wiley-Blackwell; 2009. p. 82-90

13. Werf FV de, Ardissino D, Betriu A, CokkinosDV, Falk E, Fox KAA, et al. Management ofacute myocardial infarction in patientspresenting with ST-segment elevation. EurHeart J. 2003 Jan 1;24(1):28–66.

14. Cabello JB, Burls A, Emparanza JI, Bayliss S,Quinn T. Oxygen therapy for acute myocardialinfarction. Sao Paulo Medical Journal. 2010Dec;128(6):378–378.

15. Types of stem cell [monograph on internet].[cited 2014 Apr 22]. Available from :http://www.closerlookatstemcells.org/Stem_Cell_Types.html

16. Stem cell FAQs. cell [monograph on internet].[cited 2014 Apr 22]. Available from :http://www.bedfordresearch.org/stemcell/stemcell.php?item=what-is-a-stem-cell

17. Chiavegato A, Bollini S, Pozzobon M,Callegari A, Gasparotto L, Taiani J, et al.Human amniotic fluid-derived stem cells arerejected after transplantation in themyocardium of normal, ischemic, immuno-suppressed or immuno-deficient rat. Journalof Molecular and Cellular Cardiology. 2007Apr;42(4):746–59. .

18. Misra S. Human gene therapy: a briefoverview of the genetic revolution. J AssocPhysicians India. 2013 Feb;61(2):127–33.

19. Bollini S, Cheung KK, Riegler J, Dong X,Smart N, Ghionzoli M, et al. Amniotic fluidstem cells are cardioprotective following acutemyocardial infarction. Stem Cells Dev. 2011;20(11): 1985-94.

20. Olsson AK, Dimberg A, Welsh LC. VEGFreceptor signalling – in control of vascularfunction. Nat Rev Mol Cell Biol. 2006May;7(5):359-71.

21. Rosano JM, Cheheltani R, Wang B, Vora H,Kiani MF, Crabbe DL. Targeted delivery ofVEGF after a myocardial infarction reducescollagen deposition and improves cardiacfunction. Cardiovasc Eng Technol. 2012; 3(2):237–47.

22. Zhao T, Zhao W, Chen Y, Ahokas RA, Sun Y.Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF)-A:Role on cardiac angiogenesis followingmyocardial infarction. Microvasc Res. 2010;80(2): 188–94.

23. Hao X, Broberg AM, Grinnemo KH, SiddiquiAJ, Dellgren G, Brodin LA, Sylven C.Myocardial angiogenesis after plasmid oradenoviral VEGF-A165 gene transfer in ratmyocardial infarction model. Cardiovasc Res.2007; 73: 481-7.


P a g e | 18

24. Tang JM, Wang JN, Zhang L, Zheng F,YangJY, Kong X, et al. VEGF/SDF-1 promotescardiac stem cell mobilization and myocardialrepair in the infarcted heart. Cardiovasc Res.2011; 91(3): 402-11.

25. Xie X, Cao F, Sheikh AY, Li Z, Connolly AJ, PeiX. Genetic modification of embryonic stem cellswith VEGF enhances cell survival andimproves cardiac function. Cloning Stem Cells.2007; 9(4): 549-63.

26. Moon HH, Joo MK, Mok H, Lee M, Hwang KC,Kim SW, et al. MSC-based VEGF gene therapyin rat myocardial infarction model using facialamphipatic bile acid-conjugatedpolyethyleneimine. Biomaterials. 2013;35(5):1744-54.

27. Kumirska J, Weinhold MX, Thöming J,Stepnowski P. Biomedical activity ofchitin/chitosan based materials—influence ofphysicochemical properties apart frommolecular weight and degree of N-acetylation.Polymers. 2011; 3(4): 1875-1901.

28. Kurdi M, Chidiac R, Hoemann C, Zouein H,Zgheib C, Booz GW. Hydrogels as a platformfor stem cell delivery to the heart. CongestHeart Fail. 2010 May-Jun; 16(3): 132-5. doi:10.1111/j.1751-7133.2010.00145.x.

29. Chiou S, Liu D. Amphiphilic Chitosan Nanogelas an Injectable Delivery System for Stem CellTherapy. Chemicals & Chemistry. 2013Sep;27: 5045.

30. Segers VFM, Lee RT. Protein therapeutics forcardiac regeneration after myocardialinfarction. J Cardiovasc Transl Res. 2010October; 3(5): 469–477. doi:10.1007/s12265-010-9207-5.

31. Price MJ, Chou C-C, Frantzen M, Miyamoto T,Kar S, Lee S, et al. Intravenous mesenchymalstem cell therapy early after reperfused acutemyocardial infarction improves left ventricularfunction and alters electrophysiologicproperties. Int J Cardiol. 2006 Aug10;111(2):231–9


P a g e | 19

TINJAUAN PUSTAKAPOTENSI MICRO RNA (MIRNA) SEBAGAI MODALITAS MULTIFUNGSI DAN MUTAKHIR DALAM

DETEKSI DAN PENATALAKSANAAN PENYAKIT STROKE ISKEMIKKomang Leo Krisnahari, Ni Kadek Nita Utami

Fakultas Kedokteran Universitas Udayana

ABSTRAK

Dewasa ini, terjadi kecenderungan perubahan lingkungan strategis, yaitu transisi epidemiologi perubahanpola penyakit yang sebelumnya didominasi oleh penyakit menular menjadi penyakit degeneratif. Di Indonesia,stroke menjadi penyebab ketiga kematian dengan prevalensi stroke sebesar 8,3 per 1.000 penduduk.Tujuanpenulisan adalah untuk mengetahui konstruksi, mekanisme kerja, sensitivitas, dan spesifisitas MicroRNA dalammendeteksi penyakit stroke iskemik, mengetahui konstruksi dan teknologi administrasi antagomir serta miRNAmimic untuk mempengaruhi kadar MicroRNA dalam tubuh, mengetahui mekanisme kerja MicroRNA, sertamengetahui analisis dan manfaat klinis MicroRNAsebagai modalitas penatalaksanaan penyakit strokeiskemik.Penulisan ini menggunakan metode studi pustaka dimana pengumpulan data dilakukan dari 20 Agustus2013 sampai 7 September 2013. Adapun hasil yang didapat berupa, pertama, miRNA memiliki banyak kegunaandalam tatalaksana penyakit stroke seperti miRNA-210 sebagai pendeteksi penyakit stroke, miRNA-126 dalamproses angiogenesis, miRNA-19b berpartisipasi dalam proses regulasi dari oligodendrocyte differentiation,miRNA-497 akan menghambat ischemic neuronal death dan apoptosis sel otak, miRNA-125b berperan dalammenghambat proses inflamasi,serta miRNA-320a yang berperan pada proses serebral iskemia. Kedua, padapenyakit stroke level miRNA yang berlebih akan diinhibisi oleh antagomir, sedangkan kekurangan level miRNAakan ditingkatkan oleh miRNA mimic. Ketiga, penggunaan miRNAsangatlah efektif karena dapat meminimalisirefek samping dan merupakan terapi komprehensif dalam penatalaksaan penyakit stroke iskemik.

Kata kunci: stroke iskemik, miRNA, miRNA mimic, antagomir

ABSTRACT

Nowadays, there is transition of disease patterns, where previously dominated by communicable diseaseschange into degenerative diseases. In Indonesia, stroke become the third leading cause of death with prevalenceof 8.3 per 1,000 population. The purpose of writing areknowing the construction, action mechanism, sensitivity,and specificity mirRNA in detecting ischemic stroke, knowing construction and technology of miRNA mimic andantagomir to influence miRNA levels in the body, alsoto analyze the clinical benefit this modality in ischemicstroke. The method used to collect the data is literature study where data conducted from August 20th toSeptember 7th 2013. For the result, we found that, first, miRNA has several roles inichemic stroke, such asmiRNA-210 to detect the stroke, miRNA-126 in the process of angiogenesis , miRNA-19b participate in theregulatory process of oligodendrocyte differentiation, miRNA-497 inhibit ischemic neuronal death and brain cellapoptosis, miRNA-125b inhibit the inflammatory process, and miRNA-320A has role in the process of cerebralischemia. Secondly, the excessive level of miRNA in ischemic stroke inhibited by antagomir, whereas deficiencyof miRNA increased by miRNA mimic. Third, miRNA is very effective because it can minimize the side effectsand is a comprehensive therapy in ischemic stroke.

Keywords: ischemic stroke, miRNA, miRNA mimic, antagomir

PENDAHULUAN

Dewasa ini, terjadi kecenderunganperubahan lingkungan strategis, yaitu transisiepidemiologi perubahan pola penyakit yangsebelumnya didominasi oleh penyakit menular(infeksi) menjadi penyakit degeneratif. Beban globalpenyakit neurologi juga terus meningkat seiringdengan meningkatnya pertumbuhan pendudukdunia. Hal ini juga didukung oleh peningkatanperilaku yang buruk seperti merokok dan makanmakanan cepat saji. Penyakit neurologi merupakansalah satu penyakit yang merupakan masalahkesehatan sangat kompleks, baik di Indonesiamaupun didunia. Masalah yang datang tidak hanyadari segi medis, tetapi juga masalah ekonomi,budaya, serta ketahanan sosial.1

Otak merupakan bagian dari sistemneurologi yang merupakan pusat kontrol sistemtubuh termasuk perintah dari semua gerakan fisikdan pengendali seluruh fungsi tubuh. Jika fungsiotak sehat, maka akan mendorong kesehatan tubuhserta menunjang kesehatan mental. Sebaliknya, jikafungsi otak terganggu, maka kesehatan tubuh danmental juga akan terganggu. Salah satu penyakityang dapat menggangu kinerja dan fungsi otakadalah stroke. Berdasarkan definisi WHO (WorldHealth Organization) stroke adalah suatu tandaklinis yang berkembang cepat akibat gangguan otakfokal atau global yang berlangsung selama 24 jamatau lebih akibat adanya gangguan aliran darah keotak dan dapat menyebabkan kematian. Strokeadalah gangguan potensial yang fatal pada suplaidarah bagian otak. Tidak ada satupun bagian tubuh


P a g e | 20

manusia yang dapat bertahan bila terdapatgangguan suplai darah dalam waktu relatif lamasebab darah sangat dibutuhkan dalam kehidupan,terutama oksigen pengangkut bahan makanan yangsangat dibutuhkan oleh otak.2

Kegawatdaruratan neurologi serius yangmasih menyebabkan kematian tertinggi adalahstroke. Stroke adalah penyebab cacat nomor satudan penyebab kematian nomor tiga di dunia. Sekitar5 juta orang meninggal dunia dan 5 juta orangmenderita cacat permanen akibat penyakitstroke.3Stroke adalah penyebab neurologis utamapasien datang ke rumah sakit dan penyebabkematian terbesar ketiga di negara-negara industrisetelah penyakit jantung dan kanker.4 Di Indonesia,penyebab kematian utama pada semua umuradalah stroke (15,4%), yang disusul oleh TB (7,5%),hipertensi (6,8%), dan cedera (6,5%). HasilRiskesdas 2007 menunjukkan bahwa prevalensistroke di Indonesia sebesar 8,3 per 1.000penduduk.5Penyakit stroke juga merupakanpembunuh utama di kalangan penduduk perkotaan.Secara kasar, setiap hari ada dua orang diIndonesia yang mengalami serangan stroke.Menurut Exel, dkk.,6 secara garis besar strokedapat dibagi menjadi stroke iskemik dan strokehemoragik. Di dunia, dari seluruh penderita strokeyang terdata, 80% merupakan jenis stroke iskemiksementara sisanya merupakan jenis strokehemoragik. Data tersebut menunjukkan bahwaprevalensi stroke iskemik sangatlahmengkhawatirkan.

Pengobatan stroke iskemik yang seringterjadi dan diberikan oleh dokter saat ini adalahpemberian anti-trombosit dan statin. Statin adalahgolongan obat yang mampu menurunkan kadarkolesterol dalam darah. Kolesterol merupakan faktorrisiko paling umum dari penyakit stroke iskemik.7Kekurangan statin adalah harus dikonsumsi seumurhidup untuk mengontrol kadar lipid dalam darah danterjadi resisten terhadap obat statin akibat mutasidari gen ABCA1 dan apoE. Kedua gen ini memilikiperan dalam transportasi kolesterol dan mengontrolkadar LDL. Efek samping statin adalah diabetesmelitus tipe 2 dan acute kidney injury.8,9

MicroRNA (miRNA)merupakan sebuahmodalitas multifungsi dan mutakhir dalam penyakitstroke iskemik. Disatu sisi miRNA dapat digunakansebagai alat deteksi dan disatu sisi dapat digunakansebagai metode pengobatan. MiRNA memainkanperan penting dalam patofisiologi penyakit strokedan banyak diantaranya hanya ditemukan dijaringan otak.10Selama beberapa tahun terakhir,banyak bukti yang menunjukkan bahwa miRNA baikdalam target potensial dan terapi untuk strokeiskemik. MiRNA adalah small noncoding RNAdanberuntai tunggal dengan 18-25 nukleotida yangberfungsi dalam transkripsi dan postranskripsidalam regulasi ekspresi gen. MiRNA memainkanperan penting dalam beberapa proses fisiologi danmerupakan pengobatan yang menyeluruh padapenyakit stroke iskemik. Jenis miRNA yang dapatdigunakan dalam penatalaksanaan penyakit strokeadalah miRNA-19b (remielinasi), miRNA-125b (anti-inflamasi dan anti-apoptosis), miRNA-126(angiogenesis), miRNA-320a (anti serebral edema),dan miRNA-497 (proteksi neuronal).11,12Ekspresi

miRNA juga dapat dideteksi pada penyakit stroke.MiRNA-210 dapat dideteksi dalam serum danplasma darah, serta merupakan emerging class ofbiomarkers pada penyakit stroke.13

Kadar miRNA dalam tubuh terkadang tidaksesuai dalam mengobati penyakit stroke iskemik.Hal ini terjadi karena kadar miRNA dalam tubuhdipengaruhi oleh target gen miRNA yangbersangkutan. Oleh karena itu, diperlukan suatumetode untuk mengembalikan kadar miRNA, agardapat membantu dalam mengobati stroke danmeningkatkan prognosis pasien stroke. Beberapatarget gen miRNA mengalami over expressed danbeberapa mengalami lowexpressed, sehinggatarget gen yang mengalami over expressed perluuntuk diinhibisi dan target gen yang mengalamilowexpressed perlu untuk ditingkatkan. Jenis targetgen miRNA yang mengalami over expressedadalah miRNA-125b, miRNA-320a, dan miRNA-497.14 Sedangkan, jenis miRNA yang mengalamilowexpressed adalah miRNA-19b dan miRNA-126.12 Salah satu metode untuk meningkatkantarget gen miRNA yang mengalami lowexpresseddalam tubuh adalah miRNA mimic. Sedangkanmetode untuk inhibisi pada target gen miRNA yangmengalami over expressedadalah antagomir.14,15

PEMBAHASAN

Konstruksi, Mekanisme Kerja, Sensitivitas, danSpesifisitas MicroRNA dalam MendeteksiPenyakit Stroke Iskemik

Konstruksi dan Mekanisme Kerja MicroRNA dalamMendeteksi Penyakit Stroke Iskemik

Jenis microRNA (miRNA) yang digunakansebagai alat pendeteksi penyakit stroke adalahmiRNA-210. MiRNA yang akan digunakan sebagaialat pendeteksi penyakit stroke diambil dari tubuhmanusia secara intravena.13 RNA total (miRNAplus) diekstraksi dari darah dengan menggunakanBlood RNA isolation kit dan miRNA isolation kit.Konsentrasi dan integritas RNA diatur olehspektrofotometri NanoDrop ND-1000 dan gelelektroforesis. Sampel RNA disimpan pada suhu -80oC sebelum dianalisis dengan PCR.16

Polymerase chain reaction (PCR) denganspesifik gen primer dan green assay SYBRdilakukan untuk mengukur plasma Interleukin-6 (IL-6). Proses transkripsi miRNA dilakukan denganmenggunakan miRNA Transkripsi Kit. KuantifikasimiRNA dilakukan dengan menggunakan PCR.17

Sepuluh template RNA ditranskripsi (dalam 15 ml)dengan menggunakan stem-loop primer. PCRdilakukan dengan menggunakan terapan biosistem7000 dan dilakukan sebanyak tiga kali. KehadiranmiRNA dianggap positif jika nilai CT (siklusthreshold) lebih rendah dari 30. GAPDH dan rRNA18S digunakan sebagai gen housekeeping dankontrol internal. Metode siklus CT thresholddigunakan untuk menentukan jumlah relatif darisetiap miRNA. Urutan dari transkipsi miRNA 210yang dapat dideteksi dalam PCR adalah AGC CCCUGC CCA CCG CAC ACU G.18

Sensitivitas dan Spesifisitas MicroRNA dalamMendeteksi Penyakit Stroke Iskemik


P a g e | 21

Korelasi antara miRNA-210 dan penyakitstroke adalah positif. Dibandingkan dengankelompok kontrol yang sehat, kadar miRNA-210dalam darah secara signifikan menurun padapasien stroke, terutama pada 24 jam dan 48 jamsetelah onset stroke. Kadar miRNA-210 lebih tinggipada pasien stroke dengan hasil yang baikdibandingkan dengan pasien dengan hasil yangburuk. Hal ini terjadi karena kadar miRNA-210 yangmeningkat akan meningkatkan pembentukanstruktur kapiler dan migrasi sel endotel dalam tubuh.Pada pasien stroke dengan hasil yang baik,pembentukan struktur kapiler akan meningkat danmigrasi sel endotel akan berjalan dengan maksimal,sehingga peningkatan kadar miR-210 berkorelasiterhadap diagnosis dan prognosis penyakit stroke.MiRNA -210 dalam darah yang kurang dari cut ofpoint 0,46 menunjukkan bahwa seseorangterdiagnosis terkena penyakit stroke dan memilikihasil yang buruk (sensitivitas 83,7% danspesifisitas 50,7%). Ketika tingkat miRNA-210dianalisis bersamaan dengan tingkat plasma IL-6,tingkat spesifisitas meningkat menjadi 87,5%. Halini menunjukkan bahwa ada korelasi positif antaramiRNA -210 dengan penyakit stroke.13

Konstruksi dan Teknologi AdministrasiAntagomir serta miRNA Mimic untukMempengaruhi Kadar MicroRNA dalam Tubuh

Konstruksi antagomir untuk Mempengaruhi KadarMicroRNA dalam Tubuh

Jenis miRNA yang mengalami overexpressed dan harus diinhibisi dalam

penatalaksanaan penyakit stroke adalah miRNA-125b, miRNA-320a, dan miRNA-497. MiRNA-125b,miRNA-320a, dan miRNA-497 memiliki cut of point3,6+0,07. Jika kadar miRNA lebih tinggi dari cut ofpoint, maka harus diinhibisi dengan antagomir.Proses konstruksi dimulai dari melihat sequencemiRNA dari miRBase (http://www.mirbase.org/) danmelihat urutan komplementer yang terbalik darimiRNA dengan cara memasukkan sequence yangdidapat dari mirBase ke website(http://www.bioinformatics.org/JaMBW//2/1/index.html). Langkah berikutnya adalah memasukkkanurutan komplementer miRNA yang terbalik ke situsdharmacon (http:// www.dharmacon.com / rna /rna.aspx.). Hal ini bertujuan untuk menambahkankonjugasi kolesterol pada posisi 3’ yang ditandaidengan chol. Sebuah backbonephosphorothioatediperlukan dalam dua nukleotida terakhir padaposisi 5’ dan empat nukleotida terakhir pada posisi3’, sehingga didapatkan jumlah enam nukleotidaphosphorothioate (PS) per oligonukleotida.Oligonukleotida harus menjalani deproteksi,desalting, dan pemurnian HPLC. Setelah proses ini,akan didapatkan antagomir dengan sequence yangdiinginkan dalam penatalaksanaan penyakit strokeiskemik. Setelah antagomir didapatkan, 10 nmolantagomir siap dilarutkan dengan 100µM air sulingRNAse dalam tabung liofilisasi serta diinkubasidiatas es selama 1 jam dengan suhu -80OC.19

RNA beruntai tunggal dan analog RNA yangdigunakan adalah RNA dengan panjang 21-23nukleotida. Huruf kecil menandakan nukleotida 2’-OMe yang dimodifikasi, huruf “s” adalahphosphorothioate linkage, dan ”Chol” mewakilikolesterol yang terhubung melalui linkage 14hydroxyprolinol.21

Inhibisi miRNA oleh antagomirmembutuhkan optimalisasi oligonukleotida untuk

meningkatkan afinitas, resistensi nuklease, danadministrasi ke dalam tubuh. Hal ini dapat dicapaidengan menggunakan berbagai modifikasi kimia,termasuk modifikasi gula, nukleobase atauinternucleotide linkages. Inhibisi sequence miRNAmenggunakan 2'-O-metil (2'-O-Me) danmemodifikasi RNA oligonukleotida komplementerterhadap miRNA dewasa.22Locked nucleic acid(LNA) terdiri dari kelas bisiklik analog RNA dimanacincin furanose pada gula fosfat terkunci dalam

No Jenis miRNA Kode Sequence1 miRNA-125b MIMAT0004669 5'-usgscccaauccgagaacccuscsgsas-chol-3'2 miRNA-320 MIMAT0000510 5'-ususuucgacccaacucucccsgscsus-chol-3'3 miRNA-497 MIMAT0004768 5'-gsusuuggugugacaccacaasuscsus-chol-3'

Tabel 1. Jenis miRNA yang digunakan dalam antagomir untuk penatalaksanaan penyakit stroke iskemikbeserta dengan sequence.20

Gambar 1. Hubungan antara kadar miRNA-210 dalam darah dengan stroke iskemik13


P a g e | 22

RNA tipe N (C3'-endo). Seluruh modifikasi tersebutmeningkatkan resistensi nuklease danmeningkatkan afinitas pengikatan oligonukleotidaantagomir dengan miRNA. LNA memiliki afinitastertinggi terhadap RNA komplementer dengan carameningkatkan suhu leleh dupleks (2-8°C).23

Pengamatan lain yang penting adalah bahwaLNA monomer juga mampu memutar konformasigula nukleotida DNA dari tipe S (C2'-endo) menjadilipatan gula tipe N pada oligonukleotida DNA yangmengalami modifikasi LNA.24 Resistensi nuklease

juga dapat ditingkatkan dengan modifikasibackbone yang terkait dengan hubungan indukfosfodiester dan phosphorothioate (PS) dimanaatom belerang menggantikan salah satu atomoksigen non-bridging dalam kelompok fosfat ataudengan menggunakan oligomer morpholino yangbermuatan, di mana cincin morpholinomenggantikan gugus gula.Morpholino yangbermuatan tahan terhadap degradasi oleh nukleasedan bersifat nontoksik.

Gambar 2. Desain modifikasi antagomir oligonukleotida secara kimia. (A,B) Struktur modifikasi yang palingsering digunakan dalam antagomir. (C) Skema inhibisi miRNA menggunakan antagomir yang termodifikasi.25

Administrasi antagomir untuk Mempengaruhi KadarMicroRNA dalam Tubuh

Pemanfaatan konjugasi kolesterol padabagian 3’, 2'-O-Me, dan oligonukleotida denganmodifikasi PS (phosphorothioate)dapatmeningkatkan fungsi antagomir dalam melakukaninhibisi terhadap miRNA.23 Pengobatan antagomirdengan tiga kali injeksi intravena selama 2 bulandengan menggunakan dosis 80 mg/kg berat badandalam 0,2 ml per injeksi menghasilkaninhibisimiRNA yang mengalami over expresseddalam otak, penurunan kadar kolesterol sebesar30% dalam serum, dan represi sasaran miRNAyang mengalami overexpressed.26Pengukurantingkat miRNA dalam jaringan dilakukan 24 jamsetelah injeksi terakhir. Antagomir dirancang untukmemiliki sequence yang komplementer dengansequence mRNA yang berfungsi sebagai tempatpengikatan miRNA.

Modifikasi backbone PS(phosphorothioate)sangat meningkatkan sifatfarmakokinetik oligonukleotida antisense, sehinggamemfasilitasi pengiriman mereka hingga menujutarget. Spesifik antagomir dapat melakukan

silencing dengan afinitas tinggi terhadap targetmiRNA pada posisi 5'.27Antagomir menunjukkanpenyerapan dalam banyak jaringan di otak denganwaktu paruh 23 hari. Urin dan empedu diindikasikansebagai rute utama eliminasi. Penurunan kadarmiRNA tidak dapat dideteksi jika antagomir tidakdiberikan konjugasi.. Penurunan kadar miRNAdapat diamati di bawah kondisi nondenaturasi.Degradasi miRNA dapat dideteksi ketika jumlahmiRNA meningkat dengan memberikanpreformedantagomir miRNA dupleks. Kemampuanantagomir untuk menghasilkan degradasi miRNAkarena pengiriman yang efisien ke hepatositdanatau konsekuensi dari perubahan lokalisasisubselular kompleks antagomir miRNA.Antagomirmampu menurunkan kadar miRNA dalamtubuh dengan cara meningkatkan ekspresi targetgen yang menyebabkan kadar miRNA menurun.Ekspresi target gen meningkat karena adanyapemicu dalam proses translasi dan transkripsi targetgen.28Antagomir juga mampu mengurangi kadarmiRNA dalam tubuh karena blockmirs memblokirmiRNA untuk berikatan pada situs yang samaselama proses pengikatan. Mekanisme degradasiantagomir dimediasi oleh jalur independen RNAi.19


P a g e | 23

Konstruksi miRNA mimic untuk MempengaruhiKadar MicroRNA dalam Tubuh

Jenis miRNA yang mengalami lowexpressed dan harus ditingkatkan dalampenatalaksanaan penyakit stroke iskemik adalahmiRNA-19b dan miRNA-126. miRNA-19b dan

miRNA-126 memiliki cut of point 0,81+0,06. Jikakadar miRNA lebih rendah dari cut of point, makakadarnya harus ditingkatkan dengan miRNA mimic.Proses konstruksi dimulai dari mendapatkansequence miRNA dari miRBase(http://www.mirbase.org/) sesuai dengan kode darimasing-masing miRNA.20

Tabel 2. Jenis miRNA yang digunakan dalam miRNA mimic untuk penatalaksanaan penyakit strokeiskemik beserta dengan sequence.20

No Jenis miRNA Kode Sequence1 miRNA 19b 3p MIMAT0000074 5'-ugugcaaauccaugcaaaacuga-3'2 miRNA 19b 5p MIMAT0004491 5'-aguuuugcagguuugcauccagc-3'3 miRNA 126 3p MIMAT0000445 5'-ucguaccgugaguaauaaugcg-3'4 miRNA 126 5p MIMAT0000444 5'-cauuauuacuuuugguacgcg-3'

Dua RNA oligonukleotida komplementer(miRNA 19b 3p dan 5p) dengan kadar 10 nmoldikombinasikan dan diencerkan dengan 100µM airsuling RNAse dalam tabung centrifuge dandibiarkan mendingin pada suhu ruang untukmembentuk dupleks. Hal yang sama juga dilakukanpada miRNA 126 3p dan 5p. Setelah larutanmendingin,larutan perlu untuk diaduk dari atas kebawah atau melingkar sebanyak 3-5 kali. AlikuotmiRNA disimpan dalam suhu kurang dari 20℃.MiRNA stabil selama 1 tahun dalam kondisipenyimpanan tersebut.29

Jenis miRNA yang dihasilkan adalah miRNAmimic dengan untai ganda. Setiap anil miRNA yangberuntai ganda diuji dengan mengggunakan non-denaturasi untuk mengkonfirmasi anil yang tepat.Proses transfeksi menggunakan lipofectamine dansel HeLa. Satu hari sebelum transfeksi, pelat diisioleh 2,0 X 105 sel HeLa dan 2 ml mediumpertumbuhan. Setelah itu, lipofectamineditambahkan pada pelat. Lipofectamine dibuatdengan cara mengencerkan miRNA dalam mediapertumbuhan 500 μl dan akan didapatkankonsentrasi akhir sebanyak 5 nM-100 nM sertadiinkubasi selama 5 menit pada suhu kamar.Lipofectamine dicampurkan dengan miRNA mimicdan inkubasi selama 20 menit pada suhu kamar.Proses akhir pada tahap ini adalah menambahkancampuran sebanyak 2 ml ke setiap pelat sel HeLadan diinkubasi selama 5-6 jam pada suhu 37 ℃ diinkubator CO2. Setelah itu, akan didapatkan miRNAmimic yang siap diadministrasikan pada tubuhmanusia.30

Administrasi miRNA mimic untuk MempengaruhiKadar MicroRNA dalam Tubuh

MiRNA mimic dengan dosis 50 mg/kg beratbadan diinjeksi secara intravena sebanyak 5 kali kedalam tubuh manusia selama 20 hari. MiRNAmimicmenunjukkan penyerapan dalam banyakjaringan di otak dengan waktu paruh 4 hari.Pengukuran tingkat miRNA dalam jaringandilakukan 24 jam setelah injeksi terakhir.Pada kasusini, sintetik miRNA mimic dilepaskan secarasistematis menuju sel pada manusia yangmenunjukkan adanya reduksi kadar miRNAendogen. Therapeutic deliverymiRNA

mengakibatkan akumulasi miRNA pada jaringanyang terkena penyakit stroke. MiRNA mimicdilepaskan pada lipid-containing formulation yangtidak dapat menyebabkan respon imun, dimanarespon imun tersebut berimplikasi pada efekterapeutik dalam formulasi yang mengandungoligonukleotida.31

Setelah melewati membran selular, miRNAmimic perlu diintegrasikan dengan RNA-InducedSilencingComplex (RISC).32MiRNA mimic dirancangmemiliki urutan basa yang sama dengan miRNA.Urutan basa 5’-akhir berperan sebagaikomplementer parsial terhadap urutan 3’ padatarget gen dalam otak yang terkena stroke iskemik,yaitu miRNA endogen. MiRNA mimic bekerja padagene-specific fashion. MiRNA mimic mentargetkanmiRNA melalui miRNAlike actions pada selmanusia. Efek terapi miRNA mimic sangat toleranpada jaringan yang terkena stroke iskemik karenajalur aktivasi miRNA mimic diaktivasi oleh miRNAendogen, administrasi theraupeutic miRNA mimicsignifikan terhadap jaringan yang terkena strokeiskemik, dan jaringan yang terkena stroke tidakmemiliki kemampuan dalam meregulasi aktivitasmiRNA mimic.29MiRNA mimic merupakan modifikasikimia yang bekerja dengan menyerupai molekulmiRNA endogen denganmeningkatkan fungsiendogen miRNA agar lebih mudah mendeteksiperubahan fenotip. MiRNAmimic mampumeningkatkan kadar miRNA dalam tubuh dengancara mengurangi ekspresi target gen yangmenyebabkan kadar miRNA menurun. Ekspresitarget gen berkurang karena adanya penghambatandalam proses translasi dan transkripsi target gen.MiRNA mimic digunakan dalam sel yangmengekspresikan miRNA endogen dalam kadaryang rendah. Jika miRNA mimic digunakan pada seldengan kadar miRNA endogen yang tinggi (ekspresigen target yang rendah), efek dari miRNA mimicterhadap target gen tidak dapat dideteksi. Ikatanantara miRNA mimic dengan MRE akanmengakibatkan reduksi dari level protein. Urin danempedu diindikasikan sebagai rute utama eliminasidari miRNA mimic.33


P a g e | 24

Gambar 3. Proses miRNA Mimic dalam menurunkan ekspresi berlebih dari target gen dan antagomir dalammeningkatkan ekspresi berlebih dari target gen.29

Mekanisme Kerja MicroRNAsebagai ModalitasPenatalaksanaan Penyakit Stroke Iskemik

Setelah jaringan pada otak mendapatkanantagomir dan miRNA mimic, maka kadar miRNAdalam tubuh akan sesuai dalam mengobati penyakitstroke. MiRNA-miRNA tersebut akan bekerja dalamjaringan otak sesuai dengan fungsi dan mekanismekerjanya masing-masing.16,34

Proses Angiogenesis

Dalam proses proangiogenesis miRNA-126dikenal sebagai miRNA yang terpenting dalammempertahankan integritas vaskular selamaberlangsungnya proses angiogenesis, dimanatarget dari miRNA-126 adalah SPRED1 danPIK3R2, yang keduanya merupakan regulatornegatif dari VEGF. Pembentukan pembuluh darahmelalui proses angiogenik membutuhkan zinc fingertranscription factorKruppel-Like Factors 2a(klf2a)yang menginduksi ekspresi spesifik endotel miRNA-126.35 Faktor pertumbuhan meningkatkan ekspresidari pro-angiogenik miRNA-126 pada sel endotel.MiRNA -126 menstimulasi proses angiogenesisdengan menginhibisi GAX dan HOXA5.36 Selain itu,sel endotel merangsang VEGFA dan bFGF yangmengakibatkan transkripsi yang cepat dari miRNA-126. Peningkatan kadar miRNA-126 meningkatkanproliferasi sel endotel dengan menargetkanp120RasGAP (protein aktivasi GTPase) yangkemudian berimbas pada peningkatan migrasiHUVEC dan pembentukan struktur kapiler denganmenargetkan ephrin A3. Selain itu, miRNA-126mendorong proses angiogenesis denganmenghambat cullin 2 (CUL2) dan meningkatkanlevel HIF-1α.37

Proses Remielinasi

Selain proses proangiogenesis, miRNAspesifik juga berperan dalam proses remielinasi.MiRNA 19b berpartisipasi dalam proses regulasidari diferensiasi oligodendrosit dan pemeliharaanmielin.38MiRNA-19b khususnya memiliki peran yangesensial dalam peningkatan jumlah seloligodendroglial. Peningkatan kadar dari miRNA-19b mengakibatkan menurunnya kadar proteinPTEN yang merupakan faktor penghambat darioligodendrocyte precursor cells (OPC) dengan caramengaktivasi dan meningkatkan fosforilasi jalurtarget Akt signaling (PI3sOPCs danPI3K/Akt/mTOR).39

Neuroprotection

Dalam menjalankan fungsi neuroprotection,inhibisimiRNA-497 menghambat ischemic neuronaldeath dengan meningkatkan ekspresi Bcl-2 dan Bcl-w serta menghambat apoptosis pada saat ischemicbrain injury. Knockdown serebral miRNA-497mengurangi infark pada otak, melindungi neuron,dan meningkatkan neurological outcome setelahiskemia.40 Pada manusia yang mengalami serebraliskemik, miRNA-497 terlibat dalam perkembanganotak. Proses ini berhubungan dengan regenerasiselama reperfusi pada saat sel otak cidera.41

Inflamasi

Inflamasi memiliki peran yang penting dalampatogenesis stroke iskemik. Respon inflamasi untukserebral iskemik meliputi aktivasi yang cepatterhadap sel resident inflammatory, produksimediator inflamasi, dan translokasi faktorintercellular nuclear. Target spesifik dari miRNA-125b adalah Bcl-2 yang terlibat langsung dalamproses apoptosis. Anti-apoptosis pada patogenesisstroke iskemik seperti B-Cell Lymphoma w (Bcl-w)42, B-Cell Lymphoma w (Bcl-2)43, dan Myeloid

Result in decreased gentarget expression

expression

Result in increased gentarget expression


P a g e | 25

Cell Leukemia 1 (Mcl-1)44,45 bekerja sebagaiantagonis homolog. Penurunan ekspresi darimiRNA-125b mengakibatkan up-regulation Bcl-w,Bcl-2 dan Mcl-1 serta down-regulation Bak-1 danTP53INP1. Pada stroke iskemik, miRNA-125bbekerja sebagai proinflamasi yang bermediasidengan metal sulfat. Peningkatan kadar dari miR-125b akan meningkatkan ekspresi IFN tipe 1dengan menekan ekspresi protein 4E-BP1 yangberperan dalam proses inflamasi stroke iskemik.17

Aktivasi proses inflamasi akan meningkatkanastrogliosisyang dapat memperburuk prosesinflamasi, yaitu dengan menghambatperkembangan akson dan pembentukan luka. Salahsatu studi menyebutkan bahwa inhibisi kadarmiRNA-125b berperan dalam proses penurunanastrogliosismelalui ikatan dengan 3’ UTR dari cyclin-dependent kinase inhibitor2A (CDKN2A). Padakondisi normal, CDKN2A menghambatpertumbuhan dari astrosit.46 Inhibisi dari miRNA-125b akan meningkatkan sitokin antiinflamasiinterferon . Interferon adalah sitokin anti-

inflamasi yang dapat mencegah neuron dari cideraiskemik dan berakibat pada penurunan volumeinfark sebesar 30%.47

Serebral Edema

Stroke iskemik mengakibatkan beberapajenis serebral edema seperti vasogenikdan edemasitotoksik.48Serebral edema adalah akumulasicairan berlebih pada daerah intraselularatauekstraselularotak. Selain akumulasi cairan tersebut,pada serebral edema juga terjadi gangguanaquaporin yang mengakibatkan ketidakseimbanganair dalam otak. MiRNA-320a dapat mempengaruhiekspresi aquaporin 1 dan 4, dimana aquaporintersebut memiliki peran dalam proses reabsorpsiair. Pada jaringan otak yang iskemik, miRNA-320ameningkat. Apabila peningkatan tersebut diinhibisi,kejadian serebral edema dapat ditekan.49

Analisisdan Manfaat Klinis microRNA sebagai ModalitasPenatalaksanaan Penyakit Stroke Iskemik

Modalitas utama tatalaksana penyakit strokeiskemik saat ini adalah golongan obat statin dananti-trombosit. Kedua obat konvensional tersebuttelah mempunyai sediaan generik di Indonesia,yang berarti lebih murah dan sudah teruji dimasyarakat lebih dari 20 tahun.50 Tetapi modalitastersebut juga memiliki banyak kekurangan.Misalnya statin yang dapat meningkatkan risikoacute kidney injury dan memberikan efek terhadapsirkulasi sistemik, efek langsung terhadappembuluh darah ginjal, dan hipoksia tubular. Hal initerjadi karena statin mempengaruhi jumlah produksiTumor Necrosis Factor Alpha (TNF-α) setelah 24jam diberikan. TNF-α adalah sitokin prototipikalproinflamasi yang merupakan mediator kunci padapenyakit acute kidney injury.51 Statin juga dapatmeningkatkan risiko seseorang untuk terkenapenyakit diabetes melitus tipe 2. Hal ini terjadikarena statin mengubah kadar protein GlucoseTransporter Type 4 (GLUT4) yang merupakan

bagian dari mekanisme respon seluler.Pengurangan ekspresi dari GLUT4 dalam tubuhmenyebabkan resistensi insulin dan meningkatkanrisiko terkena diabetes melitus tipe 2.52

Menilik kekurangan-kekurangan yang dimilikioleh modalitas deteksi dan terapi stroke iskemikkonvensional, maka microRNA (miRNA)sangatberpotensi menggantikan program pengobatanstatin dan anti-trombosit sebagai terapi utamadalam tatalaksana penyakit stroke iskemik. MiRNAjuga berpotensi menggantikan alat pendeteksi CTScan sebagai alat pendeteksi utama dalamtatalaksana penyakit stroke. MicroRNA merupakansebuah modalitas multifungsi dan mutakhir dalampenyakit stroke iskemik. Disatu sisi microRNA dapatdigunakan sebagai alat deteksi dan disatu sisidapat digunakan sebagai metode pengobatan.

Karena miRNA dikaitkan denganpatofisiologi stroke iskemik, maka miRNA dapatdigunakan sebagai biomarker untuk diagnosis danprognosis terjadinya stroke. Terjadi perbedaankadar miRNA dalam jaringan otak dan serum yangsignifikan 24 jam dan 48 jam setelah stroke jika

miR-320amiR-125bmiR-497miR-19bmiR-126

Stroke iskemik

Angiogenesis

Remielinasi

Neuroprotection

Inflamasi

Serebral edema

Gambar 4. Mekanisme kerja masing-masing miRNA terhadap penyakit stroke iskemik


P a g e | 26

dibandingkan dengan baseline. Selain itu, miRNAjuga dapat ditemukan dalam cairan tubuh lainnya,seperti air seni, air mata, dan cairan ketuban, tetapitidak memiliki proporsi yang sama dengan miRNAyang berada di otak. MicroRNA yang berada diserum memiliki proporsi yang sama denganmicroRNA yang berada di otak, sehingga miRNA-210 dapat diambil dalam darah secara intravena.Disregulasi miRNA dapat dideteksi, bahkan setelahbeberapa bulan sejak terjadinya stroke.13

MiRNA juga stabil dan tahan terhadapnuklease pencernaan serta kondisi yang ekstrem,seperti suhu tinggi, pH rendah / tinggi,perpanjangan waktu penyimpanan, dan suhurendah. Selain tidak memiliki efek samping dantahan terhadap kondisi ekstrem, miRNA jugamemiliki sensitivitas dan spesifisitas yang lebihtinggi daripada CT Scan. MiRNA-210 memilikisensitivitas 83,7% dan spesifisitas 50,7%. Ketikatingkat miRNA-210 dianalisis bersamaan dengantingkat plasma IL-6, tingkat spesifisitas meningkatmenjadi 87,5%.13 Dalam mendiagnosis penyakitstroke, CT scan hanya memiliki sensitivitas 64%dan spesifisitas 85%.53

Langkah microRNA dalam mengobatipenyakit stroke seringkali terhambat karena kadarmiRNA dalam tubuh tidak sesuai dengan yangdibutuhkan untuk mengobati penyakit stroke. Olehkarena itu, diperlukan suatu metode dalammengembalikan ekspresi miRNA, agar dapatmembantu dalam mengobati stroke danmeningkatkan prognosis pasien stroke. Metodeyang diigunakan untuk meningkatkan kadar miRNAadalah miRNA mimic. Sedangkan. metode untukmelakukan inhibisi pada miRNA adalahantagomir.14

Penggunaan morpholino yang bermuatandalam antagomir dapat menyebabkan antagomirtahan terhadap degradasi oleh nuklease.Morpholino oligomer telah terbukti memilikisequence spesifik, inhibitor nontoksik dan inhibitorpotensial terhadap miRNA.25 Modifikasi antagomirdengan menggunakan phosphorothioatemenyebabkan afinitas oligonukleotida antagomirmeningkat, bahkan menjadi 10 kali lebih kuatdaripada antagomir saja.27 Untuk lebihmengaktifkan penyerapan secara intraseluler,antagomir dikonjugasikan dengan senyawakolesterol. Penggabungan ini dapat mencapaiknockdown miRNA yang signifikan dan telahberhasil digunakan dalam mengobati penyakitstroke.23

Dosis antagomir yang digunakan adaah 80mg/kg berat badan. Beberapa sifat farmakologiuntuk antagomir dievaluasi lebih lanjut, termasukdosis, durasi kerja, dan biodistribusi. Untukmenentukan dosis antagomir yang benar-benardapat memberikan efek inhibisiterhadap miRNA,disuntikkan dosis 80, 160 atau 240 mg per kg beratbadan. Dosis 160 dan 240 mg mengakibatkansinyal miRNA menghilang seutuhnya dan tidakdapat dideteksi. Tingkat miRNA masih terdeteksiselama 23 hari setelah injeksi, menunjukkan bahwainhibisimiRNA menggunakan antagomirmemberikan efek yang tahan lama. Antagomir juga

memiliki biodistribusi luas dan efisien dalammemberikan efek inhibisi miRNA di jaringan otak.19

MiRNA mimic digunakan dalam sel yangmengekspresikan miRNA endogen dalam kadaryang rendah. Jika miRNA mimic digunakan padasel dengan kadar miRNA endogen yang tinggi(ekspresi gen target yang rendah), efek dari miRNAmimic terhadap target gen tidak dapat dideteksi.MiRNA mimic yang digunakan adalah miRNA mimicdengan dosis 50 mg/kg berat badan. MiRNA mimicmenunjukkan penyerapan dalam banyak jaringan diotak dan memiliki waktu paruh yang cukup panjangyaitu 4 hari dan stabil jika disimpan pada suhudibawah 20oC selama 1 tahun. MiRNA mimic tidakmenyebabkan respon imun, dimana respon imuntersebut berimplikasi pada efek terapeutik dalamformulasi yang mengandung oligonukleotida. Efekterapi miRNA mimic sangat toleran pada jaringanyang terkena stroke iskemik dan administrasitherapeutic miRNA mimic signifikan terhadapjaringan yang terkena stroke.31

SIMPULAN

Berdasarkan pembahsan sebelumnya, dapatdisimpulkan sebagai berikut.1. Jenis microRNA (miRNA) yang digunakan

sebagai alat pendeteksi penyakit stroke adalahmiRNA-210. MiRNA yang akan digunakansebagai alat pendeteksi penyakit stroke diambildari tubuh manusia secara intravena dandianalisis dengan menggunakan PCR(polymerase chain reaction). MiRNA-210memiliki sensitivitas 83,7% dan spesifisitas50,7%. Ketika tingkat miRNA-210 dianalisisbersamaan dengan tingkat plasma IL-6, tingkatspesifisitas meningkat menjadi 87,5%

2. Jenis MiRNA yang diinhibisi oleh antagomiradalah miRNA-125b, miRNA-320a, dan miRNA-497. Antagomir ditambahkan konjugasikolesterol, phosphorothioate, danmorpholino.Antagomir diinjeksi secara intravenasebanyak tiga kali selama 2 bulan denganmenggunakan dosis 80 mg/kg berat badan.Antagomir menurunkan kadar miRNA dengancara meningkatkan ekspresi target gen yangmenyebabkan kadar miRNA menurun. JenismiRNA yang ditingkatkan oleh miRNA mimicadalah miRNA-19b dan miRNA-126. MiRNAmimic dengan dosis 50 mg/kg berat badandiinjeksi secara intravena sebanyak 5 kali kedalam tubuh manusia selama 20 hari. MiRNAmimic meningkatkan kadar miRNA dengan caramengurangi ekspresi target gen yangmenyebabkan kadar miRNA menurun.

3. MiRNA-126 memiliki fungsi dalammempertahankan integritas vaskular,menstimulasi proses angiogenesis, danmeningkatkan proliferasi sel endotel. MiRNA-19b berpartisipasi dalam proses regulasi daridiferensiasioligodendroglial dan peningkatanjumlah sel oligodendroglial. Inhibisi dari miRNA-497 akan menghambat ischemic neuronal deathdan apoptosis sel otak. Inhibisi dari miRNA-125b berperan dalam menghambat prosesinflamasi,memodulasi ekspresi jaringan otak,dan dapat mencegah neuron dari cidera


P a g e | 27

iskemik. Inhibisi miRNA-320a dapatmeningkatkan ekspresi aquaporin 1 dan 4,dimana aquaporin memiliki peran dalam prosesreabsorpsi air.

4. MicroRNA (miRNA)memiliki keunggulandibandingkan terapi konvensional penyakitstroke, yaitu statin dan kortikosteroid. Statin dankortikosteroid memiliki banyak efek sampingdan terjadi resistensi. Selain terdapat pada otak,miRNA juga dapat ditemukan dalam darah, airseni, air mata, dan cairan ketuban. MiRNA tidakmemiliki efek samping, tahan terhadap kondisiekstrem, serta memiliki sensitivitas danspesifisitas yang lebih tinggi daripada CT scan.Penggunaan morpholino, phosphorothioate, dankolesterol akan menyebabkan antagomir tahanterhadap degradasi oleh nuklease, afinitasantagomir meningkat, dan mengaktifkanpenyerapan secara intraseluler. Antagomirmemiliki waktu paruh yang panjang yaitu 23hari. MiRNA mimic juga memiliki waktu paruhyang cukup panjang yaitu 4 hari dan tidakmenyebabkan respon imun dalam tubuh.

SARAN

Efektivitas, efisiensi, serta keamananmicroRNA (miRNA), antagomir dan miRNA mimicdalam penanganan penyakit stroke telah diteliti dandievaluasi namun penelitian klinis tentang modalitasini masih terbatas. Oleh karena itu diperlukanpenelitian klinis lebih lanjut mengenai modalitas inisehingga dapat diaplikasikan secara luas dimasyarakat. Seluruh komponen masyarakatterutama kalangan akademisi agar saling bersinergiuntuk dapat mengembangkan teknologi di bidangbiomolekular dalam upaya mendukungpembangunan kesehatan di Indonesia.

DAFTAR PUSTAKA

1. Riskesdas. Riset Kesehatan Dasar.2010.Jakarta: Badan Penelitian danPengembangan Kesehatan, DepartemenKesehatan, Republik Indonesia.

2. Muir K.W., Tyrrell P., Sattar N., Warburton E.Inflammation and ischemic stroke, CurrentOpinion in Neurology. J Neuro. 2007; 20: 334–342.

3. WHO.World health statistics 2009. Geneva:World Health Organization.

4. Mant J. Family Support for Stroke: aRandomised Controlled Trial. J Lancet. 2010;888-889.

5. Riskesdas. (2007). Riset Kesehatan Dasar.Jakarta: Badan Penelitian dan PengembanganKesehatan, Departemen Kesehatan, RepublikIndonesia.

6. Exel V., Gussekloo J., Craen A., et al.Inflammation and stroke: the Leiden 85-PlusStudy. J Stroke. 2010;33:1135–1138.

7. Ridker P. Statin to prevent vascular events inmen and women with elevated C-reactiveprotein. J New England Med.2008;359:2195-2207.

8. Preiss D., Sattar N. Statins and the risk of new-onset diabetes: a review of recent evidence.JCurr Opin Lipidol.2011; 22: 460-466.

9. Molnar A.Statin use associates with incidenceof acute kidney injury after major electivesurgery. J American Nephrology. 2011; 22:939-46.

10. Sempere L., Freemantle S., Rowe I.etal.Expression profiling of mammalianmicroRNAs uncovers a subset of brain-expressed microRNAs with possible roles inmurine and human neuronal differentiation. JGenome Biology.2004;5: 58-62.

11. Gao F. Posttranscriptional control of neuronaldevelopment by microRNA networks. JNeurosciences.2008; 31: 20–26.

12. Yang W., Wang Y. MicroRNAs in CerebralIschemia. J Hindawi.2013;1-6.

13. Zeng L., Liu J., Wang Y., et al. MicroRNA-210as a novel blood biomarker in acute cerebralischemia. Frontiers in Bioscience.2011;3:1265–1272.

14. Yun L.,Yahong L., Zhaojun W., et al.MicroRNA: Not Far from Clinical Application inIschemic Stroke. J Hindawi.2013;1-7.

15. Yue J. MiRNA and vascular cell movement.Advanced Drug Delivery Reviews.2011;63:616–622.

16. Kosik K.The neuronal microRNA system. JNeuroscience.2006;7: 911–920.

17. Jeyaseelan K., Lim K., Armugam A.MicroRNAexpression in the blood and brain of ratssubjected to transient focal ischemia by middlecerebral artery occlusion. JStroke.2008;39:959–966.

18. Dharap A., Vemuganti R. Ischemic pre-conditioning alters cerebral microRNAs that areupstream to neuroprotective signalingpathways.J Neurochemistry.2010;113:1685–1691.

19. Krutzfeldt J., Kuwajima S., Braich R., et al.Specificity, duplex degradation and subcellularlocalization of antagomirs. Nucleic AcidsRes.2007;35:2885–2892.

20. Jones G. miRBase: The microRNA sequencedatabase. Methods MolecularBiology.2006;342:129–138.

21. Liu D., Tian Y., Ander B., et al. Brain and bloodmicroRNA expression profiling of ischemicstroke, intracerebral hemorrhage, and kainateseizures.J Cerebral Blood FlowMetabolism.2010;30:92-101.

22. Stenvang J., Kauppinen S. MicroRNAs astargets for antisense-based therapeutics. JHindawi.2008;8:59-81.

23. Hutvagner G., Simard M., Mello C., etal.Sequence-specific inhibition of small RNAfunction. J Hindawi.2004;1-9.

24. Braasch D.,Corey D.Locked nucleic acid (LNA):fine-tuning the recognition of DNA andRNA.Chemistry Biology.2011;8:1-7.

25. Summerton J.,Weller D. Morpholino antisenseoligomers: design, preparation, and properties.Antisense Nucleic Acid Drug.2007;7:187-195.

26. Krutzfeldt J., Rajewsky N., Braich R., etal.Silencing of microRNAs in vivo withantagomirs. J Nature.2005; 438:685-689.

27. Elmen J., Lindow M., et al. LNA-mediatedmicroRNA silencing in nonhuman primates.JNature.2008; 452:896-899.


P a g e | 28

28. Obad S., Petri A., Heidenblad M., et al.Silencing of microRNA families by seedtargeting tiny LNAs. NationalGenetic.2011;43:371-378.

29. Xiao J.,Yang H., Lin Y., et al. Novelapproaches for gene-specific interference viamanipulating actions of microRNAs:examination on the pacemaker channel genesHCN2 and HCN4. J Hindawi.2011;1-7.

30. Henry J., Pouly A., Schmittgen T., et al.MicroRNA replacement therapy for stroke.PharmaceuticalResearch.2011;28:3030–3042.

31. Wiggins J., Ruffino L., Kelnar K., et al.Development of a stroke therapeutic based onthe microRNA.J Nature.2010;30-35.

32. Godwin J., Ge X., Stephan K.,etal.Identification of a microRNA signature ofrenal ischemia reperfusion injury. Proceedingsof the National Academyof Sciences of theUnited States of America. 2010; 107: 339–344.

33. Weiss J., Eisenhardt S., Stark G.Micrornas inischemia-reperfusion injury. J Cardiovascular.2012;2:237–247.

34. Schratt G., Tuebing F., Nigh E., et al. A brain-specific microRNA regulates dendritic spineDevelopment. J Nature. 2006;439:283–289.

35. Lee S., K., Chu K., Jung H., et al. MicroRNAsinduced during ischemic preconditioning. JStroke. 2010;41:1646–1651.

36. Tan K., Tan A., Armugam S., et al. Expressionprofile of microRNAs in young stroke patients. JPLoS One. 2009; 4: 89-93.

37. Rane S., He M., Sayed D., et al.Downregulation of miRNA derepresseshypoxia-inducible factor-1 and sirtuin 1 andrecapitulates hypoxia preconditioning in cardiacmyocytes. Circulation Research. 2009;104:879–886.

38. Li J., Yao Z.MicroRNAs: novel regulators ofoligodendrocyte differentiation and potentialtherapeutic targets in demyelination-relateddiseases. Molecular Neurobiology. 2012; 45:200–212.

39. Budde H., Schmitt S., Fitzner D.,et al. Controlof oligodendroglial cell number by the miR-17-92 cluster.J Development. 2010;137: 2127–2132.

40. Yin K., Deng Z., Huang H., et al. miR-497regulates neuronal death in mouse brain aftertransient focal cerebral ischemia. Neurobiologyof Disease. 2010; 38:17–26

41. Scratt G., Tuebing F., Nigh E., et al.A brain-specific microRNA regulates dendritic spinedevelopment. J Nature. 2006; 439: 283–289.

42. Gong J., Zhang J., Li B., et al.MicroRNA-125bpromotes apoptosis by regulating theexpression of Mcl-1, Bcl-w and IL-6R. JOncogene. 2012;9-15.

43. Zhao A., Zeng Q., Xie X.,et al. MicroRNA-125binduces cancer cell apoptosis throughsuppression of Bcl-2 expression. J GeneticGenomics. 2012; 39:29-35.

44. Balakrishnan A., Stearns A., Park P.Upregulation of proapoptotic microRNA mir-125a Rafter massive small bowel resection. JSurgery. 2012; 255:747–753.

45. Guo S., Lu J., Schlanger R. MicroRNA miR-125a Control hematopoietic stem cell number.J Hindawi. 2010; 229–234.

46. Pogue A., Cui J., Li Y.,et al. Micro RNA-125b(miRNA-125b) function in astrogliosis and glialcell proliferation. Neuroscience Letters. 2010;476: 18–22.

47. Witwer K., Sisk J., Gama L.,et al. (2010).MicroRNA regulation of IFN- proteinexpression: rapid and sensitive modulation ofthe innate immune respons. J Immunology.2010; 184: 2369–2376.

48. Ho M., Rojas R., Eisenberg L., et al. Cerebraledema. American Journal of Roentgenology.2012; 199: 258–273.

49. Sepramaniam S., Armugam A., Lim K., et al.,MicroRNA 320a functions as a novelendogenous modulator of aquaporins 1 and 4as well as a potential therapeutic target incerebral ischemia. J Biological Chemistry.2010; 285: 223–230.

50. Genest J.,Libby P. Clinical trials of drugsaffecting lipid metabolism. In: Libby, Bonow,Mann, Zipes. Braunwald’s heart disease.Saunders Elsevier. 2007; 25-30.

51. Liappis A., Kan V., Rochester C., et al. Theeffect of statins on mortality in patients withbacteremia. Clinical Infectious Disease. 2006;33:1352–1357

52. Zaharan N., Williams D., Bennett K., et al.Statins and risk of treated incident diabetes in aprimary care population.Br J ClinPharmacol.2013;75: 218-1224.

53. Thurnhe M. Brain Ischemia - Imaging in AcuteStroke. 2011. Available at :http://www.radiologyassistant.nl/en/p483910a4b6f14/brain-ischemia-imaging-in-acute-stroke.html


P a g e | 29

TINJAUAN PUSTAKAPOTENSI GALACTOSYLATED NANOLIPOSOM ARTONIN E (gal-NLAE) TERMODIFIKASI

SENYAWA POLYETHYLENE GLYCOL (PEG) SPESIFIK DEOXYHYPUSINE HYDROXYLASE(DOHH) PADA EUKARYOTIC INITIATION FACTOR 5A (eIF-5A) SEBAGAI MODALITAS

ALTERNATIF DALAM MENCEGAH MALARIA PLASMODIUM VIVAX RELAPSE

Oleh : Numbi Akhmadi Teguh1, Christiana Hertiningdyah Sulistiani1, Hanan Anwar Rusidi1Fakultas Kedokteran Universitas Udayana1

Email : [email protected] / No. Telp : 081313790395

ABSTRAK

Malaria merupakan salah satu penyakit infeksi yang paling mematikan di dunia. Malaria P. vivax memilikiurgensi tersendiri disebabkan Malaria P. vivax sering menimbulkan terjadinya relapse. Kejadian relapse inidiinisiasi pada saat fase darah dimana fase sporozoit akan berubah menjadi hypnozoit dalam keadaan dormansi.Deoxyhypusine hidroxylase (DOHH) mengkatalisasi biosintesis dari hypusine yang diinisiasi oleh eukaryoticinitiation factor 5A (eIF-5A), merupakan protein seluler yang ada pada hypnozoit P. vivax. Biosintesis hypusinedan modifikasi eIF-5A diperlukan hypnozoit P. vivax sebagai faktor proliferasi. Hasil rekombinan DOHH secara invitro diintervensi dengan pemberian zileuton, yang sejatinya berfungsi sebagai mammalian 5-lipoxygenase (5-LOX) inhibitor, memberikan hasil yang cukup signifikan dalam menghambat DOHH P. vivax. Artonin E memilikiperan terbaik sebagai 5-LOX inhibitor dengan nilai IC50 terendah dibanding delapan senyawa lain yang danmemiliki struktur kimia yang homolog dengan DOHH P. vivax. Untuk dapat mencapai target sel (hepatosit),nanoliposom tergalaktosilasi atau galactosylated nanoliposome artonin E (gal-NLAE) termodifikasi polyethyleneglycol (PEG) menunjukkan hasil yang signifikan dalam proses pengenalan terhadap asialoglycoprotein receptor(ASGP-R) pada hepatosit dalam pengantaran obat.

Kata Kunci: galactosylated nanoliposome artonin E, deoxyhypusine hydroxylase, malaria P. vivax relapse

ABSTRACT

Malaria is one of the most deadly infectious diseases in the world. P. vivax malaria has its own urgencybecause it often leads to a relapse. The pathophysiology of relapse initiated in a blood phase when sporozoitesturned to hypnozoit in a state of dormancy. Deoxyhypusine hidroxylase (DOHH) catalyzes the biosynthesis ofhypusine initiated by eukaryotic initiation factor 5A (eIF-5A), a cellular protein that of the P. vivax hypnozoit.Hypusine biosynthesis and modification of eIF-5A is required hypnozoit P. vivax as a proliferation factor. Resultsof in vitro recombinant DOHH interfered with the administration of zileuton, which actually serves as amammalian 5-lipoxygenase (5-LOX) inhibitors, providing significant results in inhibiting DOHH of P. vivax. ArtoninE has the best role as the 5-LOX inhibitors with IC 50 value of the lowest compared to eight other compoundsand has a chemical structure that is homologous to P. vivax DOHH. In order to be able to reach the target cells(hepatocytes), galactosylated nanoliposome Artonin E (gal-NLAE) modified polyethylene glycol (PEG) hopefullyshowssignificant results in the introduction of the asialoglycoprotein receptor (ASGP-R) in hepatocytes for drugdelivery system.

Keywords: galactosylated nanoliposome artonin E, deoxyhypusine hydroxylase, malaria P.vivax relapse

PENDAHULUAN

Malaria merupakan salah satu penyakitinfeksi yang paling mematikan di dunia. Tercatatsekitar 3.2 milyar orang yaitu hampir setengah darijumlah total penduduk dunia berisiko terinfeksimalaria.1 Sejak seratus tahun yang lalu, malariamasih menjadi penyakit infeksi yang mengakibatkankematian hingga satu juta jiwa per tahun.1 Penyakitini disebabkan oleh parasit yang dikenal dengannama Plasmodium.2,3 Agen transmisi penyakit iniadalah vektor nyamuk Anopheles betina. DiIndonesia, tingginya risiko penularan penyakitmalaria diakibatkan oleh habitat dari vektor malariasesuai dengan iklim tropis.4

Salah satu spesies Plasmodium yangmenyebabkan malaria adalah Plasmodium vivax(P.vivax).Malaria P. vivaxsering menimbulkanterjadinya relapse setelah infeksi primer sudahdiatasi. Kejadian relapse ini diinisiasi pada saat fasedarah dimana fase sporozoit yang diinjeksikan

nyamuk menginvasi sel hepatosit yang ada di hatidan kemudian beberapa sporozoit berubah menjadihypnozoit dalam keadaan dormansi dengan rentangwaktu bulan hingga tahun.5

Penggunaan profilaksis ditujukan pada paratraveler yang pergi ke tempat yang memiliki risikotinggi untuk terinfeksi malaria. Profilaksis malariayang diberikan memiliki kesamaan jenis denganpengobatan kuratif namun penggunaanya berbeda,yaitu secara monoterapi dan dalam jangka waktukunjungan tersebut.6 Terdapat tiga tujuan utamapenatalaksanaan malaria, yaitu blood schizonticides(quinine, chloroquine, artemisin), gametosidal(artemisin, atovaquon, proguanil), danhypnozonticide (primaquine).7 Obat-obatan tersebuttelah terbukti secara klinis dapat mengeradikasi danmencegah relapse malaria spesifik P. vivax dengansignifikan. Efektivitas tinggi tidak luput dari efeksamping yang ditimbulkan. Permasalahan utamaada pada bioavabilitas obat yang rendah dan tidak


P a g e | 30

adanya specific targetting yang justru dapatmenimbulkan komplikasi baru, seperti penyakitkardiovaskular, chincaunism, anemia glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD), dan black waterfever.8-10 Hal ini tentunya dapat menurunkankenyaman dan kepatuhan pasien dalammenggunakan obat malaria.

Deoxyhypusine hidroxylase (DOHH)mengkatalisasi biosintesis dari hypusine yangdiinisiasi oleh eukaryotic initiation factor (eIF-5A),sebuah protein seluler yang ada pada hypnozoit P.vivax.12 Biosintesis hypusine dan modifikasi eIF-5Adiperlukan hypnozoit P. vivax sebagai faktorproliferasi.13 Sebuah penelitian yang dilakukan diUniversitas Duisburg-Essen, Jerman, menunjukkanbahwa mereka telah berhasil mengkloning danmengekspresikan DOHH dari P. vivax. Hasilrekombinan DOHH ini kemudian secara in vitrodiintervensi dengan pemberian zileuton, yangsejatinya berfungsi sebagai mammalian 5-lipoxygenase inhibitor, memberikan hasil yangcukup signifikan dalam menghambat DOHH P.vivax dengan Inhibition Concentration 50 (IC50)sebesar 12.5 nmol.14

Pada penelitian tersebut juga disebutkanalasan keberhasilan intervensi zileuton terhadapDOHH dikarenakan enzim 5-lipoxygenase (5-LOX)memiliki struktur kimia yang homolog denganDOHH P. vivax.15 Hal ini dapat menunjukkan suatuadanya suatu perkembangan dalam dunia mediskhususnya malaria.

Dewasa ini telah dikembangkan beberapapilihan modalitas terapi alternatif yangmenggunakan ekstrak tanamanArtocarpuscommunis. Tanaman yang juga dikenal sebagaitanaman sukun ini mengandung kandungansenyawa artonin E yang berpotensi sebagai terapibeberapa penyakit.Senyawa artonin E yang diambildari isolasi batang tanaman Artocarpus communismenjadi senyawa yang berpotensi dalam prosespenatalaksanaan preventif malaria P. vivax relapse.Pada penelitian yang dilakukan di Universitas Toho,Jepang, artonin E memiliki peran terbaik sebagai 5-LOX inhibitor dengan nilai IC50 terendah daridelapan senyawa lain yang ada.16Dengan kata lain,senyawa artonin E tentunya berpotensi dalammenghambat DOHH P. vivax yang mana DOHHhomolog dengan 5-LOX secara struktur kimia.

Salah satu penghantar obat yang mulaidigunakan adalah teknologi nanopartikel.Penghantar obat ini memiliki banyak keunggulan,salah satunya adalah meningkatkan akumulasi obatsecara lokal. Pada penggunaan artonin E yangbersifat hidrofilik, nanopartikel yang dapatdigunakan adalah liposom.17 Untuk dapat mencapaitarget sel (hepatosit), nanoliposom tergalaktosilasiatau galactosylated nanoliposome artonin E (gal-NLAE) menunjukkan hasil yang signifikan dalamproses pengenalan terhadap asialoglycoproteinreceptor (ASGP-R), yaitu reseptor karbohidrat yangterdapat pada permukaan hepatosit yang berfungsisebagai drug delivery system.18 Artonin E yangmenggunakan nanoliposom sebagai penghantarobat dapat dikenali oleh tubuh sebagai bendaasing. Oleh karena itu, diperlukan adanya senyawayang mampu menghindar dari degradasi enzimatikoleh reticuloendothelial system (RES), yaitu

polyethylene glycol (PEG).19 Selain itu, PEGmampu meningkatkan farmakokinetik danfarmakodinamik dengan meningkatkan kelarutandalam air, mengurangi renal clearance dan plasmaclearance, meningkatkan efikasi dan bioavabilitas,serta meningkatkan waktu paruh obat.20

Penelitian integrasi klinis nanoliposomartonin E belum pernah dilakukan, namun penelitianlaboraturium zileuton yang memiliki peran samadengan artonin E terhadap efektivitasnya dalammenghambat DOHH telah dilakukan. Menilikpotensi nanoliposom artonin E sebagai modalitasalternatif malaria P. vivax relapse, akan sangatmenarik untuk membahas lebih lanjut mulai darimekanisme pembuatan hingga mekanisme kerja,sehingga dapat memberikan dampak yangsignifikan dalam rangka menurunkan angkakejadian malaria P. vivax relapse.

PEMBAHASAN

Patogenesis dan Gambaran Umum Malaria

Plasmodium memiliki dua siklus hidup yaitufase seksual pada nyamuk betina dan faseaseksual yang terjadi pada hospesvertebrata.21,22Malaria ditransmisikan ke tubuhmanusia melalui gigitan nyamuk Anopheles betina.Penyakit malaria dapat menginfeksi manusiasecara alami yaitu dengan melibatkan vektor ataumelalui induksi seperti jalur tranfusi darah, suntikan,dan bisa juga karena penyebab kongenital.23,24 JikaAnopheles betina yang di dalam tubuhnya terdapatparasit malaria menusuk hospes, sporozoit yangada di dalam tubuhnya akan masuk ke dalamperedaran darah hospes dan dalam jangka waktusetengah sampai satu jam akan masuk ke dalamsel hati. Sporozoit dapat dibedakan menjadi duayaitu sporozoit yang langsung melakukanperkembangan dan sporozoit yang melalui fasedorman atau disebut sebagai hypnozoit. Inti dariparasit akan membelah secara kontinyudanmembentuk ribuan merozoit yang berinti satu.22,23,25

Proses ini merupakan proses skizogoni praeritrosityang panjang tidaknya fase ini ditentukan oleh jenisPlasmodium yang menginfeksi hospes. Akhir fasepraeritrosit ditandai dengan pecahnya skizon danmerozoit akan keluar dan masuk ke dalamperedaran darah yang selanjutnya sebagian besarakan menyerang sel eritrosit.21,22,23

Pada spesies P. vivax dan P. ovalesebagian dari sporozoit akan menjadi hypnozoitatau menjadi bentuk yang dorman selama jangkawaktu tertentu. Proses ini berperan penting padapenderita malaria tertiana dan malaria kuartanaberulang atau relapse. Merozoit yang keluar danmenyerang eritrosit kemudian akan melakukanperlekatan dengan eritrosit melalui suatureseptor.22,25 Stadium awal yang terbentuk darimerozoit yang telah masuk ke dalam eritrositdisebut dengan tropozoit. Parasit akan melakukanperkembangbiakan dengan membentuk skizonyang di dalamnya terdapat merozoit-merozoit.Pecahnya eritrosit menyebabkan keluarnyamerozoit yang kemudian akan memasuki eritrositbaru dan proses ini akan berlangsung berulang-ulang. Proses skizogoni tiap spesies berbeda-bedajangka waktunya, pada P. vivax dan P. ovale


P a g e | 31

berlangsung selama 48 jam, pada P. malariaeselama 72 jam, dan kurang dari 48 jam pada P.falciparum.23

Fase seksual Plasmodium ditandai denganmerozoit yang tumbuh menjadi gametosit. Terdapatdua macam gametosit, yaitu makrogametosit(penghasil gamet betina) dan penghasilmikrogametosit (penghasil gamet jantan).Gametosit ini hanya dapat dihasilkan dalam tubuhnyamuk Anopheles betina.22,23 Merozoit sebagianbesar masuk kembali ke eritrosit dan sebagian kecilmembentuk gametosit jantan dan betina yang siapuntuk dihisap oleh nyamuk malaria betina danmelanjutkan siklus hidup di tubuh nyamuk ataustadium sporogoni. Pada lambung nyamuk, terjadiperkawinan antara sel gamet jantan dan sel gametbetina yang disebut zigot.38 Zigot akan berubahmenjadi ookinet, kemudian masuk ke dindinglambung nyamuk berubah menjadi ookista. Setelahookista matang dan pecah, sporozoit akan keluardan masuk ke kelenjar liur nyamuk yang siap untukditransmisikan ke dalam tubuh manusia.23,26

Gejala dari penyakit malaria antara laindemam, pembesaran limpa/splenomegali, dananemia. Demam pada malaria merupakan yangtidak teratur dengan gejala lain sakit otot, menggigil,lemas, batuk, mual, muntah, dan diare.23

Pembesaran limpa terjadi pada keadaan akutdengan keluhan penderita yang merasakan nyeripada perutnya. Seseorang yang terinfeksi malariajuga dapat mengalami anemia yang derajatnyaditentukan oleh jenis parasit yang menginfeksi.Jenis anemia yang sering terdapat pada penderitamalaria adalah anemia hemolitik yang normokromdan normositik atau dapat juga hipokromik.23

Anemia yang terjadi disebabkan oleh beberapafaktor antara lain penghancuran eritrosit yangterjadi di dalam limpa, eritrosit normal yang tidakmengandung parasit tidak dapat hidup lama, dangangguan pembentukan eritrosit sehinggaretikulosit tidak dapat dilepaskan ke dalamperedaran darah perifer.23,26

Spesies Plasmodium yang cukup seringmenyebabkan malaria pada manusia adalah P.vivax.27 Pada P. vivax tidak semua sporozoit masukke dalam hati, sebagian akan menjadi hypnozoit.Hypnozoit tetap berada pada sel hati selamabeberapa waktu sampai pada saatnya aktif kembali.Hypnozoit Plasmodium terdapat DOHH yangmengkatalisasi biosintesis dari hypusine yangdiinisiasi oleh eIF-5A, sebuah protein seluler yangada pada hypnozoit P. vivax.13 Biosintesis hypusinedan modifikasi eIF-5A berperan sebagai faktorproliferasi parasit. Eritrosit yang di dalamnyaterdapat P. vivax memiliki ukuran yang lebih besardibandingkan dengan eritrosit lainnya, berwarnapucat, serta memiliki titik Schuffner.23 Pada malariatertiana, periodisitas demamnya berlangsung setiap48 jam, serangan demam terjadi pada siang atausore hari. Infeksi P. vivax berulang atau relapsedapat terjadi karena hypnozoit aktif kembali.Berdasarkan proses terjadinya, relapse dapatdibagi menjadi dua yaitu tropical strain dan jugatemperate strain.23 Diagnosis dari malaria tertianadapat dilakukan dengan menemukan parasit P.vivax di dalam peredaran darah dengan

menggunakan pewarnaan Giemsa. Selain itu padarapid test dapat terlihat garis positif.23

Manajemen Malaria

Pengobatan yang dilakukan terhadap kasusmalaria merupakan pengobatan radikal yangmembunuh semua parasitPlasmodium yang beradadi dalam tubuh manusia. Obat-obatan yangdigunakan untuk malaria tidak dapat digunakandalam keadaan perut kosong sehingga penderitaperlu makan terlebih dahulu sebelum meminumobat.28 Obat malaria berdasarkan kerjanya dapatdibedakan menjadi tiga kelompok yaitu blood andtissue schizonticides, gametosidal, danhypnozonticide. Pengobatan dipilih sesuai dengantujuan dari pengobatan. Dalam menanggulangiserangan klinik dapat digunakan bloodschizonticides yang bekerja dengan target merozoitpada eritrosit. Pencegahan kausal digunakan untuktissue schizonticides yang bekerja pada skizonyang baru memasuki jaringan hati.29 Obat kelompokgametosidal membunuh gametosit yang terdapat didalam eritrosit sehingga transmisinya ke nyamukdapat dihambat.29

Pada malaria tertiana digunakanpengobatan dengan pencegahan relaps.Penatalaksanaan malaria tertiana adalah denganmenjadikan hypnozoit sebagai target utamanya.Obat yang biasanya digunakan adalah chloroquineyang digunakan selama tiga hari dandikombinasikan dengan primaquine. Alternatif lainyang dapat diberikan adalah dengan menggunakanartesunat-amodiakuin, dihididroertemisinin-piperakuin atau atovaquone-proguanil. Kendalapengobatan saat ini adalah kasus malaria P. vivaxyang toleran terhadap primaquine maupunchloroquine ditemukan semakin meningkat.13,23

Nanoliposom dan Aplikasinya dalam RanahKedokteran

Sepanjang sejarah dunia medis, teknikpengobatan yang ada berkembang seiring dengankemajuan teknologi. Salah satu yang sedangdikembangkan adalah teknologi nanomedicine.Prinsip teknologi ini adalah penghantaran obatmenggunakan karierberukuran nano (nanopartikel)yang dibuat sedemikian rupa untuk meningkatkanbiodistribusi secara sistemik. Nanomedicinemerupakan terobosan baru yang lebih baikmengingat metode penghantaran yang sebelumnyatidak bertahan lama dalam sirkulasi.Liposommemiliki perkembangan yang paling pesat.49

Liposom dapat melapisi substrat hidrofobik maupunhidrofilik dan memiliki toksisitas rendah.30

Liposom dapat mengurangi efek sampingsecara lokal dan sistemik sehingga therapeuticindex akan meningkat atau tetap baik meskipundalam dosis relatif kecil.31 Obat liposomal jugamampu bertahan lebih lama dalam hati, mencegahdegradasi obat oleh enzim, dan ukurannya yangnano mampu membuatnya menghindar dariremoval yang cepat.31

Ikatan antara ligan dan reseptor yangselektif merupakan hal yang penting dalammekanisme administrasi suatu obat. Struktur dasarkarier liposom merupakan komponen lipid sehinggadalam administrasiya ke dalam tubuh terutama ke


P a g e | 32

dalam sel hepatosit akan mengalami penolakan darisel hati atau sel hepatosit karena ketidaksesuaianligan-reseptor. Oleh karena itu, diperlukan adanyaligan yang kompatibel dengan reseptor yangterdapat pada hepatosit asialoglycoproteinsreceptor(ASPG-R).32 Galaktosilasi merupakansuatu modifikasi dengan gugus mono-galaktosasehingga liposom dapat menjadi hepatosittargeting, yaitu bekerja dengan ligan yang spesfikterhadap reseptor hepatosit. Gal-NLAE menjadikanpartikel tersebut terakumulasi di dalam hati ketikamasuk ke dalam tubuh.33 Liposom yangdimodifikasi menjadi liposom tergalaktosilasi akanmenghasilkan suatu kemampuan liposom untukberikatan dengan reseptor hepatosit ASPG-R.32,33

Dalam sirkulasi tubuh, berbagai reaksiseperti respon imun, penghapusan obat darisirkulasi oleh ginjal atau RES, dan reaksi enzimatikoleh serum protease dapat menurunkan efektivitaskerja obat sehingga administrasi obat perludilakukan lebih sering.34 Formulasi obat denganliposom, mikrosfer, nanopartikel, dan sistem koloidlainnya mampu meningkatkan stabilitas obat dalamsirkulasi dan menghindari penghapusan obatsecara cepat namun hal tersebut dinilai tidakmudah diaplikasikan pada protein dan peptida.Untuk mengatasi hal ini, teknik PEGylation yaitumemodifikasi penghantaran obat menggunakanPEG dapat dilakukan.

PEG merupakan polieter diol linier ataubercabang dengan karakteristik manfaat sepertibiokompatibilitas dan solubilitas pada kondisiaqueous dan media organik, serta minimtoksisitas.34 PEG terbuat dari gabungan etileneoksida yang terkonfigurasi linier atau bercabangdengan berbagai berat molekul. Modifikasi PEGpada permukaan liposom dinilai efektif dalammencegah uptake oleh RES dan tahan lama disirkulasi.

Gambaran Umum Artocarpus communis

Artocarpus communis adalah sebuahtanaman yang dikenal di Indonesia sebagaitanaman sukun. Tanaman ini merupakan tanamanfamili moraceae yang tumbuh di dataran rendahyaitu sekitar 650 meter di atas permukaan laut.35

Sukun tergolong tanaman tropik sejati, tumbuhyang paling baik di dataran rendah yang panas.Tanaman ini tumbuh baik di daerah basah, tetapijuga dapat tumbuh di daerah yang sangat keringasalkan ada air tanah dan aerasi tanah yang cukup.Sukun bahkan dapat tumbuh baik di pulau karangdan di pantai. Pada saat musim kering, di saattanaman lain tidak dapat tumbuh atau merosotproduksinya, justru sukun dapat tumbuh danberbuah dengan lebat.36

Di Indonesia, daerah penyebaran hampirmerata di seluruh daerah, terutama Jawa Tengahdan Jawa Timur. Mengingat penyebaran sukunterdapat di sebagian besar kepulauan Indonesia,serta jarang terserang hama dan penyakit yangmembahayakan, maka hal ini memungkinkan sukununtuk dikembangkan. Artocarpus communis telahbanyak digunakan sebagai bahan obat-obatantradisional terutama bagian daun, getah, danbatangnya.58 Pada umumnya pohon sukun

berukuran lebar dengan diameter 1.2 meter danbisa mencapai tinggi 15—20 meter.37

Genus Artocarpus diketahui dapatmenghasilkan metabolit sekunder dalam jumlahbanyak yang berbentuk phenylpropanoid sepertiflavonoid dan flavones. Kelompok tumbuhan inijuga menghasilkan kandungan fenolik sepertiflavonoids, stilbenoid, danarylbenzofuron. Lebih dari130 kandungan telah diidentifikasi dari seluruhbagian tumbuhan Artocarpus communisdanlebihdari tujuh puluh dari kandungannya merupakanderivat dari jalur phenylpropanoid. Beberapa darizat yang diisolasi memiliki aktivitas biologis sepertimenghambat agregasi platelet, efek antimikroba,aktifitas anti-jamur, menghambat sel leukimia, danagen anti kanker.37,38

Saat ini, banyak peneliti yang telah menelitiaktivitas farmakologis dari Artocarpus communis.Beberapa dari hasil penelitian tersebutmenunjukkan efek antiinflamasi, antifungi potensial,sitotoksik sel kanker, immunomodulator potensial,aktivitas antidiabetik, efek antikolinergik, agenkosmetik, ACE inhibitor, aktivitas antioksidan,antihelmintik, protease inhibitor, regulator estrogen,dan penghambat biosintesis melanin.39,40

Artonin E Sebagai Penghambat Analog 5-LOX(DOHH)

Artonin E merupakan salah satu flavonoiddari Artocarpus communis yang sudah terbuktisecara in vivo dan in vitro mampu menghambatkerja enzim 5-LOX.41,42 Artonin E merupakan salahsatu senyawa flavonoid terprenilasi yang dapatditemukan pada kebanyakan tanaman Artocarpus(termasuk Artocarpus communis) terutama padabagian kulit batang.43

Menurut penelitian sebelumnya, artonin Emenunjukkan aktivitas penghambatan 5-LOX yangbaik dengan IC50 0,36 μM.44 Pengujian efekpenghambat 5-LOX dilakukan menggunakan 5-LOXdari leukosit babi dan diuji bersamaan dengansenyawa lainnya seperti morusin,cycloartobiloxanthone, artobiloxanthone,heterophyllin, cycloheterophyllin, Artonin A, danArtonin B.44 Hasil penelitian menunjukkan artonin Ememiliki angkaIC50 paling rendah dibandingsenyawa lainnya dalam menghambat 5-LOX.44

Senyawa artonin E berpotensi dalam menghambatDOHH P. vivax dikarenakan DOHH memilikistruktur homolog dengan 5-LOX secara strukturkimia. Oleh karena DOHH memiliki peranan yangpenting dalam proses biosintesis hypusine pada P.vivax maka intervensi dengan menarget DOHHpada P. vivax diharapkan dapat menjadi modalitasdalam pengobatan kasus malaria tertiana yangdisebabkan oleh P. vivax.15

Tabel 1. Prenylflavon dan konsentrasi yangdibutuhkan untuk menghambat 50% 5-LOX darileukosit babi (rata-rata ± SD, N = 30).17

No Senyawa IC50 (µM)1 Artonin E 0,36 ± 0,032 Cycloartobiloxanthone 1,1 ± 0,23 Artobiloxanthone 0,55 ± 0,24 Heterophyllin 0,73 ± 0,215 Artonin A 4,30 ± 0,5


P a g e | 33

6 Artonin B 1,0 ± 0,17 Morusin 2,9 ± 0,48 Cycloheterophyllin 1,6 ± 1.0

Proses Konstruksi dan Preparasi Gal-NLAE

Saat ini, upaya penatalaksanaan malariabaik bersifat pencegahan maupun pengobatanmelalui modalitas terapi yang memiliki efektivitastinggi, efek samping yang rendah serta harga yangterjangkau merupakan kebutuhan utama yangmenjadi pusat perhatian. Beberapa obat-obatanseperti golongan artemisin dan golongan kina telahterbukti memiliki efektifitas tinggi dalam menekanmalaria namun menimbulkan efek samping yangcukup tinggiseperti gangguan hematologi dansistem saraf pusat.45,46 Penggunaan nanoliposomtergalaktosilasi dan termodifikasi senyawa PEGberbasis senyawa artonin E merupakan suatuterobosan baru dalam penatalaksanaan malariaspesifik hypnozoit P. vivax dengan tujuanmeningkatkan bioavabilitas, specific targeting, danmeminimalisasi efek samping.

Nanoliposom merupakan struktur berbentukvesikular dan bersifat koloidal yang memiliki variasiukuran 100—200nm.47,48. Nanoliposomtergalaktosilasi berguna untuk proses pengenalanterhadap ASPG-R dalam proses drug delivey. Halini menunjukkan bahwa, gal-NLAE sebagaipembawa obat tidak hanya dapat menghantarkanobat dengan konsentrasi tinggi tetapi jugamemungkinkan obat tertuju pada sel atau organspesifik, yaitu sel hepatosit. Senyawa artonin Emerupakan turunan senyawa flavonoid yangbersifat hidrofilik.49 Nanoliposom sebagai karierobatyang kompatibel dengan obat hidrofiliksehingga cocok untuk enkapsulasi artonin E.47,50

Hal yang menjadi pusat perhatian adalahkemampuannya sebagai DOHH inhibitor yangmemiliki peran signifikan dalam patogenesismalaria P. vivax relapse. Penelitian yang dilakukandi Universitas Tokushima, Jepang, menunjukkanbahwa artonin E memiliki nilaiIC50 paling rendahdiantara senyawa flavonoid lainnya terhadappenghambatan kerja enzim DOHH secara in vitro.16

Penggunaan teknologi nanopartikel menjadisuatu solusi terbaik atas masalah sistempenghantaran modalitas ini. Liposom merupakannanopartikel yang telah teruji efikasi dankeamanannya. Nanopartikel ini bersifatbiodegradable, biokompatibel terhadap dua jenisobat, hidrofilik atau hidrophobik, dan non toksik.51

Nanoliposom termodifikasi PEG telah terbuktimeningkatkan efek farmakokinetik danfarmakodinamik, yaitu dengan meningkatkankelaruran dalam air, perlindungan terhadapdegradasi enzimatik, mengurangi renal clearance,meningkatkan waktu paruh, dan menghindarireticuloendothelial system (RES) clearance.52,53

Penggunaan gal-NLAE sejatinya sangat efektif danefisien dalam penghantaran obat menuju sel target.Pengenalan ASPG-R hepatosit terhadap gal-NLAEyang terlalu bagus dapat menjadikan waktu drugexposure menjadi singkat atau dengan kata lainobat akan cepat dieliminasi.54 Gal-NLAEtermodifikasi senyawa PEG menjadi solusi atasmasalah tersebut. PEG memiliki kemampuan untukmengurangi waktu paparan dan memperlambat

ASPG-R uptake sehingga penghantaran obat ke seltarget menjadi cukup efektif.46

Proses ekstraksi dan isolasi artonin E darikulit batang Artocarpus communis dapat dilakukansesuai dengan penelitian sebelumnya olehPratangga (2013). Pratangga (2013) sebelumnyatelah melakukan penelitian dengan melakukanproses ekstraksi dan isolasi artonin E dari kulit akarArtocarpus rigida. Artocarpus communis danArtocarpus rigida merupakan tanaman dengangenus yang sama.

Sebagian besartanaman Artocarpus memilikikarakteristik dan kandungan fitokimia yang sama.55

Bahan tumbuhan berupa kulit batang Artocarpuscommunis awalnya dikumpulkan. Bahan tumbuhandibersihkan dan dikeringkan dibawah sinar matahariterlebih dahulu, kemudian digiling hingga berupaserbuk kulit batang.

Tahap pertama ekstraksi diawali denganproses maserasi. Serbuk kulit batang Artocarpuscommunis dimaserasi dengan 4 liter metanolselama 24 jam. Ekstrak metanol yang didapatdikeringkan dengan rotary evaporator pada suhu40oC untuk menghindari kerusakan bahan aktif.Pelarut hasil evaporasi kemudian digunakan untukmelakukan maserasi berulang terhadap ampasserbuk Artocarpus communis. Proses maserasi inidiulangi hingga tiga kali dan akhirnya diperolehhasil ekstrak metanol. Pemisahan senyawadiinisiasi melalui proses fraksinasi denganmenggunakan metode Kromatografi Vakum Cair(KVC). Ekstrak metanol difraksinasi dengan KVC(eluen n-heksana 100% dengan perbandingan n-heksana dan etil asetat yaitu 7:3 sampai dengan0:10) dan menghasilkan beberapa fraksi. Selajutnyadari hasil KVC tersebut, fraksi-fraksi yang memilikiRf sama pada pelat Kromatografi Lapis Tipis (KLT)digabung sehingga diperoleh beberapa fraksi baru.Fraksi-fraksi tersebut difraksinasi kembali denganmetode KVC dan kemudian diperoleh artonin Eberupa serbuk berwarna kuning.

Mekanisme enkapsulasi artonin E dannanoliposom menggunakan teknik thin filmevaporation. Ekstrak Artonin E, hydrogenatedphosphatidylcholine (HSPC), kolesterol, dangalactosyl lipid, dilarutkan dalam campuranmetanol-kloroform (2:1) yang kemudian dilakukanhomogenisasi dengan pengadukan 100rpm selamatiga puluh menit pada suhu 65oC.56 Selamahomogenisasi berlangsung, larutan tripolifosfat(TPP) 0,1% ditambahkan pada sistem dengan laju1mL/menit hingga interaksi muatan terbentuk.Pemberian TPP dilanjutkan hingga mendapatkanmuatan zeta potensial sebesar -20mV dengantujuan meningkatkan efektifitas nanopartikel dalammenghantarkan artonin E.

Preparasi nanoliposom termodifikasi PEGdiinisiasi dengan melarutkan dispersi nanoliposomdengan PEG pada campuran metanol dankloroform (1:1). Kemudian dikeringkan denganrotary evaporator. Dispersi nanoliposomtermodifikasi PEG yang terbentuk pada pelarutorganik dipanaskan pada suhu 65oC denganmenggunakan termostat selama dua siklus pada10.000psi untuk pengecilan ukuran. Selanjutnya,nanoliposom disentrifugasi dengan kecepatan35.000rpm pada suhu 20oC selama dua puluh


P a g e | 34

menit. Kemudian, proses formulasi gal-NLAEmenggunakan metode freeze-drying.57 Hasilsentrifugasi kemudian didispersikan dalam 200mlphosphate-buffered saline dengan kandungan15mg/ml sukrosa, dan 10% glisin pada suhuruangan (25oC). Pada saat proses freeze-drying,bahan dipompa ke dalam drying chamber padafreeze-dryer dengan suhu inlet-outlet 120±5 dan 65- 70oC. Setelah itu, produk berupa gal-NLAEtermodifikasi senyawa PEG siap untukdiadministrasikan.58-60

Gambar 1. Skematik preparasi gal-NLAE

Mekanisme Administrasi dan Dosis PotensialGal-NLAE

Jalur administrasi nanoliposom yang telahterbukti secara klinis maupun laboratorik mampumengantarkan artonin E dengan baik meliputiadministrasi intravena,61 inhalasi, topikal,62,63 danperoral.64Atas dasar pertimbangan efektivitas dankenyamanan, jalur administrasi peroral menjadipilihan utama administrasi gal-NLAE. Artonin Esebagai turunan senyawa flavonoid menunjukkanbioavabilitas dan efikasi yang lebih baik jikadiadministrasikan secara oral dan topikal,65 denganteknologi nanoliposom sebagai carrier, menjadikanartonin E sebagai modalitas yang dapatdipertimbangkan dalam terapi malaria P. vivaxrelapse spesifik DOHH.50 Beberapa penelitianmenunjukkan bahwa liposom memiliki kemampuanuntuk membuka tight junction pada jaringan epitelsehingga memungkinkan administrasi nanosfersecara oral maupun inhalasi.66

Metode administrasi peroral memang patutdipertimbangkan. Beberapa penelitian telahmembuktikan efektivitas nanoliposom dapatdiadministrasikan secara peroral dan mampumendistribusikan obat secara sistemik.67

Dalam menghambat 5-LOX (DOHH) yangdiujikan pada leukosit babi ialah sebesar 0,36 μM(Tabel 1.).16 Angka IC50 tersebut menunjukkanbahwa dengan konsentrasi 0,36 μM dapatmenghambat 50% DOHH. Jika 0,36 μMdikonversikan dalam gram adalah sebesar 157 μg.Oleh karena itu, dibutuhkan minimal kadar ArtoninE sebesar 157 μg dalam menghambat 50% DOHHsecara in vitro.16 Konversi dosis dengan

menghitung Human Equivalent Dose (HED) dalamsatuan mg/kg berat badan. Dosis pada hewandikalikan dengan pembagian antara konstantaMichaelis (Km) hewan dibagi dengan Kmmanusia.68,69Masing-masing nilai Km untukbabi/mini-pig (35) dan Km manusia dewasa (37)(Tabel 2.).70 Dengan perhitungan rumus HED,diperoleh dosis potensial 0.1 mg/kg berat badanuntuk sekali administrasinya.

Tabel 2. Konversi dosis hewan ke HEDberdasarkan Body Surface Area (BSA) dan Km.70

No Species Km1 Human 372 Mouse 33 Guinea pig 84 Rabbit 125 Mini-pig 35

Farmakokinetik dan Farmakodinamik Gal-NLAE

Galactosylated nanoliposom yangtermodifikasi PEG menunjang efektivitas zat aktifartonin E dalam menghambat kinerja enzim DOHHmelalui karakteristik farmakokinetik danfarmakodinamik.71 Nanoliposom memiliki efektivitastinggi dalam menghantarkan senyawa hidrofilikseperti artonin E. Rentang zeta potensial -20mVhingga -45mV menyebabkan drug loading capacity(DLC) nanoliposom artonin E mencapai 96%,72

sehingga memberikan efikasi dan terdegradasinyananopartikel secara sempurna.72-74

Farmakokinetik gal-NLAE meliputi prosesabsopsi, distribusi, metabolisme, dan ekskresi.75

Absorbsi gal-NLAE yang diadministrasikan secaraperoral dengan bioavabilitas sistemik mencapai70%.76 Tingkat penyerapan yang tinggi akanmenunjang optimalisasi bioavabilitas gal-NLAE.77

Kombinasi terhadap TPP meningkatkanstabilitas suhu, zeta potensial, dan memenuhisyarat untuk digunakan secara komersil.78

Nanoliposom terdistribusi menuju organ targetmelalui sirkulasi darah dan menjaga stabilitasartonin E dengan sempurna selama prosesdistribusi.78 Gal-NLAE termodifikasi PEGmengurangi clearance RES sehingga meningkatkanwaktu paruh dan waktu edarnya untuk melepaskanzat aktif secara adekuat serta membuatnanoliposom beredar selama berjam-jam denganzat aktif tetap terenkapsulasi dengan baik.79-87

Nanoliposom selanjutnya mengalami metabolismedi ginjal,88 dan mengalami eliminasi secara efektifkarena sifatnya biodegradeable.

Tinjauan farmakodinamik dilihat dari responimun yang terjadi di dalam tubuh. Gal-NLAEtermodifikasi PEG memiliki resistensi terhadap RESclearance dan reaksi opsonin yang dinsiasi olehkomplemen (C3a dan C3b), fibronectin, danimmunoglobulin (IgG).87

Mekanisme Specific Targetting Gal-NLAEsebagai DOHHinhibitor

ASPG-R sebagai reseptor yang sensitifterhadap karbohidrat, dapat mengenali gal-NLAEsehingga penghantaran dapat terinisiasi denganefektif dan efisien menuju sel target hepatosit untukinhibisi DOHH.56 Aktivasi DOHH disertai dengan

Artonin E, HSPC, kolesterol+methanol-

kloroform+galactosyl lipid

Homogenisasi(21.000rpm 10

menit)TPP 0,1%(1ml/menit)

Dispersi nanopartikel

Modifikasi PEG

Pemanasan,sentrifugasi, danfreeze-drying

Galactosylated Nanoliposom ArtoninEtermodifikasi (gal-NLAE) senyawa PEG


P a g e | 35

proses oksidasi yang merubah Fe2+ menjadi Fe3+.89

Proses teraktivasinya DOHH terjadi pada hypnozoitP. vivax. DOHH yang aktif berperan dalam sintesishypusine.15 Mekanisme aksi dari artonin E sebagaiDOHH inhibitor dapat melalui dua jalur yaitu denganmengurangi sisi aktif besi atau menggangguaktivitas elektron yang terlibat dalam siklus redoksbesi.89 Terjadinya dua jalur penghambatan tersebutmerupakan fokus utama artonin E sebagaimodalitas terapi malaria P. vivax relapse.

Gambar 2. Mekanisme kerja Artonin E dalammenghambat DOHH

Dapat diusulkan bahwa target terapi gal-NLAE termodifikasi senyawa PEG ini adalahmenghambat katalisasi DOHH dalam mensintesishypusine yang sejatinya berperan secara signifikandalam proses proliferasi parasit. Aktivitas DOHHmengakibatkan sintesis hypusine terhambat danfaktor proliferasi juga terhambat. Hypusinememegang peranan penting dalam modifikasi eIF-5A sebagai faktor proliferasi. Inhibisi yang dilakukanterhadap aktivitas DOHH oleh gal-NLAEtermodifikasi senyawa PEG diharapkan akanmengontrol produksi hypusine yang berperan dalampatogenitas malaria P. vivax relapse.

Analisis Manfaat Gal-NLAE

Pada dasarnya, obat-obatan antimalariamemiliki efektivitas yang cukup tinggi terhadapPlasmodium.90 Akan tetapi, beberapapermasalahan yang muncul dalam terapi danprofilaksis terbukti mengurangi efektivitaskemoterapi maupun kemoprofilaksis malaria.Primaquine sebagai satu-satunya obat yangterlisensi dapat mengeradikasi hypnozoit secaraefektif.

Permasalahan pertama muncul darikelemahan obat antimalaria konvensional itusendiri, yaitu tidak ada specific targeting, distribusisubseluler, bioavabilitas obat rendah, waktu paruhyang singkat, instabilitas regimen obat, sertatoksisitas yang tinggi dan berpengaruh signifikanpada pasien.91-93

Artonin E yang menjadi modalitaspenatalaksanan malaria P. vivax relapse akandimodifikasi untuk meningkatkan efektivitasnya.Bahan ini memiliki IC50 yang sangat rendah yaitu0,36 μM, menjadikan senyawa ini sebagai DOHHinhibitor yang poten dan spesifik untuk mencegahmalaria P. vivax relapse.

Nanoliposom sebagai pembawa, dapatmenjaga stabilitas obat.94 Selain meningkatkanwaktu paruh, obat liposomal berguna untukmencegah degradasi enzimatik. Ukuran nano dariobattersebut mencegah penghapusan obat secaracepat dari sirkulasi. Penambahan PEG akanmenambah waktu paruh yang ada karena memilikifungsi yang sama dan ditunjang dengan minimnyaefek toksisitas.95

Ditinjau dari segi biaya, artonin E mudahdidapatkan dari kulit batang Artocarpus communis.Tanaman ini mudah ditemukan karena tumbuhmerata dan tersebar diseluruh Indonesia.96 Dosispotensial bahan ini secara teori relatif rendah, yaitu0,1 mg per kilogram berat badan. Hal inimenunjukkan artonin E sangat ideal untukdikembangkan karena efektif dan hemat dalampenggunaan. artonin E yang dibawa olehnanoliposom dengan modifikasi PEG ini diharapkanmampu menjadi pilihan modalitas terapi yang tepatsasaran, tahan lama dalam sirkulasi, dan minimtoksisitas.

SIMPULAN

Sediaan gal-NLAE dengan bahan aktifartonin E sangat berpotensi untuk dikembangkanmenjadi pilihan terapi alternatif malaria. Keunggulanartonin E yang mudah didapat dari kulit batangArtocarpus communis, harganya yang murah, sertadosis terapi yang rendah menjadikan artonin Emampu menjawab kekurangan-kekurangan dariterapi malaria P. vivax relapse yang telah ada.Metode ekstraksi yang dapat digunakan untukmendapatkan artonin E adalah dengan maserasidan kemudian difraksinasi dengan KVC hinggadidapatkan Srtonin E dalam bentuk serbukberwarna kuning. Artonin E untuk administrasi peroral dengan dosis terapi 0,1 mg/kg berat badan.Artonin E fokus menghambat kerja enzim DOHHpada eIF-5A yang menstimulasi biosintesishypusine. Berkurangnya hypusine diharapkan akanmencegah proses proliferasi parasit.

SARAN

Artonin E telah diuji secara laboratorik danterbukti memiliki efek inhibisi terhadap 5-LOX(DOHH) yang poten dengan angka IC50 0,36 μM.Namun masih membutuhkan penyempurnaanterkait evaluasi klinis lebih lanjut mengenaifarmakokinetik dan farmakodinamik serta efektivitasdalam tatalaksana malaria P. vivax relapse. Dengandemikian diperlukan penelitian lebih lanjut terkaitpenentuan dosis terapi yang tepat, frekuensiadministrasi, efek klinis, serta pengembanganartonin E ini dalam penatalaksanaan malariasehingga mampu menjadi pilihan terapi malaria P.vivax relapse. Seluruh komponen akademisi,pemerintah, dan masyarakat juga diharapkandapat bersinergi untuk mengembangkan bahanalami dari tumbuhan yang melimpah di Indonesiadalam upaya pengembangan dunia medis.

DAFTAR PUSTAKA

1. Centers for Disease Control and Prevention.Malaria. Available at


P a g e | 36

http://www.cdc.gov/malaria. Diakses 17 Februari2015.

2. Fairhurst RM, Wellems TE. Plasmodium species(Malaria). In: Mandell GL, Bennett JE, Dolin R.Principles and Practice of Infectious Diseases.7th ed. Philadelphia;2009.

3. Bernard JB. Malaria’s contribution to world warone – the unexpected adversary. MalariaJournal 2014;13:497.

4. World Health Organization. Climate Change andHuman Health. Geneva: WHO,2000.

5. Price RN, Douglas NM, Anstey NM. Newdevelopment in Plasmodium vivax malaria:severe disease and the rise of chloroquineresistance. Curr Opin Infect Dis 2009;22:430—35.

6. Gething PW, Elyazar IRF, Moyes CL, Smith DL,Battle KE, Guerra CA, et al. A long neglectedworld malaria map: Plasmodium vivaxendemicity in 2010. PLoS Negl Trop2012;6(9):e1814.

7. Baird JK. Malaria at the millennium: Controlstrategies in crisis. Drugs 2000;59:719—43.

8. Phillips P, West LJ. Serious adverse drugreactions to pyrimethamine-sulphadoxine,pyrimethamine-dapsone and to amodiaquine inBritain. Journal of the Royal Society of Medicine1990;83:82—85.

9. Price R. Adverse effects in patients with acutefalciparum malaria treated with artemisinderivatives.Am J Trop Med Hyg 1999;60:547—55.

10. Taylor WR, White NJ. Antimalarial drug toxicity:A review. Drug Saf 2004;27:25—61.

11. Adisa R, Fakeye T, Dike D. Evaluation ofadverse effect drug reactions to Artemisin-based combination therapy in Nigeria Universitycommunity. Trop J Pharm Res 2008;7(2):937—44.

12. Njuguna JT, Nassar M, Hoerauf A, Kaiser AE.Cloning, expression, and functional activity ofdeoxyhypusine synthase from Plasmodiumvivax. BMC Microbiol 2006;16(6):91.

13. Allen H, Hershey JW. Eukaryotic translationinitiation factor (eIF) 5A stimulates proteinsynthesis in Saccharomyces cerevisiae.Proceedings of the National Academy ofSciences 2011;16(2011):6415—19.

14. Kaiser A, Ulmer D, Goebel T, Holzgrabe U,Saeftel M, et al. Inhibition of hypusinebiosynthesis in plasmodium: a possible, newstrategy in prevention and therapy of malaria.Mini Rev Med Chem2006;(11):1231—41.

15. Atemnkeng VA, Pink M, Schmitz-Spanke S, WuXJ, Dong LL, Zhao KH, et al. Deoxyhypusinehydroxylase form Plasmodium vivax, theneglected human malaria parasite: Molecularcloning, expression, and specific inhibition bythe 5-LOX inhibitor Zileuton. PloS One2013;8(3):1—12.

16. Reddy GR, Ueda N, Hada T, Sackeyfio AC,Yamamoto S, Hano Y, et al. A phenylflavone,artonin E, as arachidonate 5-lipoxygenaseinhibitor. Biochemical Pharmacology1991;41(1):115—18.

17. Buzea C, Pacheco I, Robbie K. Nanomaterialsand Nanoparticles: Sources and Toxicity.Biointerphases 2007;2(4):17—71.

18. Hashida M, Nishikawa M, Yamashita F,Takakura Y. Cell-specific delivery of genes withglucosylated carriers. Advanced Drug DeliveryReviews 2001;52(3):187—96.

19. Atyabi F, Farkhondehfai A, Esmaeili F,Dinarvand R. Preparation of pegylated nano-liposomal formulation containing SN-38: in vitrocharacterization and in vivo biodistribution inmice. Acta Pharm 2009;59:133-44.

20. Milla P, Dosio F, Cattel L. PEGylation ofproteins and liposomes: a powerful and flexiblestrategy to improve the drug delivery. BenthamScience 2012;13:105-19.

21. Sinka E, Michael J , Sylvie M. A global map ofdominant malaria vectors. Parasites & Vectors2012;5:69.

22. Fauci,et al. Harrison’s Internal Medicine. TheMcGraw-Hill Companies.USA. 2010:1045.

23. Cristin W, D.Scott . Malaria:the clinical basics.Stanford University 2013:1—67.

24. Inge Sutanto, Is Sumariah, Pudji K , Saleha S:Buku Ajar Parasitologi.Fakultas KedokteranUniversitas Indonesia Balai Penerbit FKUI2009:189-207.

25. Dennis L. Kasper, Anthony S. Fauci. Harrison’sInfectious Disease. The McGraw-HillCompanies.USA. 2010:2255.

26. Danny A , Johanna D, Elinor L. Pathogenesis ofMalaria. Official reprint from UpToDate 2010:1-17.

27. Peter W., Iqbal R. Elyazar, Catherine L. Moyes,Anand P,et al. A Long Neglected World MalariaMap: Plasmodium vivax Endemicity in 2010.PLOS Neglected Tropical Diseases2012;6:1814.

28. Pedoman Penatalaksanaan Kasus Malaria diIndonesia. Direktorat Jenderal PengendalianPenyakit dan Penyehatan LingkunganDepartemen Kesehatan Republik Indonesia2008:1—37.

29. Sukarban S. Obat Malaria. Dalam: FarmakologiDan Terapi. Edisi ketujuh. Bagian FarmakologiFKUI.Balai Penerbit FKUI.Jakarta.2012:556-70.

30. Atyabi F, Farkhondehfai A, Esmaeili F,Dinarvand R. Preparation of pegylated nano-liposomal formulation containing SN-38: in vitrocharacterization and in vivo biodistribution inmice. Acta Pharm 2009;59:133—44.

31. Patel G, et al. Nanoliposomal dry powderformulations. Methods Enzymol 2009.

32. Managit C, Kawakami S, Nishikawa M,Yamashita F, Hashida M. Targeted andsustained drug delivery using PEGylatedgalactosylated liposomes. International Journalof Pharmaceutics 2003:77—84.

33. Hashida M, Kawakami S, Yamashita F. Lipidcarrier systems for targeted drug and genedelivery. Chem Pharm Bull2005;(8):871—80.

34. Milla P, Dosio F, Cattel L. PEGylation ofproteins and liposomes: a powerful and flexiblestrategy to improve the drug delivery. BenthamScience 2012;13:105—19.

35. Kuete et al.: Antimicrobial activities of themethanol extract and compounds from


P a g e | 37

Artocarpus communis (Moraceae). BMCComplementary and Alternative Medicine2011;11:42.

36. Ramadhani A N, Uji Toksisitas Akut EkstrakEtanol Daun Sukun (Artocarpus altilis) TerhadapLarva Artemia Salina Leach dengan metodebrine shrimp Lethality Test (BST). FakultasKedoktean Unversitas Diponegoro, Semarang,2009.

37. Ragone D, Farm and Forestry Production andMarketing Profile for Breadfruit (ArtocarpusAltilis). In : Elevith, C.R. (ed.). Specialty Cropsfor Pacific Island Agroforestry. PermanentAbriculture Resource (PAR), Halualoa, Hawaii.2014.

38. Jones et al. - Beyond the Bounty: Breadfruit(Artocarpus altilis) for food security and novelfoods in the 21st Century. EthnobotanyResearch & Applications 2011;9:129—49.

39. Somashekhar M, Naira Nayeem, BasavrajSonnad. A Review on Family Moraceae(Mulberry) With a Focus on Artocarpus Species.World Journal Of Pharmacy AndPharmaceutical Sciences 2013;2(5):2614—21.

40. Mukesh S. Sikarwar, Boey Jia Hui, KumuthaSubramaniam, Bavani Devi Valeisamy, Ling KarYean, and Kaveti Balaji. Natural Indicator as asubstitute to Synthetic indicator-ADevelopmental Approach. J App Pharm Sci2014;4(08):91—97.

41. Yonn JH, Baek SJ. Molecular Targets of DietaryPolyphenols with Antiinflammatory Properties.Yonsei Med J 2005;46;585—96.

42. Kim HP, Son KH, Chang HW, Kang SS. Anti-inflammatory Plant Flavonoids and CellularAction Mechenism. J Pharmacol Sci2004;96:229—45.

43. Hakim, E.H., S.A. Achmad, L.D. Juliawaty, L.Makmur, Y.M. Syah, N. Aimi, M. Kitajima, H.Takayama & E.L. Ghisalberti. Prenylatedflavonoids and related compounds of theIndonesian Artocarpus (Moraceae). JournalofNatural Medicines 2008;60(3):161—84.

44. Plaibua K, Pongrakhananon V, Chunhacha P,Sritularak B, Chanvorachote P. Effects ofartonin e on migration and invasion capabilitiesof human lung cancer cells. Anticancer Res2013;33(8):3079-88

45. Yadav RS, Ghash SK. Radical curative efficacyof five-day regimen of primaquine for treatmentof Plasmodium vivax malaria in India. J Parasitol2002;88:1042—44.

46. Al Kadi, Hussein O. Antimalarial drug toxicity: Areview. Chemotherapy-Basel 2007;53(6):385.

47. Nilesh J, Ruchi J, Navneet T, Brham PG,Deepak KJ, Jeetendra B, et al. Nanotechnology:A safe and effective drug delivery system. AsianJournal of Pharmaceutical and ClinicalResearch 2010;3(3):2010.

48. Panyam J, Labhasetwar V. Biodegreadablenanoparticles for drug and gene delivery to celland tissue. Adv Drug Deliv Rev 2003;55:329—47.

49. Aliefman H. A prenylated flavone from theheartwood of Artocarpus scortechinii King(Moraceae). Indo J Chem 2009;9(1):146—50.

50. Mignet N, Seguin J, Chabot GG. Bioavability ofpolyphenol liposomes: A challenge ahead.Pharmaceutics 2013;5(3):457—71.

51. Bhowmik D, Chiranjib, Jayakar RM. Role ofnanotechnology in novel drug delivery system.Journal of Pharmaceutical Science andTechnology 2009;1(1):20-35.

52. Atyabi F, Farkhondehfai A, Esmaeili F,Dinarvand R. Preparation of pegylated nano-liposomal formulation containing SN-38: in vitrocharacterization and in vivo biodistribution inmice. Acta Pharm 2009;59:133—44.

53. Milla P, Dosio F, Cattel L. PEGylation ofproteins and liposomes: a powerful and flexiblestrategy to improve the drug delivery. BenthamScience 2012;13:105—19.

54. Bhadra D, Bhadra S, Jain P, Jain NK. Penology:a review of PEG-ylated system.Pharmazie2002;57:5—29.

55. Aliefman H. A prenylated flavone from theheartwood of Artocarpus scortechinii King(Moraceae). Indo J Chem 2009;9(1):146-50.

56. Jiang PL, Lin HJ, Wang HW, Tsai WY, Lin SF,Chien MY, et al. Galactosylated liposome as adendritic cell-targeted mucosal vaccine forinducing protective anti-tumor immunity. AcraBiomaterialia 2015;11:356—67.

57. Nguyen TX, Huang L, Liu L, Abdalla AHE,Gauthier M, Yang G. Chitosan-coated nano-liposomes for the oral delivery of berberinehydrochloride. Journal of Materials Chemistry B2014;2:7149-59.

58. Gharib A, Faezizadeh Z, Mesbah-Namin SAR,Saravani R. Preparation, characterization and invitro efficacy of magnetic nanoliposomescontaining the artemisin and transferrin. Daru2014;22(1):44.

59. Wang ZY, Wang L, Zhang J, Li YT, Zhang DS.A study on the preparation and characterizationof plasmid DNA and drug-containing magneticnanoliposomes for the treatment of tumors. Int JNanomedicine 2011;6:871-5.

60. Singh KK, Vingkar SK. Formulation, antimalarialactivity and biodistribution of oral lipidnanoemulsion of primaquine. Int J Pharm2008;347(1-2):136-43.

61. Serwer LP, Noble CO, Michaud K, DrummondDC, Kirpotin DB, Ozawa T, et al. Investigation ofintravenous delivery of nanoliposomal topotecanfor activity against orthotopic glioblastomaxenografts. Neuro Oncol 2011;13(12):1288-95.

62. Li C, Zhang X, Huang X, Wang X, Liao G, ChenZ. Preparation and characterization of flexiblenanoliposome loaded with daptomycin, a novelantibiotic, for topical skin therapy. Int JNanomedicine 2013;8:1285-92.

63. Kalantari H, Hemmati AA, Bavarsad N, RezaieA, Ahmadi S. Effect of topical nanoliposomesparomomycin on rats liver and kidney. NatPharm Prod 2014;9(4):1-8.

64. Ma Q, Han Y, Chen C, Cao Y, Wang S, ShenW, et al. Oral absorption enhancement ofprobucol by PEGylated G5 PAMAM dendrimermodified nanoliposomes. Mol Pharm 2015;7:6-42.


P a g e | 38

65. Werz O. Inhibition of 5-lipoxygenase productsynthesis by natural compounds of plant origin.Planta Med 2007; 73: 1331-57.

66. Bhai SA, Yadav V, Mamatha Y, Prasanth VV.Liposomes: An overview. JPSI 2012;1(1):13-21.

67. Liang J, Wu W, Liu Q, Chen S. Long-circulatingnanoliposome (LCNs) sustained delivery ofbaicalein (BAI) with desired oral bioavability invivo. Drug Delivery 2013;20(8):319-23.

68. Reagan-Shaw S, Nihai M, Ahmad N. Dosetranslation from animal to human studiesrevisited. FASEB J 2008;22(3):659-61.

69. Shin JW, Seol IC, Son CG. Interpretation ofanimal dose and human equivalent dose fordrug development. The Journal of KoreanOriental Medicine 2010;31(3):1-7.

70. Swindle MM, Makin A, Herron AJ, Clubb Jr FJ,Fraizer KS. Swine as models in biomedicalresearch and toxicology testing. VeterinaryPathology 2012;49(2):344-56.

71. Gabizon A, Shmeeda H, Barenholz Y.Pharmacokinetics of pegylated liposomaldoxorubicin: review of animal and humanstudies. Clinical Pharmacokinetics2003;42(5):419—36.

72. Tanima B, Susmita M, Ajay KS, Kumar SharmaR, Mairta A. Preparation, characterization, andbiodistribution of ultrafine chitosannanoparticles. Int J Pharm 2002;243(1-2):93—105.

73. Kato K, Koido M, Kobayashi M, Akagi T, IchikiT. Statistical fluctuation in zeta potensialdistribution of nanoliposomes measured by on-chip microcapillary electrophoresis.Electrophoresis 2013;34(8):1212—8.

74. Tseng LP, Liang HJ, Chung TW, Huang YY, LiuDZ. Liposomes incorporated with cholesterol fordrug release triggered by magnetic field.Journalof Medical and Biological Engineering2007;27(1):29-34.

75. Allen TM, Cullis PR. Liposomal drug delivery:From concept to clinical applications. AdvancedDrug Delivery Reviews 2013;65:36-48.

76. Singh KK, Vingkar SK. Formulation, antimalarialactivity and biodistribution of oral lipidnanoemulsion of primaquine. Int J Pharm2008;347:136-43.

77. Rane YM, Mashru RC, Sankalia MG, SutariyaVB, Shah PP. Investigation on factors affectingchitosan for dissolution enhancement ofoxcarbazapine by spray dried microcrystalformulation with an experimental designapproach. Drug Dev Ind Pharm 2007;33:1008-23.

78. Leonarduzzi G, Testa G, Sottero B, Gamba P,Poli G. Design and development of nanovehicle-based delivery system for preventive ortherapeutic supplementation with flavonoid. CurrMed Chem 2010;17(1):74-95

79. Maruyama K, Takizawa T, Yuda SJ, Kennel L,Huang M, Iwatsuru M. Targetability of novelimmnunoliposomes modified with amphipathicpoly(ethyleneglycol)s conjugated of their distalterminals to monoclonal antibodies. BiochimBiophys Acta 1995; 1234:74-80

80. Torchilin VP, Klibanov AL, Huang L, O’DonnellS, Nossiff ND, Khaw BA. Targeted accumulation

of polyethylene glycol-coated immunoliosome ininfracted rabbit myocardium. FASEB J1992;6:2716-2719.

81. Ahmad I, Allen TM. Antibody-mediated specificbinding and cytotoxicity of liposome-entrappeddoxorubicin to lung cancer cells in vitro. CancerRes 1992;1149:180-4.

82. Blume G, Cevc G, Crommelin MD, Bakker-Woudenberg LA, Kluft C, Storm G. Specifictargeting with poly(ethylene glycol)-modifiedliposmes: coupling of homing devices to theends of the polymeric chains combines effectivetarget binding with long circulation times.Biochim Biophys Acta 1993;1149:180-84.

83. Allen TM, Agrawal AK, Ahmad I, Hansen CB,Zalipsky S. Antibody-mediated targeting of long-circulating (Stealth®) liposomes. J LiposomeRes 1994;4:1-25.

84. Lee RJ, Low PS. Delivery of liposomes intocultured KB cells via folate receptor-mediatedendocytosis. J Biol Chem 1994;269:3198-204.

85. Hansen CB, Kao GY, Moase EH, Zalipsky S,Allen TM. Attachment of antibodies of stericallystabilized liposomes: evaluation, comparison,and optimization of coupling procedures.Biochim Biophys Acta 1995;1239:133-44.

86. Allen TM, Brandeis E, Hansen CB, Kao GY,Zalipsky S. A new strategy for attachment ofantibodies to sterically stabilized liposomesresulting in efficient targeting to cancer cells.Biochim Biophys Acta 1995;1237:99-108.

87. Suzuki S, Watanabe T, Masuko Y, HashimotoY. Preparation of long-circulatingimmunoliposomes containing adriamycin by anovel method to coat immunoliposomes withpoly(ethylene glycol). Biochim Biophys Acta1995;124:9-16.

88. Gabizon A, Shmeeda H, Barenholz Y.Pharmacokinetics of pegylated liposomaldoxorubicin: review of animal and humanstudies. Clinical Pharmacokinetics2003;42(5):419—36.

89. Werz O. Inhibition of 5-lipoxygenase productsynthesis by natural compounds of plant origin.Planta Med 2007; 73: 1331-57.

90. Alker AP, Lim P, Sem R, Shah NK, Yi P, BouthDM, et al. Pfmdr1 and in vivo resistance toartesunate-mefloquine in falciparum malaria onthe Cambodian-Thai border. Am J Trop MedHyg 2007;76(4):641-7.

91. Davanco MG, Aguiar ACC, dos Santos LA,Padilha EC, Campos ML, Peccinini RG, et al.Evaluation of antimalarial activity and toxicity ofa new primaquine prodrug. PLoS One2014;9(8):e105107.

92. Na-Bangchang K, Karbwang J. Current status ofmalaria chemotherapy and the role ofpharmacology in antimalarial drug research anddevelopment. Fundam Clin Pharmacol2009;23(4):387-409.

93. Vale N, Moreira R, Gomes P. Primaquinerevisited six decades after its discovery. Eur JMed Chem 2009;44(3):937-53.

94. Diaz MR, Pablo E, Meija V. Nanoparticles asdrug delivery systems in cancer medicine:Emphasis on RNAi-containing nanoliposomes.Pharmaceuticals 2013;6(11):1361-80.


P a g e | 39

95. Kuete, et al. Antimicrobial activities of themethanol extract and compounds fromartocarpus communis (moraceae). BMCComplementary and Alternative Medicine 2011;11:42.

96. Ramadhani AN. Uji toksisitas akut ekstraketanol daun sukun (artocarpus altilis) terhadaplarva artemia salina leach dengan metode brineshrimp lethality test (bst). Fakultas KedokteranUniversitas Diponegoro, Semarang. 2009.


P a g e | 40

TINJAUAN PUSTAKAPOTENSI TEKNOLOGI NANOPARTIKEL MAGNETIKTERENKAPSULASI GEN hVEGFDAN IL-4

SEBAGAI AGEN PROANGIOGENESIS PADAPENYAKIT JANTUNG ISKEMIKAngga Dominius* dan Patrisia Halla**

*) Program Studi Pendidikan Dokter, Fakultas Kedokteran, Universitas Tanjungpura.**) Program Studi Farmasi, Fakultas Kedokteran, Universitas Tanjungpura.

ABSTRAK

Penyakit jantung iskemik (PJI) masih menduduki peringkat pertama dari 20 penyakit yang diketahui dapatmenurunkan angka harapan hidup masyarakat dunia. Di Indonesia jumlah kasus penyakit jantung iskemik kuranglebih mencapai 300.000.000 kasus dengan angka mortalitas mencapai 35.000.000 kasus. Angka mortalitas yangtinggi mengisyaratkan tenaga medis untuk melakukan penanganan PJI yang lebih efektif, salah satunya adalahdengan menggunakan faktor pertumbuhan.Telah ditemukan vascular endothelial growth factor (VEGF) sertareseptor tempat kerjanya (VEGFR1-3) yang diketahui dapat memiliki efek proangiogenesis pada pasien PJI,faktor tersebut memiliki banyak dampak menguntungkan bagi proses angiogenesis di jantung sehingga banyakditeliti oleh para peneliti. Penemuan lebih lanjut mengenai penggunaan Interleukin (IL)-4 sebagaiupregulatorvascular endothelia growth factorreceptor (VEGFR) khususnya 1 (VEGFR1) Gen hVEGF yangdisisipkan ke dalam stem sel mesenkimal menggunakan nanopartikel diketahui memiliki nilai efektivitas dankeamanan yang tinggi dibanding dengan pembawa virus. Penggunaan nanopartikel magnetik terenkapsulasi genhVEGF dan IL-4 sangat memberikan efek proangigenesis maksimal. Akibat pemberian muatan magnetik padananopartikel yang dikendalikan melalui medan magnet eksternal yang ditanamkan di dada tikus areaiskemik.Nanopartikel magnetik tersebut bekerja tepat sasaran menuju area iskemik, akhirnya menimbulkanekpresi gen hVEGF dan upregulasi VEGFR1 di area tersebut kemudian menyebabkan perbaikan jaringanjantung melalui efek proangiogenesisnya.

Kata Kunci : VEGF, IL-4, Stem sel mesenkimal, nanopartikel magnetik, agen proangiogenesis.

ABSTRACT

The ischemic heart disease (IHD) still on the first place from 20 diseases had been known could decreaselife expectancy rate of worldwide community. In Indonesia Incident IHD approximately 300.000.000 cases withmortality rate reached 35.000.000 cases. High mortality rate suggests scientist to carry out a more effectivetreatmen of IHD, example growth factors. It had been found a vascular endothelial growth factor (VEGF) and itsreceptors (VEGFR1-3) which were known have proangiogenesis effect in patients then, the further discoveryabout the used of IL-4 as receptor upregulator VEGF especially VEGFR1. hVEGF genes were inserted intomesenchymal stem cell by using nanoparticles had been known have high effectiveness score compared to thevirus carrier. The used of stem cell could increase genes hVEGF expression and this stem cell also could moveto ischemic area. The utilization of magnetic nanoparticles were encapsulated hVEGF genes and IL-4gavemaximum proangigenesis effect. As a result of administrated of magnetic charge to the nanoparticles werecontrolled through external magnetic field was planted in mouse’s chest (exactly on the ischemic area), themagnetic nanoparticles could move to proper place ischemic area exactly and caused expression of hVEGFgenes and upregulation of VEGFR1 In this area finally generated a repair in heart tissues by the proangiogenesiseffect.

Key Words : VEGF, IL-4, mesenchymal stem cell, magnetic nanoparticles, proangigenesis agent.

PENDAHULUAN

Penyakit jantung iskemik dapat didefinisikansebagai suatu kejadian yang berpengaruh padaarteri koroner jantung sehingga berakibat padaperfusi miokard menjadi inadekuat, yang manapada dasarnya dapat bersifat akut dansementara.Pada beberapa kondisi, penyakit jantungiskemik dapat berhubungan dengan perubahansignifikan dalam struktur dan fungsi antarakompartemen vaskular dan miokard, dapat bersifatkontinyu dan progresif.1

Terapi penyakit jantung iskemik saat inimasih menggunakan teknik lama dan serupadengan penanganan penyakit IM yaitu, reperfusikoroner dan intervensi bedah. Reperfusi koronerbisa dilakukan dengan terapi trombolitik atauintervensi koroner perkutaneus kedua terapi ini

telah menunjukkan efikasinya pada cedera iskemik,namun potensi perlindungan miokardum masihbelum jelas dan masih dilakukan penelitian lebihlanjut selain itu, proses reperfusi membutuhkanprosedur berulang jika timbul serangankembali.Intervensi bedah seperti pemasangan stentkoroner dan bypass adalah pilihan utama padapasien dengan penyakit jantung koroner berat.Teknik pembedahan ini tidak dapat diaplikasikanpada semua pasien, tidak ada pilihan lain padapasien dengan penyakit koroner berat yang tidakdapat menerima operasi akibat berbagai haltertentu sehingga, risiko fatal dapat meningkat.Selain itu, intervensi bedah pada kasus lesistenosis multipel atau penyait di pembuluh darahmultipel tidak memberikan pertolongan jangkapanjang, terkadang masih akan menyisakan gejala.Meskipun pencegahan efektif dan terapi medis dari


P a g e | 41

IM telah berkembang dan diperbaiki namun, masihterdapat sejumlah angka kematian per tahun yangcukup mengkhawatirkan.2,3,4,5

Berdasarkan statistik World HealthOrganization (WHO)6, penyakit jantung iskemikmasih menduduki peringkat pertama dari 20penyakit yang dapat menurunkan angka harapanhidup dikarenakan kematian dini. Prevalensipenyakit jantung iskemik di dunia di tahun 2011adalah berkisar 46% pada laki – laki dan 38% padaperempuan. Jumlah kasus penyakit jantung iskemikdi Indonesia masih sangat mengkhawatirkan, padatahun 2011 diketahui jumlah kasus penyakit jantungiskemik pada pria sebesar 120.600.000-189.400.000 kasus sedangkan pada perempuansebesar 94.500.000-266.300.000 kasus. Mortalitaspenyakit jantung iskemik di Indonesia sendiri adalah19.100.000-54.100.000 kasus pada laki - laki dan11.200.00-33.400.000 kasus padaperempuan.7Berdasarkan data tersebutperluditemukan teknik terapi terbaru berbasis teknologimasa kini sehingga diharapkan di masa depanangka kejadian dan mortalitas penyakit jantungiskemik dapat ditekan.

Berbagai penelitian berbasis teknologimutakhir telah dilakukan, mulai dari membenahiproses terapi konvensional berupa terapi trombolitikdan invasif hingga melakukan penelitian padateknik terapi penyakit jantung iskemik non-invasif.Terapi invasif telah diketahui sebelumnya memilikibeberapa kekurangan. Oleh sebab itu, diperlukansuatu pengembangan terapi baru pada pasienjantung iskemik dan pasca IM yang mana sulitmendapatkan terapi invasif untuk revaskularisasi.

Vascular endothelial growth factor (VEGF)adalah regulator penting dalam perkembanganpembuluh darah (vaskulogenesis) selama masaembriogenesis serta dalam pembentukan pembuluhdarah (angiogenesis) pada manusia dewasa.Penelitian terdahulu diketahui potensi VEGF yangberperan penting dalam memperbaiki jantungsetelah infark miokard akut (IMA). Hal ini telahterbukti bahwa VEGF serum secara signifikanbertambah setelah IM.8,9,10 Penelitian lanjutanmenemukan bahwa setelah IM, VEGF dapatberinteraksi dengan VEGFR1 (Flt-1) danVEGFR2(KDR/Flk-1) yang mana akan terekspresioleh sel endotel dan CD34+/ stem sel hematopoietikdan selanjutnya memobilisasi dan merekrut sel –sel tersebut dari pembuluh darah perifer maupunsum – sum tulang belakang ke daerah IM. Setelahberikatan dengan reseptornya yaitu VEGFR1(reseptor pertama VEGF) dan VEGFR2 (reseptorkedua VEGF), VEGF dapat memicu angiogenesis,menghambat apoptosis sel endotel danmempromosikan proliferasi sel endotel.5, 11,12,13

Pada penelitian Zhang et al5, penggunaannanopartikel magnetik-adenovirus yangterimpregnasi gen hVEFG dapat memberikan efekyang serupa dengan penelitian sebelumnya yaituekspresi VEGF pada daerah IM dan memicuneovaskularisasi dan meningkatkan fungsi ventrikelkiri pasca infark. Sebelumnya, teknik nanopartikeltelah banyak digunakan dalam peneltian modern,nanopartikel magnetik ini ditujukan untukmenspesifikkan target terapi yaitu pada daerah IM,sehingga pada daerah dada yang terkena infark

diberikan magnet agar nanopartikel yang telahdiisikan vektor adenovirus dengan gen hVEGF dandiberikan muatan magnetik dapat mencapai targetyang diinginkan.

Penggunaan vektor adenovirus sebagaipembawa gen VEGF diketahui sebagai cara yangtidak aman terutama pada pasienimunokompromis.14,15 Oleh sebab itu, dilakukanpenelitian lanjutan dengan menggunakan vektorpembawa non-viral untuk menurunkan risikotersebut. Pada penelitian Yang et al16digunakanstem sel yang diisi dengan gen VEGF, padapenelitian ini menunjukkan ekspresi VEGFmeningkat pada stem sel dan ketika diberikansecara intramuskular pada daerah yang mengalaminekrosis akibat iskemik dapat meningkatkanangiogenesis pada daerah tersebut.

VEGF dengan reseptornya VEGFR1 danVEGFR2 memiliki peran krusial dalam kelainanangiogenesis. VEGF memicu keselamatan sel,migrasi dan proliferasi sel endotel. Di dalam selendotel, VEGFR2 adalah reseptor dominan untukproangiogenesis. Namun, VEGFR1 adalah faktorantiangiogenik karena reseptor ini dapatmenghalangi pengikatan VEGFA (bagian dari familiVEGF yang bersifat non-selektif, bisa mendudukiVEGFR1 dan VEGFR2) pada VEGFR2. VEGF-B(bagian dari famili VEGF, bersifat selektif padaVEGFR1) diketahui memiliki efek angiogenesis danefek proangiogenesis lain dengan cara tidaklangsung pada reseptor VEFGR2. Pada penelitianXia et al17diketahui IL-4 (suatu mediator inflamasi)dapat meningkatkan upregulasi VEFGR1 sehinggamemberikan kemudahan bagi VEGF-B untukberikatan dengan reseptornya yang pada akhirnyajuga akan memberikan kesempatan VEGF-A untukmenduduki VEGFR2 yang selanjutnyamenghasilkan efek proangiogenesis.18,19,20,21,22

Penulisan ini bertujuan untuk mengetahuipotensi terapi baru penyakit jantung iskemik yaitudengan nanopartikel magnetik terenkapsulasi genhVEGF dan IL-4 sebagai agen proangiogenesispada penyakit jantung iskemik. Melalui penelitian inidiharapkan menjadi sumber ide inovatif bagi terapipenyakit jantung iskemik, yang nantinya gagasan inidiharapkan dapat meningkatkan efektivitas terapipenyakit jantung iskemik serta dapat meningkatkanangka harapan hidup pasien.

PEMBAHASAN

Permasalahan Penyakit Jantung Iskemik Terkini

Penyakit jantung dan pembuluhdarahmerupakanmasalah medisdanekonomiglobaldengantingkat morbiditasdantingkat mortilitasyang tinggi. Seperti yang telah disebutkan padalatar belakang, penyakit jantung iskemiktelahterdaftar sebagaisalah satudari15kondisiterkemukayangmenyebabkankecacatanfungsional, sehinggamempengaruhikualitas hidup dankemampuanseseorang untuk bekerja.

Salah satumodalitaspengobatan potensialyaitu penargetangen, dapatmemberikanalternatifunik untukterapiPJIsaat ini.Fungsiutamadaripenargetan gendi area IMadalahuntuk


P a g e | 42

meningkatkan ekspresi gen endogen melaluiamplifikasi gen eksogen, disampaikan oleh plasmidatau vektor virus untuk meningkatkan perfusimiokard, dan membatasi gejala sisa jangkapanjang. Studi klinis awal penargetan gen di areaIM difokuskan pada induksi faktor angiogenik danhasil yang samar-samar namun demikian,kemajuan signifikan telah dibuat dalam vektorvirus, cara persalinan, dan target potensial relevanuntuk PJK dan PJI.1 Berbagai usaha tersebut masihbelum cukup. Penelitian untuk mendapatkan agenpenyampai obat bersifat penargetan yang spesifik(tanpa menimbulkan efek samping) masih sulitdilakukan. Apabila terjadi salah penargetanimplantasi gen, maka kemungkinan yang dapatterjadi adalah mutasi genetik pada gen tersebuthingga berakhir pada terjadinya keganasan. Hal initentunya sangat dihindari oleh para peneliti saat ini,oleh sebab itu diperlukan suatu vektor pembawayang diharapkan selain berefek proangiogenesisjuga memiliki sifat specific targeting agar risikomutasi genetik dapat dikurangi.

Mekanisme Kerja VEGF Pada Penyakit JantungIskemik

Vascular endothelia growth factor (VEGF)merupakan faktorpertumbuhanproangiogenik kuatyangmerangsangproliferasi, migrasi,dankelangsungan hidupsel-selendotel.VEGF jugatelah diakui sebagairegulatorpentingdaripertumbuhan pembuluh darahnormal danabnormal.Tirosin KinaseFlt-1 (VEGFR-1) danFLK-1/KDR(VEGFR-2) merupakan reseptor yang memilikiafinitas yang tinggi terhadap proteinVEGF.VEGFmerupakansubfamili dari faktor pertumbuhan,lebih spesifik pada faktor pertumbuhan turunanplatelet yaitu pada simpul sistin. Merekaadalahproteinsinyalpenting yang terlibatdalamkeduavaskulogenesis(pembentukandenovodarisistem peredaran darahembrio)danangiogenesis(pertumbuhan pembuluh darahdaripembuluh darahyang sudah ada).24

Genom mamaliamengkodekanlimaisoformdarikeluargaVEGF, yaituVEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-Ddanfaktor pertumbuhanplasenta. VEGF-A dansinyalVEGF-B melaluiVEFG-reseptor 1(VEGFR1) danVEGFreseptor-2 (VEGFR2)dapatmengaturpembuluh darah secara fisiologi.Menurut penelitian Kivela et al25, VEGF-B adalahsebuah protein yang dapat menginduksi terjadinyahipertropi dan perubahan metabolik yangmenguntungkan bagi penderita infark miokard.VEGF-B juga diketahui dapat meningkatkan ukurandiameter cabang arteri koroner mencapai <100 µm,yang mana pada pembuluh darah besar (>150µm)mengalami peningkatan hingga lebih dari lima kalilipat (Lihat gambar 1). Peningkatan vaskulatur inisangat fungsional dan dapat menghasilkan proteksimiokard jantung dari kerusakan iskemik. Penemuanlebih jauh mengenai sifat induksi hipertrofi VEGF-B,Kivela et al25menyatakan VEGF-B menyebabkanhipertrofi secara fisiologis bukan patologis.

Gambar 1. Penampakan Peningkatan VaskulaturArteri Koroner.25,1

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnyaVEGF-B bekerja dengan mengikat reseptorVEGFR-1. Berikut adalah gambar yang dapatmemperjelas pengikatan masing – masing VEGFtermasuk VEGF-B22 :

Gambar 2. Berbagai Reseptor VEGF.22

Berdasarkan gambar tersebut, dapat terlihatbahwa VEGFR1 bukan reseptor yang bersifatspesifik, sebab reseptor ini dapat berikatanterhadap 3 mediator yaitu: PLGF, VEGF-B danVEGF-A. Kivela et al25 menemukan bahwaVEGFR1 dan VEGFR2 terdapat di kapiler miokarddimana hanya VEFGR1 yang terdapat di arterikoroner. Dalam sel-sel endotel, VEGFR2 adalahreseptor dominan yang bersifat proangiogenesis(mendukung vaskulogenesis dang angiogenesis)(Lihat gambar 7). VEGFR1 merupakan faktorantiangiogenik karenaVEGF dapat mendudukireseptor ini sehingga VEGFR2 tidak mendapatkankesempatan untuk diduduki oleh mediator VEGF,misalnya: VEGF-A yang mulanya dapat berikatandengan VEGFR2 secara selektif, justru akanberikatan dengan VEGFR1.17 Penelitian Kivela et

1)A) Tampak Percabangan Arteri Koroner Bertambah Pada TG(Tikus transgenik yang telah dinduksi VEGF-B): B)Memperlihatkan Pembesaran Ukuran Kapiler dan MikrovaskularPada TG (Tikus transgenik yang telah dinduksi VEGF-B): C)Memperlihatkan Grafik Pertambahan Ukuran Vaskular Pada TG(Tikus transgenik yang telah dinduksi VEGF-B): D)Memperlihatkan Pembesaran Percabangan Arteri koroner denganPenampakan Mikroskop Elektron Pada TG (Tikus transgenik yangtelah dinduksi VEGF-B)

B

D

A

C


P a g e | 43

al25menemukan bahwa efek angiogenesis yangditimbulkan oleh VEGF-B sebenarnya akibataktivasi VEGFR1 secara langsung dan aktivasiVEGFR2 secara tidak langsung. Penelitian terbarutelah menunjukkan afinitas VEGFR1 terhadapVEGF-B sangat tinggi , sehingga dengankemudahan berikatan ini menyebabkan VEGFR2akan lebih mudah berikatan dengan VEGF-Adikarenakan sebelumnya VEGFR1 telah ditempatioleh VEGF-B terlebih dahulu.

Mekanisme Kerja mediator IL-4 sebagai agenupregulator VEFGR1

Pada penelitian Xia et al17menemukanbahwa sel makrofag murin yang diinduksi denganIL-4, dapat meningkatkan ekspresi mRNA VEGFR1,lebih jauh lagi, IL-4 diketahui mempunyai efekproduksi sVEGFR1 (VEGFR terlarut yang biasanyaberada di area transmembran). Mekanismeupregulasi dari VEGFR1 oleh IL-4 diketahuiberhubungan dengan jalur sinyal mitogen-activatedprotein kinase (p38MAPK). Jalur pensinyalan inimempunyai peran penting dalam menanggapisinyal ekstraselular seperti faktor pertumbuhan,mitogen dan stress seluler. P38MAPK seringdijuluki sebagai stress-activated protein kinase(SAPK) karena jalur ini utamanya diaktifkan olehstress ekstraselular dan sitokin. Oleh sebab itu,peran jalur pensinyalan ini pada inflamasi telahbanyak diinvestigasi.17,26,27,28,29

Jalur pensinyalan MAPK konvensional terdiriatas tripel komposisi yaitu: MAPK, kinase kinase(MAP3K) yang selanjutnya akan memfosforilasi danmengaktifkan MAPK kinase (MAP2K). Kemudian,MAP2K juga akan terfosforilasi dan mengaktifkanMAPK.30 Terdapat 4 jalur MAPK utama yaitu:extracellular-signal regulated kinase (ERK, jugadikenal sebagai p42/44 MAPK), c-junN-terminalkinase (JNK, juga dikenal sebagai stress activatedprotein kinase-1 (SAPK-1), big MAPK (BMK, jugadikenal sebagai SAPK2/RK). Secara umum,SAPK/JNK dan p38MAPK kurang teraktivasi olehmitogen namun teraktivasi kuat di dalam selterhadap respons sinyal stres, faktor pertumbuhandan sitokin inflamasi.31,32

MAPK akan diaktifkan oleh proses fosforilasiMAP2K oleh beberapa subfamily MAP2K yangspesifik yaitu: MAP/ERK kinase (MEK) 1 dan 2akan terfosforilasi secara eksklusif menjadi p42/44(ERK) MAPK, MAPK kinase (MKK) 3 dan 6 akanmengaktifkan p38MAPK, sementara JNK diaktifkanoleh MKK7 dan MKK4. Pada beberapa kondisi,terkadang MKK4 dapat mengaktifkan p38 MAPKketika terjadi overekspresi.32,33MKK6 dapatmemfosforilasi 4 famili p38 MAPK (α,β,γ dan δ),sementara MKK3 hanya memfosforilasi 3 famili p38saja yaitu: α,γ dan δ. Subfamili MAP2K akandifosforilasi dan diaktifkan oleh subfamili dariMAP3K yaitu : apoptosis signal-regulating kinase1(ASK1),dual-leucine-zipper-bearing kinase 1(DLK1),thousand-and-one amino acid (TAO) 1 dan2, tumor progression loci 2 (TPL2),mixed lineagekinase 3 (MLK3), MEK kinase 3(MEKK3), MEKK4dan leucine zipper and sterile- α motif kinase 1(ZAK1). Keberagaman subfamili MAP3K danmekanisme regulasinya menyebabkan kemampuanuntuk merespons terhadap stimulus luas dan

berintegrasi mengaktifkan p38MAPK dengan jalursinyal lainnya (Lihat gambar 3).26,28

Gambar 3. Skema yang MerepresentasikanAktivasi p38 MAPK.32

Mekanisme aktivasi p38MAPK dimediasioleh fosforilasi rangkap pada Thr-Gly-Tyr dansecara umum diaktifkan oleh stress lingkungan,panas, osmotik dan stress oksidasi serta sitokininflamasi.32 TGF-β, TNF-α dan kelompok interleukinmemediasi pengaktifkan TAK1 (subfamili MAP3K),selanjutnya bersama dengan subfamili MAP3Kberintegrasi mengaktifkan MKK4 dan MKK3/6selanjutnya MKK3/6 akan terfosforilasi danmengaktifkan p38MAPK. Didalam sel p38MAPKmemodulasi fungsi sel dengan aktivasi sejumlahtarget downstream (Lihat gambar 4). Seperti sudahdijelaskan diawal, p38MAPK terdiri atas 4 familiyaitu: α,β,γ dan δ, berdasarkan spesifisitassubstratnya. Famili α dan β p38MAPKbertanggungjawab pada pengaktifan heat shockprotein (hsps) 25,27 dan MAPK-activated protein(MAPKAP)-2 atau MK2. Famili γ dan δ p38MAPKmengaktifkan ATF2.32 Transkripsi faktor lain yangdipengaruhi oleh famili p38 mencakup STAT1,kompleks Max/Myc, MEF-2, Elk-1 dan CREBmelalui aktivasi MSK1/2. Substrat lain dari jalurpensinyalan p38 mencakup Pax6, ETS1, PRAK,MK3, RAR α, HMGN1, Histon H3, ER8, Activatorprotein 1 (AP-1), ATF1, NF-kB dan CHOP, semuatranskripsi faktor ini akan berpengaruh padaregulasi ekpresi gen, memengaruhi motilitas sel,transkripsi dan remodeling kromatin.32

Gambar 4. Diagram Skematik TargetDownstreamp38MAPK.32

Pengikatan IL-4 pada reseptor permukaansel endotelial mengaktifkan sinyal p38MAPK, yangselanjutnya memediasi downstream memprosesdan mengaktivasi transkripsi VEGFR1 di nukleus,akibatnya akan terjadi translasi VEFGR1 dan juga

IL-4


P a g e | 44

terjadi proses pascatranskripsi yaitu splicing mRNAVEGFR1 membentuk mRNA sVEFGR1 yangselanjutnya akan diekpresikan menjadi proteinpembentuk sVEFGR1 (Lihat gambar 5).17

Gambar 5. Mekanisme kerja IL-4.17

Berdasarkan data tersebut, dapat dianalisisbahwa ketika IL-4 menduduki reseptornya dipermukaan membran sel, maka IL-4 akanmengaktifkan rentetan jalur pensinyalan p38MAPK,berawal dari pengaktfan subfamili MAP3K salahsatunya TAK1 dan sebagainya, kemudian semuamediator ini akan terfosforilasi dan mengaktifasisubfamili MAP2K diantaranya: MEK 1 dan 2, MKK 3dan 6 dan MKK 7 dan 4. MKK3/6 akan terfosforilasidan mengaktifkan p38MAPK serta terkadangbeberapa MKK4 juga mengalami hal yang sama,proses ini seluruhnya akan terjadi di sitoplasma sel.Ketika telah terbentuk p38MAPK, p38MAPK iniakan masuk ke dalam nukleus dan melakukanrentetan prosesnya dengan menghasilkan berbagaifaktor trasnkripsi seperti STAT1, kompleksMax/Myc, MEF-2, Elk-1 dan CREB, Pax6, ETS1,PRAK, MK3, RAR α, HMGN1, Histon H3, ER8,AP-1, ATF1, NF-kB dan CHOP. Keseluruhan mediatorini akan memengaruhi proses transkripsi danekspresi gen VEGFR1.

Mekanisme Kerja Nanopartikel Magnetikterenkapsulasi gen hVEGF Terapi PenyakitJantung Iskemik

Pada penelitian Zhang et al5, denganmenggunakan nanopartikel terenkapsulasi virusterkonjugasi gen hVEGF penelitian model tikusgalur Lewis. Tikus dibedah dengan sebelumnyadiberi anastesi Ketamin, arteri diberi perlakuaniskemik buatan dengan ligasi permanen pada arterikoroner descendens anterior sinistra selanjutnyaditempatkan magnet (Br = 1000 mTesla) di dadatikus dekat dengan area infark jantung, magnetdiikatkan antara costae III dan IV dengan jahitan 4-0. Suspensi Nanopartikel terenkapsulasi virusdengan gen hVEGF disiapkan dengan, adenovirusserotipe 5 dengan delesi pada gen E1 dan E3, virusdikonjugasi gen hVEGF, selanjutnya nanopartikeldibuat sesuai dengan cara yang berlakuditambahkan partikel magnetik (ada yg diberimuatan + dan -) dengan diameter rata – rata efektif100nm. Semua bahan dicampurkan sedemikianrupa dengan berbagai pelarut sehingga didapatkannanopartikel magentik siap injeksi.

Akibat rendahnya speciffic targeting danmeningkatnya kesempatan didetoksifikasi oleh liverpada infusa yang biasanya digunakan sehinggakadar aktif dalam plasma bisa sangat rendah, makapada penelitian terbaru tersebut menggunakannanopartikel magnetik diharapkan dari sistem barutersebut dapat meningkatkan kesetabilan materigenetik dalam plasma dan meningkatkan targetkerja yang lebih spesifik. Hal ini terbukti padapenelitian Zhang et al5bahwa pada pemberianinjeksi Nanopartikel magnetik ini dapat ditemukanperbaikan fungsi jantung setelah 4 mingguobservasi khsusnya pada nanopartikel magnetikbermuatan + dibanding -. Fungsi ventrikel kiri dapatmeningkat ditandai dengan ejeksi friksi dan tekanansistolik/diastolik yang meningkat (Lihat grafik 1).

Grafik 1. Hasil Fungsi Jantung setelah PemberianNanopartikel Magnetik selama 4 minggu.5,2)

Ligasi pada arteri koroner descendensanterior sinistra secara konsisten menyebabkaninfark miokard transmural, menunjukkan perubahangambaran histologi mencakup penipisan dindingventrikel kiri (tampak warna hijau), penumpukankolagen yang signifikan (tampak warnah merah),dilatasi ruang ventrikel progresif, hipertropi, fibrosisdan apoptosis kardiomiosit jangka panjang. Padapemberian nanopartikel magnetik diperolehperbaikan histologi jantung, berupa: peningkatanketebalan dinding ventrikel kiri secara signifikanterutama pada nanopartikel magnetik yangbermuatan + dan penurunan penumpukan kolagendisana (artinya kesempatan untuk terbentuk fibrosisakan menurun) (Lihat gambar 6).5

Pada penelitian Zhang et al5 jugamenemukan bahwa pada jantung tikus yangmengalami infark akan mengalami penurunandensitas kapiler dan arteriol pada daerah borderzone. Ketika diinjeksikan nanopartikel magnetikdiperoleh peningkatan densitas kapiler dan arteriolterutama pada sediaan nanopartikel magnetikbermuatan +. Seiring meningkatnya densitasarteriola dan kapiler akan mendukung keselamatankardiomiosit jantung dengan menyuplai oksigen dannutrisi yang sangat dibutuhkan sel.

2)Didapatkan Peningkatan Ejeksi Friksi pada Bagan Stres (EF)(Mi-M+AdVEGF): Didapatkan Peningkatan Tekanan sistolik/diastolik(dp/dt) Maks (MI-M+ AdVEGF).


P a g e | 45

Gambar 6. Hasil Perbaikan Jaringan Jantungsetelah Pemberian Nanopartikel Magnetik selama 4

minggu.5,3)

Secara in vivo, penggunaan magnetepikardial efektif dalam menarik nanopartikelmagnetik terenkapsulasi virus hVEGF dapatmenghasilkan terapi ekspresi gen yang akurat padaarea iskemik jantung. Selanjutnya teknik inimemudahkan kesempatan hVEGF untuk berkontaklebih lama dan lebih tepat sasaran sehingga dapatmencetuskan angiogenesis dan meningkatkanfungsi jantung. Oleh sebab itu, pemberian sistemiknanopartikel magnetik dengan kontrol magnetik dariluar dapat berguna, bersifat non-invasif dan terapiberdasarkan gen ini dapat meningkatkan perbaikanjantung pascaiskemik.5

Penggunaan vektor virus dalam penelitianZhang et al5, berakibat merugikan pada tubuh.Terbukti pada penelitian secara in vitro ditemukanpada nanopartikel magnetik dengan vektoradenovirus dapat meningkatkan inflamasi yangditandai dengan peningkatan sel CD8+. Mobilisasi TCD8+ ke pembuluh darah perifer yang berperanpenting dalam pertahanan hospes terhadap infeksivirus. Kemudian sel T CD8+ dapat menghasilkaninterferon-γ (IFN-γ), tumor necrosis factor-α (TNF-α)dan interleukin-2 (IL-2), yang mana seluruhmediator ini justru akan menginduksi apoptosis sel.

Berdasarkan data tersebut, maka diperlukanpengembangan vektor non-viral dalam memperbaikikekurangan nanopartikel magnetik tersebut. Zamanmodern ini penelitian mengenai penggunaan stemsel sebagai sumber terapi sedang gencardikembangkan. Terapi stem sel memiliki efek terapipotensial sebagai sebuah pendekatan alternatifbahwa teknik ini memberikan keuntungan denganmemicu angiogenesis melalui sinyal faktor parakrinserta kemampuannya untuk bermigrasi ke jaringaniskemik.16

3)A) Menunjukkan ketebalan dinding jantung ventrikel kiri: B)Grafik Batang Menunjukkan Peningkatan Ketebalan DindingJantung: C) Gambaran Histologi Menunjukkan PenurunanPenumpukan Kolagen (MI-M+AdVEGF): D) Grafik BatangMenunjukkan Penurunan Penumpukan Kolagen (MI-M+AdVEGF).

Lebih jauh lagi, kombinasi stem sel danterapi gen dapat menstimulus angiogenesis denganmenghasilkan sifat angiogenik dan faktorantiapoptotik namun keamanan dan efisiensipenyampaian gen melalui stem sel merupakantantangan bagi peneliti.16 Peneliti Yang et al16 telahmeneliti perkembangan vektor nanopartikelpolimerik yang dapat menyampaikan DNA ke dalamstem sel manusia dengan efisiensi tinggi dantoksisitas minimal. Pada penggunaan sistem ini,ditemukan berbagai efek pada langakah multiplepenyampaian gen, mencakup afinitas pengikatanDNA, ukuran nanopartikel, uptake DNA intraselulardan ekspresi akhir protein.Penggunaan optimasipoly (β-amino esters)-DNA nanopartikel padapenelitian Yang et al16, dimasukkan ke dalam stemsel mesenkimal manusia untuk mengekspresikangen VEGF angiogenik. Pada penelitian ini diperolehpeningkatan ekpresi gen hVEGF pada stem selmesenkimal yang dapat dilihat pada konsentrasihVEGF (lihat Grafik 2).

Grafik 2.Hasil ELISA pada level hVEGF.16,4)

Berdasarkan data tersebut, penulismenganalisis bahwa VEGF telah diketahuimerupakan faktor pertumbuhan yang sangatbersifat proangiogenik, namun efek proangiogenikini memiliki sifat dua sisi mata uang, yaitu pertama,efek ini bisa bermanfaat bagi penyembuhanjaringan yang memang perlu suplai darah yangbanyak seperti pada kasus jantung iskemik. Kedua,efek proangiogenik ini bisa saja berdampak negatifpada perkembangan tumor, karena jika terjadiangiogenesis berlebih pada tumor maka sifat tumoryang ganas akan justru semakin ganas hingga bisamemicu terjadinya metastasis. Oleh sebab itu,diperlukan pembawa obat yang bersifat specifictargeting sehingga efek buruk VEGF ini dapatdikurangi. Pemanfaatan nanopartikel magnetiksangat baik untuk diterapkan dalam terapi penyakitjantung iskemik, potensi nanopartikel magnetiktelah diketahui memiliki sifat biodegradable, specifictargeting karena dikontrol medan magnet ekternaldi area iskemik jantung) dan materi yangterenkapsulasi didalamnya dapat stabil dan tidakmudah rusak oleh metabolisme hati. Penggunaan

4)Hasil ELISA pada level hVEGF Otot Tikus yang mengalamiIskemik 2 hari setelah pemberian injeksi stem sel mesenkimalterkonjugasi hVEGF gen (C32-122/VEGF).


P a g e | 46

vektor pembawa VEGF dengan menggunakan virus(adenovirus) juga memiliki efek yang merugikanseperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Dengandemikian, dibutuhkan vektor pembawa non-viralyang mampu bersifat sebagai peningkat ekspresigen hVEGF. Dengan demikian, digunakan stem selmesenkimal manusia yang dikonjugasikan dengangen hVEGF terenkapsulasi nanopartikel.Berdasarkan penelitian, penggunaan sistem inisangat memberikan keuntungan berupapeningkatan ekpresi gen hVEGF dengan dibuktikanpada peningkatan konsentrasi VEGF.

Dengan demikian, Penggunaan nanopartikelmagnetik terenkapsulasi gen hVEGF, telahmemberikan banyak keuntungan yang tentunyadiharapkan bisa menjadi penemuan terapi non-invasif baru pada penyakit jantung iskemik.

Pemanfaat Nanopartikel MagnetikTerenkapsulasi gen hVEGF dan IL-4 padaPenyakit Jantung Iskemik

Penyakit jantung iskemik adalah penyakitarteri koroner yang mengalami sumbatan sehinggaterjadi kekurangan perfusi ke area miokard yangdiperdarahi. Semakin lama hal ini terjadi mula –mula jaringan jantung akan menjadi iskemiksehingga disebut sebagai penyakit jantung iskemikdan jika semakin kronis maka hal ini akanmenyebabkan kematian sel jantung permanen yangsering disebut infark Miokard (IM) atau orang awammenyebutnya serangan jantung. Walaupunberbagai penanganan penyakit IM dan penyakitjantung iskemik telah banyak mengalami kemajuanseiring perkembangan zaman namun, masihtingginya angka kematian dan angka kejadianpenyakit jantung iskemik di dunia menjadiproblematika serius warga dunia dan bahkanIndonesia.

Di era 2000 ini, dunia kedokteran telahmengalihkan perhatiannya ke bidang biologimolekuler. Begitu banyak hasil yang didapatkandari penelitian bertahun – tahun pada bidang inisalah satunya adalah VEGF. VEGF diketahuimemiliki efek proangiogenesis terutama efekVEGF-B dan VEGF-A yang masing – masing akanmenduduki VEGFR1 dan VEGFR2. Berbagaipeneliti mulai mencoba mengembangkan mediatortersebut untuk meningkatkan efikasi terapi penyakitjantung iskemik. Penelitian tersebut berupapenanaman gen hVEGF dengan vektor virus kedalam tubuh manusia, yang diharapkan virustersebut dapat masuk tepat ke sel target sasarandan memengaruhi transkripsi sel tersebut. Namun,penggunaan virus sangat memiliki risiko merugikan.Oleh sebab itu, digunakan teknologi baru yaitunanopartikel magnetik terenkapsulasi gen hVEGFdan IL-4. Nanopartikel magnetik memiliki sifatspecific targeting sebab partikel ini akan diberimuatan magnet dan selanjutnya muatan tersebutakan tertarik oleh medan magnet yang dipasang diarea jantung yang mengalami iskemik sehingga,nanopartikel tersebut dapat terakumulasi di areatersebut dan waktu kontak akan lebih lama.

Penggunaan vektor virus sebagai pembawagen hVEGF tidak lagi diterapkan tetapi peneliti lebihtertarik menggunakan stem sel mesenkimal yangdiketahui dapat meningkatkan ekspresi gen

tersebut. VEGFR1 telah diketahui memiliki afinitastinggi terhadap VEGF-B dan juga dapat menarikVEGF-A. Efek proangiogenesis dari VEGFsebenarnya berasal dari kedua famili tersebut.VEGFR1 bersifat antiangiogenik sedangkanVEGFR2 bersifat proangiogenik. Hal ini akibatVEGFR1 dapat berikatan dengan VEGF-A yangakhirnya dapat menurunkan jumlah VEGF-A yangdapat berikatan dengan VEGFR2. Sehinggaditemukan mediator inflamasi yaitu IL-4 yangdiketahui dapat bersifat sebagai upregulator padaVEGFR1 melalui pengaktifan jalur sinyal p38MAPK,akibatnya jumlah VEGFR1 di permukaan sel akanlebih banyak dan hal ini memudahkan VEGFR-Buntuk berikatan dengan VEGFR1 dan VEGF-A lebihmempunyai kesempatan besar untuk berikatandengan VEGFR2 dan menimbulkan efekproangiogenesisnya. Oleh sebab itu, nanopartikelmagnetik terenkapsulasi hVEGF dan IL-4 diketahuimemiliki efek yang kompleks dalam mengaturproses pertumbuhan pembuluh darah koronermelalui berbagai jalur yang kompleks pula,sehingga gagasan inovatif ini diharapkan dapatmenjadi sumber acuan dalam melakukan penelitianlanjutan untuk menemukan efektivitas, efikasi danrealibilitas ide tersebut.

SIMPULAN

Berdasarkan analisis peremasalahansebelumnya maka dapat disimpulkan beberapa halsebagai berikut:1. Penyakit jantung iskemik, saat ini masih menjadi

kekhawatiran bagi masyarakat dunia. Walaupunteknologi pengembangan terapi penyakitjantung telah sangat maju, namun masih terjadilonjakan penduduk terdiagnosis penyakitjantung iskemik.

2. VEGF adalah faktor pertumbuhan sel endotel,faktor pertumbuhan ini terdiri atas 4 anggotayaitu: VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C dan VEGF-D.Masing - masing dari anggota ini akanmenduduki reseptornya masing – masing, danmenimbulkan efek berbeda, misalnya VEGFR1akan diduduki secara spesifik oleh VEGFB danVEGFA dapat menduduki VEFGR1 maupunVEGFR2. VEGFR1 diketahui bersifatantiangiogenik dibanding VEGFR2 yang bersifatproangiogenik.

3. VEGF-B sebagai agen proangiogenesis, bersifatmengaktifkan VEGFR2 secara tidak langsung,artinya VEGF-B berusaha menduduki VEGFR1secara penuh sehingga VEGFA tidak punyakesempatan untuk duduk di reseptor tersebutsehingga VEGFA akan lebih terikat padaVEGFR2 dan menghasilkan efekproangiogenesis. Untuk kasus ini, makadiperlukan agen upregulator VEGFR1, yaitu IL-4yang akan mengaktifkan jalur p38MAPK danselanjutnya melalui rentetannya menyebabkantranskripsi gen hVEGF hingga terbentukreseptor VEGFR1 baru.

4. Injeksi nanopartikel magnetik terenkapsulasigen hVEGF dan IL-4 dapat penetrasi ke areaiskemik.


P a g e | 47

SARAN

Penulis merumuskan beberapa saranlanjutan, sebagai berikut:1. Diperlukan adanya penelitian atau kajian

eksperimental lebih lanjut mengenainanopartikel magnetik terenkapsulasi genhVEGF dan IL-4, sehingga dapat dipergunakansecara klinis dan menjadi obat alternatifpenanganan penyakit iskemik jantung.

2. Penelitian dan pengembangan teknologi nanoperlu mengaji lebih mendalam, mengenai efeksamping obat dan toksisitas obat.

DAFTAR PUSTAKA

1. Eckhouse SR, Jones JA dan Spinale FG.Gene Targeting In Ischemic Heart Diseaseand Failure: Translational and Clinical Studies.Biochem Pharmacol. 2013; 85(1): 1-11.

2. Anonymous. The World Health Report 2004 –Changing history. JAN. 2004; 48: 542–542

3. Walters AM, Porter GA JR dan Brookes PAS.Mitochondria as a Drug Target in IschemicHeart Disease and Cardiomyopathy. Circ Res.2012; 111(9): 1222-36.

4. Lavu M, Gundewar S dan Lefer DJ. GeneTherapy For Ischemic Heart Disease. J MolCell Cardiol. 2011; 50(5): 742-50.

5. Zhang Y, Li W, Ou L, Wang W, Delyagina E,Lux C et al. Targeted Delivery of HumanVEGF Gene via Complexes of MagneticNanoparticle-Adenoviral Vectors EnhancedCardiac Regeneration. Plos ONE. 2012; 7(7):1-14

6. World Health Organization (WHO). WorldHealth Statistics 2014. WHO, Geneva. 2014.45-6.

7. World Health Organization (WHO). GlobalAtlas on Cardiovascular Disease Preventionand Control. Mendis S, Puska P, Norrving Beditors. World Health Organization. Geneva.2011. 4;10;12.

8. Tamura K, Nakajima H, Rakue H, Sasame A,Naito Y et al. Elevated Circulating Levels ofBasic Fibroblast Growth Factor and VascularEndothelial Growth Factor in Patients WithAcute Myocardial Infarction. Jpn Circ J. 1999;63: 357–61.

9. Yin R, Feng J, Yao Z. Dynamic Changes ofSerum Vascular Endothelial Growth FactorLevels in a Rat Myocardial Infarction Model.Chin Med Sci J. 2000; 15:154–6.

10. Yin R, Feng J, Chen D, Wu H. Serum Levelsof Vascular Endothelial Growth Factor inPatients with Angina Pectoris and AcuteMyocardial Infarction. Chin Med Sci J. 200015: 205–9.

11. Laguens R, Cabeza Meckert P, Vera JanavelG, Del Valle H, Lascano E et al. Entrance InMitosis of Adult Cardiomyocytes in IschemicPig Hearts After Plasmid-MediatedrhVEGF165 Gene Transfer. Gene Ther. 2002;9: 1676–81.

12. Ferrarini M, Arsic N, Recchia FA, Zentilin L,Zacchigna S et al. Adenoassociated Virus-Mediated Transduction of VEGF165 Improves

Cardiac Tissue Viability And FunctionalRecovery After Permanent CoronaryOcclusion in Conscious Dogs. Circ Res. 2006;98: 954–61.

13. Crottogini A, Meckert PC, Vera Janavel G,Lascano E, Negroni J et al. ArteriogenesisInduced by Intramyocardial VascularEndothelial Growth Factor 165 Gene Transferin Chronically Ischemic Pigs. Hum Gene Ther.2003; 14: 1307–18.

14. Ye L et al. Transplantation of NanoparticleTransfected Skeletal MyoblastsOverexpressing Vascular Endothelial GrowthFactor-165 for Cardiac Repair. Circulation.2007; 116:I113–20.

15. Elmadbouh I et al. Ex Vivo Delivered StromalCell-Derived Factor-1alpha Promotes StemCell Homing and Induces Angiomyogenesis inThe Infarcted Myocardium. J Mol Cell Cardiol.2007; 42:792–803.

16. Yang F, Cho SW, Son SM, Bogatyrev SR,Singh D, Green JJ et al. Genetic Engineeringof Human Stem Cells for EnhancedAngiogenesis Using Biodegradable PolymericNanoparticles. PNAS. 2010; 107(8): 3317-22.

17. Xia L, Dong Z, Zhang Y, Zhang X, Song X,Sun M et al. Interleukin-4 and Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating FactorMediates the Upregulation of Soluble VascularEndothelial Growth Factor Receptor-1 inRAW264.7 Cellsda Process in which p38Mitogenactivated Protein Kinase SignalingHas an Important Role. Journal ofMicrobiology, Immunology and Infection. 2014;xx: 1-8.http://dx.doi.org/10.1016/j.jmii.2014.06.008

18. Carmeliet P. Angiogenesis in Health andDisease. Nat Med. 2003; 9:653e60.

19. Roskoski Jr R. Vascular Endothelial GrowthFactor (VEGF) Signaling in TumorProgression. Crit Rev Oncol Hematol.2007;62:179e213.

20. Takahashi H, Shibuya M. The VascularEndothelial Growth Factor (VEGF)/VEGFReceptor System and Its Role UnderPhysiological and Pathological Conditions.Clin Sci. 2005;109:227e41.

21. Maharaj AS, D’Amore PA. Roles for VEGF inThe Adult. Microvasc Res. 2007;74:100e13.

22. Olsson AK, Dimberg A, Kreugerg J, Claesson-Welsh L. VEGF Receptor Signalingein Controlof Vascular Function. Nat Rev Mol Cell Biol.2006;7:359e771.

23. Kastrup J. Stem Cells Therapy ForCardiovascular Repair in Ischemic HeartDisease: How to Predict and Secure OptimalOutcome?. EPMA Journal. 2011; 2: 107-17

24. Parikh SS, Mehta HH, Desai BI. Advances inDevelopment of Bevacizumab, a HumanizedAnti-Angiogenic Therapeutic MonoclonalAntibody Targeting VEGF in Cancer Cells. IntJ of Phar & Biomed Sci. 2012; 3(4): 155 p.

25. Kivela R, Bry M, Robciuc MR, Rasanen M,Taavitsainen M, Johanna Mu et al. VEGF-B-Induced Vascular Growth Leads to MetabolicReprogramming and Ischemia Resistance in


P a g e | 48

The Heart. EMBO Molecular Medicine. 2014;6(3): 307-21

26. Cuadrado A and Nebreda AR. Mechanismsand Functions of p38 MAPK Signaling.Biochem J. 2010;429:403e17.

27. Bulavin DV and Fornace Jr AJ. p38 MAPKinase’s Emerging Role as a TumorSuppressor. Adv Cancer Res.2004;92:95e118.

28. Nebreda AR and Porras A. p38 MAP Kinases:Beyond The Stress Response. TrendsBiochem Sci. 2000;25:257e60.

29. Ono K and Han J. The p38 SignalTransduction Pathway: Activation andFunction. Cell Signal. 2000;12:1e13.

30. Kostenko S, Dumitriu G, Laegreid KJ danMoens Ugo. Physiological roles of mitogen-activated-protein-kinaseactivated p38-

regulated/activated protein kinase. World JBiol Chem. 2011;2(5): 73-89.

31. Vassalli G, Milano G, Moccetti T. Role ofMitogen-Activated Protein Kinases inMyocardial Ischemia-Reperfusion InjuryDuring Heart Transplantation. J Transplant.2012;2012:928954.

32. XKoul HK, Pal M, Koul S. Role of p38 MAPKinase Signal Transduction in Solid Tumors.Genes & Cancer. 2013; 4(9): 342-59.

33. 32Vander Griend DJ, Kocherginsky M,Hickson JA, Stadler WM, Lin A, Rinker-Schaeffer CW. Suppression of MetastaticColonization by The Context-DependentActivation of The C-Jun NH2-Terminal KinaseKinases JNKK1/MKK4 and MKK7. CancerRes. 2005;65(23):10984-91.


P a g e | 49

TINJAUAN PUSTAKAPOTENSI NANOLIPOSOMAL DRY POWDER ARTONIN E (NLDPAE) TERMODIFIKASI SENYAWA

POLYETHYLENE GLYCOL (PEG)SPESIFIK 5-LIPOXYGENASE INHIBITOR SEBAGAICONTROLLER MEDICATIONS ASM

Numbi Akhmadi Teguh1, Christiana Hertiningdyah Sulistiani1, Anindia Reina Yolanda11Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Udayana

Email: [email protected] / No. Telp: 081313790395

ABSTRAK

Penyakit asma merupakan salah satu penyakit paru-paru kronis yang biasanya ditandai oleh adanyaperadangan dan penyempitan saluran pernapasan. Data CDC menunjukkan bahwa prevalensi asma dari tahunke tahun cenderung meningkat, mulai 7,3% pada tahun 2001 menjadi 8,4% pada tahun 2010. Di antara faktorpenyebab asma, cysteinyl-leukotriene (CysLT) diketahui berperan dalam patogenesis asma yang menstimulasiterjadinya bronkokonstriksi dan reaksi hipersensitivitas. Produksi CysLT dipengaruhi oleh kerja enzim 5-lipoxygenase (5-LOX) sebagai katalisator yang mengubah asam arakidonat (AA) menjadi leukotrin A4 (LTA4) dimana kemudian diubah menjadi CysLT (LTC4, D4, dan E4). Oleh karena itu, 5-LOX inhibitormenjadi pilihan targetterapi dalam penatalaksanaan asma,dengan alasan efektivitas dan kenyamanan penggunaan, jalur inhalasimenjadi pilihan utama administrasi Nanoliposomal Dry Powder Artonin E (NLDPAE). Bentuk sediaan untukadministrasi inhalasi yang digunakan adalah bentuk dry powder atau serbuk kering. Mekanisme aksi dari artoninE sebagai 5-LOX inhibitor dapat melalui tiga jalur yaitu (1) dengan mengurangi sisi aktif besi, (2) mengurangiaktivasi LOOH, atau (3) mengganggu aktivitas elektron yang terlibat dalam siklus redoks besi. Terjadinya tigajalur penghambatan tersebut merupakan fokus utama artonin E sebagai controlled medication asma. Inhibisiyang dilakukan terhadap aktivitas 5-LOX oleh NLDPAE termodifikasi senyawa PEG diharapkan akan mengontrolproduksi CysLT yang berperan dalam patogenitas asma.

Kata Kunci: Nanoliposomal Dry Powder Artonin E,5-LOX, Asma, PEG, CysLT

ABSTRACT

Asthma is a chronic pulmonary disease that is caused by airway inflammation and obstruction. Based onthe data from CDC, the prevalence of asthma is increasing each year. It was 7.3% in 2001 and 8.4% in 2010.Among the factors that can cause asthma, cysteinyl-leukotriene (CysLT) is known to have a role in pathogenesisby stimulating bronchoconstriction and hypersensitivity. CysLT production is influenced by 5-lipoxygenase (5-LOX) enzyme that catalized arachidonate acid (AA) into leukotriene A4 (LTA4) which then turns into CysLT(LTC4, D4, and E4). Based on that reaction, 5-LOX inhibitor becomes an alternative therapy for asthmamanagement. Considering the effectiveness and convenience usage, the administration of Nanoliposomal DryPowder Artonin E (NLDPAE) will be through inhalation with dry powder form. The mechanism of artonin E as an5-LOX inhibitor is divided into three ways (1) by limiting active site of Fe, (2) decreasing activation of LOOH, or(3) blocking electron activity which involves in Fe redox. These blocking ways become the important aims ofartonin E as controlled medication of asthma. 5-LOX inhibition by NLDPAE modified by PEG is expected tocontrol CysLT production which has role in asthma.

Keywords: Nanoliposomal Dry Powder Artonin E, 5-LOX, Asthma, PEG, CysLT

PENDAHULUAN

Penyakit asma merupakan salah satupenyakit paru-paru kronis multifaktorial yangbiasanya ditandai oleh adanya peradangan danpenyempitan saluran pernapasan. Kondisi tersebutmengakibatkan munculnya suara ketika bernapas(wheezing), napas yang pendek, sesak dada, danbatuk. Penyakit asma atau yang lebih seringdisebut sesak napas dapat terjadi pada semuaumur dan dianggap mengganggu aktivitas sehari-hari bahkan mengancam nyawa.

Data CDC menunjukkan bahwa prevalensiasma dari tahun ke tahun cenderung meningkat,mulai 7,3% pada tahun 2001 menjadi 8,4% padatahun 2010. Pada tahun 2010, diperkirakanpenderita asma mencapai 25,7 juta orang.1Prevalensi asma pada usia anak dan remajamencapai 9,5% sedangkan pada usia dewasa

mencapai 7,7%. Pada usia dewasa, penyakit asmalebih sering terjadi pada wanita (9,2%)dibandingkan laki-laki (7,0%)1,sedangkan pada usiaanak dan remaja penyakit asma lebih sering terjadipada laki-laki dibandingkan wanita. Hingga saat ini,belum ada penjelasan yang nyata tentanghubungan jenis kelamin dengan hormon reproduksiyang mengakibatkan asma.2 Kasus penyakit asmapada tahun 2013 mencapai 4,5% dari total kasuspenyakit tidak menular di Indonesia. Berdasarkanwilayahnya, Provinsi Sulawesi Tengah menempatiposisi pertama prevalensi asma tertinggi diIndonesia dengan total kasus mencapai 7,8%,kemudian diikuti oleh Provinsi Nusa TenggaraTimur dengan 7,3% total kasus dan Provinsi DIYogyakarta dengan 6,9% total kasus.3

Asma adalah salah satu penyakit yang dapatdikontrol namun tidak bisa disembuhkan. Penyakitasma biasanya ditandai oleh peradangan dan


P a g e | 50

penyempitan saluran pernapasan yang diduga adatiga faktor utama sebagai penyebabnya yaitupembengkakan pada dinding saluran pernapasan,produksi cairan mukosa yang berlebihan, danpenyempitan pada otot di sekitar saluranpernapasan.4 Pencetus terjadinya asma bervariasidan spesifik untuk setiap individu. Pencetustersebut dapat berupa infeksi, perubahan suhu daniklim, penggunaan obat tertentu (misalnya aspirin,NSAIDs, beta-blocker), kelembaban, faktorlingkungan, dan kondisi paru-paru.5Gambaran klinisdari asma adalah adanya gangguan fungsi paru-paru yang bervariasi dan gejala gangguanpernapasan seperti wheezing, napas pendek, sesakdada, dan batuk.6

Ada dua jenis modalitas terapi asma yaituterapi kontrol jangka panjang (controllermedications) dan terapi jangka pendek (relievermedications).2 Terapi jangka panjang digunakansetiap hari untuk mengurangi peradangan salurannapas dan mencegah munculnya gejala asmasedangkan terapi jangka pendek digunakan untukmemulihkan keadaan ketika terjadi asma (asthmaattacks). Hingga saat ini, inhaled corticosteroid(ICS) adalah jenis terapi kontrol jangka panjangyang menjadi obat lini pertama dalam terapiprofilaksis asma7, namun penggunaannya masihmenimbulkan beberapa efek samping sepertigangguan suara (dysphonia), infeksi jamur padamulut (oropharyngeal candidiasis), batuk, lukamemar, penurunan massa tulang (osteoporosis),katarak8, glukoma, dan gangguan kejiwaan.9Penggunaan ICS jangka panjang juga dapatmengurangi kecepatan pertumbuhan padaanak.10,11

Di antara faktor penyebab asma yang ada,cysteinyl-leukotriene (CysLT) diketahui berperandalam patogenesis asma yang menstimulasiterjadinya bronkokonstriksi dan reaksihipersensitivitas.12 CysLT (leukotrin C4, D4, dan E4)bekerja melalui reseptor CysLT1 dan CysLT2 yangterdapat pada otot polos bronkus dan leukosit.13

Pada pasien asma, reseptor CysLT1 berperanpenting karena reseptor CysLT1 memediasiterjadinya bronkokonstriksi, cairan eksudat, dansekresi mukus.14 Produksi CysLT ini dipengaruhioleh kerja enzim 5-lipoxygenase (5-LOX) sebagaikatalisator yang mengubah asam arakidonat (AA)menjadi leukotrin A4 (LTA4) yang kemudian menjadiCysLT (LTC4, D4, dan E4). Oleh karena itu, 5-LOXinhibitor menjadi pilihan target terapi dalampenatalaksanaan asma.

Saat ini telah dikembangkan beberapapilihan modalitas terapi alternatif, salah satunyaberasal dari ekstrak tanaman. Tanaman sukunArtocarpus communismerupakan salah satutanaman yang berpotensi sebagai terapi beberapapenyakit, salah satunya asma. Senyawa artonin Eyang diambil dari isolasi batang tanamanArtocarpus communis menjadi senyawa yangberpotensi dalam proses penatalaksanaan asma.Pada penelitian yang dilakukan di Universitas Toho,Jepang, artonin E memiliki peran terbaik sebagai 5-LOX inhibitor dengan nilai Inhibition Concentration50 (IC50) terendah dari delapan senyawa lain yangada.15

Salah satu penghantar obat yang mulaidigunakan adalah teknologi nanopartikel.Penghantar obat ini memiliki banyak keunggulan,salah satunya adalah meningkatkan akumulasi obatsecara lokal. Pada penggunaan artonin E yangbersifat hidrofilik, nanopartikel yang dapatdigunakan adalah liposom16 dengan formulasi drypowder untuk meningkatkan jumlah obat di paru-paru dan mengurangi efek samping. Artonin E yangmenggunakan nanoliposom sebagai penghantarobat dapat dikenali oleh tubuh sebagai bendaasing. Oleh karena itu, diperlukan adanya senyawayang mampu menghindar dari degradasi enzimatikoleh reticuloendothelial system (RES) yaitupolyethylene glycol (PEG).17 Selain itu, PEGmampu meningkatkan farmakokinetik danfarmakodinamik dengan meningkatkan kelarutandalam air, mengurangi renal clearance dan plasmaclearance, meningkatkan efikasi dan bioavaibilitas,serta meningkatkan waktu paruh obat.18

Tujuan dari penulisan ini adalah untukmengetahui konstruksi dan administrasiNanoliposomal Dry Powder Artonin E (NLDPAE),mengetahui mekanisme kerjaNLDPAE, sertamengetahui analisis manfaat NLDPAE.

PEMBAHASAN

Patogenesis Asma

Asma merupakan penyakit yang disebabkanoleh inflamasi pada saluran pernapasan (airway).19

Penyakit ini merupakan respon hipersensitivitasyang mengakibatkan reaksi akut, sub-akut maupunkronis, yang biasanya diikuti dengan peningkatansekresi mukus, kontraksi otot polos maupunedema.20 Karakteristik umum dari asma adalahwheezing, napas pendek, sesak, batuk dangangguan aliran udara lainnya.19 Gejala maupungangguan napas yang terjadi bervariasi karenadipengaruhi oleh faktor pencetus, seperti olahraga,alergen, perubahan cuaca atau infeksi saluranpernapasan.19,20 Gejala asma dapat menghilangsecara spontan atau dengan bantuan pengobatan.Tanpa pertolongan yang tepat, asma dapatmengancam nyawa penderitanya.19

Asma terdiri dari beberapa fenotipe yangditentukan berdasarkan demografi, klinis, maupunkarakteristik patofisiologi. Dua diantaranya yangpaling umum adalah asma alergik dan asmanonalergik. Asma alergik merupakan jenis asmayang paling umum. Asma ini dapat ditelusuri melaluiriwayat alergi keluarga, seperti alergi rhinitis,makanan, dan obat-obatan sedangkan asmanonalergik tidak berkaitan dengan alergi.19 Hinggasaat ini belum ada alur patogenik yang jelas namunsecara imunopatologi, asma nonalergik dan asmaalergik diduga mirip dan perbedaan ditemukan padaproporsi relatif sel inflamasi yang ditemukan.20

Inflamasi jalur napas pada asma merupakanreaksi multiseluler yang utamanya melibatkaneosinofil, neutrofil, sel CD4, limfosit dan selmast.20,21 Faktor fundamental dari sensitisasialergen adalah pengambilan (uptake) dan prosesyang dilakukan terhadap alergen oleh sel dendritikpada epitel dan mukosa saluran pernapasan.20

Pengikatan alergen terjadi saat IgE berikatandengan reseptor sel dendritik yang memfasilitasi


P a g e | 51

internalisasi alergen. Setelah alergen diikat, sel-sellimfoid lokal akan bergerak menuju lokasi antigendipresentasikan dengan dibantu reseptor CCR7 danCysLT. CystLT juga merupakan kemoatraktan bagieosinofil untuk berpindah dari dinding pembuluhdarah ke saluran pernapasan.21 Presentasi antigenterhadap reseptor sel T ini akan menginisiasi reaksisensitisasi dan respon imun terhadap alergenspesifik tersebut.20

Saat ini terdapat bukti bahwa pada asmaringan dan sedang, sel Th-2 mendominasi sel Trepertoire di saluran pernapasan. Melalui produksisitokin, sel Th-2 memiliki kapasitas untuk merekrutsel efektor sekunder, seperti makrofag, basofil, daneosinofil ke zona inflamasi dimana sel-sel ini akanaktif dan mengeluarkan mediator inflamasi. Padaasma kronis, IL-4 dan IL-13 diduga berpengaruhdalam reaksi ini dengan menghasilkanCCR9+natural killer (NK).20 Secara keseluruhan, selTh-2 yang memiliki reseptor kemokin CCR4merupakan agen yang paling berperan dalamrespon inflamasi kronis sedangkan tingkatkeparahan asma berkaitan dengan peningkatanjumlah sel CCR4+. Dengan begitu, CCR4+ inhibitorsangat efektif pada penanganan asma denganmenginaktivasi CCR4+ sel Th-2.20

Eosinofil banyak ditemukan pada dindingsaluran pernapasan dan pada beberapa kasusditemukan juga di sputum dan bronkoalveolarlavage fluid dalam jumlah banyak.20 Pada asmakronis, sel monosit dan makrofag terlihat menonjoldi mukosa saluran pernapasan. Sel-sel inimerupakan sumber penting untuk berbagai enzimlisosomal, oksigen reaktif, dan CystLT.20

Pada pasien asma, jumlah leukotrin (LT)yang ditemukan meningkat. Hal ini dapat diamatipada sputum sebagian besar pasien asma yangmengandung CystLT.21,22 Di antara metabolit 5-LOXyang ada, CystLT terbukti berperan penting dalampatofisiologi asma. Bahan ini tergolong LT yangterdiri dari LTC4, LTD4 dan LTE4 yang jikamenempel pada reseptor CystLT1 atau CystLT2akan memicu bronkokonstriksi pada otot polossaluran pernapasan dan menimbulkan reaksihipersensitivitas.21,22 Mulanya, AA diubah menjadiLTA4 dan 5-hydroperoxyeicosatetranoic (5-HPETE)oleh enzim 5-LOX. LTA4 ini tidak stabil dan dapatdiubah ke bentuk lain termasuk CystLT.22 Sebuahpenelitian membuktikan bahwa 5-LOX inhibitor danCystLT1receptor antagonist mengurangi gejalabronkospasme pada fase awal dan lanjut sertamengurangi respon berlebih dari saluranpernapasan.21,22

Saat ini, manajemen jangka panjang dariasma bertujuan untuk kontrol gejala yang baik, danmenurunkan risiko perburukan serta efeksamping.19 Manajemen ini nantinya berguna untukmemantau kondisi pasien secara berkelanjutan.19

Secara farmakologi, pengobatan asmajangka panjang terbagi menjadi tiga kategori, yaitucontroller medications, reliever (rescue), dan add-on therapies. Controller medications digunakanuntuk pengobatan reguler yang mengurangiinflamasi jalur napas, gejala, risiko perburukan danpenurunan fungsi paru-paru. Reliever (rescue)digunakan untuk penanganan saat serangan asmaatau perburukan. Obat ini juga direkomendasikan

untuk bronkokonstriksi yang disebabkan olahragaatau aktivitas fisik berlebih. Add-on therapiesdigunakan untuk pasien dengan asma parah ataugejala berkelanjutan disamping penggunaancontroller medications dosis tinggi, seperti ICS danlong-acting beta2-agonist (LABA), serta pengobatanlain yang memodifikasi faktor risiko.19

Dalam penanganan asma akut, short-actingbeta2-agonist (SABA) dinilai efektif untuk digunakannamun harus diikuti obat lain. Pilihan obat ini hanyauntuk pasien yang mengalami gejala kurang daridua kali sebulan dengan durasi pendek, tidakterbangun malam hari, dan fungsi paru normal.19

Opsi lainnya adalah dengan penambahan ICS dosisrendah untuk pasien yang memiliki risikoperburukan.19Leukotriene receptor antagonist(LTRA) kurang efektif dibandingkan ICS namunLTRA bisa digunakan bagi pasien yang mengalamiefek samping yang tidak dapat ditoleransi akibatICS. Pasien dengan asma alergik biasanyamerespon baik jika diberi ICS.

Sebuah sumber menyebutkan bahwapengobatan asma biasanya dimulai dengan inhaledSABA menggunakan meter dose inhaler (MDI) ataunebulizer lalu terapi intensif lainnya disesuaikandengan tingkat keparahan. Biasanya terapi intensifini menggunakan kortikosteroid oral jangkapendek.23

Nanoliposom Dry Powder dan Aplikasinyadalam Ranah Kedokteran

Sepanjang sejarah medis, teknikpengobatan yang ada semakin berkembang seiringdengan kemajuan teknologi. Salah satu yangsedang dikembangkan adalah teknologinanomedicine. Prinsip teknologi ini adalahpenghantaran obat menggunakan carrier berukurannano (nanopartikel) yang dibuat sedemikian rupauntuk meningkatkan biodistribusi secara sistemik.Nanomedicine merupakan terobosan baru yanglebih baik mengingat metode penghantaran yangsebelumnya tidak bertahan lama dalam sirkulasi.24

Beberapa nanopartikel yang digunakan padananomedicineadalah liposome, polymer micelles,dendrimers, dan lain-lain.25 Diantara nanopartikeltersebut, liposom memiliki perkembangan yangpaling pesat.24 Liposom dapat melapisi substrathidrofobik maupun hidrofilik dan memiliki toksisitasrendah.17

Penghantaran obat menggunakan liposomke saluran pernapasan akan sangat atraktif karenaobat akan terakumulasi secara lokal di paru-parusebagai organ target. Liposom merupakan bahanyang biokompatibel karena lebih dari 85% dari lungsurfactant merupakan fosfolipid. Liposom jugadapat mengurangi efek samping secara lokal dansistemik sehingga therapeutic index akanmeningkat atau tetap baik meskipun dalam dosisrelatif kecil.26 Obat liposomal juga mampu bertahanlebih lama dalam paru-paru, mencegah degradasiobat oleh enzim, dan ukurannya yang nano mampumembuatnya menghindar dari removal yangcepat.26

Di antara bentuk obat liposom, yang saat inisering digunakan adalah aerosolized liposomaldelivery, seperti dry powder.27 Obat yangdienkapsulasi menggunakan nanoliposom dapat


P a g e | 52

diubah menjadi dry powder menggunakan metodefreeze-drying, spray-drying, dan spray freeze-dryinguntuk mencapai stabilitas dalam waktulama.26Inhalerdry powder dikembangkan untukmengatasi kekurangan pressurized meter doseinhalers (pMDIs). DPI merupakan alat yangmembawa formulasi dry powder dari obat aktif,termasuk makromolekul dan bioteknologi untukterapi lokal dan sistemik. Formulationdry powder(FDP) mudah digunakan, stabil, dan aman bagipasien.26 FDP juga mampu membawa obat dalamdosis yang banyak, deposisi tinggi pada paru-parudan ekstra pulmoner drug loss yang minim.26,27 FDPkonvensional terdiri dari carrier sakarida padapermukaan dan diameter partikel antara 3-5 µmkarena jika berukuran di bawah 3 µm akan ditelanmakrofag sedangkan di atas 5 µm partikel akanterdeposisi di orofaring.26

Dalam sirkulasi tubuh, berbagai reaksiseperti respon imun, penghapusan obat darisirkulasi oleh ginjal atau RES, dan reaksi enzimatikoleh serum protease dapat menurunkan efektivitaskerja obat sehingga administrasi obat perludilakukan lebih sering. Formulasi obat denganliposom, mikrosfer, nanopartikel dan sistem koloidlainnya mampu meningkatkan stabilitas obat dalamsirkulasi dan menghindari penghapusan obatsecara cepat namun dinilai tidak mudahdiaplikasikan pada protein dan peptida. Untukmengatasi hal ini, teknik PEGylation, yaitumemodifikasi penghantaran obat menggunakanPEG, dapat dilakukan.

PEG merupakan polieter diol linier ataubercabang dengan karakteristik manfaat sepertibiokompatibilitas, solubilitas pada kondisi aqueousdan media organik, serta minim toksisitas.18 PEGterbuat dari gabungan etilene oksida yangterkonfigurasi linier atau bercabang denganberbagai berat molekul. Modifikasi PEG padapermukaan liposom dinilai efektif dalam mencegahuptake oleh RES dan tahan lama di sirkulasi.17

Gambaran Umum Artocarpus communis

Artocarpus communis, atau yang lebihsering disebut sukun di Indonesia, merupakantanaman famili moraceae yang tumbuh di dataranrendah yaitu sekitar 650 meter di atas permukaanlaut.29 Pada umumnya, pohon sukun berukuranlebar dengan diameter 1,2 meter dan tinggi 15—20meter.30 Sukun tergolong tanaman tropik sejatiyang tumbuh baik pada dataran rendah. Tanamanini dapat tumbuh di daerah basah maupun keringasalkan ada air dan aerasi tanah cukup.31

Di Indonesia, persebaran tanaman ini cukupmerata di semua daerah, terutama Jawa Tengahdan Jawa Timur. Mengingat penyebaran sukunterdapat di sebagian besar kepulauan di Indonesiadan jarang terserang penyakit yangmembahayakan, tanaman ini sangat mungkin untukdikembangkan.31

Artocarpus communis telah banyakdigunakan sebagai bahan obat-obatan tradisionalterutama bagian daun, getah, dan batangnya.30

Genus artocarpus diketahui mengandung banyakfitokimia, yaitu metabolit sekunder yang dihasilkanoleh banyak jenis tanaman. Sebagian besarmetabolit sekunder yang dikandungnya dalam

bentuk phenylpropanoid, seperti flavonoid danflavon.30

Sudah banyak penelitianterkait Artocarpuscommunis. Beberapa hasil penelitian tersebutmenunjukkan efek antiinflamasi, antifungalpotensial, immunomodulator potensial, angiotensin-converting-enzyme (ACE) inhibitor, aktivitasantioksidan dan protease inhibitor.37,38

Tinjauan Farmakologi Artonin E sebagai 5-LOXInhibitor

5-LOX adalah suatu enzim yang berperandalam deoksigenasi AA bebas dari biosintesis LT.Enzim ini berfungsi mengkatalisis perubahan wujuddari AA menjadi LTA4 dan asam 5-HPETE.21,39 LTmerupakan lipid mediator bioaktif yang diproduksidari leukosit aktif. Sebelumnya, LT telah dikenalsebagai senyawa yang breperan dalam prosesinflamasi dan penyakit alergi. Selain itu, 5-LOX jugadiketahui berhubungan dengan asma bronkial,alergi rhinitis, penyakit kulit akibat inflamasi, danartritis rematik.40

Pada penderita asma, LTC4 dan LTD4 yangsering disebut dengan CystLT, merupakanbronkokonstriktor yang memicu peningkatan sekresimukus di saluran pernapasan.41 5-LOX berperandalam metabolisme AA menjadi LTB4 yang dapatmenarik dan merangsang aktivasi dari netrofil,monosit, dan eosinofil serta memicu produksisitokin dan mediator proinflamasi.40 Penghambatan5-LOX akan mengurangi produksi CystLT sehinggamenghindari serangan asma. Hal ini terbukti dalampenggunaan CystLT1receptor antagonist untukmenghambat reaksi asma.21

Artonin E merupakan salah satu flavonoiddari Artocarpus communis yang sudah terbuktisecara in vivo dan in vitro mampu menghambatkerja enzim 5-LOX.42,43 Artonin E merupakan salahsatu senyawa flavonoid terprenilasi yang dapatditemukan pada kebanyakan tanaman Artocarpus(termasuk Artocarpus communis) terutama padabagian kulit batangnya.44Artonin E yang dikenaljuga dengan 5’-hydroxymurisin memliki formulamolekuler C25H24O7.45

Konstruksi dan Preparasi Nanoliposomal DryPowder Artonin E

Dalam upaya penatalaksanaan asma baikbersifat pencegahan maupun pengobatan,modalitas terapi yang memiliki efektifitas tinggi, efeksamping yang rendah serta harga yang terjangkaumerupakan kebutuhan utama yang menjadi pusatperhatian saat ini. Beberapa obat-obatan sepertibeta-agonist, kortikosteroid, methylxanthine telahterbukti memiliki efektifitas tinggi dalam menekanasma namun menimbulkan efek samping yangcukup tinggi pula seperti gangguan kardiovaskulardan sistem saraf pusat.46 Penggunaannanoliposomal dry powder berbasis senyawaartonin E merupakan suatu terobosan baru dalampenatalaksanaan asma dengan tujuanmeningkatkan bioavabilitas, specific targeting, danmeminimalisasi efek samping.

Nanoliposom merupakan struktur berbentukvesikular dan bersifat koloidal yang memiliki variasiukuran 100-200nm.47,48 Liposom sebagai pembawaobat tidak hanya dapat menghantarkan obat


P a g e | 53

dengan konsentrasi tinggi tetapi jugamemungkinkan obat tertuju pada sel atau organspesifik. Senyawa artonin E merupakan turunansenyawa flavonoid yang bersifat hidrofilik.49

Nanoliposom sebagai drug carrier yang kompatibeldengan obat hidrofilik sehingga cocok untukenkapsulasi artonin E.47 Hal yang menjadi pusatperhatian kemampuannya sebagai 5-LOX inhibitoryang memiliki peran signifikan dalam patogenesisasma. Penelitian yang dilakukan di UniversitasTokushima, Jepang menunjukkan bahwa artonin Ememiliki nilai Inhibition Concentration 50 (IC50)paling rendah diantara senyawa flavonoid lainnyaterhadap penghambatan kerja enzim 5-LOX secarain vitro.50

Penggunaan teknologi nanopartikel menjadisuatu solusi terbaik atas masalah sistempenghantaran modalitas ini. Liposom merupakannanopartikel yang telah teruji efikasi dankeamanannya. Nanosfer ini bersifat biodegradable,biokompatibel terhadap dua jenis obat, hidrofilikatau hidrophobik, dan non toksik.51 Nanoliposomtermodifikasi PEG telah terbukti meningkatkan efekfarmakokinetik dan farmakodinamik, yaitu denganmeningkatkan kelaruran dalam air, perlindunganterhadap degradasi enzimatik, mengurangi renalclearance, meningkatkan waktu paruh, danmenghindari reticuloendothelial system (RES)clearance.17,18

Proses ekstraksi dan isolasi artonin E darikulit batang Artocarpus communis dapat dilakukansesuai dengan penelitian sebelumnya olehPratangga (2013) yang telah melakukan penelitiandengan melakukan proses ekstraksi dan isolasiartonin E dari kulit akar Artocarpus rigida.Artocarpus communis dan Artocarpus rigidamerupakan tanaman dengan genus yang sama.Sebagian besar tanaman Artocarpus memilikikarakteristik dan kandungan fitokimia yang sama.49

Bahan tumbuhan berupa kulit batang Artocarpuscommunis awalnya dikumpulkan. Bahan tumbuhandibersihkan dan dikeringkan dibawah sinar matahariterlebih dahulu, kemudian digiling hingga berupaserbuk kulit batang.

Tahap pertama ekstraksi diawali denganproses maserasi. Serbuk kulit batang Artocarpuscommunis dimaserasi dengan 4 liter metanolselama 24 jam. Ekstrak metanol yang didapatdikeringkan dengan rotary evaporator pada suhu40o C untuk menghindari kerusakan bahan aktif.Pelarut hasil evaporasi kemudian digunakan untukmelakukan maserasi berulang terhadap ampasserbuk Artocarpus communis. Proses maserasi inidiulangi hingga tiga kali dan akhirnya diperolehhasil ekstrak metanol. Pemisahan senyawadiinisiasi melalui proses fraksinasi denganmenggunakan metode Kromatografi Vakum Cair(KVC). Ekstrak metanol difraksinasi dengan KVC(eluen n-heksana 100%; n-heksana : etil asetat =7:3 sampai dengan 0:10) dan menghasilkanbeberapa fraksi. Selajutnya dari hasil KVC tersebut,fraksi-fraksi yang memiliki Rf sama pada pelatKromatografi Lapis Tipis (KLT) digabung sehinggadiperoleh beberapa fraksi baru. Fraksi-fraksitersebut difraksinasi kembali dengan metode KVCdan kemudian diperoleh artonin E berupa serbukberwarna kuning.

Secara garis besar, mekanisme enkapsulasiartonin E dan nanoliposom menggunakan teknikthin film evaporation.Ekstrak artonin E,hydrogenated phosphatidylcholine (HSPC) dankolesterol dilarutkan dalam campuran metanol-kloroform (2:1) yang kemudian dilakukanhomogenisasi dengan pengadukan 100rpm selama30 menit pada suhu 65oC. Selama homogenisasiberlangsung, larutan tripolifosfat (TPP) 0,1%ditambahkan pada sistem dengan laju 1 mL/mnthingga interaksi muatan terbentuk. Pemberian TPPdilanjutkan hingga mendapatkan muatan zetapotensial sebesar -20mV dengan tujuanmeningkatkan efektifitas nanopartikel dalammenghantarkan artonin E.

Preparasi nanoliposom termodifikasi PEGdiinisiasi dengan melarutkan dispersi nanoliposomdengan PEG pada campuran metanol dankloroform (1:1). Kemudian dikeringkan denganrotary evaporator.

Dispersi nanoliposom termodifikasi PEGyang terbentuk pada pelarut organik dipanaskanpada suhu 65oC dengan menggunakan thermostatselama dua siklus pada 10.000 psi untukpengecilan ukuran. Selanjutnya, nanoliposomdisentrifugasi dengan kecepatan 35.000rpm padasuhu 20oC selama 20 menit. Kemudian, prosesformulasi nanoliposomal dry powder menggunakanmetode spray-drying.8,52 Hasil sentrifugasikemudian didispersikan dalam 200ml phosphate-buffered saline dengan kandungan 15mg/mlsukrosa, dan 10% glisin pada suhu ruangan (25oC).Pada saat proses spray-drying, bahan dipompa kedalam drying chamber pada spray-dryer dengansuhu inlet-outlet 120±5 dan 65-70 oC. Setelah itu,produk berupa nanoliposomaldry powder artonin E(NLDPAE) dikemas dengan kapsul hidroxypropylmethylcellulose (HPMC) berukuran 2 dan siapuntuk diadministrasikan.27,53,54

Gambar 1. Skematik preparasi NLDPAE

Mekanisme Administrasi dan Dosis PotensialNanoliposomal Dry Powder Artonin E

Jalur administrasi nanoliposom yang telahterbukti secara klinis maupun laboratorik mampumengantarkan artonin E dengan baik meliputiadministrasi intravena,55 inhalasi, topikal.56,57, danper-oral.16 Dengan mempertimbangkan alasan


P a g e | 54

efektivitas dan kenyamanan penggunaan, jalurinhalasi menjadi pilihan utama administrasiNLDPAE.Sejatinya, artonin E sebagai turunansenyawa flavonoid menunjukkan bioavabilitas danefikasi yang lebih baik jika diadministrasikan secaraoral dan topikal,40 akan tetapi dengan teknologinanoliposom sebagai carrier, menjadikan artonin Esebagai modalitas yang dapat dipertimbangkandalam penataksanaan asma spesifik 5-LOX.59

Bentuk sediaan untuk administrasi inhalasiyang digunakan adalah bentuk dry powder atauserbuk kering. Sediaan dry powder inhaler(DPI)sangat cocok digunakan untukpenatalaksanaan asma karena sediaan ini lebihramah lingkungan jika dibandingkan denganmetered dose inhaler (MDI) karena mengandungchlorofluorocarbon (CFC).60 Selain itu, DPImengatasi kesulitan dalam penggunaan MDI yangseringkali sulit menyelaraskan antara aktuasi alatinhalasi dan pernapasan.61

Metode administrasi lainnya yang patutdipertimbangkan adalah per-oral. Beberapapeneltian telah membuktikan efektifitasnanoliposom dapat diadministrasikan secara per-oral dan mampu mendistribusikan obat secarasistemik.62 Artonin E sebagai turunan senyawaflavonoid yang memiliki bioavabilitas yang rendahjika diadmnistrasikan secara oral.40 Kelemahanlainnya ditunjukkan oleh penelitian yang dilakukanoleh Weatherall dkk (2010). Terapi salmeterol oralsebagai modalitas asma telah dibuktikan dapatmeningkatkan frekuensi efek samping yang dimilikioleh obat tersebut.63

Tabel 1. Prenylflavon dan konsentrasi yangdibutuhkan untuk menghambat 50% 5-LOXdari leukosit babi (rata-rata ± SD, N = 30).50

No Senyawa IC50 (µM)1 Artonin E 0,36 ± 0,032 Cycloartobiloxanthone 1,1 ± 0,23 Artobiloxanthone 0,55 ± 0,24 Heterophyllin 0,73 ± 0,215 Artonin A 4,30 ± 0,56 Artonin B 1,0 ± 0,17 Morusin 2,9 ± 0,48 Cycloheterophyllin 1,6 ± 1,0

Penentuan dosis potensial yang disarankan,pada penelitian sebelumnya oleh Gala,dkk (1991)menunjukkan angka IC50 artonin E dalammenghambat 5-LOX yang diujikan pada leukositbabi ialah sebesar 0,36 μM (Tabel 1.).50 Angka IC50tersebut menunjukkan bahwa dengan konsentrasi0,36 μM dapat menghambat 50% 5-LOX. Jika 0,36μM dikonversikan dalam gram adalah sebesar 157μg. Oleh karena itu, dibutuhkan minimal kadarartonin E sebesar 157 μg dalam menghambat 50%5-LOX secara in vitro.50 Konversi dosis denganmenghitung Human Equivalent Dose (HED) dalamsatuan mg/kg berat badan. Dosis pada hewandikalikan dengan pembagian antara konstantaMichaelis (Km) hewan dibagi dengan Kmmanusia.64,65 Masing-masing nilai Km untukbabi/mini-pig(35) dan Km manusia dewasa(37).66Dengan perhitungan rumus HED, diperolehdosis potensial 0,1 mg/kg berat badan untuk sekaliadministrasinya.

Mekanisme Kerja Nanoliposomal Dry PowderArtonin E

Nanoliposom yang termodifikasi PEGmenunjang efektivitas zat aktif artonin E dalammenghambat kinerja enzim 5-LOX melaluikarakteristik farmakokinetik dan farmakodinamik.67

Nanoliposom memiliki efektifitas tinggi dalammenghantarkan senyawa hidrofilik seperti artonin E.Rentang zeta potensial -20 hingga -45 mVmenyebabkan drug loading capacity (DLC)nanoliposom artonin E mencapai 96%,68 sehinggamemberikan efikasi dan terdegradasinyananopartikel secara sempurna.68-70

Untuk semua sediaan inhalasi dosis yangditerima oleh pasien bergantung pada empat faktoryang saling berkaitan, yaitu profil dari formulasiobat, terutama sifat alir serbuk, ukuran partikel, daninteraksi zat aktif-zat pembawa; kinerja alat inhaler,termasuk pembentukan aerosol danpenghantarannya; teknik inhalasi yang benar untukdeposisi obat di paru-paru; dan laju pernapasan.71

Optimalisasi pengantaran obat melalu saluranpernapasan diperlukan partikel berukuran 2-5µm,sedangkan untuk efek sistemik ukuran partikelminimal 2µm.71 Hal ini menunjukkan bahwananoliposom sebagai nanopartikel pembawa obatyang dapat meningkatkan bioavabilitas obat yangdibawanya. Farmakokinetik NLDPAE meliputiproses absopsi, distribusi, metabolisme, danekskresi.72 Absorbsi NLDPAE yangdiadministrasikan secara inhalasi terjadi di paru-paru dengan bioavabilitas sistemik mencapai73%.73 Tingkat penyerapan yang tinggi akanmenunjang optimalisasi bioavabilitas NLDPAE.74

Kombinasi terhadap TPP meningkatkanstabilitas suhu, zeta potensial, dan memenuhisyarat untuk digunakan secara komersil.75

Nanoliposom terdistribusi menuju organ targetmelalui sirkulasi darah, menjaga stabilitas artonin Edengan sempurna selama proses distribusi.75

NLDPAE termodifikasi PEG mengurangi clearanceRES sehingga meningkatkan waktu paruh danwaktu edarnya untuk melepaskan zat aktif secaraadekuat serta membuat nanoliposom beredarselama berjam-jam dengan zat aktif tetapterenkapsulasi dengan baik.26 Nanoliposomselanjutnya mengalami metabolisme di ginjal67, danmengalami eliminasi secara efektif karena sifatnyabiodegradeable.

Tinjauan farmakodinamik dilihat dari responimun yang terjadi didalam tubuh. NLDPAEtermodifikasi PEG memiliki resistensi terhadap RESclearance dan reaksi opsonin yang dinsiasi olehkomplemen (C3a dan C3b), fibronectin, danimmunoglobulin (igG).26

Aktivasi 5-LOX disertai dengan prosesoksidasi yang merubah Fe2+ menjadi Fe3+.40 Prosesteraktivasinya 5-LOX terjadi pada sitosol leukosityang sebagian besar merupakan neutrofil.17

Keadaan ini yang dapat memicu 5-LOX berikatandengan 5-lipoxygenase activating protein (FLAP).40

5-LOX akan aktif berperan dalam sintesis LT jikaberikatan dengan FLAP yang berperan sebagai costimulator.40 Mekanisme aksi dari artonin E sebagai5-LOX inhibitordapat melalui tiga jalur yaitu (1)dengan mengurangi sisi aktif besi, (2) mengurangi


P a g e | 55

aktivasi LOOH, atau (3) mengganggu aktivitaselektron yang terlibat dalam siklus redoks besi.38,76

Terjadinya tiga jalur penghambatan tersebutmerupakan fokus utama artonin E sebagaicontrolled medication asma (lihat Gambar 2.).

Dapat diusulkan bahwa target terapiNLDPAE termodifikasi senyawa PEG ini adalahmenghambat katalisasi 5-LOX dalam mensintesisCysLT yang sejatinya berperan secara signifikandalam proses terjadinya asma. Aktivitas dari 5-LOXakan mengakibatkan sintesis CysLT terhambat dantidak ada aktivasi oleh CysLT1 yang berperan dalamproses bronkokonsrtiksi. CysLT memegangperanan penting dalam proses inflamasi padaasma, memicu eksudat plasma, dan 1000 kali lebihpoten dibandingkan histamin dalam reaksinya.17

Inhibisi yang dilakukan terhadap aktivitas 5-LOXoleh NLDPAE termodifikasi senyawa PEGdiharapkan akan mengontrol produksi CysLT yangberperan dalam patogenitas asma.

Gambar 2. Mekanisme kerja Artonin E

Analisis Manfaat

Penanganan asma hingga saat ini terbataspada peningkatan kualitas hidup pasien.Penanganan ini berupa pertolongan pertama saatserangan, obat kontrol jangka panjang dan obattambahan. Tujuan jangka panjang pengobatanasma adalah untuk mengontrol gejala, mengurangirisiko perburukan, serta meminimalkan efeksamping. Komunikasi antar dokter dengan pasienpun harus terjalin dengan baik mengingatkepatuhan pasien adalah faktor penentukeberhasilan terapi.

Sejauh ini inhaled corticosteroid (ICS)digunakan sebagai lini pertama penatalaksanaanasma. Meskipun dinilai efektif, penggunaan ICSdalam jangka waktu lama bepotensi menyebabkanefek samping sistemik seperti gangguanpertumbuhan, penurunan densitas mineral tulang,penipisan kulit dan katarak.77 Hal yang dapatdilakukan untuk menangani masalah di atas adalahdengan penggunaan obat yang berasal daritanaman, salah satunya adalah artonin E yangtergolong flavonoid dari tanaman Artocarpuscommunis.34

Artonin E yang menjadi modalitaspenatalaksanan asma akan dimodifikasi untukmeningkatkan efektivitasnya. Bahan ini memilikiIC50 yang sangat rendah yaitu 0,36 µM menjadikansenyawa ini sebagai penghambat 5-LOX yangpoten dan spesifik untuk mencegah reaksi asma.

Obat asma akan memiliki efek terapi yangoptimal jika terpusat pada paru-paru dalam dosisdan paruh waktu yang sesuai.23 FDP konvensionalmemenuhi kriteria tersebut kecuali waktu paruhnyayang relatif sebentar4 sehingga penggunaanliposomal FDP dinilai lebih baik karena waktu paruhobat menjadi lebih tinggi dan minim toksisitas. FDPini akan dihantarkan oleh DPI yang memilikikeunggulan dibanding pMDI. pMDI tidak dapatdigunakan untuk semua dosis obat sehinggapenggunaanya ditunjang oleh spacer, alat yangmenyediakan tambahan volume dosis obat.78

DPI merupakan salah satu jenisnanoliposom yang akan menjaga stabilitas obatdalam sirkulasi.79 Selain meningkatkan waktuparuh, obat liposomal berguna untuk mencegahdegradasi enzimatik. Ukuran nano dari obattersebut mencegah penghapusan obat secaracepat dari sirkulasi. Penambahan PEG akanmenambah lagi waktu paruh yang ada karenamemiliki fungsi yang sama dan ditunjang denganminimnya efek toksisitas.18

Ditinjau dari segi biaya, artonin E mudahdidapatkan dari kulit batang Artocarpus communis.Tanaman ini mudah ditemukan karena tumbuhmerata dan tersebar di seluruh Indonesia.29,31Dosis Potensial bahan ini secara teori relativerendah, yaitu 0,1 mg per kilogram. Hal inimenunjukkan artonin E sangat ideal untukdikembangkan karena efektif dan hemat dalampenggunaan. artonin E yang dibawa olehnanoliposom denagn modifikasi PEG ini diharapkanmampu menjadi pilihan controller medications yangtepat sasaran, bertahan lama dalam sirkulasi danminim toksisitas.

SIMPULAN

Berdasarkan analisis dan sintesis atasgagasan yang dikaji, dapat disimpulkan beberapahal sebagai berikut.

Metode ekstraksi yang dapat digunakanuntuk mendapatkan artonin E adalah denganmaserasi dan kemudian difraksinasi dengan KVChingga didapatkan artonin E dalam bentuk serbukberwarna kuning. Artonin E dipreparasi dalamsediaan dry powder dengan dosis terapi 0,1 mg/kgberat badan. NLDPAE kemudian siap untukdiadministrasikan.

Farmakokinetik NLDPAE dalam tata laksanaasma menjelaskan bagaimana perjalanan sediaanNLDPAE setelah diadministrasikan.Farmakodinamik NLDPAE menggambarkan efekbiologis yang ditimbulkan. Artonin E fokusmenghambat kerja enzim 5-LOX pada otot polosbronkus yang menstimulasi CysLT. BerkurangnyaCysLT diharapkan akan mencegah peradangansaluran pernapasan, sekresi mukus berlebih, danbronkokonstriksi.

Dalam hal sediaan, NLDPAE dengan bahanaktif artonin E sangat berpotensi untukdikembangkan menjadi pilihan terapi alternatifasma. Keunggulan artonin E yang mudah didapatdari kulit batang Artocarpus communis, harganyayang murah, serta dosis terapi yang rendahmenjadikan artonin E mampu menjawab


P a g e | 56

kekurangan-kekurangan dari terapi asma yangtelah ada.

SARAN

Artonin E telah diuji secara laboratorik danterukti memiliki efek inhibisi terhadap 5-LOX yangpoten dengan angka IC50 0,36 µM. Namun masihmembutuhkan penyempurnaan terkait evaluasiklinis lebih lanjut mengenai farmakokinetik danfarmakodinamik serta efektivitas dalam tata laksanaasma.

Selain itu, perlu dilakukan penelitian lebihlanjut terkait penentuan dosis terapi yang tepat,frekuensi administrasi, efek klinis, sertapengembangan artonin E ini dalampenatalaksanaan asma sehingga mampu menjadipilihan terapi asma.

Dan hal penting lainnya adalah perlunyasinergisme seluruh komponen akademisi,pemerintah, dan masyarakat untukmengembangkan bahan alami dari tumbuhan yangmelimpah di Indonesia dalam upayapengembangan dunia medis.

DAFTAR PUSTAKA

1. Akinbami LJ, et al. Trends in asthmaprevalence, health care use, and mortality inthe united states, 2001—2010. CDC2012;(94):1—8.

2. National Institutes of Health. Asthma.Bethesda: National Institutes of Health 2009.Available athttp://www.nhlbi.nih.gov/files/docs/public/lung/asthma_atglance.pdf[Diakses pada:December 8th 2014].

3. Kementerian Kesehatan Republik Indonesia.Jakarta Pusat: Kementerian KesehatanRepublik Indonesia 2013. Available athttp://www.litbang.depkes.go.id/sites/download/rkd2013/Laporan_Riskesdas2013.PDF[Diakses pada: December 8th 2014].

4. Asthma Australia. Asthma the basic facts.Queensland: Asthma Australia 2009. Availableathttp://www.asthmaaustralia.org.au/uploadedFiles/Content/About_Asthma/Resources/AABasicFactslowres.pdf [Diakses pada: December10th 2014].

5. Adams JY, Sutter ME, Albertson TE. Thepatient with asthma in the emergencydepartment. SPC 2011.

6. National Asthma Council Australia. Australianasthma handbook quick reference guide.South Melbourne: National Asthma CouncilAustralia 2014. Available athttp://www.asthmahandbook.org.au/uploads/AustralianAsthmaHandbookQuickReferenceGuide_Version1.0.pdf [Diakses pada: December11th 2014].

7. Bateman ED, et al. Global strategy for asthmamanagement and prevention: GINA executivesummary. Eur Respir J 2008; 31(1):143—78.

8. Lipworth BJ. Systemic adverse effects ofinhaled corticosteroid therapy. Arch InternMed 1999;159(9):941—55.

9. Barnes PJ. Inhaled corticosteroids. NHLI2010; (3): 514—40.

10. Nissly T, Prasad S. This asthma treatment hasa lasting side effect in children. FamilyPractice J 2013;62(9):500—02.

11. Kelly HW, et al. Effect of inhaledglucocorticoids in childhood on adult height. NEngl J Med 2012;367:904—12.

12. Werz O, Steinhilber D. Therapeutic options for5-lipoxygenase inhibitors. Pharmacology &Therapeutics 2006;112:701—18.

13. Lynch KR, et al. Characterization of thehuman cysteinyl leukotriene CysLT1 receptor.Nature 1999;399:789—93.

14. Back M. Functional characteristics ofcysteinyl-leukotriene receptor subtypes. LifeSci 2002;71:611—22.

15. Reddy GR, et al. A phenylflavone, artonin E,as arachidonate 5-lipoxygenase inhibitor.Elsevier 1991;41(1):115—18.

16. Buzea C, Pacheco I, Robbie K. Nanomaterialsand Nanoparticles: Sources and Toxicity.Biointerphases 2007;2(4):MR17—71.

17. Atyabi F, Farkhondehfai A, Esmaeili F,Dinarvand R. Preparation of pegylated nano-liposomal formulation containing SN-38: invitro characterization and in vivobiodistribution in mice. Acta Pharm2009;59:133—44.

18. Milla P, Dosio F, Cattel L. PEGylation ofproteins and liposomes: a powerful andflexible strategy to improve the drug delivery.Bentham Science 2012;13:105—19.

19. Global Initiative for Asthma (GINA). Globalstrategy for asthma management andprevention 2014. Available from:www.ginasthma.org

20. Holgate S. Pathogenesis of asthma. BlackwellPublishing Ltd 2008.

21. Montuschi P. Role of leukotrienes andleukotrienes modifiers in asthma.Pharmaceuticals 2010; 3: 1792-1811.

22. Werz O, Steinhilber D. Therapeutic options for5-lipoxygenase inhibitors. Pharmacology andTheraputics 2006.

23. Sveum R, et al. Institute for clinical systemsimprovement. Diagnosis and Management ofAsthma 2012.

24. Lammers T, Hennick WE, Storm G. Tumour-targeted nanomedicines: principles andpractice. British Journal of Cancer 2008;99:392—97

25. Buzea C, Pacheco I, Robbie K. Nanomaterialsand nanoparticles: sources and toxicity.Biointerphases 2007;2(4):MR17-71.

26. Patel G, et al. Nanoliposomal dry powderformulations. Methods Enzymol 2009.

27. Chougule M, Pandhi B, Misra A. Developmentof spray dried liposomal dry powder inhaler ofdapsone. AAPS PharmSci Tech 2008;9(1).

28. Telko MJ, Hickey AJ. Dry powder inhalerformulation. Respiratory Care2005;50(9):1209—27.

29. Kuete, et al. Antimicrobial activities of themethanol extract and compounds fromartocarpus communis (moraceae). BMC


P a g e | 57

Complementary and Alternative Medicine2011; 11:42.

30. Ragone D. Farm and forestry production andmarketing profile for breadfruit (artocarpusaltilis). In: Elevith, C. R. (ed.). Specialty Cropsfor Pacific Island Agroforestry. PermanentAgriculture Resource (PAR), Halualoa, Hawaii.2014. Tersedia di: http://agroforestry .net /scp

31. Ramadhani AN. Uji toksisitas akut ekstraketanol daun sukun (artocarpus altilis) terhadaplarva artemia salina leach dengan metodebrine shrimp lethality test (bst). FakultasKedokteran Universitas Diponegoro,Semarang 2009.

32. Jones, et al. Beyond the bounty: breadfruit(artocarpus altilis) for food security and novelfoods in the 21st century. EthnobotanyResearch and Applications 2011;9:129—49.

33. Wang Y, et al. Geranyl flavonoids from theleaves of artocarpus altilis. Phytochemistry2007; 68(9):1300—06.

34. Nomura T, Hano Y, Haida T. Isoprenoid-substituted flavonoid from the leaves ofartocarpus plants (moraceae). Heterocycles1998;47(2):1179—1205.

35. Trindade MB, et al. Structural characterizationof novel chitin-binding lectins from the genusartocarpus and their antifungal activity. BBA-proteins and Proteomics 2006;1764(1):146—52.

36. Amarasinghe NR, et al. Chemical constituentsof the fruits of artocarpus altilis. Biochemicalsystematics and Ecology 2008;36(4):323—25.

37. Somashekkar M, Nayeem N, Sonnad B. Areview on family moraceae (mulberry) with afocus on artocarpus species. World Journal ofPharmacy and Pharmaceutical Sciences2013;2(5):2614—21.

38. Sikarwar MS, et al. Natural indicator as asubstitute to synthetic indicator-adevelopmental approach. J App Pharm Sci2014;4(08):091—097.

39. Reddy G, et al. A prenylflavone, artonin E, asarachidonate 5-lipoxygenase inhibitor.Biochemical Pharmacology 1991;41(1).

40. Werz O. Inhibition of 5-lipoxygenase productsynthesis by natural compounds of plantorigin. Planta Med 2007;73:1331—57.

41. Werz O, Steinhilber D. Therapeutic options for5-lipoxygenase inhibitors. Pharmacology andTheraputics 2006.

42. Yonn JH, Baek SJ. Molecular targets ofdietary polyphenols with anti-inflammartoryproperties. Yonsei Med J 2005;46:585—96.

43. Kim HP, et al. Anti-inflammatory plantflavonoids and cellular actions mechanism. JPharmacol Sci 2004;96:229—45.

44. Hakim EH, et al. Prenylated flavonoids andrelated compounds of the Indonesianartocarpus (moraceae). Journal of NaturalMedicines 2008;60(3):161—84.

45. Compound Summary for CID5481962.Tersedia padahttp://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov//compound/5481962. Diakses pada 9 Januari 2015.

46. Katzung BG, Susan BM, Anthony JT. Basic &clinical pharmacology. 12th ed. San Fransisco:Lange Medical Publications2014.

47. Nilesh J, Ruchi J, Navneet T, Brham PG,Deepak KJ, Jeetendra B, et al.Nanotechnology: A safe and effective drugdelivery system. Asian Journal ofPharmaceutical and ClinicalResearch2010;3(3):2010.

48. Panyam J, Labhasetwar V. Biodegreadablenanoparticles for drug and gene delivery tocell and tissue. Adv Drug Deliv Rev2003;55:329—47.

49. Aliefman H. A prenylated flavone from theheartwood of Artocarpus scortechiniiKing (Moraceae). Indo J Chem2009;9(1):146—50.

50. Gala RR, et al. A prenylflavone, Artonin E, asarachidonate 5-lipoxygenase inhibitor.Biochemical Pharmacology 1991;41(1):115—18.

51. Bhowmik D, Chiranjib, Jayakar RM. Role ofnanotechnology in novel drug deliverysystem. Journal of Pharmaceutical Scienceand Technology 2009;1(1):20—35.

52. Chouqule MB, Padhi BK, Misra A. Nano-liposomal dry powder inhaler of AmilorideHydrochloride. J Nanosci Nanotechnol2006;6(9—10):3001—09.

53. Misra A, et al. Recent advances in liposomaldry powder formulations: preparation andevaluation. Expert Opin Drug Deliv2009;6(1):71—89.

54. Chan HK. Dry powder aerosol deliverysystems: current and future research direction.J Aerosol Med 2006;19(1):21—27.

55. Serwer LP, et al. Investigation of intravenousdelivery of nanoliposomal topotecan foractivity against orthotopic glioblastomaxenografts. Neuro Oncol 2011;13(12):1288—95.

56. Li C, et al. Preparation and characterization offlexible nanoliposome loaded with daptomycin,a novel antibiotic, for topical skin therapy. Int JNanomedicine2013;8:1285—92.

57. Kalantari H, Hemmati AA, Bavarsad N, RezaieA, Ahmadi S. Effect of topical nanoliposomesparomomycin on rats liver and kidney. NatPharm Prod 2014;9(4):1—8.

58. Gharib A, Faezizadeh Z. In vivo evaluation ofphysiological efficacy of insulin-loadednanoliposomes prepared for oral delivery.Physiol Pharmacol 2011;15(1):57—65.

59. Mignet N, Seguin J, Chabot GG. Bioavabilityof polyphenol liposomes: A challenge ahead.Pharmaceutics 2013;5(3):457—71.

60. Milala AS. Inhalasi serbuk kering sebagaisistem penghantaran obat pulmonary.Medicinus 2013;26(2):39—46.

61. Virchow JC, Crompton GK, Dal Nego R.Importance of inhaler devices in themanagement of airways disease. Respir Med2008;102(1):10—19.

62. Liang J, Wu W, Liu Q, Chen S. Long-circulating nanoliposome (LCNs) sustaineddelivery of baicalein (BAI) with desired oral


P a g e | 58

bioavability in vivo. DrugDelivery2013;20(8):319—23.

63. Weatherall M, Wijesinghe M, Perrin K,Harwood M, Beasley R. Meta analysis of therisk of mortality with salmeterol and the effectof concomitant inhaled corticosteroid theraphy.Thorax 2010;65:39—43.

64. Reagan-Shaw S, Nihai M, Ahmad N. Dosetranslation from animal to human studiesrevisited. FASEB J 2008;22(3):659—61.

65. Shin JW, Seol IC, Son CG. Interpretation ofanimal dose and human equivalent dose fordrug development. The Journal of KoreanOriental Medicine 2010;31(3):1—7.

66. Swindle MM, Makin A, Herron AJ, Clubb Jr FJ,Fraizer KS. Swine as models in biomedicalresearch and toxicology testing. VeterinaryPathology 2012;49(2):344—56.

67. Gabizon A, Shmeeda H, Barenholz Y.Pharmacokinetics of pegylated liposomaldoxorubicin: review of animal and humanstudies. ClinicalPharmacokinetics2003;42(5):419—36.

68. Tanima B, Susmita M, Ajay KS, KumarSharma R, Mairta A. Preparation,characterization, and biodistribution of ultrafinechitosan nanoparticles. Int JPharm2002;243(1-2):93—105.

69. Kato K, Koido M, Kobayashi M, Akagi T, IchikiT. Statistical fluctuation in zeta potensialdistribution of nanoliposomes measured byon-chip microcapillary electrophoresis.Electrophoresis 2013;34(8):1212—08.

70. Tseng LP, et al. Liposomes incorporated withcholesterol for drug release triggered by

magnetic field. Journal of Medical andBiological Engineering 2007;27(1):29—34.

71. Islam N, Gladki E. Dry powder inhalers (DPIs)- A review of device reliability and innovation.Int J Pharmaceutics 2008;360:1—11.

72. Chun W, Xiong F, Sheng Y. Carrier system forprotein delivery. Chinese ScienceBulletin2007;52(7):883—89.

73. Lipworth BJ. Pharmacokinetics of inhaleddrugs. Br J Clin Pharmacol 1996;42:697—705.

74. Rane YM, et al. Investigation on factorsaffecting chitosan for dissolution enhancementof oxcarbazapine by spray dried microcrystalformulation with an experimental designapproach. Drug Dev Ind Pharm2007;33:1008—23.

75. Leonarduzzi G, et al. Design and developmentof nanovehicle-based delivery system forpreventive or therapeutic supplementation withflavonoid. Curr Med Chem 2010;17(1):74—95.

76. Werz O. 5-lipoxygenase: cellular biology andmolecular pharmacology. Cuur Drug TargetsInflamm Allergy 2002;1:23—24.

77. Dahl R. Systemic side effects of inhaledcorticosteroids in patients with asthma.Respiratory Medicine 2006;100:1307—17.

78. Rubin BK, Fink JB. Optimizing AerosolDelivery by Pressurized Metered-DoseInhalers. Respiratory Care 2005;50(9):1191—1200.

79. Chougule M, Pandhi B, Misra A. Nano-liposomal dry powder inhaler of tacrolimus:Preparation, characterization, and pulmonarypharmacokinetics. International Journal ofNanomedicine 2007;2(4):675—88.


P a g e | 59

TINJAUAN PUSTAKAINHIBISI DISREGULASI MIKROGLIA MELALUI RECOMBINANT HUMAN GLIAL CELL LINE-DERIVED NEUROTROPHIC FACTOR (RH-GDNF) BERBASIS SUSPENSI NANOPARTIKEL

SEBAGAI TERAPI REMISI PENYAKIT BIPOLAR (BIPOLAR DISORDER)Ricardo Adrian Nugraha1, Michael Jonatan1, Rina Judiwati3

1Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga3Departemen Biologi Kedokteran dan Biomolekular FK Universitas Airlangga

ABSTRAK

Latar Belakang: Belum diketahuinya patofisiologi pasti penyakit bipolar membuat sulitnya menemukanterapi definitif. Terapi terkini terbatas pada obat simptomatik dengan efek samping tinggi. Teknologi terbaruberbasis imunologi coba dikembangkan untuk menginduksi remisi bipolar dengan efikasi yang tidak terhambatpenetrasi blood-brain-barrier. Tujuan: Mengetahui potensi suspensi nanopartikel dalam meningkatkanbioavailabilitas RH-GDNF untuk memperbaiki mikroglia dalam modulasi sistem imun pada area C2-C3hipokampus. Landasan Teori: Abnormalitas sitokin proinflamatori akibat disfungsi mikroglia pada hipokampusmenginduksi dilepaskannya neurotransmitter secara irreguler, menjadi dasar terjadinya episode manik-depresipada penyakit bipolar. Biopsi post-mortem pasien bipolar menunjukkan disfungsi mikroglia. Ini menjadi landasanaplikasi RH-GDNF sebagai stimulus regenerasi mikroglia dalam mempercepat remisi penyakit bipolar. Metode:Telaah pustaka berbasis suspensi nanopartikel RH-GDNF, mengkaji aktualitas sumber berdasarkanevidence-based medicine. Pembahasan &Diskusi: RH-GDNF merupakan protein rekombinan hasil rekayasa genetikaE.coli bentuk polipeptida homodimer, tidak terglikosilasi, mengandung 2x135 asam amino (Mr=30.360 Dalton).Setelah mencapai sel target, RH-GDNF memacu proliferasi astrosit dan mikroglia, memodulasi sistem imun padahipokampus. Dengan menekan sitokin pro-inflamatori, neurotransimitter otak akan dilepaskan secara reguler dankontinu, mempercepat remisi penyakit bipolar. Kesimpulan: RH-GDNF dapat mempercepatremisi bipolarberbasis akselerasi regenerasi mikroglia untuk modulasi sistem imun. Suspensi nanopartikel meningkatkan drug-deliverymenembus sawar darah-otak, menuju sel target dengan densitas dan muatan listrik yang sesuai.

Kata Kunci: Penyakit Bipolar, Mikroglia, Nanopartikel, RH-GDNF

ABSTRACT

Background. Nowadays, only symptomatic drugs with highly side effects are available for bipolar therapy.Recent technologies based on immunology have tried to develop potential treatment for bipolar remission,without disruption of penetration in blood-brain-barrier. Purpose. Knowing the potency of nanoparticlessuspensions in improving RH-GDNF bioavailability by improving microglia function to regulate immune system inC2-C3 region of hippocampus. Theoretical Basis. Proinflammatory cytokine abnormalities due to microgliadysfunction in hippocampus induces irregular release of neurotransmitter. Post-mortem biopsy of bipolar patientsshowed microglia dysfunction, becoming the cornerstone thinking of RH-GDNF application to accelerate theregeneration of microglia towards improving Quality of Life in bipolar patient. Methods. Systematic review basedon actual sources and evidence-based medicine. Result & Discussion. RH-GDNF is one of the engineeredE.coli recombinant protein in the form of polypeptide homodimer, not glycosylated, and containing 2x135 aminoacids (Mr=30,360 Dalton). After reaching the target cells, RH-GDNF stimulates proliferation of astrocytes andmicroglia, modulates pro-inflammatory cytokines,then neurotransmiitter will be released regularly andcontinuously, accelerating bipolar disease remission. Conclusions. RH-GDNF canaccelerate bipolar diseaseremission through the regeneration of microglia by modulating immune-system. Nanoparticles suspension canincrease effectivenessof drug-delivery system,allow drug particles penetrate blood-brain-barrier into the targetcells with specific density and electrical charge.

Keywords: Bipolar Disorder, Microglia, Nanoparticles, RH-GDNF

PENDAHULUAN

Penyakit bipolar adalah salah satugangguan jiwa berupa gangguan mood (suasanahati) dimana individu mengalami periode depresidan mania.1 Penyakit bipolar, disebabkan olehkelainan struktur dan fungsi otak secara genetik,mengakibatkan perubahan mood, energi, aktivitassecara dramatis yang berakibat padaketidakmampuan melakukan pekerjaan sehari-hari.2

Data yang diperoleh dari National Institute ofMental Health menunjukkan bahwa penyakit bipolarmerupakan salah satu penyakit kejiwaan yangcukup mengkhawatirkan. Data menunjukkan bahwa

3,9% dari populasi dewasa di Amerika Serikatpernah mengalami penyakit bipolar. Diantaranya,2,6% dari populasi dewasa tersebut mengalamipenyakit bipolar dalam 12 bulan terakhir. Dari kasusyang terjadi dalam 12 bulan terakhir, 82,9%diantaranya (2,2% dari populasi dewasa di AmerikaSerikat) dikategorikan mengalami severe bipolardisorder. Selain itu, penyakit bipolar rentanmenyerang orang dewasa muda (18-29 tahun)dengan prevalensi 5,9% dari total populasi dewasamuda di Amerika Serikat. Data juga menyebutkanbahwa penyakit bipolar paling banyak dialami olehorang berusia 25 tahun.3 Di dunia, prevalensipenyakit bipolar cukup tinggi, yaitu 1-6% dari


P a g e | 60

totalpopulasi dunia walaupun belum ada data pastikarena perbedaan perspesi mengenai terminologidan kesulitan diagnosis di masyarkat.4

Di Indonesia, angka prevalensi kejadianpenyakit bipolar masih belum dapat ditentukan. Halini disebabkan karena keterbatasannya fasilitasdalam menentukan penyakit bipolar, kurangnyamonitor kesehatan yang ada, dan masih adanyamispersepsi dalam terminologi dan diagnosis daripenyakit bipolar sehingga data pasti insidenpenyakit bipolar di Indonesia belum diketahui.Namun diyakini insidensi penyakit bipolar diIndonesia tidak jauh berbeda dengan insidensi didunia yakni sekitar angka 3-5% penduduk.5

Penyakit bipolar merupakan masalah seriusdalam hal penyakit kejiwaan.Gangguan kejiwaan inidiakibatkan oleh karena perubahan mood secaradramatis (depresi dan mania).Mania merupakankebalikan dari depresi. Dalam hal ini, maniadikaitkan dengan euforia, hiperaktif, tidak butuhkebutuhan untuk tidur dan ketidakmampuanindividu untuk menilai sesuatu dengan akal sehat.6Selain itu, menurut Jamison KR (2000), sebanyak25-50% dengan penyakit bipolar melakukanpercobaan bunuh diri paling tidak sekali dalamhidupnya.7 Hal ini juga dinyatakan oleh Bruno, dkk(2002) bahwa angka mortalitas penderita bipolar 2sampai 3 kali lebih tinggi dari populasi padaumumnya, dengan 10-20% penderita melakukanbunuh diri.4 Penyakit bipolar dapat menyebabkangangguan kehidupan sehari-hari pasien dankeluarga. Menurut Nauert (2009), 90% pasiendengan penyakit bipolar menemui kesulitan dalamkehidupan sosial mereka.8

Dalam mengatasi penyakit bipolar,diperlukan terapi yang baik. Saat ini, penyakitbipolar merupakan penyakit yang tidak dapatdisembuhkan, tetapi dapat dikontrol agar tidakterlalu mengganggu kehidupan sehari-hari. Terapisimptomatik yang telah dilakukan saat ini yaitupemberian mood stabilizer dan terapi psikologis,ECT(Electroconvulsive therapy), pemberian obattidur, dan suplemen herbal.2,6Dalam mengatasipenyakit bipolar, pemberian obat-obatan dapatberupa 3 macam, yaitu mood-stabilizers,atypicalantipsychotics, dan anti-depressants. Ketigaobat ini bekerja secara simultan dan salingmelengkapi.2 Menurut National Institute of MentalHealth, penggunaan obat-obatan ini cukupberperan dalam mengatasi penyakit bipolar yangada, sebanyak 38,8% penderita mengalamiperubahan ketika diberi pemberian obat-obatan.3Pengunaan obat-obatan ini berfungsi sebagai terapisimtomatik untuk menghilangkan/meredakan gejalapenderita ketika penderita mengalami episodedepresi dan atau manianya.9 Pun demikian, terapi

yang diberikan, baik secara medis dan psikis, masihbelum cukup dalam menangani penyakit bipolar.Survei yang dilakukan oleh National Institute ofMental Health menunjukkan hanya 38,8% daripenderita yang memperoleh terapi medis yangmengalami perubahan (18,8% dari total penderita),dan 39,2% dari penderita yang memperolehberbagai macam terapi (medis dan psikis) yangmengalami perubahan (21,8% dari total penderita).3Hal ini tentunya masih belum cukup mengingatbahwa usaha terapi yang dilakukan sampaisekarang belum maksimal, efektif dan efisien, sertabelum sebanding dengan risiko yang dapatditimbulkan oleh penderita penyakit bipolar padaperiode depresi dan/atau mania, seperti bunuh diri,euphoria, mengganggu ketenangan umum, danaktivitas lain yang merugikan.

Oleh karena itu diperlukan suatu inovasibaru dalam mengatasi gangguan bipolar (penyakitbipolar) yang lebih efektif dan efisien sehinggamampu bertindak sebagai terapi remisi dalampenyakit bipolar (penyakit bipolar).Karena itulah,makalah ini akan mencoba membahas mengenaipotensi pemanfaatan recombinant human glial cellline-derived (RH-GDNF) untuk inhibisi disregulasimikroglia dalam modulasi sitokin proinflamatorisebagai terapi remisi penyakit bipolar (penyakitbipolar). Penelitian yang dilakukan Frick, Williams,dan Pittenger (2013) menunjukkan bahwadisregulasi mikroglia dapat berakibat pada kelainankejiwaan seperti penyakit bipolar.10 Hal ini jugadidukung oleh penemuan bahwa abnormalitassitokin proinflamatori dapat mengakibatkan penyakitbipolar juga.11 Selain itu, untuk mencapai hasil yanglebih baik, dapat dipergunakan teknologinanopartikel yang mempunyai keuntungan dapatmenembus membran dengan mudah danmempengaruhi fisiologi sel dengan lebihbaik.Dengan demikian, diharapkan dengandimanfaatkannya RH-GDNF melalui teknologinanopartikel dalam mengatasi penyakit bipolarmampu memberikan jawaban dan inovasi baruterapi penyakit bipolar yang lebih efektif dan efisien,sehingga mampu bertindak sebagai terapi remisidalam penyakit bipolar. Harapannya, angkakejadian periode depresi dan atau mania, danresiko yang ditimbulkan ketika terjadinya periodedapat ditekan dan diminimalisasi dengan inhibisidisregulasi mikroglia melalui recombinant humanglial cell-line derived neurotrophic factor (RH-GDNF) dalam modulasi sitokin proinflamatorisebagai terapi remisi penyakit bipolar (bipolardisorder) melalui teknologi nanopartikel.

METODE PENULISAN


P a g e | 61

Penulis menggunakan metode deskriptifanalisisdengan cara mendeskripsikan fakta-faktayang diperoleh dari penelusuran artikel, kemudiandisusuldengan analisis, tidak semata-matamenguraikan, melainkan jugamemberikanpemahaman dan penjelasansecukupnya. Penulis melakukan pendekatanterhadap masalah yang akan diteliti dengan metodekualitatif, menghimpun dan menganalisis dokumen-dokumen yang diperoleh, baik dokumentertulis,gambar maupun dokumenelektronik.Landasan teori dimanfaatkan penulissebagai pemandu agar fokus penelitian sesuai

dengan fakta di lapangan. Adapun teknikpengumpulan data dengan caramenggunakan katakunci Bipolar Disorder, Microglia, Nanoparticles,dan RH-GDNF yang dilakukan pada databasejurnal seperti Pubmed, EBSCO, dan Sciencedirect.Kriteria inklusi meliputi penelitian RandomizedControl Trial, Cohort Study, dan Case ControlStudy, serta data epidemiologi yang diakui olehDepartemen Kesehatan negara yang bersangkutan.Kriteria ekslusi meliputi penelitian post-mortem,Animal Trial dan Non-Randomized Control Trial,serta penelitian yang pertama dipublikasi lebih dari10 tahun yang lalu. Dalam pencarian elektronik,didapatkan 120 referensi, dimana berdasarkankriteria inklusi dan eksklusi, didapatkan 48 referensiyang memenuhi syarat. Adapun kekuranganreferensi dari media elektronik diperoleh daritambahan referensi yang berasal dari buku-buku,literatur ataupun disertasi cetak.

PEMBAHASAN

Mikroglia, sel imun dalam otak, didapatkandari sel yang mempunyai kecenderungan untukberdiferensiasi menjadi sel-sel darah (pluripotenthematopoietic stem cell).10 Mikroglia merupakanmakrofag yang berada pada lokasi parenkim sistemsaraf pusat dan memiliki fungsi yang berbedadibanding makrofag otak lainnya seperti makrofagmeningen (selaput membran otak) dan makrofagperivaskular.16

Selain sebagai sel imun, mikroglia memilikiperanan penting dalam formasi sinaps, termasuk

sebelum dan esudah sinaps sel saraf. Mikrogliajuga berperan dalam menjaga keseimbangan dariCNS (Central Nervous System), serta dalam prosesbelajar dan mengingat.20 Bahkan menurut Frick etal (2013), mikroglia juga memiliki peran dalampengembangan sinapsis selama embryogenesisdan neurogenesis (proses dihasilkannya neurondari stem cell dan progenitor cell).10 Menurut Blankdan Prinz (2012), banyak kelainan psikiatri danneurologis yang berkaitan erat dengan mikroglia,walaupun mikroglia hanya mencakup ≤10% daritotal sel otak. Di antaranya adalah kejadiandeteriorasi kognitif pada pasien skizofrenia, paska

stroke penyumbatan, dan cerebral palsy.20

Mikroglia mempunyai 2 keadaan, (1) diamketika dalam kondisi normal dan (2) kondisi aktifketika ada pathogen atau ada kerusakan sel sarafatau ada puing-puing sel asing (debris).10 Dalamkondisi diam, mikroglia mempunyai fungsi untukmembersihkan bangkai yang dapat mengganggusel saraf. Mikroglia dalam otak yang berkembangmempunyai reseptor bangkai yang dapatmenginduksi terjadi proses penyingkiran dari sel-selneokorteks yang mati.16 Hal ini jugalah yangmempengaruhi proses mikroglia dalam prosesbelajar dan mengingat.20 Dalam kondisi aktif,mikroglia akan melepaskan berbagai variasi sitokindan sinyal-sinyal lain20, selain itu mikroglia jugamengekspresikan berbagai reseptor di membraneselnya.16 Mikroglia juga disebut sumber dan targetdari sitokin.21 Hal ini dikarenakan mitokondriamemproduksi sitokin dan juga memiliki reseptorsitokin di membrane selnya.

Sedangkan sitokin proinflamatori mempunyaiperanan yang sangat penting dalamneuroplastisitas (kemampuan otak dalammelakukan reorganisasi dalam bentuk adanyainterkoneksi baru pada saraf).11 Dalam keadaanaktivasi yang berlebihan dan durasi panjang, sitokindapat membangkitkan abnormalitas yangmenyebabkan gangguan kejiwaan seperti penyakitbipolar, skizofrenia, dan berbagai gangguan mentalorganik.22 Abnormalitas aktivasi sitokin dapatmenyebabkan hilangnya faktor neurotrofik,penurunan neurogenesis, meningkatnya aktivasi

Gambar 1. Interaksi antara mikroglia dengan sel otak20


P a g e | 62

glutaminergik, ROS, induksi apoptosis pada astrositdan oligodendrosit, dan deregulasi dari interaksi gliaatau saraf.11 Selain itu, menurut penelitian yangdilakukan De Simoni dan Imeri, kadar sitokin yangberlebihan dapat mengakibatkan terjadinyaperubahan proporsi dari neurotransmitter yangberada di dalam otak (seperti dopamine, serotonin,glutamat, dan norepinefrin).23 Dalam penyakitbipolar, khususnya pada episode akut, ditemukanmeningkatnya kadar sitokin proinflamatori dalam selotak dibanding orang normal. Selain itu jugaterdapat abnormalitas dari variasi sitokin dankemokin lain yang berbeda dengan orang normal.11

Pada penyakit bipolar, dapat disimpulkanbahwa peningkatan yang bermakna pada sitokinproinflamatori khususnya IL-4 dan IL-6 yangmerupakan produk dari polarisasi sel T naif menjadiTh2 dalam kondisi patologis pada sistem sarafpusat, mengakibatkan dilepaskannyaneurotransmitter glutaminergik dankatekolaminergik (termasuk dopaminergik danserotonergik) dalam jumlah besar pada kondisimania dan dilepaskanya TNF- α pada kondisidepresi.

Berbagai masalah psikiatri yang ditimbulkanakibat hiperaktivitas sitokin proinflamatori padaotak, diketahui diawali dari disfungsi mikroglia.Adapun disfungsi mikroglia akan melepaskan

neurotransmitten secara ireguler, menyebabkanterjadinya letupan afek yang tidak stabil. Olehkarena itu, Recombinant Human-Glial Cell LineDerived Neurotropic Factor (RH-GDNF), suatuprotein buatan yang mengandung faktor neurotropikyang diperoleh dari sel glial, coba dikembangkanuntuk memperbaiki fungsi mikroglia melaluimodulasi keseimbangan sitokin. RH-GDNF yangdimaksudkan penulis diekspresikan melaluiteknologi rekombinan DNA yang memakai plasmidEscherichia coli dalam pembuatannya.24

Dalam tubuh, GDNF mempunyai banyakfungsi yang menguntungkan. GDNF merupakanfaktor neurotrofik, yaitu faktor yang menunjangkelangsungan hidup di sel otak.24. Melalui berbagaipenelitian yang dilakukan, telah dibuktikan secarapenelitian melalui otak tikus bahwa GDNFmempunyai efek melindungi sel saraf terhadapracun 6-hidroxydopamine.25. Selain itu, menurutConnor et al (2001), pemberian GDNF dapatmelindungi terjadinya degenerasi neuron daridopamin.26 Selain itu, dengan diberikannya GDNF

pada lokasi spesifik yang berada di otak, sepertipada bagian tengah otak (nigra) dan striatum, dapatmendukung kelangsungan hidup dari dopamin padasel saraf dan pertumbuhan sel-sel saraf khususnyaakson berkaitan dengan peran sinaptogenesisnya.27

RH-GDNF (Recombinant Human Glia Cell-Derived Neurotrophic Factor) merupakan proteinbiomaterial aktif yang didapatkan daripengembangan kultur sel punca yang mengalamipurifikasi tingkat lanjut dengan ekstraksi danmembuang berbagai partikel-partikel non-fungsional, untuk meminimalisasi terjadinyapotensiasi antibodi karena imunogen yang mungkindikenali oleh imunoglobulin resipien.36 RH-GDNFmerupakan produk purifikasi hasil rekayasagenetika E.coli yang dibuat menyerupai GDNF aslipada otak manusia, dengan perubahan padajumlah asam amino (2x135 kodon) serta residu lisinyang meningkatkan berat molekulrelatif.Recombinant Human Glia Cell-DerivedNeurotrophic Factor (RH-GDNF) merupakan salahsatu faktor neuroprotektor untuk meningkatkansurvival beberapa populasi neuron di berbagai regiootak secara berbeda, khusunya area hippocampusdan amygdala. Beberapa penelitian menggunakanimunoblotting dan imunohistokimia ditambahanalisis konfokal menunjukkan adanya pengaruh

administrasi RH-GDNF pada otak tikus yangdiinduksi dengan N-metil-D-aspartat, khususnyapada regio : (1) subregional hippocampal terlibatpada terjadinya excitotoxicity, (2) beberapa selhipokampus yang dikenali lewat identitas sebagaisel responsif terhadap GDNF, (3) jalur transduksisinyal yang terlibat dalam pelindung saraf yangdimediasi GDNF dalam hipokampus.37

Beberapa dekade terakhir, penelitian telahdikhususkan untuk menemukan faktor neurotrofinsebagai kandidat neuroprotektor danneuroregenerator untuk mengatasi beberapapenyakit neurodegeneratif melalui mekanismemeningkatkan kelangsungan hidup neuron,meningkatkan pertumbuhan neuritik, dandiferensiasi dari beberapa populasi neuron secaraselektif. Dengan kriteria di atas, salah satu kandidatfaktor neurotrophins itu adalah RH-GDNF yangmemiliki spektrum aktivitas modulasi mikroglia danpopulasi neuron, tidak terbatas pada kriteriaaktivitas trofik yang signifikan seperti diutarakan di

Gambar 2. Jalur transduksi berkaitan dengan pensinyalan sitokin11


P a g e | 63

atas, tetapi juga pada berbagai populasi saraf darisistem saraf pusat dan perifer.

RH-GDNF adalah salah satu modifikasikeluarga ligan GDNF yang terdiri dari empat faktorstruktural terkait neurotropik – yaitu GDNF itusendiri, neurturin, artemin, persephin – yang dapatmembangkitkan sinyal melalui reseptormultikomponen yang terdiri dari reseptortransmembran tirosin kinase Ret (bekerja secaraberulang selama transfeksi) danglycosylphosphatidylinositol afinitas tinggi (GPIprotein), serta reseptor α pada keluarga GDNF 1-4(GFRα1-4) . Meskipun ada interaksi yang belumjelas dengan pasangan yang berbeda ligan, yaituGFRαs, namun interaksi RH-GDNF dengan salahsatu molekul koreseptor tersebut menjadi targetuntuk masing-masing ligan, dimana RH-GDNFmenjadi pilihan yang ideal untuk afinitas liganterhadap reseptor utama, GFRα1.38

Penelitian invitro telah menunjukkan bahwaGDNF mengikat GFRα1 yang dihasilkan olehkompleks Ret, melalui aktivasi dimerisasi danautofosforilasi pada residu tirosin sitoplasmatertentu, sehingga memulai sejumlah jalurintraseluler dari hilir menuju hulu.37 Di sisi lain, jalurRet yang independen terhadap ligan GDNFmelibatkan asosiasi GFRα-1 dengan isoform p140NCAM dari molekul adhesi sel saraf (NCAM) danaktivasi berikutnya oleh Fyn kinase dan Tyrkinasse, telah ditunjukkan juga untuk meregenerasijumlah dan aktivitas sel glial primer dan neuron.

Pada dekade ini, sejumlah besar penelitianmenunjukkan bahwa RH-GDNF menyediakanneuroprotektor kuat pada hewan dengan modelpenyakit Parkinson, degenerasi motor neuron,iskemik otak, dan kejang sistem limbik. Lebihpenting lagi, aplikasi klinis dari RH-GDNF untukpengobatan penyakit bipolar pada manusia saat inisedang dalam evaluasi. Peran mikroglia yangdilindungi oleh RH-GDNF dalam penyakitneuropsikiatri dan neurodegeneratif terlihat padapopulasi neuron dopaminergik di sistem limbik danhipotalamus, noradrenergik pada neuron locuscoeruleus, sel Purkinje serebelum, neuronkolinergik otak basal ganglia, serta neuron sensorikdan otonom saraf perifer.38

RH-GDNF memiliki spesifikasi sel reseptorpada area tertentu di otak manusa, sepertihippocampus, daerah limbik yang krusial terlibatdalam proses pembelajaran dan memori. Selain itu,wilayah ini menunjukkan ciri khas memiliki populasineuron yang menampilkan kerentanan diferensialuntuk beberapa rangsangan neurodegeneratif.39

Data yang diperoleh dari penelitian invivomenunjukkan bahwa GDNF dan reseptornyamenurun signifikan pada hipokampus pasiendengan stroke, cedera otak traumatik, atau multiplesclerosis - menginduksi terjadinya kejang dangangguan afektif/emosional secara signifikan akibatdari gangguan neurotransmitter.

Upaya untuk meningkatkan GDNF danreseptor pada hipokampus telah dicoba melaluiekspresi mRNA dari GDNF di area sistem limbik.Penelitian invitro telah membuktikan manfaatpeningkatan GDNF dalam melindungi potonganhipokampus dan korteks procencephalon terhadapaktivasi toksik dari N - methyl - D - aspartate

(NMDA) reseptor, di mana aplikasi RH-GDNFmengurangi jumlah NMDA reseptor yangmenyebabkan influks ion kalsium. Studi inimenunjukkan potensi eksitotoksik akibat induksiNMDA sebagai salah satu penyebab terjadinyapeningkatan metabolisme yang mempercepatapopotosis dan disfungsi mikroglia, walaupun jalursinyal yang terdapat di dalamnya sulit dipahami.

Dalam penelitian dengan menggabungkanWestern blotting, immunofluorescence, dan analisiskonfokal pada tikus Organotypic Hippocampal SliceCulture (OHSC), klinisi mencoba menyelidikimekanisme sinyal intraseluler yang dipicu olehpaparan RH-GDNF akut atau kronis dalam regioyang berbeda dari hippocampus. Kemudian,digunakan NMDA digunakan sebagaineurotoksisitas di OHSC sebagai modeleksperimental untuk area hipokampus yangberbeda. Akhirnya, dapat diketahui bahwa tropismeRH-GDNF ada pada beberapa area tertentu yangtelah diberikan identitas sebagai sel neuron dihipokampus, hipotalamus, globus pallidus. Dari sinidapat disimpulkan bahwa tidak semua area di otakmemberikan respon terhadap stimulus RH-GDNFmaupun NMDA-induced neurodegeneration, hanyabeberapa area spesifik saja yang merespon. Hal initentu menguntungkan karena administrasi RH-GDNF secara spesifik menuju sel target dapatmengurangi efek samping dan potensi toksisitassistemik yang terjadi pada area lainnya.40

Gambaran histopatologis sel hipokampusyang diberikan RH-GDNF maupun N-methyl-D-aspartate (NMDA) dapat dievaluasi lebih lanjutdengan imunoblotting, imunohistokimia, dananalisis konfokal. Dalam irisan hipokampus, RH-GDNF bertindak melalui aktivator reseptor tirosinkinase, Ret, tanpa melibatkan jalur yang dimediasiNCAM. Kedua Ret dan fosforilasi ERK terutamaterjadi di daerah CA3 hipokampus di mana duaprotein (RH-GDNF dan NMDA) diaktifkan secarabersama-sama di sel target lokal. RH-GDNFmemiliki potensi melindungi area CA3 denganpotensi yang lebih besar daripada CA1 terhadappaparan NMDA. Efek neuroprotektor RH-GDNF inimemiliki keistimewaan, sebagaimana dinilai olehpewarnaan Neun. Dengan kemampuan RH-GDNFmelindungi saraf dari kerusakan akibat NMDA,maka neurotransmitter dapat dilepaskan secaraperiodik tanpa ada gangguan rangsangan darieksternal untuk kasus penyakit bipolar. Hal inidikaitkan dengan peningkatan yang signifikan dariRet fosforilasi di area CA3 dan CA1 darihipokampus.39 Sehingga dari berbagai sumber yangada dapat disimpulkan bahwa RH-GDNF pada tikuspercobaan menunjukkan bahwa CA3 dan CA1hipokampus adalah daerah yang sangat responsifterhadap aktivasi Ret terinduksi GDNF. Denganadanya responsitas CA3 dan CA1 hipokampusterhadap RH-GDNF, maka aktivitas neuroprotektorini akan melindungi stabilitas pelepasanneurotransmitter pada hipokampus dan sistemlimbik dari paparan bahan-bahan eksitotoksikseperti NMDA, menjamin neurotransmitterdilepaskan tidak berlebihan dan menyebabkanpasien penyakit bipolar terlindung dari episodemanik dan depresi berlebihan.41


P a g e | 64

Suspensi nanopartikel yang terbuat daribahan Poly-butyl cyanoacrylate dan dilapisi denganpolisorbat 80 (Tween 80) memungkinkanpengangkutan sejumlah obat dan ligan termasukRH-GNDF dalam melintasi sawar darah otak(Blood-Brain Barrier) ke regio-regio otak maupuncairan serebrospinal setelah injeksi intravena.Beberapa obat intravena telah diuji cobabioavailabilitasnya dengan suspensi nanopartikel,antara lain termasuk dalargin hexapeptideendorphin, kytorphin dipeptide, loperamide,tubocurarine, doxorubicin, dan NMDA reseptorantagonis MRZ 2/576 dan MRZ 2/596.42

Diyakini melalui berbagai percobaan, setelahmengikat partikel berlapis polisorbat, RH-GDNFmemiliki drug-delivery tidak jauh berbeda denganobat lainnya yang dipamerkan melalui efek regulasimikroglia dan neurotransmitter otak, denganbioavailabilitas tergantung dosis setelah injeksiintravena sebagaimana ditentukan oleh tail-flickserta dengan uji hot plate. Efek ini disertai denganreaksi Straub dan mampu secara efektifdihantarkan menuju sel tarhet, menunjukkan bahwapenghantaran melalui suspensi nanopartikelpolisorbat (polibutil sianoakrilat) memiliki efeksentral langsung dengan efek samping perifer yangminimal.

Beberapa percobaan pada tikusmenunjukkan fakta bahwa perfusi otak tikus denganobat-obatan IV yang terikat pada nanopartikeldilapisi polisorbat dapat diamati pada sel neurondari tikus dengan nanopartikel tapi tidak dengankontrol. Hasil lain yang sangat menarik diperolehdengan percobaan menggunakan antagonis NMDA- reseptor MRZ 2/576 dan MRZ 2/596. Penggunaansuspensi nanopartikel pada obat antikonvulsan inidapat mempersingkat onset on action MRZ 2/576dari 300 menit menjadi 30 menit, dan transportasi /penetrasi menembus sawar darah otak (BBB) dariMRZ 2/596 diaktifkan setelah injeksi intravena.43

Injeksi intravena polisorbat 80 yang dilapisinanopartikel untuk transportasi doxorubicin (5 mg /kgBB) mencapai perfusi otak dengan sangat tinggidari 6 mg/g jaringan otak sementara pada kontrol,baik dengan nanopartikel uncoated maupun solusidoxorubicin dicampur dengan polisorbat , tidakmencapai deteksi analitis batas 0,1 mg/g jaringanotak. Selain itu, eksperimen tikus denganglioblastoma multiforme yang sangat agresifmenunjukkan kelangsungan hidup jangka panjangselama 6 bulan dari 40 % dari tikus setelah injeksiintravena doxorubicin berlapis polisorbat 80 -suspensi nanopartikel (3 x 1,5 mg/kgBB).42

Penelitian pada berbagai hewan dengan obat-obatan yang bervariasi menunjukkan remisi yanglebih cepat, mortalitas yang lebih rendah, danperbaikan jaringan otak pada investigasi histologis.Mekanisme transport obat melintasi blood brainbarrier dengan suspensi nanopartikel inimemerlukan penjelasan lebih lanjut. Mekanismeyang paling mungkin saat ini tampaknya melaluiserapan endositosis oleh sel-sel endotel kapilerotak diikuti oleh pelepasan obat dalam sel endoteldan difusi ke dalam otak atau transitosis. Serapanendositosis dari nanopartikel dilapisi polisorbat lebihbaik dibandingkan partikel uncoated melalui

beragam percobaan dengan sapi, murine, tikus,dan sel endotel kapiler otak manusia.44

Mekanisme Kerja Suspensi RH-GDNFCoated Polisorbat Berbasis Nanopartikel untukStabilisasi Mooddiperankanoleh derivatnya, yaituneurturin (NTN), artemin (ART), dan persephin(PSP), dimana ketiganya merupakan liganneurotropik potensial sebagai imunomodulator dihipokampus.41 Ligan-ligan ini membentuk sub-kelompok yang berperan menyerupai TGF-βsuperfamili. Faktor-faktor ini terlibat dalammeningkatkan survival rate neuron dan sel glia dihipokampus, mengerahkan sekresi neurotransmittermelalui reseptor spesifik. Dengan dilepaskannyaneurotransmitter dopamin dan serotonin secarareguler, maka aktivitas afektif seorang pasienbipolar. Sesuai dengan mekanisme kerjanya,suspensi nanopartikel dari RH-GDNF mampumelalui sawar darah otak dengan coated polisorbat(polibutil sianoakrilat) yang kemudian langsungbekerja pada reseptor khusus dalam sistem limbik,hipotalamus, basal ganglia, pineal, nukleussuprachiasma dan beberapa regio tertentu.48

SIMPULAN

Apopotosis berlebihan mikrogliamenginduksi dilepaskannya sitokin proinflamatori.Sitokin masuk cairan serebrospinal menujuhipotalamus, hipofisis, sistem limbik, dan globuspallidus. Sitokin (IL-4, IL-6, TNF α) menyebabkandisregulasi pompa Na+/K+ ATPase sehingganeurotransmitter gagal dilepaskan secara teratur.Akibatnya, perubahan afektif terjadi berlebihandengan episode manik dan depresi.Efektivitas RH-GDNF dalam terapi penyakit bipolar diperoleh daripotensinya meningkatkan proliferasi mikroglia danmenghambat apopotosis mikroglia. RH-GDNFmelalui kemampuan neuroregenerasinya dapatmemperbaiki pelepasan neurotransmitter secaraberkala, sehingga mempercepat tercapainya remisidan eutimia pada pasien dengan penyakitbipolar.Berbagai bukti menunjukkan bahwa RH-GDNF mempunyai hasil yang menjanjikan sebagaiterapi masa depan penyakit bipolar, skizofrenia,obsesif-kompulsif, dan siklotimia. Suspensi coatedpolisorbat (polibutil sinaoakrilat) dengan densitasnano dapat meningkatkan uptake partikel RH-GDNF melalui endositosis sel endotel. Perubahanlipofilisitas partikel suspensi menyebakan transitosisRH-GDNF keluar dari sel endotel menuju cairanserebrospinal, mencapai sel target pada regioCA3/CA1 hippokampus. Dengan efektifitas menujusel target, diharapkan efikasi dapat tercapai denganefek samping minimal.

DAFTAR PUSTAKA

1. Centers for Disease Control and Prevention.2013. Atrieved athttp://www.cdc.gov/mentalhealth/basics/mental-illness/bipolar.htm (accessed 18 November2013)

2. National Institute of Mental Health. NIMH 2012.Bipolar Disorder.http://www.nimh.nih.gov/health/topics/bipolar-


P a g e | 65

disorder/index.shtml (accessed 18 November2013)

3. National Institute of Mental Health. NIMH.Statistics . Bipolar Disorder Among Adults.http://www.nimh.nih.gov/statistics/1bipolar_adult.shtml (accessed 18 November 2013)

4. Bruno Muller-Oerlinghausen, Anne Berghofer,Michael Bauer. Bipolar Disorder. The Lancet2002;359: 241-7.

5. DepartemenKesehatanRepublik Indonesia.Psikososial.http://www.depkes.go.id/downloads/Psikososial.PDF (accessed 18 November 2013)

6. Belmaker RH. Medical Progress BipolarDisorder. The New England Journal ofMedicine 2004;351: 476-86.

7. Jamison KR. Suicide and bipolar disorder.Journal of Clinical Psychiatry 2000;61(9): 47-51.

8. PsycCentral. Bipolar Disorder Affects DailyLife.http://psychcentral.com/news/2009/04/20/bipolar-disorder-affects-daily-life/5419.html(accessed 18 November 2013)

9. Belmaker RH. Treatment of BipolarDepression. The New England Journal ofMedicine 2007;356(17): 1771-1773.

10. Frick LR, Williams K and Pittenger C. MicroglialDysregulation in Psychiatric Disease. Journalof Clinical and Developmental Immunology2013; 2013;

11. Brietzke E, Stabellini R, Grassi-Oliveira R, andLafer B. Cytokines in Bipolar Disorder RecentFindings, Deleterious Effects But Promise forFuture Therapeutics. The International Journalof Neuropsychiatric Medicine 2011;16: 921-926.

12. American Academy of Child and AdolescentPsychiatry. Psychosis.http://www.aacap.org/AACAP/Families_and_Youth/Glossary_of_Symptoms_and_Illnesses/Psychosis.aspx(accessed 20 November 2013)

13. National Institute of Mental Health. BipolarDisorder. AmerikaSerikat: National Institute ofHealth; 2009.http://www.nimh.nih.gov/health/publications/bipolar-disorder/nimh-bipolar-adults.pdf (accessed19 November 2013)

14. Potash JB, Toolan J, Steele J, Miller EB, PearlJ, Zandi PP, Schulze TG, Kassem L, SimpsonSG, Lopez V, MacKinnon DF, McMahon, FJ.The Bipolar Disorder Phenomenon Database:A Resource for Genetic Studies. The AmericanJournal of Psychiatry 2007;164: 1229-1237.

15. Yildiz-Yesiloglu A, Ankerst DP. Neurochemicalalterations of the brain in bipolar disorder andtheir implications for pathophysiology: Asystematic review of the in vivo protonmagnetic resonance spectroscopy findings.Progress in Neuro-Psychopharmacology &Biological Psychiatry 2006;30: 969-995

16. Rock RB, Gekker G, Hu S, Sheng WS,Cheeran M, Lokensgard JR, Peterson PK.Role of Microglia in Central Nervous SystemInfections. American Society for MicrobiologyJournals 2004;17(4): 942-964.

17. Hertz L, Song D, Li B, Yan E, Peng L.Importance of `inflammatory molecules', butnot necessarily of the mechanisms of action ofanti-bipolar drugs. Neural Psychiatry BrainResearch 2013.

18. Belmaker RH. Bipolar Disorder. The NewEngland Journal of Medicine 2007;356: 1773-1777.

19. National Institute of Mental Health.Psychotherapies.http://www.nimh.nih.gov/health/topics/psychotherapies/index.shtml(accessed 20 November2013).

20. Blank T, Prinz M. Microglia as Modulators ofCognition and Neuropsychiatric Disorders.GLIA journals 2013;61: 62-70.

21. HanischKarsten. Microglia as a Source andTarget of Cytokines. GLIA journals 2002;40:140-155.

22. Kathleen C, Somera-Molina, Nair S, Eldik LJV,Watterson MD, Wainwirght MS. Enhancedmicroglial activation and proinflammatorycytokine upregulation are linked to increasedsusceptibility to seizures and neurologic injuryin a ‘two-hit’ seizure model. Brain Research2009;1282: 162-172.

23. Simoni De MG, Imeri L. Cytokine-neurotransmitter interactions in the brain.Biological Signals and Receptors 1998;7(1):33-44.

24. Airaksinen MS, Saama M. The GDNF Family:Signalling,Biological Functions AndTherapeutic Value. Nature Journals 2002;3:383-394.

25. Fox CM, Gash DM, Smoot MK, Cass WA.Neuroprotective effects of GDNF against 6-OHDA in young and aged rats. Brain Research2001;896: 56-63.

26. Connor B, Kozlowski DA, Unnerstall JR,Elsworth JD, Tillerson JL, Schallert T, BohnMC. Glial Cell Line-Derived NeurotrophicFactor (GDNF) Gene Delivery ProtectsDopaminergic Terminals from Degeneration.Journal of Experimental Neurology 2001;169:83-95.

27. Rosenbard C, Kirik D, Bjorklund A. SequentialAdministration of GDNF into theSubstantiaNigra and Striatum PromotesDopamine Neuron Survival and AxonalSprouting but Not Striatal Reinnervation orFunctional Recovery in the Partial 6-OHDALesion Model. Journal of ExperimentalNeurology 2000;161: 503-516.

28. Buxton DB, Lee SC,Wickline SA, FerrariM, forthe Working GroupMembers,“Recommendations of the NationalHeart, Lung, and Blood InstituteNanotechnology Working Group” Circulation2003; 108: 2737–2742.

29. Wickline SA, Neubauer AM, Winter P,Caruthers S, Lanza G. Applications ofnanotechnology to atherosclerosis, thrombosis,and vascular biology.ArteriosclerosisThrombosis Vascular Biology Jorunal 2006;26: 435–441.

30. Demos SM, Alkan-Onyuksel H, Kane BJ,Ramani K, Nagaraj A, Greene R, Klegerman


P a g e | 66

M, McPherson DD. In vivo targeting ofacoustically reflective liposomes forintravascular and transvascular ultrasonicenhancement. Journal of American College ofCardiology. 1999; 33: 867–875.

31. Lanza GM, Winter P, Caruthers S, SchmeiderA, Crowder K, Morawski A, Zhang H, Scott MJ,Wickline SA. Novel paramagnetic contrastagents for molecular imaging and targeteddrug delivery. CurrentPharmaceuticalBiotechnology. 2004;5: 495–507.

32. Hawker CJ, Wooley KL. The convergence ofsynthetic organic and polymer chemistries.Science. 2005; 309: 1200–1205.

33. Kobayashi H, Kawamoto S, Brechbiel MW,Star RA. Macromolecular MRI contrast agentswith small dendrimers: pharmacokineticdifferences between sizes and cores.Bioconjugate Chemistry. 2003; 14: 388–394.

34. Koch AM, Reynolds F, Merkle HP, WeisslederR, Josephson L. Transport of surface-modifiednanoparticles through cell monolayers.European Journal of Chemical Biology,Synthetic Biology & Bio-nanotechnology2005;6: 337–345.

35. Bhirde, A. A.; Patel, V.; Gavard, J.; Zhang, U.;Sousa, A. A.; Masedunskas, A.; Leapman, R.D.; Weigert, R.; Gutkind, J. S.;Rusling, J. F.Targeted Killing of Cancer Cells in Vivo andinVitro with EGF-Directed Carbon Nanotube-Based DrugDelivery. ACS Nano 2009, 3, 307.

36. Gowing G, Shelley B, Staggenborg K, HurleyA, Avalos P, Victoroff J, Svendsen CN. Glialcell line-derived neurotrophic factor-secretinghuman neural progenitors show long-termsurvival, maturation into astrocytes, and notumor formation following transplantation intothe spinal cord of immunocompromised rats.NeuroReport 2013,11,26.

37. Yue X, Hariri DJ, Caballero B, Zhang S,Bartlett MJ, Kaut O, Mount DW, Wüllner U,Sherman SJ, Falk T. Comparative study of theneurotrophic effects elicited by VEGF-B andGDNF in preclinical in vivo models ofParkinson's disease. Neuroscience2013,11,27.

38. Ho DX, Tan YC, Tan J, Too HP, Ng WH. High-frequency stimulation of the globus pallidusinterna nucleus modulates GFRα1 gene

expression in the basal ganglia. Journal ofClinical Neuroscience 2013,8,15.

39. Jiang LH, Yan S, Wang J, Liang QY. Oraladministration of docosahexaenoic acidactivates the GDNF-MAPK-CERB pathway inhippocampus of natural aged rat.Pharmaceutical Biology 2013;51(9)

40. Fujimoto M, Hayashi T, Urfer R. NMDAreceptor chaperones protected by glial-derivedneurotrophic factor. Synapse 2012;66(7):630-9

41. Naumenko VS, Bazovkina DV, Semenova AA,Tsybko AS, Il'chibaeva TV, Kondaurova EM,Popova NK. Effect of glial cell line-derivedneurotrophic factor on behavior and keymembers of the brain serotonin system inmouse strains genetically predisposed tobehavioral disorders. Journal of NeuroscienceResearch 2013;91(12):1628-38.

42. Kreuter, J. Transport of Drugs Across theBlood-Brain Barrier by Nanoparticles. CurrentMedicinal Chemistry - Central Nervous SystemAgents 2012; 2(3): 241-249.

43. Zhang C, Chen J, Feng C, Shao X, Liu Q,Zhang Q, Pang Z, Jiang X. Intranasalnanoparticles of basic fibroblast growth factorfor brain delivery to treat Alzheimer's disease.International Journal of Pharmaceutics.2013,11,30.

44. Gulati M, Chopra DS, Singh SK, Saluja V,Pathak P, Bansal P. Patents on BrainPermeable Nanoparticles. Journal of DrugDiscovery. 2013,11.

45. Ersoz Alan B, Unal D. Mania after terminationof epilepsy treatment: a case report. AfricanJournal of Psychiatry (Johannesburg).2013;16(5):327

46. Becker LE, Powell RL, Newsome DA.Antidepressant chronotherapeutics for bipolardepression. Dialogues of ClinicalNeuroscience. 2012;14(4):401-11

47. Lewy AJ, Nurnberger JI, Wehr TA, Pack D.Supersensitivity to light: possible trait markerfor manic-depressive illness. American Journalof Psychiatry 2007:142 (6): 725–7

48. Whalley LJ, Perini T, Shering A, Bennie J.Melatonin response to bright light in recovered,drug-free, bipolar patients. PsychiatryResearch 2011:38 (1): 13–9.

jurnal essential; essence of medical journal

Documents