Normasari, Rena (2014) Leptin Meningkatkan Sekresi MMP-13 oleh Kondrosit yang Diinduksi IL-1β melalui Penurunan Ekspresi mRNA PPAR-γ. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Osteoarthritis (OA) merupakan kelainan sendi kronis yang paling sering dijumpai. Osteoarthritis dapat dijumpai pada 15% populasi dimana 60% di antaranya terdapat pada usia di atas 60 tahun. Penyakit ini ditandai dengan adanya kerusakan matriks kartilago. Pada awal OA, kondrosit diinduksi oleh sitokin seperti IL-1β dan TNFα yang berasal dari sel synovial atau makrofag. IL-1β merupakan sitokin pro-inflamasi poten yang mampu merangsang kondrosit untuk mensintesis sitokin proinflamasi lain serta mensintesis enzim degradatif MMP. Terdapat beberapa faktor resiko timbulnya OA, di antaranya adalah obesitas. Obesitas dapat meningkatkan kekakuan kolagen, perubahan mekanik dari matrix ekstraselular, serta penurunan sintesa proteoglikan, dimana hal inilah yang mungkin dapat menjadi awal mula terjadinya degradasi kartilago. Jaringan adiposa mampu mensekresikan hormon adipokin berupa leptin, adiponectin, resistin dan visfatin. Leptin dan reseptornya telah dapat diidentifikasi pada kondrosit manusia. Leptin dapat meningkatkan faktor katabolik, seperti matrix metalloproteinase, melalui aktivasi faktor transkripsi NFκB. Leptin juga dapat menurunkan ekspresi PPARγ melalui fosforilasi jalur ERK1/2. Hingga saat ini masih belum ada terapi yang memuaskan untuk menghentikan progresivitas OA. Beberapa pendekatan di antaranya adalah aktivasi dari faktor transkripsi PPAR-γ ( peroxisome proliferator-activated receptor gamma ). PPAR-γ merupakan faktor transkripsi yang diaktivasi oleh suatu ligan dan merupakan anggota dari superfamili reseptor nukleus. Dikatakan bahwa aktivasi PPAR-γ oleh agonisnya dapat menurunkan sintesis katabolik OA dan faktor inflamasi serta menurunkan degradasi kartilago in vivo dan in vitro pada hewan coba dengan OA. Peroxisome proliferator-activated receptor- γ (PPAR- γ ) merupakan regulator transkripsi untuk diferensiasi adiposit. PPAR-γ meregulasi metabolisme dan penyimpanan lemak dan terlibat pada obesitas karena diet tinggi lemak. PPAR-γ terekspresi pada kondrosit dan ekspresinya menurun pada OA dibandingkan kartilago normal. Penemuan ini menyimpulkan bahwa menurunnya ekspresi PPAR-γ pada kartilago OA mencerminkan adanya peningkatan ekspresi dari faktor inflamasi dan kataboliknya. Penelitian ini merupakan true experimental research menggunakan menggunakan kondrosit cell line, Normal human articular chondrocytes (NHAC-kn), yang dibagi menjadi 7 kelompok perlakuan: kelompok kontrol normal, tidak diberikan perlakuan; kelompok yang hanya dipapar IL1β saja; kelompok yang dipapar leptin 10μg/ml saja, kelompok yang dipapar IL1β + leptin 0,1μg/ml; kelompok yang dipapar IL1β + leptin 1 μg/ml; kelompok yang dipapar IL1β + leptin 10μg/ml; serta kelompok yang dipapar IL1β + leptin 10μg/ml dan pioglitazone. Sel yang digunakan adalah sel yang mencapai 70-80% konfluensi. Setelah itu akan dilakukan 2 macam pengukuran yaitu pengukuran jumlah ekspresi PPAR-γ dengan menggunakan Real Time PCR serta pengukuran jumlah sekresi MMP-13 dengan menggunakan ELISA. Analisa statistik menggunakan anova dan dilanjutkan dengan uji korelasi pearson untuk mengetahui hubungan pemberian leptin dengan meningkatnya sekresi MMP-13 dan apakah peningkatannya melalui PPAR-γ. Hasil penelitian menunjukkan IL-1β dapat meningkatkan sekresi MMP-13 secara nyata dibandingkan dengan kontrol normal (p 0,05). Pada kelompok dengan pemberian leptin juga didapatkan peningkatan sekresi MMP-13 yang tidak berbeda secara nyata dengan kelompok yang diinduksi IL-1β (p = 0,058). Sedangkan penambahan leptin pada kelompok yang telah diinduksi IL-1β semakin meningkatkan sekresi MMP-13. Besar korelasi R = 0,927 menunjukkan hubungan yang kuat serta didapatkan bahwa makin tinggi dosis leptin maka sekresi MMP-13 juga cenderung meningkat. Sedangkan penambahan pioglitazone dapat menurunkan sekresi MMP-13 meskipun tidak berbeda secara nyata dengan kelompok tanpa pemberian pioglitazone (p = 0,447). Pada hasil yang lain, IL-1β dapat menurunkan ekspresi PPAR-γ secara bermakna (p 0,05) dibandingkan dengan kelompok normal. Pemberian leptin juga menyebabkan penurunan ekspresi PPAR-γ yang berbeda secara nyata dibandingkan dengan kelompok normal (p 0,05), namun tidak lebih rendah daripada penurunan ekspresi PPAR-γ akibat induksi IL-1β. Sedangkan penambahan pioglitazone mampu meningkatkan kembali ekspresi PPAR-γ yang nyata berbeda dengan kelompok tanpa penambahan pioglitazone (p 0,05). Hasil korelasi Pearson menunjukkan hubungan yang cukup kuat antara peningkatan MMP-13 dan penurunan PPAR-γ (p = 0,035, R = -0,610). Dapat disimpulkan bahwa pemberian IL-1β dapat meningkatkan sekresi MMP-13 oleh kondrosit. Hal ini membuktikan bahwa induksi IL-1β mampu menjadikan kondrosit bersifat seperti kondrosit OA, ditandai dengan salah satu biomarker OA yaitu meningkatnya sekresi MMP-13. Pemberian leptin dapat meningkatkan sekresi MMP-13 oleh kondrosit. Hal ini menunjukkan bahwa leptin mempunyai peran pada patogenesa OA. Pemberian pioglitazone belum mampu menurunkan sekresi MMP-13 secara signifikan pada kondrosit yang telah dipapar IL-β dan leptin dosis tinggi. Namun pada peningkatan sekresi MMP-13 diikuti dengan penurunan ekspresi PPAR-γ yang sinergis dengan dosis leptin yang diberikan, sehingga dari hasil ini dapat disimpulkan bahwa peran leptin dalam meningkatkan sekresi MMP-13 melalui penurunan terhadap ekspresi mRNA PPAR-γ.
English Abstract
Osteoarthritis is most frequent musculoskeletal disorder and most frequently diagnosed chronic medical arthritis condition worldwide. This disease affects about 15% of general population and majority (60%) of people in second half of ir lifespan. During OA initiation and progression, chondrocytes can be stimulated by proinflammatory cytokines interleukin-1β (IL-1β) and tumor necrosis factor-α (TNF-α) to express cyclooxygenase-2 (COX-2), inducible nitric oxide synthase (iNOS), and microsomal prostaglandin E synthase-1 (mPGES-1), as well as matrix metalloproteases (MMPs), which degrade extracellular matrix components aggrecan and collagen, resulting in cartilage damage. Fur rmore, during OA expression of some anabolic factors is substantially downregulated, resulting in increased cartilage destruction. Obesity represents significant risk factors for osteoarthritis. Obesity may generate o r systemic effects related to osteoarthritis, including increased collagen stiffness, alterations in mechanical properties of extracellular matrix, and decreased proteoglycan syn sis, reby possibly resulting in cartilage degradation. Addipose tissue secretes adipokine hormone including leptin and adiponectin. Leptin and its receptor expressed in human chondrocyte. Leptin plays a catabolic factor on cartilage metabolism such as MMPs. up-regulation of MMP-13 induced by leptin was mainly through MAP kinase, p38 pathway, and NF-κB transcription factor. Leptin also correlate with PPAR-γ expression, may mediated by JAK/STAT or ERK ½ pathway. existing treatments for this disease are palliative and only provide symptomatic relief without preventing progression of disease. Thus, additional new rapies are needed. Among potential rapeutics, Peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) is an attractive target for treatment of OA. PPARs are members of nuclear hormone receptor super family. Several studies have shown that PPAR-γ is expressed and functional in chondrocytes and that PPAR-γ agonists downregulate inflammatory response in se cells. This true experimental research using chondrocyte cell line, Normal human articular chondrocytes (NHAC-kn), which is divided into seven groups treatment: normal control group; IL1β group; 10μg/ml leptin group; IL1β + 100ng/ml leptin; IL1β + leptin 1 μg/ml; IL1β + leptin 10μg/ml; and IL1β + leptin 10μg/ml +pioglitazone groups. measurement conduct after cells reached confluence 70-80%. Expression of PPAR-γ measured using Real Time PCR and MMP-13 secretion using ELISA. Statistical analysis using ANOVA and followed by Pearson correlation test to determine relationship of leptin with increasing secretion of MMP-13 and whe r increase involving PPAR-γ pathway. results showed that IL-1β increased secretion of MMP-13 significantly compared to normal controls (p 0,05). Leptin also found increased secretion of MMP-13 slightly different with IL-1β –induced chondrocyte group (p = 0,058). While addition of leptin in group that had been induced IL-1β increased secretion of MMP-13 fur r. correlation R = 0,927 showed a strong relationship, and it was found that higher dose of leptin higher secretion of MMP-13. While addition of pioglitazone reduced secretion of MMP-13 slightly compared to group without pioglitazone (p = 0,447). In o r results, IL-1β reduced PPAR-γ expression significantly (p 0,05) compared to normal group. Leptin also decreased PPAR-γ expression significantly compared to normal group (p 0.05), but not lower than decrease of PPAR-γ expression in IL-1β induced chondrocyte. While addition of pioglitazone was able to increase expression of PPAR-γ significantly compared to group without addition of pioglitazone (p 0.05). Pearson correlation showed strong corelation between MMP-13 and PPAR-γ (p = 0,035; R = -0,610). It is concluded that induction of IL-1β increased MMP-13 secretion by chondrocytes. This result proves that induction of IL-1β is able to make chondrocytes as a chondrocyte OA, which increased secretion of MMP-13 as one of biomarkers of OA. Addition of leptin increased MMP-13 secretion by chondrocytes. This suggests that leptin may have a role in pathogenesis of OA. Addition of pioglitazone in IL-1β and leptin induced-chondrocyte can`t decrease MMP-13 secretion significantly. But in o r way, increased of MMP-13 secretion was accompanied by a decrease in expression of PPAR-γ, so from se results it can be concluded that role of leptin in increasing secretion of MMP-13 is involving PPAR-γ pathway.
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/616.722 3/NOR/l/041407207 |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 616 Diseases > 616.7 Diseases of musculoskeletal system |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Ilmu Biomedis, Fakultas Kedokteran |
| Depositing User: | Endro Setyobudi |
| Date Deposited: | 14 Nov 2014 15:40 |
| Last Modified: | 14 Nov 2014 15:40 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/158389 |
Actions (login required)
 |
View Item |