Peran TGF-β1 terhadap Ekspresi RHO GTPase, GSK3, JNK, MMP-2, b-katenin dan a-SMA pada Kultur Sel Myofibroblas Orbital Soket Kontraktur

Dewi, Debby Shintiya and Dra. Diana Lyrawati, Apt.,M.Kes.,Ph.D. and Dr. dr. RR. Tinny Endang Hernowati, SpPK. (2018) Peran TGF-β1 terhadap Ekspresi RHO GTPase, GSK3, JNK, MMP-2, b-katenin dan a-SMA pada Kultur Sel Myofibroblas Orbital Soket Kontraktur. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Orbital soket kontraktur, selanjutnya disebut sebagai soket kontraktur, merupakan masalah yang sering terjadi pada Soket anoftalmia. Pada keadaan ini protesa (mata palsu) tidak dapat terpasang dengan baik, sehingga menimbulkan masalah kosmetik bagi penderita. Soket kontraktur memberikan gambaran klinis hilangnya fornik dengan scar dan granulasi. Soket kontraktur dapat terjadi akibat keradangan kronik atau trauma kimia/api. Pemakaian protesa juga dapat menyebabkan iritasi kronis sehingga menimbulkan respon berupa proses penyembuhan luka kronis. Penatalaksanaan soket kontraktur sampai saat ini masih menjadi dilema dan tantangan bagi dokter mata. Dilaporkan tidak lebih dari 50% kasus yang membaik dengan operasi. Hal ini dapat dicapai dengan perluasan area menggunakan flap dan graft. Keberhasilan rekonstruksi soket dicapai bila dapat dibentuk fornik yang dalam, soket yang stabil dan permukaan konjungtiva yang luas, sehingga dapat menahan protesa pada posisi baik secara kosmetik dan mempertahankan fungsi kelopak mata. Penyebab tersering terjadinya soket kontraktur kembali segera setelah operasi rekonstruksi karena jaringan fibrosis tersebut terjadi kembali dengan cepat pada saat proses penyembuhan luka operasi rekonstruksi soket ulang. Saat ini belum didapatkan penanganan soket kontraktur yang efektif dan efisien. Beberapa studi menyebutkan berbagai teknik belum benar-benar dapat mencegah terjadinya soket kontraktur dan berulangnya keadaan ini pada penderita pasca operasi rekonstruksi. Pencegahan ini dapat dimungkinkan apabila telah diketahui penyebab biomolekular terjadinya soket kontraktur dan atau berulangnya keadaan tersebut. Patogenesis terjadinya soket kontraktur dapat disebabkan oleh banyak faktor. TGF-b1 sebagai sitokin profibrotik utama merupakan salah satu faktor penyebab dan dapat pula dipengaruhi oleh faktor atau protein yang lain. Pada penelitian ini difokuskan pada TGF-b1 dan beberapa protein yang berhubungan dan merupakan sinyaling lanjutan dari TGF-b1 sampai terjadinya fibrosis soket kontraktur. TGF-b adalah sitokin multifungsional yang meregulasi morfogenesis dan diferensiasi jaringan melalui sel proliferasi, diferensiasi, apoptosis dan produksi matrik ekstraselular. TGF-β memegang peranan terbesar pada setiap fase pada proses penyembuhan luka pada mata dengan meningkatkan sekresi growth factor yang terlibat pada migrasi sel, proliferasi, deposisi ECM dan pembentukan myofibroblas. Oleh karenanya TGF-β masih menjadi target kunci yang potensial untuk intervensi pengobatan proses scarring. TGF-b merupakan sitokin profibrotik dan peningkatan kadarnya berperan penting dalam deposisi kolagen dan matrik ekstraseluler, penyembuhan luka dan pembentukan scar pada jaringan soket kontraktur. Sinyal TGF-β1 melalui jalur Smad- dependen dan Smad-independen. Jalur Smad-dependen (Smad2/3) mengaktifkan perubahan seluler yang diinduksi TGF-β, misalnya sintesa dan sekresi kolagen yang akan meningkatkan pembentukan scar. Jalur sinyaling Smad-independen (melalui mitogen-activated protein kinase (MAPK), phosphoinositide 3 kinase (PI3K) atau Rho/rho-associated kinase) meningkatkan penyembuhan luka. Namun sampai saat ini mekanisme molekuler yang menjadi pencetus dan meregulasinya masih dipelajari lebih jelas. TGF-β1 berinteraksi dengan jalur sinyaling lain seperti Wnt/ β-catenin dan Rho untuk menginduksi efek biologis. Induksi TGF-β1 akan mengaktivasi Rho GTPase, GSK3, JNK dan b-catenin. Pada akhirnya sinyaling tersebut akan meningkatkan aktivitas matrik metaloproteinase-2 (MMP-2) dalam pembentukan ECM dan remodeling jaringan ikat, serta meningkatkan kadar a-SMA sebagai protein utama dalam diferensiasi fibroblas menjadi myofibroblas.Permasalahan dalam penelitian ini adalah Bagaimanakah peran TGF-ß1 terhadap ekspresi RHO GTPase, GSK3, JNK, MMP-2, b-katenin dan a-SMA pada kultur sel myofibroblas orbital soket kontraktur? Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental dengan model invitro yang terbagi dalam 2 tahap. Penelitian tahap 1 bertujuan untuk mengetahui pengaruh TGF-ß1 dan jumlah pasase terhadap ekspresi a- SMA dan perubahan morfologi sel pada kultur myofibroblas soket kontraktur. Penelitian tahap 2 bertujuan untuk menganalisa pengaruh TGF-ß1 berbagai dosis terhadap ekspresi RHO GTPase, GSK3, JNK, MMP-2, b-katenin dan a-SMA pada kultur sel myofibroblas soket kontraktur. Pemeriksaan ekspresi a-Sma dengan imunohistokimia dan mikroskop konfokal. Pemeriksaan ekspresi RHO GTPase, GSK3, JNK, MMP-2, b- katenin dan a-SMA menggunakan ELISA KIT, sedang morfologi sel fibroblas dan atau myofibroblas diperiksa dengan pembesaran 100x dengan mikroskop inverted Olympus IX 71 dan pembesaran 400x dengan CLSM FV1000 Pada penelitian ini didapatkan kesimpulan bahwa peningkatan jumlah subkultur/pasase meningkatkan ekspresi a-SMA dan tidak merubah morfologi sel myofibroblas menjadi fibroblas. Pemberian TGF-β1 10 ng/mL tidak mampu mempertahankan, bahkan menurunkan ekspresi a SMA dan morfologi sel tetap dalam bentuk myofibroblas dengan peningkatan jumlah pasase. Peningkatan dosis TGF-β1 pada subkultur/pasase 3 menurunkan ekspresi a-SMA dan tidak terdapat perubahan morfologi sel myofibroblas. Morfologi sel myofibroblas tidak dapat berubah kembali menjadi fibroblas. Peningkatan dosis TGF-ß1 meningkatkan ekspresi JNK, sedikit meningkatkan ekspresi RHO GTPase, menurunkan ekspresi GSK3 dan a-SMA, serta tidak berpengaruh pada ekspresi MMP-2 dan b-katenin pada kultur sel myofibroblas soket kontraktur.

English Abstract

Orbital socket contracture, hereafter referred to as socket contracture, is a problem that often occurs in anoftalmia socket. In these circumstances the prosthesis can not be fitted properly, causing a cosmetic problem for patients. Contracture provides a clinical feature as fornix loss with scarring and granulation. Socket contracture may result from chronic inflammation or thermal and chemical burns. The use of prosthesis can also cause chronic irritation causing a response in the form of chronic wound healing process. Management of socket contracture is still a dilemma and challenge for ophthalmologists. Reported to not more than 50% of cases were improved by surgery. This can be achieved by the expansion of the area using the flap and graft. The successful socket reconstruction is achieved when deep fornix, stable socket and extensive conjunctival surface can be formed, so that the prosthesis cosmetically in good positioned and maintains the function of the eyelids. The most common causes of recurrent socket contractures after reconstructive surgery is the occurence of fibrosis tissue development during the wound healing process after socket re-reconstruction surgery. Currently, there is no effective and efficient socket contractures management. Some studies suggest that various techniques can not completely prevent the occurrence and recurrence of socket contractures in patients with postoperative reconstruction. Prevention may be possible if we know the biomolecular cause of socket contracture. The pathogenesis of sockets contracture can be caused by many factors. TGF- β1 as a major profibrotic cytokine is one of the causal factors and may also be influenced by other factors or proteins. In this study focused on TGF-β1 and some related proteins and the downstream of TGF-β1 to the occurrence of socket contracture fibrosis. TGF-β1 is a multifunctional cytokine that regulates morphogenesis and tissue differentiation through cell proliferation, differentiation, apoptosis and extracellular matrix production. TGF-β plays an important role in every phase of wound healing process in the eye by increasing the secretion of growth factors involved in cell migration, proliferation, ECM deposition and myofibroblas formation. Therefore, TGF-β is a key target for potential therapeutic intervention to modulate scarring process. TGF-β is a profibrotic cytokine and its increased level plays an important role in deposition of collagen and extracellular matrix, wound healing and scar formation of socket contractures tissue. TGF-β1 signal through the Smad-dependent and Smad-independent. Smad-dependent pathways (Smad2/3) activate cellular changes induced by TGF-β, such as the synthesis and secretion of collagen that increase scar formation. Smad-independent signaling pathway (via the mitogen-activated protein kinase (MAPK), phosphoinositide 3 kinase PI3K) or the Rho / Rho-associated kinase) improves wound healing. But now the molecular mechanisms that trigger and regulate more clearly still being studied. TGF-β1 interacts with other signaling pathways such as Wnt / β-catenin and Rho to induces biological effects. Induction of TGF-β1 will activate Rho GTPase, GSK3, JNK and β- catenin. This signaling will increase matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) in the formation of ECM and connective tissue remodelling, as well as increasing the level of α-SMA as the main protein in the differentiation of fibroblast into myofibroblast. The problem in this study, how is the role of TGF-β1 on the expression of RHO GTPase, GSK3, JNK, MMP-2, β-catenin and α-SMA in the myofibroblast cell culture of orbital socket contracture? This research is an experimental research with invitro model which is divided into 2 Phase. The purpose of the first phase is to determine the effect of TGF-β1 and number of pasases on -SMA expression and morphological changes in the myofibroblast cell culture of orbital socket contracture. The purpose of the second phase is to analyze the effect of various doses of TGF-β1 on RHO GTPase, GSK3, JNK, MMP- 2, β-catenin and α-SMA expression in the myofibroblast cell culture of orbital socket ontracture. α-Sma expression examine with immunohistochemistry and confocal microscopy. Examination of the RHO GTPase, GSK3, JNK, MMP-2, and β-catenin expression using ELISA KIT, while the morphology of fibroblasts or myofibroblasts was examined by 100x magnification with an inverted Olympus IX 71 microscope and 400x magnification with CLSM FV1000. In this study we can conclude that increasing the number of passages increases the expression of a-SMA and the morphology of myofibroblasts cell does not transform into fibroblasts. Addition of TGF-β1 10 ng/mL is unable to maintain, even decrease the expression of a-SMA and morphology of fixed cells in the form of myofibroblas with increasing number of passages. Increased dose of TGF-β1 in passages 3 decreased the expression of a-SMA and no morphological changes in myofibroblast cells. The morphology of myofibroblasts cells can not turn back into fibroblasts. Increased doses of TGF-β1 increase JNK expression, slightly increase RHO GTPase expression, decrease GSK3 and a-SMA expression, and have no effect on MMP-2 and β-cathenine expression in socket contracture myofibroblast cell culture.

Other obstract

-

Item Type: Thesis (Magister)
Identification Number: TES/612.75/DEW/p/2018/041809950
Subjects: 600 Technology (Applied sciences) > 612 Human Physiology > 612.7 Musculoskeletal system, integument
Divisions: S2/S3 > Doktor Ilmu Kedokteran, Fakultas Kedokteran
Depositing User: yulia Chasanah
Date Deposited: 26 Aug 2022 03:52
Last Modified: 26 Aug 2022 03:53
URI: http://repository.ub.ac.id/id/eprint/193630
[thumbnail of DEBBY SHINTIYA DEWI.pdf] Text
DEBBY SHINTIYA DEWI.pdf
Restricted to Registered users only

Download (11MB)

Actions (login required)

View Item View Item