Bone Morphpgenetic Proteins-2 merupakan bagian dari TGF-β1 superfamily yang memiliki peran utama dalam proses osteogenik dan non-osteogenik.28,29,60 BMP-2 merupakan gen yang bersifat multi-fungsi, sekretori, pemberi signal, dan growth factor yang berperan sebagai sitokin. BMP-2 meregulasi berbagai ekspresi yang berhubungan dengan transkripsi dan gen fenotip yang berasal dari osteoblas serta terlibat juga dalam proses penyembuhan fraktur.61–63
Bone Morphogenetic Proteins (BMPs) adalah sekelompok faktor pertumbuhan dan sitokin yang menginduksi pembentukan tulang dan tulang rawan.
Faktor pertumbuhan ini merupakan protein alami atau hormon steroid yang mampu menstimulasi pertumbuhan sel, diferensiasi dan proliferasi sel. Mereka bertindak sebagai pensinyalan molekul antar sel yang berikatan dengan reseptor spesifik pada sel target dan mempromosikan diferensiasi dan pematangan sel yang bervariasi antara faktor pertumbuhan. Induksi tulang merupakan proses multistep. Langkah utamanya adalah kemotaksis, mitosis, dan diferensiasi.62
Gambar 14. Lokasi gen BMP-2 .64
Bone Morphogenetic Proteins-2 adalah tipikal dari gen yang terletak di intron (daerah non-koding). Pada mulanya dianggap tidak penting namun sekarang brekembang dan dikenal terlibat dalam beberapa pengaturan vital yang dapat
memperkuat pewarisan genetik. Selain itu, pada beberapa prnyakit utama seperti kanker juga telah banyak dilaporkan. Studi terbaru menunjukkan eksplorasi pada berbagai efek dapat dipengaruhi oleh regio non-koding.
Pada umumnya mengendalikan proses perkembangan kritis. BMP-2 terletak pada kromosom ke 20 lengan pendek regio 1 band ke 2 (20p12) seperti pada gambar di atas.28,65 Sintaksis lintas-spesies yang luas di sekitar BMP-2 konsisten dengan tekanan selektif pada elemen pengatur yang mengontrol ekspresi gen BMP-2 dari kejauhan.66
Bone Morphogenetic Proteins (BMP) memiliki persetujuan Administrasi Makanan dan Obat Amerika Serikat untuk perawatan klinis terutama fusi tulang belakang termasuk fiksasi fraktur tulang panjang, fusi pergelangan kaki, dan perbaikan fraktur tulang belakang.67 Di antara semua BMP, yang dapat menginduksi pertumbuhan tulang yang lebih potensial adalah BMP-268 , selain itu dapat juga meregenerasi tulang melalui diferensiasi osteogenik progenitor osteoblas atau sel induk.69
2.3.1 Fungsi
Bone Morphogenetic Proteins berinteraksi dengan reseptor spesifik pada permukaan sel yang dikenal sebagai Reseptor BMP (BMPR). Transduksi sinyal melalui BMPR menghasilkan mobilisasi anggota keluarga Small Mothers Against Decapentaplegic (SMAD) dari protein. Jalur pensinyalan yang melibatkan Bone Morphogenetic Protein (BMP), BMPR, dan SMAD penting dalam pengembangan jantung, SSP, dan tulang rawan, serta perkembangan tulang pasca-natal. BMP memiliki peran penting selama perkembangan embrionik pada pola embrionik dan pembentukan kerangka awal. Pada gambar.12 dapat dilihat faktor pertumbuhan dan diferensiasi pada pembentukan tulang.62
Gambar 15. Faktor Pertumbuhan dan Diferensiasi.62
Bone Morphogenetic Proteins memiliki berbagai aplikasi dalam Bedah Mulut dan Maksilofasial. Ini telah digunakan untuk merekonstruksi rahang bawah lengkap atau sebagian yang direseksi. BMP digunakan dalam celah wajah, celah langit-langit mulut, pembesaran alveolar ridge, perbaikan tulang rawan di TMJ dan pada implan.
Bone Morphogenetic Proteins menghasilkan induksi tulang yang membantu dalam menginduksi osteoblas untuk menghasilkan tulang atau tulang rawan.61,62
Remodeling tulang yang terjadi selama periode 30 bulan terbukti pada pasien lanjut usia dengan cacat alveolar cleft. Bone Morphogenic Protein-2 (BMP-2) meningkatan penyembuhan dan pengurangan morbiditas. Roentgenogram seri hewan uji jangka panjang menunjukkan stabilitas tulang yang diinduksi rhBMP2.
Roentgenogram yang diambil pada bulan ke-3 dan ke-30 setelah rekonstruksi, dapat dilihat adanya remodeling tulang yang terjadi selama periode 30 bulan.62
Beberapa penelitian menyarankan bahwa regenerasi periodontal yang dimediasi oleh Bone Morphogenetic Protein-2, dan menunjukkan bahwa BMP menginduksi ekspresi protein osteogenik dan mendorong regenerasi tulang dan jaringan periodontal, termasuk sementum.70 Kadar BMP-2 yang abnormal dapat menyebabkan anomali kongenital dan penyakit yang berhubungan dengan sel mesenkim yang akan berdiferensiasi menjadi otot, lemak, tulang rawan, dan tulang.
Kadar BMP-2 yang rendah memiliki hubungan positif dengan risiko patah tulang dan
osteoporosis.27–29 Konsentrasi BMP-2 dalam jaringan tertentu sangat penting karena perubahan kadar dapat menyebabkan anomali perkembangan atau berkembangnya beragam penyakit manusia.65
Beberapa efek samping telah dikemukakan dalam penggunaan rhBMP.
Terutama bila digunakan dalam dosis supra- fisiologis, pembentukan tulang ektopik dan stimulasi sel kanker masih dalam studi. Recombinant BMP-2 saat ini tidak menunjukkan adanya hubungan dengan kanker pankreas pada studi lebih dari 90.000 pasien. Terbentuknya tulang ektopik dikatakan dapat terjadi apabila digunakan dalam dosis sangat tinggi pada percobaan binatang. Namun BMP tetap menjadi modalitas terapi yang poten dalam menunjang kesembuhan fraktur dengan efek samping yang ringan apabila digunakan dengan benar.71
Mutasi patologis manusia dapat berupa berkurangnya atau hilangnya fungsi pada suatu organ. Dalam beberapa kasus, ekspresi gen yang berlebih atau kekurangan berkorelasi dengan penyakit. Pensinyalan BMP terlibat dalam banyak sistem organ, ada sebagian besar patologi yang terkait dengan sistem organ.60
Pada bidang ortodonti, BMP-2 dapat digunakan untuk mempercepat pergerakan pada gigi. Stimulasi LIPUS( Low Intensity Pulsed UltraSound) meningkatkan pergerakan gigi ortodontik melalui peningkatan ekspresi jalur gen pensinyalan jalur HGF / Runx2 / BMP-2 dan ekspresi RANKL dalam model tikus ortodontik. BMP-2 mRNA dan ekspresi protein ditingkatkan melalui ekspresi Runx2 dalam sel hPDL oleh stimulasi LIPUS in vitro. Temuan ini menunjukkan bahwa stimulasi LIPUS mempercepat remodeling tulang alveolar, sehingga berpotensi memperpendek masa perawatan ortodontik di klinik. Karena LIPUS aman dan non-invasif, itu akan menjadi terapi adjuvan baru yang menjanjikan untuk mempercepat pergerakan gigi ortodontik, dan mempersingkat waktu perawatan ortodontik.70
Pada penelitian yang dilakukan oleh Tasaduq dkk., dengan total 50 subjek, dengan 31 pasien osteoporosis dan 19 dan non-osteoporosis di Pakistan, untuk menilai hubungan polimorfisme BMP-2 dengan variasi kepadatan tulang pada wanita osteoporosis. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa faktor non-genetik dan BMP-2 tidak menunjukkan hubungan dengan BMD(Bone Mass Density) rendah pada
populasi wanita osteoporosis. Genotip paling umum yang ditemukan pada populasi penelitian ini adalah genotipe heterozigot, AT, dan varian homozigot, TT, adalah yang paling jarang (gambar 14). Wanita yang memiliki varian genotipe TT memiliki BMD 14,4% lebih tinggi daripada subjek yang memiliki genotype wild type, AA.28
Gambar 16. Hasil RFLP pada nukleotida 893 dari BMP-2 mRNA (SNP rs235768). Adeine(A) merupakan wild type dan Timin (T) merupakan varian.