TINJAUAN PUSTAKA
A. Kajian Teori 1 Diabetes melitus
2. Tissue Factor (TF) a Struktur protein TF
Tissue factor disebut juga thromboplastine atau factor III; merupakan glikoprotein transmembran dengan berat molekul 47 kDa terdiri dari 263 polipeptida
asam amino rantai tunggal, diklasifikasikan sebagai CD 142 (reseptor sitokin klas II) dengan 219 asam amino ekstraseluler N-terminus, 23 asam amino transmembran dan 21 asam amino intraseluler C-terminus (Tremoli et al., 1999; Steffel et al., 2006; Monroe, 2010; Breintenstein et al., 2010; Chu, 2011). Regio ekstraseluler mengandung binding domain FVII/VIIa. Extracelluler soluble form (sTF) dapat dilepaskan dari sel endotel sebagai respon terhadap sitokin proinflamasi. Domain intraseluler dapat mengalami serine phosphorylation yang dapat merubah fungsinya, sebagai contoh domain sitoplasmik dapat menekan ekspresi TF akibat tertekannya fosforilasi Erk1/2 ( Chu, 2011).
Gen yang bertanggung jawab untuk produksi TF terletak pada kromosom 1p21-p22, tersusun atas enam exon dan lima intron dengan panjang sekitar 12 kb (kilo basa). Exon pertama untuk bagian promoter (signal peptide), kedua sampai kelima untuk domain ekstraseluler sedangkan exon keenam untuk domain transmembran dan sitoplasmik (Tremoli et al., 1999; Monroe, 2010). Bagian promoter memungkinkan gen ini diatur oleh rangsangan (seperti pada monosit, makrofag, sel endotel) ataupun produksi terus menerus (seperti pada fibroblast, sel epitel). Lima Sp1 untuk produksi basal TF di banyak sel dan dua enhancer didapatkan pada bagian promoter. Proksimal enhancer untuk induksi oleh growth factor dan phorbol ester dan distal enhancer untuk induksi oleh LRE (LPS responsive region) yang terdiri dari dua AP-1 yang berikatan dengan c-fos/c-jun heterodimer dan satu ĸβ yang akan dikenali oleh c-rel/p65 heterodimer, termasuk famili faktor NF-
ĸ /rel transcription (Tremoli et al., 1999).
Ekspresi TF secara terus-menerus didapatkan pada beberapa sel seperti fibroblas, otot polos dan sel epitel, tetapi pada penelitian kultur sel didapatkan hasil bahwa bagian prmoter TF dapat diinduksi oleh LPS, IL-1β dan TNF-α (Maly et al., 2007). Sitokin proinflamasi ini akan menginduksi fosforilasi IĸBα sehingga terjadi translokasi NF-ĸβ ke nucleus, berikatan dengan urutan gen DNA tertentu sehingga terjadi aktivasi trasnkripsi gen TF (Tremoli et al., 1999).
b. Ekspresi TF
Tissue factor biasanya dalam bentuk inaktif (encrypted) dan akan teraktivasi menjadi bentuk aktif (crypted) bila ada kerusakan vaskuler (vascular injury) akibat paparan PDI (protein disulfide isomerase) dengan PS (phosphatidylserine). Inflamasi (LPS, ILs, TNF-α, CRP, C pneumoniae), IFN, MCP-1, ICAM, p-selectin, CD40/40L, PDGF, oxLDL, Lp(a), angiotensin II, plasmin, complement anaphylatoxin C5a, antiphospholipid antibody, AGEs dan hipoksia akan mengakibatkan upregulasi aktivasi TF (Chu, 2011). Secara umum, ekspresi TF diperantarai oleh aktivasi kinase sinyal intraseluler seperti PKC, MAPK (Erk, p38) dan komponen sinyal yang lain seperti faktor transkripsi AP-1, NF-ĸβ, Erg-1 (Tremoli et al., 1999; Steffel et al., 2006; Breintenstein et al., 2010; Chu, 2011).
Downregulasi ekspresi TF bila ada paparan HMG-CoA reduktase inhibitor, cyclooxygenase inhibitor, paclitaxel, phosphatidylcholine, nikotinamide, NO, soluble guanylate cyclase, hydroxyurea, etil piruvat, DMSO (dimethyl sulfoxide), ACE inhibitor, adiponekin, retinoic acid, all trans retinoic acid, vitamin D3, PPARα
agonist, pentoksifilin, indobufen, phenolics/resveratrol derivative, amiodarone, metformin, peningkatan sinyal cAMP, dan PI-3K/Akt/PKB. Short hairpin RNA, miR- 19, hairpin ribozyme dan antisense ODN menekan translasi dan ekspresi TF mRNA (Chu, 2011).
Sel endotel, pada kondisi fisiologis, hanya sedikit sekali mengekspresikan TF. Akan tetapi sitokin seperti TNF-α, IL-1β, CD40 ligand, biogenik amin seperti histamin, serotonin dan mediator seperti trombin, oxLDL serta VEGF dapat menginduksi ekspresi TF bila berikatan dengan reseptornya seperti tampak pada gambar 2.9. Stimulasi ini akan mengaktivasi MAPK (mitogen activated protein kinase) p38, ERK (extracellular-signal regulated kinase) dan JNK (c-jun terminal kinase) (Steffel et al., 2006; Breintenstein et al., 2010). TNF-α, histamin dan trombin akan mengaktivasi melalui MAPK p38, ERK dan JNK, sedangkan VEGF mengaktivasi melalui MAPK p38 dan ERK. TNF-α dan VEGF juga diketahui mengaktivasi ekspresi TF melalui PKC (Steffel et al., 2006) dan trombin juga mengaktivasi melalui Rho-kinase pathway (Breintenstein et al., 2010). Sinyal transduksi tersebut akan mengaktivasi gen TF pada bagian promoter dengan mengaktivasi faktor transkripsi seperti AP-1, NF-ĸβ dan EGR-1, sehingga terjadi upregulasi TF mRNA (Steffel et al., 2006). Dalam hal aktivasi melalui NF-ĸβ, aktivasi MAPK akan mengakibatkan degradasi protein inhibitor Iĸβ sehingga terjadi translokasi NF-ĸβ ke nukleus (Breintenstein et al., 2010).
Gambar 2.9. Induksi ekspresi dan aktivitas TF. (dikutip dari Steffel et al., 2006).
Regulasi negatif ekspresi TF dilakukan oleh PI-3K pathway, berbeda dengan MAPK dan PKC yang mengaktivasi ekspresi TF. Stimulasi sel endotel dengan TNF- α, trombin ataupun VEGF akan menginhibisi PI-3K disatu sisi tetapi justru mengaktivasi MAPK disisi lain, sehingga terjadi peningkatan ekspresi TF. Telah diketahui keterlibatan downstream target PI-3K seperti Akt dan GSK-3β (glycogen synthase kinase-3 ), dimana Akt menghambat aktivasi MAPK sedangkan GSK-3β mengatur pada tingkat transkripsi gen. Downstream target PI-3K yang lain seperti mTOR (mammalian target of rapamycin) dan p70S6 menghambat pada tingkat translasi TF (Breintenstein et al., 2010).
Mekanisme sinyal yang terlibat pada regulasi TF tampak pada gambar 2.10 dimana stimulasi MAPK (p38, ERK, JNK) dan PKC akan mengaktivasi pada tingkat transkripsi sehingga terjadi peningkatan TF mRNA dan selanjutnya peningkatan ekspresi TF. Sedangkan PI-3K akan menghambat ekspresi TF pada tingkat transkripsi oleh Akt dan tingkat translasi oleh mTOR dan p70S6 (Breintenstein et al., 2010).
Gambar 2.10. Mekanisme sinyal yang terlibat pada regulasi TF. (dikutip dari Breintenstein et al., 2010).
Tissue factor tidak hanya ditemukan pada sel vaskuler saja tetapi juga ditemukan dalam darah, yang disebut circulating atau blood-borne TF (Steffel et al., 2006). Sumber blood-borne TF adalah monosit, eosinofil, platelet, MPs (microparticles) dan asTF (alternative splicing TF). Monosit merupakan sumber utama blood-borne TF (Bogdanov dan Osterud, 2010; Breintenstein et al., 2010).
Vaidyula et al telah membuktikan pada sukarelawan sehat bahwa kombinasi hiperglikemia dan hiperinsulinemia pada kadar seperti DM tipe 2 akan meningkatkan ekspresi TF pada monosit dan meningkatkan interaksi antara monosit dengan platelet. Lebih lanjut juga melaporkan pada pasien DM tipe 2, terjadi peningkatan basal blood- borne TF dan TF mRNA pada monosit (Bogdanov dan Osterud, 2010).
Mediator proinflamasi yang berasal dari Th1 (T helper type 1) seperti IFN- (interferon- ) dan TNF-α akan menginduksi ekspresi TF pada monosit. Transformasi makrofag menjadi sel busa (foam cell) juga akan meningkatkan ekspresi TF. Sedangkan mediator yang berasal dari Th2 seperti IL-4, IL-10 dan IL-13 mencegah Th1 menginduksi ekspresi TF (Breintenstein et al., 2010).
3. Plasminogen Activator Inhibitor – 1 (PAI-1)