Hubungan Polimorfisme Gen Matriks Metaloproteinase-12 Dengan
Kejadian Penyakit Paru Obstruktif Kronik Dibandingkan Dengan
Non Penyakit Paru Obstruktif Kronik
TESIS
Diajukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Magister Biomedik dalam Program Magister Kedokteran Biomedik Fakultas Kedokteran
Universitas Sumatera Utara
Oleh :
RUTH AGREE KARTINI SIHOMBING 107008010
PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU BIOMEDIK
FAKULTAS KEDOKTERAN
HALAMAN PERSETUJUAN
Judul Tesis : Hubungan Polimorfisme Gen Matriks Metaloproteinase-12
Dengan Kejadian Penyakit Paru Obstruktif Kronik
Dibandingkan Dengan Non Penyakit Paru Obstruktif Kronik
Nama : Ruth Agree Kartini Sihombing
Nomor Induk : 107008010
Konsentrasi : Fisiologi
Menyetujui :
Pembimbing 1 Pembimbing 2
Dr.med.dr. Yahwardiah Siregar dr. Mutiara Indah Sari, M.Kes
Ketua Program Studi Magister Ilmu Biomedik Dekan
Telah diuji
Pada Tanggal : 23 Agustus 2016
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Dr.med.dr. Yahwardiah Siregar
Anggota : 1. dr. Mutiara Indah Sari, M.Kes
2. Dr. PS. Pandia, Sp.P (K)
HALAMAN PERNYATAAN ORISINILITAS
Tesis ini adalah karya penulis sendiri,
dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk
telah penulis nyatakan dengan benar.
NAMA : RUTH AGREE KARTINI SIHOMBING
NIM : 107008010
ABSTRAK
Faktor genetik berperan penting pada kejadian Penyakit Paru Obstruktif Kronik (PPOK). Salah satu faktor resiko patogenesis terjadinya PPOK adalah gen Matriks Metaloproteinase-12 (MMP-12). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan polimorfisme gen MMP-12 dengan kejadian PPOK dibandingkan dengan non PPOK.
Penelitian ini merupakan penelitian analitik dengan menggunakan desain case-control. Subjek penelitian merupakan isolat DNA tersimpan yang berasal dari 30 penderita PPOK dan 30 penderita non PPOK.
Metode Penelitian dimulai dari dilakukan proses amplifikasi isolat DNA pada mesin Thermal Cycler dengan menggunakan tekhnik PCR dengan amplifikasi terletak pada pita 137bp dengan agarose gel 2%, kemudian amplifikat didigesti dengan enzim restriksi Pvu II dan terdapat tiga varian polimorfisme (AA: 137bp, 119bp, AG: 137bp, 119bp, 18bp, GG: 119bp, 18bp) dan dianalisa secara statistik dengan menggunakan uji
Chi Square (X2) test dan analisa Hardy-Weinberg Equilibrium.
Berdasarkan uji Chi Square (X2) pada penderita PPOK dan non PPOK,
diperoleh nilai polimorfisme gen MMP-12 homozigot AA pada PPOK 28 (93,3%) dan non PPOK 29 (96,7%), heterozigot AG pada PPOK 2 (6,66%) dan non PPOK 1 (3,33%), tidak dijumpai polimorfismenya pada homozigot GG. Nilai p=0,5 dengan signifikansi p>0,05. Berdasarkan Hukum Hardy-Weinberg Equilibrium, penderita PPOK dan non PPOK berada pada nilai p=0,8502 dan p=0,926 dengan signifikansi p>0,05.
Tidak terdapat hubungan yang bermakna antara polimorfisme gen MMP-12 dengan kejadian PPOK dan non PPOK. Berdasarkan HWE, populasi yang diteliti berada dalam kesetimbangan dan tidak terjadi mutasi.
ABSTRACT
Genetic factors play a role in Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD). One of them is Matrix Metalloproteinase-12 (MMP-12) the risk factors in pathogenesis of COPD. This study is to determine relationship between COPD and non COPD in gene polymorphism MMP-12.
This was a case-control analyses study. Research subjects is stored DNA isolates derived from 30 patients COPD and 30 non COPD. Thermal Cycle processes carried out on DNA isolates using PCR with amplification techniques lies in 137bp band with a 2% agarose gel, then amplificat in digestion with restriction enzyme Pvu II and there are three variants of polymorphism (AA: 137bp, 119bp, AG: 137bp, 119bp, 18bp, GG: 119bp, 18bp) and analyzed statistically using Pearson Chi Square (X2) test and legal analysis Hardy-Weinberg Equilibrium.
Based on the Chi Square (X2) test in patients COPD and non COPD is found p=0,5 with a significance of p>0,05. Under the law of Hardy-Weinberg Equilibrium
(HWE), COPD are in equilibrium p=0,8502 and p=0,926 with a significance p>0,05.
There was no relationship significantly of MMP-12 gene polymorphism to the pathophysiology of COPD. According to HWE, population in this study is in
equilibrium and did not a mutation.
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas
anugrah-Nya memberikan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan penulisan
tesis dengan judul “Hubungan Polimorfisme Gen Matriks Metaloproteinase-12 Dengan
Kejadian Penyakit Paru Obstruktif Kronik Dibandingkan Dengan Non Penyakit Paru
Obstruktif Kronik” sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Magister
Ilmu Biomedik Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara.
Pada penyelesaian tesis ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya kepada:
1. Yang terhormat Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Runtung Sitepu, SH,
M.Hum yang memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti
pendidikan Magister Ilmu Biomedik.
2. Yang terhormat Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara, Dr.dr.
Aldy Safruddin Rambe, Sp.S(K), yang memberikan kesempatan kepada penulis
untuk mengikuti pendidikan Magister Ilmu Biomedik.
3. Yang terhormat Dr.med.dr. Yahwardiah Siregar, selaku pembimbing utama dan
juga ketua program studi Magister Ilmu Biomedik Fakultas Kedokteran
Universitas Sumatera Utara yang telah bersabar membimbing, memberikan
masukan dan nasehat kepada penulis selama proses penyusunan tesis ini.
4. Yang terhormat dr. Mutiara Indah Sari, M.Kes selaku pembimbing kedua, dan
Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan memberikan masukan
kepada penulis selama proses penyusunan tesis ini.
5. Yang terhormat Dr.dr. Amira Permatasari Tarigan, Sp.P, selaku pemberi sumber
isolat bahan tersimpan (DNA) pasien PPOK dan non PPOK, dan telah
memberikan ijin untuk pemakaian sampel tersebut sebagai sampel dalam
penelitian ini.
6. Yang terhormat Dr. PS.Pandia, Sp.P(K), sebagai tim penguji pertama yang
banyak memberikan masukan dalam penyempurnaan tesis ini.
7. Yang terhormat, dr. Lokot Donna Lubis, Sp.PA, sebagai tim penguji kedua yang
banyak memberikan masukan dalam penyempurnaan tesis ini.
8. Yang terhormat, dr. Putri Chairani Eyanoer, M.Epi, Ph.D, selaku konsultan
statistik dan metodologi penelitian, yang memberikan bimbingan dalam
penyempurnaan tesis ini.
9. Yang terhormat, Prof.dr. Sutomo Kasiman, Sp. PD, Sp.JP(K) selaku Ketua
Komisi Etik Penelitian bidang Kesehatan Fakultas Kedokteran Universitas
Sumatera Utara yang turut mendukung terlaksananya penelitian ini.
10.Yang terhormat Kepala beserta seluruh staf Laboratorium Terpadu Fakultas
Kedokteran Universitas Sumatera Utara yang telah memberi ijin dan kesempatan
untuk memakai fasilitas sarana prasarana untuk mendukung penelitian ini.
11.Yang terhormat seluruh staf Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara
yang memberikan kesempatan kepada penulis untuk menjalani proses
pendidikan.
12.Yang terhormat orangtua saya, Drs. A.D.Sihombing dan D.Rajagukguk S.Pd
dukungan yang telah diberikan, baik secaral moral, maupun materiil yang sangat
besar penulis rasakan mulai dari awal sampai selesainya penulisan tesis ini.
13.Yang terhormat buat keluargaku tercinta, Andres Situmorang, S.Pd, dan Daud
Lionel Situmorang. Terima kasih buat doa dan dukungannya bagi penulis dari
awal sampai selesainya penulisan tesis ini. Juga buat Mika Andi Sihombing, SE,
Jumrieni Situmorang, SS, Syalom Kristanto Situmorang, ST, Erinauli Turnip,
S.Pd, Elisa, Erika, Harun Situmorang terima kasih buat doanya, kiranya Tuhan
selalu memberkati.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih memiliki banyak kekurangan. Oleh
karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan
tesis ini. Pada kesempatan ini, perkenankan saya untuk menyampaikan permohonan
maaf atas segala kesalahan yang telah saya lakukan selama proses penyusunan tesis dan
selama menjalani pendidikan ini. Akhir kata, dengan kerendahan hati penulis ucapkan
terimakasih.
Medan, September 2016
Penulis
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ... i
DAFTAR GAMBAR ... iii
DAFTAR BAGAN ... iv
DAFTAR TABEL ... v
DAFTAR LAMPIRAN ... vi
DAFTAR SINGKATAN ... vii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...1
1.2 Rumusan Masalah ...4
1.3 Tujuan Penelitian ...4
1.3.1 Tujuan Umum ...4
1.3.2 Tujuan Khusus ...4
1.4 Hipotesis Penelitian ...4
1.5 Manfaat Penelitian ...5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penyakit Paru Obstruktif Kronik (PPOK) ...6
2.1.1 Definisi PPOK ...6
2.1.2 Klasifikasi PPOK ...7
2.1.3 Etiologi PPOK ...8
2.1.4 Epidemiologi PPOK ...10
2.1.6 Patogenesis PPOK ...16
2.1.7 COPD Assessment Test (CAT) ...18
2.2 Matriks Metaloproteinase-12 (MMP-12) ...19
2.2.1 Sejarah ...19
2.2.2 Definisi MMP-12 ...19
2.2.3 Karakteristik MMP-12 ...20
2.2.4 Struktur MMP-12 ...21
2.2.5 Klasifikasi MMP-12 ...22
2.2.6 Fungsi MMP-12 ...23
2.3 MMP-12 dan PPOK ...24
2.4 Polimorfisme Gen MMP-12 pada PPOK ...25
2.5 Terapi dan Pengobatan pada PPOK ...29
2.6 Hukum Hardy-Weinberg ...30
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Jenis Penelitian ...32
3.2 Tempat Penelitian ...32
3.3 Waktu Penelitian...32
3.4 Populasi Penelitian ...32
3.5 Sampel Penelitian ...32
3.6 Variabel Penelitian ...32
3.7 Besar Sampel ...33
3.8 Kriteria Inklusi dan Eksklusi ...33
3.9 Definisi Operasional ...35
3.10.2 Amplifikasi Isolat DNA dengan Polymerase Chain Reaction ...38
3.10.3 Digesti Amplifikat DNA dengan Enzim Restriksi ...39
3.10.4 Visualisasi Hasil Restriksi dengan Elektroforesa Gel Agarosa ...40
3.11 Analisa Data ...42
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil ...43
4.1.1 Deskripsi Hasil Penelitian ...43
4.1.2 Analisa Hasil Penelitian ...46
4.2 Pembahasan ...48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ...52
5.2 Saran ...53
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Faktor Resiko Berkembangnya PPOK ...8
Gambar 2.2 Patogenesis Terjadinya PPOK ...16
Gambar 2.3 Struktur Domain Dasar dari MMP-12 pada manusia ...20
Gambar 2.4 Struktur Utama MMP dan Perannya pada Proses Fisiologis dan Patofisiologis ...21
Gambar 2.5 Struktur Utama MMP pada Manusia ...22
Gambar 2.6 Algoritma Pengobatan PPOK Berdasarkan Farmakogenetik ...29
Gambar 4.1 Produk PCR gen MMP-12 yang dianalisa Elektroforesis agarosa 2% ...44
DAFTAR BAGAN
Kerangka Teori ...31
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi enzim MMP ...22
Tabel 2.2 Studi Hubungan MMP dengan PPOK pada Beberapa Penelitian ...24
Tabel 2.3 Distribusi Alel dan Genotip MMP-12 dari beberapa penelitian ...26
Tabel 2.4 Ringkasan Penelitian yang Menyelidiki Hubungan Polimorfisme MMP-12
dan PPOK ...27
Tabel 4.1 Hubungan Antara Polimorfisme Gen MMP-12 dengan Kejadian PPOK ...46
Tabel 4.2 Analisa Hukum HWE menggunakan HWE Calculator pada penderita PPOK ...47
Tabel 4.3 Analisa Hukum HWE menggunakan HWE Calculator pada penderita non
DAFTAR LAMPIRAN
1. Surat Persetujuan Komisi Etik
2. Surat Ijin Penelitian
3. Daftar Sampel Kejadian PPOK dan non PPOK
4. Uji Statistik Pearson Chi Square
5. Hardy-Weinberg Equilibrium Calculator
6. Hasil Penelitian PCR dan RFLP
7. Dokumentasi Penelitian
DAFTAR SINGKATAN
bp : base pair
GOLD : Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease
PPOK : Penyakit Paru Obstruktif Kronik
COPD : Chronic Obstructive Pulmonary Disease
MMP : Matrix Metalloproteinase
MMP-12 : Matrix Metalloproteinase-12
DNA : Deoxyribo Nucleic Acid
PP : Pink Puffer
BB : Blue Bloater
PCR : Polymerase Chain Reaction
RFLP : Restriction Fragment Length Polymorphism
PTM : Penyakit Tidak Menular
SUSENAS : Survei Sosial Ekonomi Nasional
Depkes RI : Departemen Kesehatan Republik Indonesia
RISKESDAS : Riset Kesehatan Dasar
NE : Neutrophyl Elastase
SNP : Single Nucleotide Polymorphism
