BAB I BAB I
PENDAHULUAN PENDAHULUAN a.
a. LaLatatar Br Belelakakanangg
Mitokondria merupakan salah satu komponen di dalam sel yang penting untuk Mitokondria merupakan salah satu komponen di dalam sel yang penting untuk berbagai
berbagai proses proses seluler. seluler. Salah Salah satu satu mekanisme mekanisme penting penting yang yang dilakukan dilakukan mitokondriamitokondria adalah
adalah fosfofosforilarilasi si oksidaoksidatif. Fosforilatif. Fosforilasi si oksidaoksidatif tif ini ini bertubertujuan juan untukk memproduksiuntukk memproduksi ener
energi gi selseluleuler r daldalam am benbentuk tuk adeadenosnosine ine trtrifoifosfasfat t (A(ATTP). P). GanGanggugguan an yanyang g terterjadjadi i padapada mitokondria akan berupa sekelompok penyakit heterogen yang biasanya bermanifestasi mitokondria akan berupa sekelompok penyakit heterogen yang biasanya bermanifestasi pada
pada jaringan jaringan yang yang membutuhkan membutuhkan energi energi tinggi tinggi seperti seperti otot otot otak otak jantung jantung dan dan sarafsaraf sehingga disebut dengan
sehingga disebut denganmitochondrial encephalomyopathies.mitochondrial encephalomyopathies.
Penyakit mitokondria pada anak semakin diakui keberadaannya. Penyakit ini telah Penyakit mitokondria pada anak semakin diakui keberadaannya. Penyakit ini telah dilaporkan sebagai penyakit neurometabolik paling sering yang dapat diturunkan pada dilaporkan sebagai penyakit neurometabolik paling sering yang dapat diturunkan pada populasi
populasi berbeda berbeda di di !nggris. !nggris. Pre"alensi Pre"alensi penyakit penyakit yang yang sebenarnya sebenarnya sulit sulit dipastikandipastikan mengingat penyakit mitokondrial jarang dilaporkan. Akan tetapi bukti epidemiologis mengingat penyakit mitokondrial jarang dilaporkan. Akan tetapi bukti epidemiologis menunjukkan sebuah pre"alensi # dari $.%&' kelahiran hidup dan resiko seumur hidup menunjukkan sebuah pre"alensi # dari $.%&' kelahiran hidup dan resiko seumur hidup men
mengalgalami ami penypenyakiakit t mitmitokonokondridria a seksekitaitar r # # dardari i ... . MutMutasi asi indindi"ii"idual dual dildilapoaporkarkann berada
berada pada pada frekuensi frekuensi karier karier lebih lebih tinggi tinggi mendekati mendekati # # dari dari ' ' namun namun hanya hanya sebagiansebagian ke*il dari indi"idu tersebut akan mengalami pen
BAB II PEMBAHASAN Mitokondria
Mitokondria adalah suatu organel yang terdapat pada semua sel berinti dan merupakan pembentuk utama ATP melalui reaksi oxidative phosphorylation (+,P-+S). Proses ini melibatkan tahapan transfer elektron pada rantai respirasi (kompleks !!/) dan ATP synthase (kompleks /). Mitokondria mempunyai 01A sendiri namun organel ini bekerja di ba2ah kendali genetik dari 01A inti maupun dari genome mitokondria.
01A mitokondria (mt01A) merupakan molekul dengan ukuran #%%34kb berbentuk sirkuler double-stranded yang mengandung &$ gen5 6 gen r71A 66 gen t71A dan #& gen stru*tural yang mengkode protein en8im yang bekerja pada respiratory chain (+,P-+S) di mitokondria 7antai respirasi ini merupakan tahap akhir dari metabolism oksidatif dan terbentuknya ATP.
Penyakit Mitokondria/Mutasi DNA Mitokondria
Seperti halnya pada 01A inti 01A mitokondria juga dapat mengalami mutasi. Point mutation pada mt01A dapat mengakibatkan penurunan jumlah en8im yang diperlukan pada respiratory chain sehingga produksi ATP juga akan sangat berkurang. Gangguan produksi energi dalam sel pada akhirnya akan menimbulkan berbagai kelainan pada indi"idu yang menderita. 9elainan ini terutama terjadi pada organ yang membutuhkan energi yang besar yaitu otak dan otot. +leh sebab itu manifestasi klinis penyakit akibat kelainan mitokondria sebagian besar diakibatkan oleh kerusakan pada otak:sistem saraf pusat dan otot.
;ebih dari # mutasi titik dan kesalahan urutan mt01A yang telah diketahui berhubungan dengan beberapa ma*am penyakit. Penyakit yang terkait dengan mutasi pada mt01A dibagi menjadi dua kelompok besar5 #) kelompok gangguan yang disebabkan oleh mutasi pada gen yang terlibat pada sintesis protein (sindrom deplesi 01A mitokondria) dan 6) kelompok gangguan yang disebabkan mutasi pada gen yang mengkode protein indi"idual yang terlibat dalam respiratory chain (sindrom delesi 01A mitokondria). Sindroma delesi mt01A lebih bermanifestasi pada de2asa sedangkan sindrom deplesi mt01A biasanya terjadi pada anak dengan karakteristik keterlibatan satu organ saja atau multisistem. Pembagiannya adalah sebagai berikut 5
TIPE MUTASI KLINIS BIOKIMIAWI
Mutasi yang mempengaruh i sintesis protein mitokondriain vivo Delesi tunggal KSS Penurunan I, III, IV PEO Penurunan I, III, IV
PS
-Mutasi tRN ME!S Penurunan I, III, IV MERR" #
multisitem lain
Penurunan I, III, IV
Mutasi pada gen pengkode protein
$en ND
!%ON Penurunan I &'(-)
ME!S, !S Penurunan I
Miopati Penurunan I
*yt +
Multisitem Penurunan III
Miopati Penurunan III
$en *O
Multisistem Penurunan IV
Miopati Penurunan IV
$en Pase . NRP(MI!S Penurunan V
9eterangan 5 ;A (lactic acidosis) 10 ( NADH dehydrogenase) 9SS ( Kearns-Sayre syndrome) P<+ ( progressive external ophtalmoplegia) PS ( Pearson syndrome) M<;AS (mitochondrial encephalomyopathy,lactic acidosis, stroe-lie episodes) M<77F (myoclonus epilepsy and raggered !ibers) ;-+1 ( "eber hereditary optic neuropathy) ;S ( "eigh syndrome) 1A7P (neuropathy, ataxia, retinitis pigmentosa) M!;S (maternally inherited "eigh syndrome).
Etiologi
<tiologi dari penyakit mitokondria se*ara psti masih belum diketahui tetapi ada beberapa penelitian yang menyebutkan bah2a etiologi dari penyakit mitokondria antara lain mutasi
Mt01A kombinasi defek pada mt01A dan 01A nu*leus. Manifestasi Klinis
Manifestasi klinis pada penyakit mitokondria sendiri tergandung dari penyakit yang disebabkan oleh mutasi 01Anya seperti berikut ini 5
Tabe 5 Manifestasi 9linis sindrom mitokondrial
Penyakit ng Dise!a!kan
a. Le!er "ereditary o#ti$ neuro#at"y %LH&N'
Penyakit ini diturunkan dalam bentuk gejala penurunan indra penglihatan. 9ondisi tersebut biasanya dimulai pada indi"idu umur sekitar belasan tahun atau dua puluhan tahun jarang terjadi pada umur balita atau umur de2asa. Pria biasanya lebih
sering mengalami daripada 2anita. Pre"alensi kejadiannya masih belum jelas didunia di <ropa terutama di !nggris bagian Timur4laut dan Finlandia pre"alensinya # diantara &. sampai . orang.
<tiologi
Penyebab penyakit ini erat hubungannya dengan mutasi 01A mitokondria (mt01A) mutasi terjadi pada gen MT410# MT410' MT410'; dan MT410% yang
menyebabkan gejala penyakit ;eber hereditary opti* neuropathy. Gen yang berhubungan dengan ;-+1 tersebut masing4masing menyediakan perintah untuk menyusun protein supaya mitokondria berfungsi normal. Protein tersebut bagian dari komplek en8im dalam mitokondria yang membantu merubah oksigen dan gula sederhana menjadi energi. Terjadinya mutasi pada salah satu atau lebih dari gen tersebut menyebabkan proses tidak berjalan. Sampai sekarang belum jelas hubungan antara kematian sel dalam saraf optik
dapat menyebabkan penyakit tersebut hal tersebut masih dalam penelitian. Gejala
0aya penglihatan yang kabur dan berkabut merupakan gejala yang biasanya dialami penderita. Gangguan penglihatan tersebut dimulai pada salah satu mata atau kedua mata se*ara bersamaan bila daya penglihatan mulai kabur pada salah satu mata mata lainnya biasanya terpengaruh menjadi kabur setelah beberapa minggu atau bulan. 0engan berlangsungnya 2aktu daya penglihatan kedua mata mulai memburuk dengan ketajaman mata yang sangat berkurang dan juga *itra terhadap membedakan 2arna sangat turun. 9ondisi tersebut berefek terhadap pusat penglihatan yaitu ketidak mampuan untuk memba*a mengemudi dan mengenali barang atau 2ajah orang. 9ehilangan penglihatan disebabkan oleh matinya sel pada saraf yang mengirim informasi dari mata ke otak (saraf optik). =alaupun sentral penglihatan se*ara perlahan membaik pada beberapa kasus pada hampir seluruh kasus menunjukkan keparahan dan terjadi
kebutaan permanen. Gejala penurunan penglihatan merupakan gejala khas ;-+1 tetapi gejala lainnya ditemukan pada suatu keluarga hal tersebut dinamakan >;-+1 plus?. Selain gejala penglihatan yang menurun pada ;-+1 plus menderita gejala gangguan pergerakan badan tremor dan ketidak normalan signal listrik yang mengontrol denyut jantung (>*ardia* *ondu*tion defe*t?) menyebabkan kelemahan otot inkoordinasi saraf
numbness dan gangguan kesehatan lainnya. !. Kearns(Sayre Syndro)e %KSS'
Penyakit ini sangat jarang ditemukan gangguan multi4sistem yang sangat fatal yang biasanya berefek pada baik pria maupun 2anita umur sekitar 6 tahun dan ter*iri dengan gejala progresif eksternal ophthamoplegia kelemahan otot ringan pigmentasi retina gangguan penyumbatan aorta kiri atau defek *onduksi intrakardial. Tanda4tanda lain adalah gangguan pendengaran peningkatan kandungan protein pada *airan
serebrospinal gejala serebral disfungsi persepsi diabetis melitus gangguan endokrin lainnya. Mitokondrial en*ephalopaty ditemukan banyak gangguan lainnya dari sistem saraf pusat dan perifer yaitu 5 atrophy optik defek "estibular myopaty gejala pyramidal kebodohan gangguan mental seiring dengan adanya hypogonadisme hypothyroidisme dan renal dysfungsi.
<tiologi
9SS terjadi karena adanya mutasi skala besar disebabkan oleh delesi tunggal dari mt01A biasanya tidak diturunkan dan terjadi se*ara spontan(mutasi spontan). Mutasi tersebut diduga terjadi pada sel germinal atau pada fase a2al dari perkembangan embryo. Terjadinya resiko transmisi maternal pada keturunannya sekitar # diantara 6' orang. Terjadinya delesi mt01A ber"ariasi pada ukuran dan lokasi genome mt01A untuk setiap indi"idu yang berbeda tetapi yang paling sering pada '.3 k@ ditemukan paling tidak pada seper4tiga pasien penderita 9SS. 0elesi yang sama ditemukan pada pasien dengan dua gejala yang berbeda yaitu5 Pearson syndrom dengan gejala sideroblastik anemia pada anak4anak pan*ytopenia dan kegagalan eksokrin pankreas. hroni* progressi"e eBternal ophthalmoplegia (P<+) dengan gejala ophthalmoplegia eksternal ptosis bilateral dan proBimal myopathy. 0elesi mitokondrial pada P<+ *enderung terlokasi dalam jaringan otot. Sedangkan pada Pearson syndrom mutasi terjadi dalam sel hematopoieti*. @ila terjadi banyak mt01A yang mengalami delesi pada semua jaringan menyebabkan gejala Pearson syndrom dimana paling menojol adalah gejala pan*ytopenia sedangkan bila terjadi delesi lebih sedikit pada mt01A gejala yang terlihat adalah 9earns4Sayre sydnrom. Pada P<+ delesi mt01A hanya dapat terdeteksi pada jaringan otot.
Diagnosis
Cntuk diagnosis pada penyakit mitokondria masih belum ditemukan yang benar4benar pasti dapat mendiagnosis penyakit ini. 9ebanyakan ahli kedokteran mitokondria menggunakan sebuah pedoman yang didasarkan pada konsep teoritis rekomendasi yang terbatas dan pengalaman pribadi. 0iagnosis penyakit mitokondria memiliki beberapa sistem skor dalam kriteria diagnosisnya. =olf mengajukan sistem skor kriteria diagnostik mitokondria (M0) untuk bayi dan anak pada tahun 66. Sistem ini menge"aluasi manifestasi klinis (!D skor klinis maksimum5 ' poin) dari gejala otot (!AD skor maksimum5 6 poin) abnormalitas sistem saraf pusat (!@D skor maksimum5 6 poin) dan keterlibatan multisistem (!D skor maksimum5 & poin)
ditambah dengan abnormalitas metabolik dan neuroimaging (!!D skor tambahan maksimum5 ' poin). Anomali histologis (!!!) dapat meningkatkan skor sebanyak ' poin menyebabkan skor
maksimal sebesar #6 poin. Skor E4#6 didefinisikan sebagai de!inite skor 4$ didefinisikan sebagai probable skor 64' didefinisikan sebagai possible dan skor # didefinisikan sebagai unliely.
Tabel5 9riteria =olf
@eragamnya manifestasi klinis yang dapat terjadi pada penyakit mitokondria membuat kepentingan pemeriksaan penunjang dalam menegakkan diagnosis. Pemeriksaan penunjang yang dapat dilakukan adalah pemeriksaan darah sur"ei metabolik pen*itraan biopsi jaringan pemeriksaan en8imatik dan uji genetik mitokondria.
*era#i
Manifestasi klinis utama dari penyakit akibat mutasi mt01A adalah kelainan pada otot dan sistem saraf pusat. +leh karena itu gejala4gejala yang terkait gangguan saraf dan otot seperti gangguan perkembangan mental dan motoris kejang atonia:distonia dan kontraktur otot banyak ditemukan pada penderita. Masing4masing penderita dapat menunjukkan gejala yang berbeda oleh karena itu pendekatan terapinya harus disesuaikan dengan gejala klinis yang ada bila perlu penanganan oleh ahli dari masing4masing disiplin ilmu yang sesuai dapat dilakukan.
Sebagai *ontoh gejala kejang yang timbul pada penderita "eigh Syndrom perlu penanganan dengan pemberian obat4obatan antikon"ulsan. +bat psikotropika efektif pada pasien
dengan gejala psikiatrik khususnya depresi -ambatan perkembangan mental dan motoris pada penderita P0- defisiensi memerlukan penanganan khusus antara lain terapi 2i*ara dan terapi okupasi. Tindakan pembedahan olehopthalmologistdiperlukan untuk penanganan ptosis parah pada pasien dengan oftalmoplegia eksternal progresif. 9atarak kongenital juga dapat ditangani
dengan pembedahan.
Pada pasien dengan sindroma 9earns4Sayre disertai blo*kade konduksi jantung. Perlu dilakukan pemasangan pa*emaker untuk menyelamatkan nya2a pasien. Pada pasien dengan kardiomiopati dan gangguan multisystem dapat dipertimbangkan tindakan transplantasi jantung.
9ehilangan pendengaran neurosensoris dapat ditangani dengan implantasi koklea. Gagal hepar yang sering terkait dengan sindroma deplesi mt01A dapat ditangani dengan transplantasi li"er. Myoglobinuria rekuren dapat ditemukan pada pasien dengan defisiensi *oen8yme # (o#) primer atau dengan mutasi gen pengkode protein mt01A. Selama episode akut semua pasien harus dilakukan rehidrasi dan menjalani dialysis ginjal karena myoglobinuria dapat
menyebabkan komplikasi gagal ginjal.
*era#i +ar)akologis
0alam makalah ini yang dimaksud dengan terapi farmakologis adalah pemberian obat4obatan yang bekerja dengan menghambat metabolit toksik sebagai hasil dari metabolism alternati"e maupun obat4obatan yang bekerja meningkatkan fungsi danli!e time en8im pada rantai respirasi. ang termasuk di sini adalah5
1. Pengeluaran Meta!olit Noxius
Asidosis laktat adalah salah satu tanda khas dari penyakit akibat kelainan mitokondria. 9arena metabolism aerob di mitokondria mengalami gangguan maka jalur metabolisme anaerob meningkat dan menghasilkan metabolit asam laktat. Asam laktat bersifat neurotoksik sehingga kadarnya perlu diturunkan. +bat penurun asam laktat yang umum digunakan adalah dikloroasetat (09A) yang bekerja dengan menghambat piru"at dehydrogenase (P0-) kinase menyebabkan P0- tetap defosforilasi bentuk aktif dan membantu metabolism piru"at dan oksidasi laktat. 09A sendiri mempunyai efek
samping neuropati perifer sehingga 09A tidak boleh digunakan dalam jangka panjang pada kelainan mitokondria yang rentan terkena neurophaty perifer.
Sindroma ensefalopati neurogastrointestinal mitokondrial (M1G!<) mempunyai tanda khas adanya defek pada sinyal intergenomik. Pasien dengan kelainan multisistemik ini mengalami mutasi pada gen TP yang mengkode en8im timidin kinase akibat yang ditimbulkan adalah akumulasi timidin dalam darah. Strategi pengobatan yang dapat dilakukan adalah dengan menurunkan metabolit ini dengan hemodialisa. Pendekatan yang lebih radikal seperti transplantasi sel stem allogenik dapat dipertimbangakan karena hasilnya *ukup menjanjikan.
0ari beberapa pengamatan telah diketahui bah2a sel satelit dan mioblas mengandung jumlah mt01A mutan lebih sedikit dibandingkan serabut otot matur. 0ari data ini beberapa peneliti berusaha mengembangkan strategi pengobatan dengan menggunakan agen miotoksik bupi"o*aine untuk menyebabkan nekrosis otot terbatas yang dapat menghasilkan jaringan otot dengan jumlah mutan mt01A lebih sedikit. Sayangnya per*obaan dengan injeksi unilateral bupi"o*aine pada otot le"ator palpebral pada lima pasien dengan oftalmoplegia eksternal progresif atau 9SS tidak menghasilkan perbaikan apapun. Pendekatan lain berdasar pada fakta bah2a latihan isometri* menyebabkan mikrotrauma dan nekrosis otot terbatas. Salah satu penelitian pada # pasien dengan mioglobinuria rekuren karena mutasi nonsense gen +, ! mt01A mengindikasikan bah2a ada sebuah proses regenerasi. pada beberapa serabut otot yang dibiopsi. Fakta ini mendukung pendekatan terapi dengan menginduksi myoglobinuria pada pasien yang mengalami intoleransi latihan atau kelemahan karena mutasi mt01A spesifik otot. Selain itu baik latihan ketahanan dan resistan*e dapat digunakan sebagai kombinasi untuk penanganan miopati mitokondria.
,. Pe)!erian Akse#tor Elektron
<n*ephalomiopati mitokondrial dapat disebabkan oleh defisiensi o# primer. 9ekurangan o# di mitokondria akan mengganggu aliran eklektron dari kompleks ! dan !! ke kompleks !!! dimana akan mengurangi sintesis ATP. Sebagai tambahan o# berfungsi sebagai antioksidan sehingga defisiensinya akan berdampak pada sel post4 mitotik seperti neuron dan otot yang rentan terhadap kerusakan oksidatif Pendekatan terapi yang dapat dilakukan adalah pemberian 6 akseptor elektron buatan yaitu menadiol difosfat ' mg:hari dan "itamin ' g:hari.
@eberapa *lini*al trial dengan kedua obat itu menunjukkan kembalinya kekuatan dan ketahanan otot biopsy otot setelah E bulan terapi menunjukkan bah2a le"el o# kembali normal penumpukan lipid menghilang akti"itas en8im rantai pernafasan meningkat dan penurunan proporsi miofibril yang terapoptosis. Meskipun demikian pasien yang mengalami ataksia membutuhkan dosis yang lebih besar (hingga #.
mg:hari) dan berespon lambat hal ini mungkin diakibatkan kerusakan serbelar yang ire"ersibe.
-. Pe)!erian ita)in dan Kofaktor
@erbagai ma*am "itamin dan kofaktor telah digunakan pada pasien ensepalomiopati mitokondrial dan menunjukkan hasil yang positif antara lain adalah ribofla"in ("itamin @6) thiamine (/itamin @#) Asam folat o# !4arnitine dan *reatine. @eberapa diantaranya seperti ribofla"in dan o# adalah komponen dari rantai respiratori. Sedangkan kofaktor yang lain menurun pada beberapa kondisi seperti asam folat yang lebih rendah dari normal pada darah dan SF pasien dengan 9SS. Pada beberapa pasien kadar *arnitin bebas *enderung menurun karena *arnitine teresterifikasi meningkat. Pergeseran ini men*erminkan kerusakan parsial dari H4oksidasi disertai gangguan o#. Gabungan "itamin yang dapat digunakan untuk kasus ini adalah ;4 *arnitine (# mg &B:hari) dan o# (minimal ' mg:hari) dengan tujuan mengembalikan le"el *arnitine bebas dan meningkatkan akti"itas oxygen radical scavenger o#.
Pada pasien M<;AS terjadi defisiensi *arnitin primer pendekatan terapi yang dapat dilakukan adalah pemberian arnitine Monohidrat. Pada suatu per*obaan pemberian arnitine monohidrat pada % pasien dengan M<;AS dan # dengan kelainan mitokondrial yang tidak jelas menunjukkan adanya perbaikan pada aktifitas yang berat tetapi tidak pada latihan aerobik yang ringan.
Suplementasi tembaga memberikan hasil yang positif pada beberapa penelitian in "itro untuk terapi ensepalomiopati infantile yang terkait dengan defisiensi +,. Pada kelainan ini terjadi mutasi gen S+6 yang mengkode protein +,4assembly yang dibutuhkan untuk insersi cooper ke holoen8im. 9etika tembaga ditambahkan pada medium kultur dari mioblast defisit +, yang memiliki mutasi S+6 akti"itas +, dapat kembali normal. -al ini menunjukkan bah2a suplementasi tembaga kemungkinan besar bermanfaat untuk bayi yang menderita *ardiomiopati dan mutasi S+6.
0eplesi mt01A juga dapat di*egah dengan penambahan produk defektif en8im (deoksiguinosine monofosfat dan deoByadenosin monofosfat) deoBiguinase kinase pada fibroblas dari pasien dengan sindrom hepatoserebral dan mutasi homo8igus pada gen 0GC+9.
. Pe)!erian Oxygen Radical Scavengers ( &0S'
0efek rantai respirasi memiliki efek yang berbahaya yaitu kerusakan produksi ATP gangguanintracellular calcium bu!!ering produksi 7+S berlebih dan peningkatan apoptosis. Peningkatan produksi 7+S merusak membran sel melalui peroksidasi lipid dan juga dapat memperparah jumlah mutasi mt01A.
0alam per*obaan menurunkan 7+S beberapa#xygen radical Scavengers telah digunakan pada sebagian besar kelainan yang disebutkan termasuk "itamin < o# idebenone dan dihidrolifoat. o# telah digunakan untuk penyakit mitokondria dengan hasil positif dan efek negatif yang minimal. o# dan analognya idebenone, telah digunakan se*ara luas sebagai terapi kelainan neurodegenerati"e yang terkait dengan peningkatan 7+S.
1. *era#i 2en
Seperti halnya pada kelainan akibat mutasi 01A inti pendekatan terapi gen dapat dilakukan pada kelainan akibat mutasi 01A mitokondria. Cntuk penyakit mitokondria yang disebabkan mutasi pada gen inti masalahnya tidak berbeda dengan terapi gen untuk gangguan geneti* mendelian termasuk pemilihan "e*tor "iral atau non4"iral yang sesuai pengiriman ke jaringan yang sakit dan reaksi imunologis potensial.
1amun pada penyakit akibat mutasi pada mt01A murni masalahnya jauh lebih kompleks. Genome mitokondria yang bersifat poliploid fenomena heteroplasmy ketidakmampuan untuk mentransfeksikan asam nukleat yang potensial untuk terapi ke mitokondria serta belum adanya realisasi model he2an *oba dengan penyakit mt01A menjadi masalah utama dalam pengembangan terapi berbasis gen. =alaupun demikian beberapa strategi untuk menyelamatkan fungsi mitokondria melalui ko mplementasi defek
geneti* atau manipulasi langsung le"el mt01A mutan telah dipertimbangkan. Salah satu *ara melengkapi protein mitokondria disfungsional adalah melaluiallotopic expression. 0engan menggunakan pendekatan ini menjadi mungkin untuk mengekspresikan protein ATPase % $ild-type se*ara allotopi* dari suatu konstruksi nucleus-trans!ected pada sel cybrid transmitochondrial yang bersifat homoplasmy untuk mutasi pada E33&TIG %&A&P' (subunit % dari ATP synthase mitokondria) dimana dapat menyebabkan kelemahan neurogenik ataBia dan retinitis pigmentosa (1A7P syndrome). !nter"ensi ini ternyata menyebabkan pemulihan parsial pada defek biokimia akibat mutasi mt01A. Strategi yang sama juga digunakan untuk mengekspresikan gen modifikasi subunit ' 1A0- dehydrogenase ( ND() untuk melengkapi (complementation) mutasi #$$EGIA
yang menyebabkan ;-+1.
Strategi terapi selanjutnya adalah melakukan pergeseran pada heteroplasmy yaitu menurunkan rasio genom mutan terhadap$ild-type ( gene shi!ting ). Pendekatan ini dapat di*apai melalui beberapa *ara5 (#) menghambat replikasi genome mutan se*ara selektif dengan peptide asam nukleatD (6) memasukkan 71As ke mitokondriaD (&) memasukkan polipeptida ke mitokondriaD (') memilih untuk fungsi respirasiD () induksi regenerasi
ototD dan (%) induksi fusi mitokondria.
-ibridisasi selektif deri"ate asam nukleat mt01A mutan dapat menghambat replikasinya selama propagasi genome $ild-type sehingga menyebabkan proporsi
genome mutan turun di ba2ah ambang patogenik ( pathogenic threshold ). @eberapa per*obaan in "itro berhasil menurunkan rasio mutan AE&''G M<77F.
Strategi terapi selanjutnya adalah memasukkan polipeptida ke mitokondria. Strategi terapi ini mempunyai implementasi logisti* yang berbeda meliputi ekspresi allotopik ekspresi Benotopik dan impor endonu*lease restriksi. <kspresi allotopik menga*u pada strategi yang ditujukan untuk menurunkan beban protein mutan dengan mengimpor "ersi normal dari protein mutan yang dikode mt01A dari gen snuc ke dalam nu*leus. Sebagai *ontoh gen ATPase % mt01A dapat diubah dari mitokondria ke kode geneti* inti. Cntuk meyakinkan bah2a protein inti baru dikode oleh gen yang telah diubah dikenali dan ditranspor ke mitokondria maka pada protein tersebut diberileader peptide dimana sekuen genetiknya dipinjam dari protein yang dikode mt01A yang lain. Setelah geneti* &ro)an horse diba2a ke nu*leus produk translasinya di sitoplasma ditranspor ke mitokondria dilepaskan iktan leader peptide4nya dan bergabung dengan komponen F dari kompleks / bersama dengan ATPase E yang disintesis di mitokondria. Pendekatan ini telah direalisasikan in "itro untuk mengkoreksi defek biokimia sel *ybrid yang mengalami mutasi TE33&G 1A7P:M!;S dan *ybrid yang mengalami mutasi G##$$EA ;-+1 ( "eber*s hereditary optic neuropathy).
Trik molekuler lain yang digunakan untuk mengkoreksi defek rantai respirasi yang disebabkan mutasi mt01A dengan transfeksi sel mamalia yang sakit adalah dengan gen mitokondria maupun gen inti dari organisme lain tetapi mengkode cognate protein +xenotopic expressionJ. Pendekatan molekuler langsung adalah dengan mengimpor endonu*lease restriktif spesifik sebagai magic bullets untuk merusak mt01A mutan se*ara selektif. Pendekatan ini telah dilakukan pada sel *ybrid model mutasi pada gen ATPase % TE33&G 1A7P:M!;S dengan membuat site Smal unik pada mt01A manusia. Gen untuk Smal fusi ke sekuen target mitokondria dan se*ara transien diekspresikan pada *ybrid heteroplasmik yang kehilangan mt01A mutan.
Pendekatan lain yang *ukup efektif untuk menurunkan beban mutasi mt01A se*ara in "itro adalah pemaparan terhadap metabolit keton. Sel hybrid yang mengalami delesi tunggal mt01A dibiakkan dalam medium yang mengandung keton sebagai sumber karbon. Sel yang homoplasmik untuk delesi mt01A mati sedangkan sel homoplasmik untuk mt01A$ild-type hidup. Pada heteroplasmic cell lines proporsi mt01A$ild-type meningkat dari #&K menjadi 66K setelah hari perlakuan dalam medium ketogenik dan pada per*obaan ini didapatkan perbaikan sintesis protein mitokondria. Pergeseran heteroplasmik (heteroplasmic shi!ting ) tidak hanya terjadi diantara sel (seleksi interseluler) tetapi juga di dalam sel (seleksi intraseluler). -asil ini dapat dijadikan rujukan kemungkinan dilakukannya per*obaan in "i"o pada pasien menggunakan diet ketogenik.
0alam kaitannya dengan heteroplasmic shi!ting, mungkin tidak perlu lagi menurunkan jumlah mutasi jika kita dapat mendistribusikan ulang proporsi mt01A mutan dengan $ild-type dalam mitokondria mengubah organel mutan homoplasmi dan organel $ild-type homoplasmi menjadi organel heteroplasmi. 0engan *ara ini maka dapat dimanipulasi populasi mitokondria mutan di ba2ah threshold untuk mengobati disfungsi mitokondria .
Pendekatan terapi selanjutnya adalah mengurangi produksi 7+S. Pendekatan geneti* dengan menangkap 7+S telah berhasil dilakukan pada he2an *oba tikus. Pertama defisiensi kompleks ! disebabkan oleh ekspresi anti410CFA# ribo8yme (10CFA# merupakan subunit katalitik kompleks !) menginduksi lesi retina dan saraf opti* sama dengan ;-+1 pada manusia. 9edua regulasi penurunan MnS+0 oleh ekspresi anti4S+06 ribo8yme pada tikus juga menginduksi lesi menyerupai ;-+1. 0ata ini mendukung konsep bah2a produksi 7+S berlebihan merusak retina dan saraf opti*. 9etika peneliti melakukan ko4ekspresi anti410CFA# rybo8yme (ra*un) dan S+06 (antidot) pada tikus yang sama lesi tidak mun*ul. Fakta ini menjelaskan bagaimana potensi terapi suatuS#D scavengin.
DA+*A0 PUS*AKA
#. 7ee"e A9 9rishnan 9L Turnbull 0. 6E. Mito*hondrial 01A Mutations in 0isease Aging and 1eurodegeneration. Annals of the 1e2 ork A*ademy of S*ien*esD ##'$5 6#4 63
