Aspek Klinis dan Terapi mi RNAs

(1)

Aspek Klinis dan Terapi

miRNAs

(2)

Latar Belakang

 _{MicroRNAs yang pertama}__{1993 oleh Victor Ambros dan}

kolega, Rosalind Lee dan Rhonda Feinbaum  lin-4, tidak mengkode protein tetapi merupakan RNA pendek yang terdiri dari 22 nukleotida.

 _{Tujuh tahun kemudian, Reinhart}_{et al}_._ _let-7

 _{Kedua RNA pendek ini kemudian menjadi hal yang menarik}

untuk diteliti  terdapat gen yang serupa dengan let-7 pada hewan lain, manusia.

 _{Seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan, >100}

gen yang mirip dengan let-7 dan lin-4 telah ditemukan pada cacing, Drosophila, dan pada manusia yang kemudian

(3)



_MicroRNAs

_

_{molekul RNA yang pendek, tidak}

mengkode protein, dan dapat memodulasi proses

transkripsi dari gen lain.



_{miRNAs meregulasi 30% gen dari genome manusia.}

miRNAs sangat spesifik



_{miRNAs mengkontrol fungsi biologis dasar, seperti}

apoptosis, organogenesis, proliferasi, embriogenesis,

respon antiviral, dan stres.



_{Abnormalitas dari level miRNAs berhubungan dengan}

kanker pada manusia, hematopoesis, metabolisme,

dan hipertrofi jantung. miRNAs juga ditemukan dapat

memodulasi sensitivitas dari reseptor sel T, yang

(4)



_MicroRNAs

_

_{cairan biologis}



_{miRNAs dapat juga ditemukan pada plasma dan}

terlindungi dari aktivitas RNAse endogen serta cukup

stabil



tidak terdegradasi pada temperatur ruangan

selama 24 jam dan dapat disimpan pada suhu -20◦C

selama >7 hari



biomarker (Kanwal

et al

., 2012).



_{Oleh karena telah ditemukan berbagai macam peran}

dari miRNA pada berbagai penyakit



regulasi miRNA

saat ini merupakan target terapi dan diagnostik dari

berbagai penyakit



Salah satunya dengan

(5)

Peran MikroRNAs pada Fibrosis



_Fibrosis

_

_{penyebab timbulnya disfungsi}

dari berbagai organ



hasil dari reaksi

terhadap

tissue injury

kronis yang tidak

terkontrol maupun merupakan penyakit

primer itu sendiri.



_{Ditandai dengan adanya deposisi berlebih}

dari komponen matriks ekstraseluler (ECM)



_{Akumulasi dari matriks ekstraseluler}

(6)

(7)

Tabel 2. Mediator molekuler utama yang

meningkat pada fibrosis (Vettori

et al

.,

2012).

Sitokin

Transforming Growth Factor-β (TGF-β) IL-4

Connective tissue growth factor (CTGF)

Platelet derived growth factor (PDGF)

Vascular endothelial growth factor (VEGF)

Fibroblast growth factor (FGF)

Insulin-like growth factor-1 (IGF-1)

Small secreted signaling protein

Wnt protein

(8)



SSc



fibrosis sitemik yang tidak diketahui

penyebabnya



tiga jalur patofisiologi yaitu

vascular injury

, aktivasi sistem imun, dan

fibrosis interstisial.



Fibrosis pada SSc secara klinis umumnya

menyerang beberapa daerah tertentu

(kulit, paru-paru, jantung, ginjal, dan otot).



Terjadi aktivasi dari beberapa jalur

(9)



Terdapat ± 40 miRNAs yang berhubungan

dengan fibrosis pada berbagai organ.



Kebanyakan dari miRNAs secara langsung

menginduksi fibrosis



aktivasi jalur TGF-β,

CTGF, protein struktural maupun enzim yang

mengatur remodeling matriks ekstraseluler.



Sebagian kecil secara tidak langsung

mengatur fibrogenesis melalui pengaruhnya

terhadap EMT atau dengan menginduksi

proliferasi maupun ketahanan terhadap

(10)

Regulasi MicroRNAs pada sinyal

TGF-β/CTGF

 _TGF-β__{mediator sentral dari fibrosis}__{menginduksi ekspresi dari}

CTGF dan sebaliknya. Bersamaan dengan itu, berbagai faktor profibrosis (VEGF, ET, IGF-1, integrin dan Wnts) juga dapat

terinduksi. Terdapat ± 10 miRNAs yang merupakan regulator dari sinyal TGF-β

 _{miR-133 dan miR-30 merupakan miRNA utama yang meregulasi}

ekspresi CTGF pada fibrosis jantung. miR-133 spesifik pada sel jantung yaitu cardiomyocites. Penelitian menyebutkan miR-133 dan miR-30 dapat merepresi CTGF secara in vivo, yaitu regulasi positif dari miR-133 dan miR-30 dapat menurunkan ekspresi CTGF. Selain itu miR-133 juga dapat menurunkan aktivasi dari sinyal TGF-β1

 _{miR-200 merupakan}_family_{dari EMT, yang mempunyai peran}

secara tidak langsung pada proses fibrogenesis. Penelitian

menunjukkan miR-200  meregulasi proses fibrogenesis secara

(11)

Regulasi MicroRNAs pada

Protein ECM

 _miR-29 regulator fibrogenesis secara langsung  regulasi negatif

ekspresi gen COL1A1, COL1A2, COL3A1, FBN1, dan ELN1  pengaturan

sintesis protein ECM. Level dari miR-29 berbanding terbalik dengan keparahan fibrosis. Overekspresi dari miR-29b pada tikus menghasilkan penurunan fibrosis pada ginjal setelah pemberian diet tinggi garam. Silencing dari miR-29b pada ginjal tikus menyebakan peningkatan pembentukan protein ECM (Zhu et al., 2013).

 _{Fibrosis mempengaruhi prognosa dan angka mortalitas dari SSc}__{saat ini} belum ditemukan biomarker yang akurat dan terpercaya untuk mengetahui proses fibrosis pada SSc  Level serum dari miRNAs dapat digunakan

sebagai biomarker yang akurat baik untuk diagnosa, prognosis, dan evaluasi perawatan dari SSc (Zhu et al., 2013).

 _{Level serum miR-150 ditemukan menurun pada pasien SSc, dan pasien SSc} dengan level serum miR-150 yang lebih rendah mempunyai manifestasi klinis yang lebih parah.

 _{Level serum dari miR-142-3p secara signifikan ditemukan lebih tinggi pada} pasien SSc dibandingkan dengan pasien SLE, scleroderma spectrum

(12)

(13)

(14)

Peran MikroRNAs pada

Penyakit Autoimun

 _{Rheumatoid arthritis (RA) adalah penyakit inflamasi kronis yang} menyebabkan kerusakan pada tulang dan sendi.

 _{miRNA-155 dan miRNA-146a mengalami disregulasi pada jaringan sinovial} (fibroblas) pada pasien RA  peningkatan sitokin proinflamasi seperti IL-1β

 _{miRNA-155 dikode pada gen B-cell integration (Bic) pada krmosom 21.} Ekspresinya ditemukan pada berbagai penyakit autoimun seperti multipel sklerosis, SLE, dan RA.

 _{miRNA-155 secara individual mengkontrol proses destruksi yang diakibatkan} oleh RA melalui 2 cara, yaitu dengan menghambat respon dari sel B dan sel T serta mengkontrol kerusakan tulang lokal.

 _{miRNA-155 juga diketahui berperan dalam regulasi sel Th-1 dan TNFα} mRNA. miRNA-155 juga diketahui sebagai regulator dari maturasi sel B

(15)



_{Peningkatan ekspresi dari miRNA-155 pada sel}

fibroblas sinovial menurunkan ekspresi dari MMP-3

dan MMP-1.



kerusakan jaringan dapat ditekan.



_{Peningkatan ekspresi dari miRNA-203 pada RASFs}

(rheumatoid arthritis synovial fibroblas) meningkatkan

sekresi dari IL-6 dan MMP-1



_{Overekspresi dari miRNA-124 pada fibroblas dapat}

menurunkan level dari

cyclin dependent kinase-2

dan

monocyte chemoattractan protein-1



penurunan dari

(16)

SS

 _{Sjogren sindrom (SS)}__{penyakit autoimun kronis yang menyerang}

kelenjar eksokren

 _{Disregulasi dari miR-17-92, miR-155, dan miR-147 telah diamati}

pada kelenjar saliva  peningkatan ekspresi miR-146a secara

signifikan

 _{Ekspresi miRNA juga dipelajari pada saliva yang diisolasi pada}

pasien SS  metode diagnosis yang tidak invasif yang dapat 

marker diagnosis maupun keparahan (Hu dan O’Connel, 2013).

 _{Berbagai tes digunakan untuk mendiagnosa penyakit autoimun,}

seperti CT-scan, X-ray, ESR, hitung jumlah sel darah putih, CRP, antinuclear antibodies (ANA), serta serum faktor RA  miRNA

dapat juga digunakan sebagai biomarker karena stabilitasnya dan ekspresinya pada berbagai jaringan, baik digunakan untuk

(17)

Peran MikroRNAs pada

Penyakit Kardiovaskuler

 _{Adanya suatu jejas ataupun stres}__{jantung mengalami}

hipertrofi  untuk mengkompensasi adanya kerusakan pada fungsi jantung dan perubahan kardiak output.  adanya

pembesaran ukuran sel tanpa penambahan jumlah sel miosit

 _{Terdapat lebih dari 50 mRNAs yang mengalami disregulasi}

ekspresi pada tikus dengan hipertrofi jantung, dengan miR-1 teridentifikasi pertama kali yang mengalami penurunan

(18)

 _miR-21__{mengatur pertumbuhan sel tumor dan apoptosis,}

dimana peningkatan ekspresi dari miR-21 dapat

menginduksi hipertrofi jantung pada sel kultur dan in vivo. Penghambatan ekspresi dari miR-21 dapat menurunkan hipertrofi miosit.

 _{miR-1 dan miR-133 terekspresi rendah pada tikus dan}

manusia yang mengalami hipertrofi. Penelitian secara in vitro menunjukkan bahwa infusi dari antimiRNA-133 dapat menyebabkan hipertrofi jantung. miR-1 terekspresi secara spesifik pada sel prekursor jantung dan gen miR-1

(19)

Peran MikroRNAs pada

Penyakit Metabolik

 _{Peran miRNAs dalam meregulasi metabolisme diperankan}

oleh miR-33 dan miR-122. miR-33 mengkontrol eksport dari kolesterol seluler dan degradasi dari asam lemak. Penelitian menunjukkan pemberian anti-miR33 dapat meregresi

aterosklerosis dan dapat menurunkan level HDL

 _{miR-122 berperan dalam meregulasi homeostasis lipid}

dengan mengontrol serum kolesterol dan level TG dengan merugulasi sintesis kolesterol dan sekresi lipoprotein (VLDL) di hepar. Penurunan ekspresi dari miR-122 dapat

meningkatkan level lemak di hepar. Selain itu pada

penelitian menunjukkan penurunan ekspresi dari miR-122 tidak hanya menurunkan level dari LDL tetapi juga

meningkatkan level HDL dan penurunan ekspresi dari miR-122 juga dapat meningkatkan resiko munculnya

(20)