Tulang normal akan melalui remodeling seumur hidup, yang berisi pembentukan tulang dan resorpsi tulang yang bergiliran dalam homeostasis. Namun, beberapa orang dengan penyakit radang kronis seringkali memiliki masalah tulang di bidang kedokteran gigi seperti periodontitis. Masalah tulang terjadi karena ketidakseimbangan antara resorpsi tulang oleh osteoklas yang lebih tinggi dari pembentukan tulang oleh osteoblas. Salah satu penyebab terjadinya resorpsi tulang pada penyakit periodontal adalah karena lipopolisakarida (LPS) dari patogen tertentu (seperti P. gingivalis) menginduksi aktivasi Th1, Th2, dan Th17 yang dapat mengaktivasi jalur receptor activator nuclear kappa beta ligand (RANKL) dan meningkatkan produksi mediator inflamasi. Aktivasi dari reseptor RANK-L di preosteoklas meningkatkan tartate resistant acid phosphatase (TRAP), cathepsin K, 3-integrin, dan reseptor kalsitonin.
Selama remodeling tulang, dibutuhkan Basic Fibroblast Growth Factors (bFGF) dalam hal diferensiasi osteoblas dan pembentukan tulang, selain itu bFGF mampu mengurangi resorpsi tulang dan pembentukan osteoklas. Di mamalia, ada 22 anggota keluarga FGF. Dari semua anggota, FGF 2, 8, 9, 10, 18, dan 23 yang memiliki korelasi dengan proses osteogenesis dengan FGF2 secara autokrin/parakrin mengarah pada penghantaran secara esensial dalam prekursor osteoblas dan menginisiasi pensinyalan antar sel melalui FGFR.
Sel Punca Mesenkim Gingiva Metabolit (GMSCM) adalah produk limbah medis dari Mesenchymal Stem Cells (MSC) yang telah dimurnikan dan dapat digunakan untuk keperluan lain. GMSCM merupakan produk biokompatibel karena tidak menimbulkan reaksi imun sistemik yang berarti tidak bersifat patogen terhadap jaringan sekitarnya, selain itu MSCM mengandung banyak sitokin seperti Epidermal Growth Factor, granulocyte-macrophage-colonystimulating factor (GM-CSF) , Interleukin-4, Interleukin-10, dan transforming growth factor (TGF)-尾 yang mampu mendorong proliferasi fibroblas dermal.
Sampai saat ini, belum ada penelitian yang berfokus pada efek potensial dari metabolit dari metabolit sel punca mesenkim gingiva yang mempengaruhi ekspresi bFGF pada tulang yang diinduksi LPS yang mengalami resorpsi. Dengan demikian, tujuan dari penelitian ini adalah untuk menyelidiki efek GMSCM pada ekspresi bFGF pada resorpsi tulang inflamasi yang disebabkan oleh lipopolisakarida.
Resorpsi tulang telah menimbulkan masalah di berbagai bidang, sehingga efektif dan efisien terapi sedang dikembangkan. Berbagai alternatif telah dikembangkan untuk mengatur pembentukan tulang, seperti pemanfaatan sel punca mesenkim untuk regenerasi jaringan tulang. Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi pemberian GMSCM dan pengaruhnya terhadap resorpsi tulang pada calvaria tikus Wistar melalui pengamatan ekspresi bFGF pada osteoblas
Resorpsi tulang berhasil dimodelkan dengan menggunakan induksi LPS ke calvaria, seperti yang ditunjukkan pada hasil yang menunjukkan penurunan sekresi bFGF yang signifikan setelah induksi. LPS menghasilkan resorpsi dengan berinteraksi dengan TLR-4 sehingga memicu sekresi TNF-伪 dari sel. TNF-伪 akan menginduksi ekspresi RANKL dan selanjutnya mengaktifkan berbagai jalur seperti NF-魏B dalam osteosit. Hal ini akan menyebabkan peningkatan aktivitas prostaglandin untuk membentuk osteoklas dan mengarah pada peningkatan resorpsi tulang. Studi sebelumnya menguraikan hasil dengan menggunakan sel RAW247 prima RANKL yang diobati dengan LPS yang menunjukkan peningkatan yang luar biasa dalam jumlah osteoklas dibandingkan dengan kelompok kontrol. Proses ini sering ditemukan pada berbagai penyakit gigi, seperti periodontitis yang merupakan salah satu infeksi mulut yang paling banyak ditemukan. Penghambatan peradangan tulang mungkin menjadi bagian penting dari menghilangkan dan meregenerasi jaringan tulang yang terinfeksi. Pembentukan tulang baru ditandai dengan peningkatan sejumlah besar faktor pertumbuhan yang menjalankan fungsinya untuk meningkatkan homeostasis.
bFGF (FGF2) secara luas dikenal sebagai faktor pertumbuhan yang bertanggung jawab untuk pembentukan tulang melalui proliferasi dan diferensiasi osteoblas. bFGF juga menunjukkan penghambatan resorpsi tulang dengan menekan aktivitas alkaline phosphatase (ALP), mendorong sintesis kolagen dan substansi dasar sehingga mengarah pada peningkatan mineralisasi matriks. Terapi tulang yang menargetkan sekresi bFGF mungkin merupakan alternatif yang menjanjikan, seperti yang dilaporkan oleh penelitian sebelumnya. GMSC adalah sel punca yang dapat mensekresikan metabolit protein bioaktif dan produk metabolisme ke matriks ekstraseluler. Protein ini dapat bertindak sebagai sinyal, stimulasi, dan penghambatan berbagai proses kimia sel.
Studi ini menemukan bahwa metabolit secara signifikan meningkatkan ekspresi bFGF dalam resorpsi tulang yang diinduksi LPS. Studi sebelumnya tentang uji metabolomik GMSC menjelaskan bahwa metabolit terdiri dari berbagai sitokin, baik proinflamasi atau antiinflamasi, juga faktor proapoptosis dan pro-angiogenik. Studi ini menemukan peningkatan ekspresi bFGF dalam osteoblas setelah penyediaan metabolit pada kelompok yang diobati dengan LPS.
Metabolit ini meningkatkan aktivitas sel, metabolisme, dan proliferasi untuk meningkatkan fungsi sel. Proses ini juga ditingkatkan oleh faktor bioaktif, sitokin dan faktor pertumbuhan yang terkandung. Sitokin dan metabolit ini akan memperbaiki respon inflamasi yang terjadi di jaringan tulang sehingga mendorong aktivitas anabolik untuk membentuk tulang baru. Ekspresi bFGF yang dipromosikan dalam osteoblas ditemukan tidak signifikan pada kelompok yang hanya diobati dengan metabolit GMSC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metabolit meningkatkan ekspresi bFGF dalam jumlah yang aman untuk mengatur homeostasis tulang dan jaringan dengan tidak memprovokasi respon inflamasi secara berlebihan pada jaringan normal. Studi tentang pembentukan matriks tulang dan mineralisasi dengan berbagai penanda diperlukan untuk memvalidasi dan membuktikan kapasitas pembentukan tulang pada metabolit GMSC.
Kesimpulan dari penelitian ini adalah ekspresi positif bFGF pada osteoblas meningkat setelah pemberian metabolit GMSCs pada resorpsi tulang calvaria yang diinduksi LPS pada tikus wistar (R. novergicus) melalui pemeriksaan imunohistokimia
Penulis: Alexander Patera Nugraha
Link Lengkap:
