Hingga saat ini, penyakit jantung masih menjadi masalah utama kesehatan secara global. Jumlah kematian akibat serangan jantung tiap tahunnya meningkat. Pada sebuah studi yang dilakukan oleh Fishman dkk (2010) ditemukan bahwa serangan jantung mengakibatkan kematian sekitar 250,000 hingga 300,000 orang di Amerika Serikat (AS) tiap tahunnya. Selain itu, sebuah studi lain oleh Irawati dkk (2018) menunjukkan bahwa terjadi setidaknya 3.68 kejadian penyakit kardiovaskular fatal pada setiap 1,000 orang Asia setiap tahunnya. Diantara banyaknya penyebab serangan jantung dan penyakit kardiovaskular, sindrom QT panjang (long QT syndrome / LQTS) menjadi salah satu faktor utamanya. LQTS merupakan penyakit dimana terjadi kelainan pada sinyal electrocardiogram (ECG) seseorang ditandai dengan panjangnya nilai interval periode gelombang Q dan gelombang T. LQTS muncul disebabkan oleh mutasi genetik yang terjadi pada channel ion pada sel jantung.
Terapi untuk pansien dengan LQTS biasa dilakukan dengan menggunakan terapi obat mexiletine. Mexiletine telah dikenal banyak digunakan untuk terapi LQT level 3 (LQT3) namun efiksasinya perlu dikaji lebih lanjut karena hasil penelitian sebelumnya menunjukkan signifikansi efek mexiletine pada pasien LQT3 bisa berbeda-beda. Beberapa penelitian sebelumnya telah mencoba untuk menganalisa efek dari mexiletine dengan menggabungkan penelitian eksperimen dan simulasi computer namun terbatas pada penelitian pada level sel sehingga analisanya belum bisa mencangkup organ jantung secara umum.
Kami melakukan penelitian lebih lanjut terkait efek terapi mexiletine untuk pasien LQT3 dengan menggunakan simulasi komputer pada level sel hingga level bilik jantung (ventrikel). Sel jantung dimodelkan secara matematis dengan persamaan differensial dan diimplementasikan ke model ventrikel 3D dengan metode elemen hingga (finite element). Model sel jantung yang kami gunakan adalah model sel yang dikembangkan oleh Kim dkk (2019) yakni sel jantung dengan mutasi A1656D pada channel ion sodium late (NaL) yang ditemukan pada seorang bayi yang baru lahir di Korea Selatan. Jenis sel yang digunakan dalam penelitian ini adalah sel jantung epi atau lapisan terluar jantung.
Dari hasil simulasi komputer pada level sel kami menemukan bahwa terapi mexiletine dapat memperpendek durasi action potential dari sel jantung dengan mutasi A1656D. Hal ini bisa menyebabkan terjadinya detak jantung yang lebih cepat pada pasien. Selain itu, dari analisa kemunculan alternant pada sel jantung, kami menemukan bahwa mutasi A1656D menyebabkan kemungkinan kemunculan alternant pada detak jantung normal atau kondisi istirahat (resting condition). Alternant sangat erat kaitannya dengan detak jantung abnormal yang bisa menyebabkan serangan jantung. Terapi mexiletine pada sel jantung dengan mutasi A1656D berpengaruh dengan bergesernya kemunculan alternant ke detak jantung yang lebih cepat. Artinya, terapi mexiletine pada pasien dengan LQTS dapat menghasilkan kondisi yang lebih aman karena kemungkinan kemunculan alternant tidak lagi pada kondisi detak jantung normal namun pada detak jantung yang cukup cepat seperti pada kondisi berolahraga atau aktifitas fisik lainnya.
Selanjutnya, simulasi komputer untuk model ventrikel 3D menunjukkan pengaruh mexiletine pada jumlah rotor yang terbentuk selama peristiwa reentry. Jumlah rotor pada kondisi reentry sangat terkait dengan kemungkinan terjadinya spiral wave breakup yang bisa menimbulkan kondisi fibrillation pada ventrikel. Kondisi fibrillation inilah yang menjadi penyebab serangan jantung. Pada reentry ventrikel dengan mutasi A1656D jumlah rotor yang terbentuk adalah lima (5) buah sedangkan pada ventrikel A1656D dengan terapi mexiletine terbentuk lebih sedikit rotor dengan jumlah empat (4). Kecepatan rambat konduksi listrik pada kondisi ventrikel A1656D adalah 19 cm/s dan pada ventrikel A1656D dengan mexiletine adalah 17.3 cm/s. Dengan lebih sedikitnya jumlah rotor yang terbentuk akibat terapi mexiletine mengindikasikan bahwa terapi mexiletine memiliki pengaruh mengurangi kemungkinan munculnya peristiwa fibrillation pada ventrikel dan mengurangi resiko serangan jantung.
Kesimpulannya, dari hasil simulasi komputer pada level sel dan ventrikel jantung, kami menemukan bahwa mexiletine dapat memberikan fitur keamanan ekstra selama terapi untuk pasien LQT3 karena dapat mengubah alternant terjadi dari awalnya kondisi detak jantung normal ke detak jantung yang lebih cepat, dan itu mengurangi kemungkinan pecahnya gelombang spiral. Oleh karena itu, temuan ini menekankan efiksasi mexiletine yang menjanjikan dalam mengobati pasien LQT3 dengan mutasi A1656D.
Penulis: Ali Ikhsanul Qauli, S.Si., M.Eng.
Judul jurnal: Verification of the Efficacy of Mexiletine Treatment for the A1656D Mutation on Downgrading Reentrant Tachycardia Using a 3D Cardiac Electrophysiological Model
Link jurnal:
