45
Hibah Tim Penelitian Pasca Sarjana (HTPP) Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional No : APHT/2003/0011/018 Polimorfisme dan Isoform Gen Reseptor FSH Wanita Indonesia : Implikasinya Pada Penanganan Infertilitas dan Kesehatan Reproduksi Purnomo Soeharso 1 , Nukman H. Moeloek 1 dan Farid A. Moeloek 2 1) Departemen Biologi Kedokteran, Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia, Jakarta. 2) Bagian Obstetri dan Ginekologi, Rumah Sakit Umum Pusat Negri Cipto Mangun Kusumo (RSUPN CM), Jakarta.

Metodologi : Topik penelitian dibagi menjadi 6 subtopik, tiap

Embed Size (px)

Citation preview

  • Hibah Tim Penelitian Pasca Sarjana (HTPP)Direktorat Jenderal Pendidikan TinggiDepartemen Pendidikan NasionalNo : APHT/2003/0011/018

    Polimorfisme dan Isoform Gen Reseptor FSH Wanita Indonesia : Implikasinya Pada Penanganan Infertilitas dan Kesehatan Reproduksi Purnomo Soeharso1, Nukman H. Moeloek1 dan Farid A. Moeloek21) Departemen Biologi Kedokteran, Fakultas KedokteranUniversitas Indonesia, Jakarta.2) Bagian Obstetri dan Ginekologi, Rumah Sakit Umum Pusat Negri Cipto Mangun Kusumo (RSUPN CM), Jakarta.

  • Pendahuluan

    1. Infertilitas pada wanita meliputi 45% dari semua kasus infertilitas.

    2. Mempunyai implikasi pada masalah kependudukan, distribusi kemakmuran dan kesejahteraan pada tingkat keluarga dan negara.

    3. Penanganan infertilitas adalah penting dalam pengelolaan kesehatan reproduksi di Indonesia.

  • 4. Program reproduksi berbantuan merupakan salah satu upaya mengatasi masalah infertilitas untuk mendapatkan keturunan bagi pasangan infertil.

    5. Stimulasi ovarium oleh gonadotropin (FSH & LH) adalah mekanisme sentral dalam pengaturan siklus reproduksi wanita.

    6. Respon ovarium terhadap stimulasi FSH eksogen pada wanita usia reproduksi yang mengikuti program reproduksi berbantuan (IVF/ICSI) bervariasi pada beberapa individu.

  • Stimulasi FSH pada ovarium berlangsung melalui interaksi antara FSH dengan reseptor spesifiknya (reseptor FSH) pada sel-sel granulosa ovarium.

    - Variasi reseptor FSH menyebabkan perbedaan afinitas FSH terhadap reseptornya pada sel target sehingga menghasilkan respon bervariasi pada beberapa individu : tidak ada respon, respon lemah, respon baik atau sindrom hiperstimulasi.

    - Varian reseptor FSH dapat dihasilkan oleh isoform yang ditentukan oleh genotip dan polimorfisme pada promoter gen reseptor FSH

  • Isoform reseptor FSH adalah varian genotip yang ditentukan oleh polimorfisme pada exon 10 gen struktur reseptor FSH. Polimorfisme pada exon 10 posisi : 307 menghasilkan kode Ala atau Thre 680 menghasilkan kode Asn atau Ser Pada wanita Kaukasia menghasilkan 3 isoform Asn/Asn, Asn/Ser, Ser/Ser. Skrining polimorfisme promoter gen reseptor FSH menghasilkan 5 polimorfisme pada promoter inti pada posisi 138, - 114, - 91, - 37 dan 29.

  • Peta gen struktur reseptor FSH

  • Model skematis daerah 5 flanking gen RFSH manusia

  • Transcriptional start sites

    core promoter

    -184 -114 -99 -83 -79

    Intron A

    polymorphic sites

    -1486 bp

    Exon 1

    repressor

  • 3

    2

    1

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    eksons (bp)

    251 72 75 75 72 78 69 75 186 >1234

    >15 >10 2.8 3 1.8 4.7 0.1 11 3

  • 1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    activating mutation Asp 567 Gly

    inactivating mutation Ala 189 Val Asn 191 Ile

    allelic variants Ala 307 Thr Asn 680 Ser

  • 1.psd

  • SF-1 c-Fos ? USF GATA-1

    cAMP PKA

    ATG

    SLBS-3 SLBS-2 AP-1 E box Inr E2F

    GATA

    -2,7 kb

  • XhoI

    KpnI

    -231

    -1

    -231

    -231

    -231

    -231

    -1

    -1

    -1

    -1

    G-29A

    T-114C

    A-123G

    -AAAA-

    wild type

    A-138T

    pCR2.1-TOPO

    3,9 kb

  • pGL3-basic

    4818 pb

    luc+

    KpnI

    XhoI

    G-29A

    -231

    -231

    -231

    -231

    -231

    T-114C

    A-123G

    -AAAA-

    wild type

    XhoI

    KpnI

    -1

    -1

    -1

    -1

    -1

    Segmen DNA vektor pCR2.1-TOPO

    -231

    A-138T

    -1

  • Permasalahan1. Distribusi isoform dan polimorfisme promoter gen reseptor FSH pada wanita Indonesia belum diketahui.2. Perlu dibuktikan adanya hubungan antara isoform reseptor FSH dengan sensitifitas ovarium terhadap stimulasi FSH eksogen.

    3. Perlu dibuktikan adanya hubungan antara polimorfisme promoter gen reseptor FSH dengan ekspresi reseptor FSH pada sel-sel granulosa ovarium.

  • 4. Pengaruh isoform dan polimorfisme promoter gen reseptor FSH pada kelainan atau penyakit hormonal seperti amenorhoea primer dan endometriosis belum diketahui.

    5. Pengaruh isoform dan polimorfisme promoter gen reseptor FSH pada kelainan fungsi ovarium seperti ovarium polikistik dan sindroma resistensi ovarium belum diketahui.

  • Tujuan umum :

    Mengetahui isoform reseptor FSH dan polimorfisme promoter gen reseptor FSH sehingga dapat menentukan efektifitas stimulasi FSH terhadap ovarium.

    Meluluskan 2 peserta program S3 dan 4 peserta program S2 Biomedik pada akhir 2005.

  • Tujuan khusus :

    1. Mengetahui hubungan antara isoform dan polimorfisme promoter gen reseptor FSH dengan level FSH basal.

    2. Mengetahui efektifitas stimulasi FSH pada reseptor FSH yang mempunyai isoform dan polimorfisme gen promoter berbeda secara in vitro.

    3. Membuat prediksi dosis FSH yang efektif untuk induksi ovarium pada wanita yang mengikuti program reproduksi berbantuan IVF/ICSI berdasarkan data isoform reseptor FSH dan polimorfisme promoter gen reseptor FSH.

  • 4. Membuat kesimpulan tentang perlunya mendeter minasi isoform reseptor FSH dan polimorfisme gen promoternya sebagai faktor predisposisi pada kasus-kasus endometriosis, ovarium polikistik dan menopouse prematur atau late menopouse.

    5. Menentukan teknik yang sensitif untuk mendeter- minasi isoform atau genotip reseptor FSH.

  • Metodologi :

    Topik penelitian dibagi menjadi 6 subtopik, tiap subtopik dikerjakan oleh seorang mahasiswa.

    Subtopik I :Polimorfisme gen reseptor FSH (isoform reseptor FSH) pada wanita Indonesia yang mengikuti program reproduksi berbantuan IVF/ICSI.oleh : Dwi Anita Suryandari, S.Si., M.Biomed Mahasiswa S3 Biomedik FKUIlama penelitian: 3 tahun

  • Subtopik II :Polimorfisme pada promoter gen reseptor FSH wanita Indonesia usia reproduktif dan pengaruhnya terhadap expresi reseptor FSH.oleh : Yuni Ahda, S.Si., M. Biomed Mahasiswa S3 Biomedik FKUIlama penelitian : 3 tahun.

    Subtopik III :Pengaruh isoform FSH pada kelainan hormonal endometriosis oleh: Monica Dwi Hartanti, dr. Mahasiswa S2 Biomedik FKUIlama penelitian : 1 tahun.

  • Subtopik IV :Determinasi polimorfisme gen reseptor FSH (isoform reseptor FSH) dengan teknik PCR-SSCP dan PCR-RFLP.oleh : Daniel Joko Wahyono, Drs. Mahasiswa S2 Biomedik FKUI.lama penelitian: 1 tahun.

    Subtopik V :Pengaruh isoform reseptor FSH pada kelainan ovarium polikistik.oleh: Laksmi Wingit Ciptaning, S.Si. Mahasiswa S2 Biomedik FKUIlama penelitian : 1 tahun.

  • Subtopik VI :Pengaruh isoform FSH dan polimorfisme promoter gen reseptor FSH pada usia rata-rata menopause wanita Indonesia dengan riwayat siklus reproduksi normal.oleh: ditentukan kemudian Mahasiswa S2 biomedik FKUIlama penelitian: 1 tahun

  • Cara Kerja :

    isolasi DNA dari sampel darah

    Amplifikasi exon 10Amplifikasi promoter intiPCR-SSCP & PCR- RFLP

    PCR-SSCP & DNA sequencingUji sensitifitas isoform in vitroUji aktifitas promoter untuk melihat kapasitas expresi in vitroDeteksi cAMP level pada sel granulosaMengukur aktifitas reporter gen luciferase yang ditransfeksi ke sertoli cell line

  • Hasil penelitian tahun II1. Koleksi sampel Sampel darah dikumpulkan dari pasien & volunteer oleh mahasiswa peneliti sesuai dengan keperluannya masing-masing.

    2. Optimasi teknik mendeterminasi isoform & polimorfisme promoter gen reseptor FSH

    Amplifikasi exon 10 gen reseptor FSH untuk determinasi isoform reseptor FSH dengan PCR. Primer D dan G1 untuk amplifikasi exon 10 yang mengcover situs polimorfik posisi 680 : 5 GAG CAA GTG TGG CTG CTA TG 3 5 TGT GCA AAG AGA CCA GGA GC 3

  • Primer kedua untuk amplifikasi DNA exon 10 yang mengcover situs polimorfik posisi 307 : 5 GCT ATA CTG GAT CTG AGA TG 3 5 ACC ACT TCA TTG CAT AAG TC 3 Amplifikasi DNA promoter inti gen reseptor FSH pada rentang antara 231 dan 1 dengan PCR menggunakan primer : 5 TAT TCC AGA CAT GCC TAA TGG 3 5 CCA GCA AAG AGA CCA GGA GC 3

    Teknik SSCP & RFLP amplikon exon 10 gen reseptor FSH dan promoter inti gen reseptor FSH.

    Sikuensing DNA untuk konfirmasi hasil SSCP.

  • Amplifikasi exon 10 gen reseptor FSH dengan primer mengcover posisi situs polimorfik 680258 bp

  • Analisa SSCP exon 10 gen reseptor FSH posisi 680 menghasilkan 3 genotip (isoform) FSHAsn/SerSer/SerAsn/Asn

  • Amplifikasi exon 10 gen reseptor FSH dengan primer mengcover posisi situs polimorfik 307

    222 pb

  • Analisis SSCP exon 10 gen reseptor FSH posisi 307 menghasilkan 3 genotip (isoform) FSH

    Ala/Ala Thr/Thr Ala/Thr

  • PCR-RFLP gen reseptor FSH exon 10 posisi 680 dengan enzim restriksi Bsr1.

  • Hasil amplifikasi daerah promoter inti reseptor FSH manusia (231 bp)

    -1486 -231 -1 231 pb 310 234 (pb) M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10ekson 1 intron A

  • Analisis SSCP promoter inti gen reseptor FSH wt -29 -114 -138 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

  • Distribusi isoform dan genotip reseptor FSH pada wanita Indonesia berbeda dengan yang terjadi pada wanita Kaukasia (Jerman)

    Tabel 2. Frekuensi genotip pada posisi 307 dan 680 exon 10 gen FSHR

    Posisi 680

    Posisi 307Asn/Asn(%)Asn/ser(%)Ser/Ser(%)Thre/Thre21910Thre/Ala12306Ala/Ala3610

  • Perbandingan distribusi genotip antara kelompok kontrol dan kelompok wanita infertile anovulatory normogonadotropik (WHO-2) berdasarkan polimorfisme gen FSHR posisi 307 dan 680.

    Chart4

    1623

    3261

    5216

    kontrol

    WHO-2

    genotip gen FSHR(posisi307)

    Persentase

    Sheet1

    AS-ASAS-TNAS-ANAS-TSTN-TNTN-ANTN-TSAN-ANAN-TSTS-TS

    Kaukasia133731214052113

    Arab221414011588015

    Asia1135413121500423

    Suriname4020011134110011

    AAATTTSSASAA

    kontrol163252kontrol245422

    WHO-2236116WHO-2394417

    Sheet1

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    Kaukasia

    Arab

    Asia

    Suriname

    Kombinasi alel gen FSHR

    Persentase

    Sheet2

    kontrol

    WHO-2

    genotip gen FSHR(posisi307)

    Persentase

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    kontrol

    WHO-2

    genotip FSHR (posisi 680)

    persentase

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    Sheet3

    Chart2

    2439

    5444

    2217

    kontrol

    WHO-2

    genotip FSHR (posisi 680)

    persentase

    Sheet1

    AS-ASAS-TNAS-ANAS-TSTN-TNTN-ANTN-TSAN-ANAN-TSTS-TS

    Kaukasia133731214052113

    Arab221414011588015

    Asia1135413121500423

    Suriname4020011134110011

    AAATTTSSASAA

    kontrol163252kontrol245422

    WHO-2236116WHO-2394417

    Sheet1

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    0000

    Kaukasia

    Arab

    Asia

    Suriname

    Kombinasi alel gen FSHR

    Persentase

    Sheet2

    kontrol

    WHO-2

    Polimorfisme gen FSHR(307)

    Persentase

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    kontrol

    WHO-2

    genotip FSHR (posisi 680)

    persentase

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    Sheet3

  • Tabel 3. Hubungan isoform reseptor FSH dengan level FSH basal

    GenotipReseptor FSHRata-rata konsentrasi FSH serum hari 3 postmenstruasiThre/Thre6,74 2,4Thre/Ala6,48 2,5Ala/Ala7,88 2,7Asn/Asn6,67 3,05Asn/Ser6,73 2,3Ser/Ser6,86 2,1

  • Posisi polimorfisme yang ditemukan pada promotor inti reseptor FSH manusia

  • Frekuensi polimorfisme promoter inti gen FSHR pada wanita Jerman dan IndonesiaPersentase polimorfismePosisi polimorfisme

  • Produk PCR promoter inti yang telah diidentifikasi

    Klon ke dalam vektor TOPOKeluarkan fragmen DNA promoter dari vektor TOPOSubklon ke vektor expresi pGL3 yang membawa reporter luciferaseTransfeksikan ke certoli cell lineAssay luciferase activity

  • Ekspresi relatif (rata-rataSEM) konstruksi pGL3/promotor inti RFSH

  • Grafik hubungan polimorfisme dengan rata-rata hari penyuntikan FSH sampai OPURata-rata hari penyuntikan FSHPromotor

  • Tabel 4. Frekuensi isoform reseptor FSH pada penderita endometriosis dibanding kontrol

    Isoform 680Isoform 307Asn/AsnAsn/SerSer/SerAla/AlaAla/ThrThr/ThrKontrol (normal)N = 500,380,140,480,2040,3670,429EndometriosisN = 420,300,450,250,1670,500,333

  • Tabel 1. Perbandingan efektifitas PCR-SSCP dan PCR-RFLP untuk mendeterminasi polimorfisme exon 10 posisi 680 gen FSHR.

    2 = 4,66 P 0,05

    JumlahSampel (N)Sampel yang teridentifikasiSampel tidak teridentifikasiSensitifitaspemeriksaanPCR-SSCP 14814620,986PCR-RFLP 13581540,612

  • Rencana kerja tahun ke III

    Subtopik IUji sensitifitas isoform FSH terhadap stimulasi FSH in vitro.- Sel granulosa diisolasi dari ovarium wanita yang telah dideterminasi isoform reseptor FSHnya, peserta program reproduksi berbantuan pada waktu ovum pick up.- Sel granulosa dikultur pada medium standart dan distimulasi FSH eksogen beberapa menit.- Respon sel granulosa terhadap stimulasi FSH diukur dari perubahan level cAMP sel granulosa sebelum distimulasi FSH dan sesudah distimulasi FSH dengan khromatografi pertukaran ion.

  • Sel granulosa ovarium(dicuci dengan Hanks basic salt solution)

    Dikultur pada media standart RPMI + serum, 24 jamStimulasi FSH, 15 menitFreeze -20C, 30 menitLisis sel dengan deterjen Triton X-100Pisahkan & ukur cAMP dengan khromatografi pertukaran ion

  • Subtopik III Uji PCR-SSCP gen reseptor FSH pada wanita dengan endometriosis dan hubungannya dengan level FSH basal

    Subtopik IVMembandingkan efektifitas uji PCR-SSCP dan PCR-RFLP untuk mendeterminasi isoform reseptor FSH.

  • Subtopik VUji PCR-SSCP gen reseptor FSH pada wanita dengan ovarium polikistik.

    Subtopik VIUji PCR-SSCP gen reseptor FSH pada wanita dengan usia menopouse berbeda & riwayat siklus reproduksi normal.

  • Kesimpulan : Pola distribusi genotip dan polimorfisme promoter gen reseptor FSH pada populasi wanita Indonesia berbeda dengan pola distribusinya pada populasi wanita kaukasia (Jerman).

    Genotip Ala/Thre dan Ser/Ser pada wanita Indonesia berimplikasi pada sensitivitas ovarium yang rendah terhadap stimulasi FSH eksogen. Polimorfisme promoter inti gen reseptor FSH pada -129 menurunkan aktivitas promoter secara signifikan.

    PCR-SSCP adalah teknik yang sensitif dan reliabel untuk mendeterminasi isoform reseptor FSH dan polimorfisme promoternya.

  • Publikasi Ilmiah Hasil PenelitianAhda, Y., Soeharso, P., The expression of follicle-stimulating hormone receptor in ovary and testis. Med. J. Indones. 12 : 187 193, 2003.

    Joop Laven, S.E., Annemarie, G.M., Mulders, G.J., Suryandari, D.A., Gromoll, J., Nieschlag, E., Fauser, J.M, Simoni, M. Follicle-stimulating hormone receptor polymor phisms in women with normogonadotropic anovulatory infertility. Fertil. Steril. 80 : 986 992, 2003.

    Ahda, Y., Gromoll, J., Soeharso, P., Inawati, S, Moeloek, N. Single nucleotide polymorphisms of follicle- stimulating hormone receptor promoter and their impacts to the promoter activities. Med. J. Indones. 13 : 2005 214.

  • Presentasi dalam seminar

    Soeharso, P., Ahda, Y., Moeloek, N. The variation of luciferace reporter gene expression driven by the core promoter of human FSH receptor gene with different point mutation, 2nd Conference on Medical Sciences, 18 21 August 2002, Medan.

    Suryandari, D.A., Moeloek, N., Soeharso, P., Gromoll, J., Simoni, M. Analisis polimorfisme gen FSHR pada 51 wanita Indonesia dan 187 wanita Rotterdam, PIT XIV Perkumpulan Andrologi Indonesia, 18 19 Juli 2002, Sanur, Bali.

    Soeharso, P., Ahda, Y., Moeloek, N. Uji ekspresi gen reporter luciferase untuk mengukur aktivitas gen promoter reseptor FSH dan bentuk polimorfik nya. PIT XIV Perkumpulan Andrologi Indonesia, 18 19 Juli 2002, Sanur, Bali.

  • Laven, J., Mulder, A., Suryandari, D.A., Gromoll, J., Nieschlag, E, Fauser, B., Simoni, M., Soeharso. P., Moeloek, N. Polimorfisme gen FSHR pada wanita infertil anovulatory gonadotropik (WHO-2). Seminar Nasional PBBMI, 2 Oktober 2004, Yogyakarta.

    Ahda, Y., Gromoll, J., Soeharso, P., Inawati, S., Moeloek, N. Single nucleotide Polymorphisms (SNPs) promoter gen reseptor FSH dan pengaruhnya terhadap aktivitas promoter. Seminar Nasional PBBMI, 2 Oktober 2004, Yogyakarta.

    Wahyono, D.J., Suryandari, D.A., Moeloek, N., Soeharso, P. Perbandingan sensitivitasmetoda PCR-SSCP dengan PCR-RFLP untuk deteksi polimorfisme kodon680 ekson 10 gen FSHR. Seminar Nasional PBBMI, 2 Oktober 2004, Yogyakarta.

  • Terima kasih

    Transcriptional start sites

    core promoter

    -

    184

    -

    114

    -

    99

    -

    83

    -

    79

    Intron

    A

    polymorphic

    sites

    -

    1486

    bp

    Exon

    1

    repressor

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    AA

    AT

    TT

    genotip gen FSHR(posisi307)

    Persentase

    kontrol

    WHO-2

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    SS

    AS

    AA

    genotip FSHR (posisi 680)

    persentase

    kontrol

    WHO-2