EFFECT OF CALCITRIOL TREATMENT IN KIDNEY ISCHEMIC/REPERFUSION INJURY IN MICE: EXPLORATION THROUGH FIBROSIS AND TGF- Beta1 MRNA EXPRESSION GRADUATING PAPER

ILHAM RADITYO R, dr. Nur Arfian, Ph.D.; Dr. dr. Dwi Cahyani Ratna Sari, M.Kes. PA(K)

2021 | Skripsi | S1 KEDOKTERAN

Latar Belakang: Cedera iskemik/reperfusi merupakan factor resiko yang besar mengenai penurunan fungsi ginjal progresif. Kerusakan yang dihasilkan menjadi penyebab cedera ginjal akut yang bisa berkelanjutan menjadi dasar dari cedera ginjal kronis. Inflamasi dan hypoxia menjadi pertanda utama dalam cedera kronis, kemudian diikuti oleh fibrosis. Fibrosis disebabkan oleh matriks ekstraseluler yang tidak terkendali disebakan oleh kenaikan jumlah TGF-Beta1 mRNA. Tujuan: Tujuan dari penilitian ini adalah untuk mempelajari kemampuan reno-protective dari Vitamin D dalam kasus cedera iskemik reperfusi dengan mengukur ekspresi TGF- Beta1 mRNA dan fibrosis interstitial. Metodologi: Penelitian ini menggunakan Mencit Swis sebagai model cedera iskemik/reperfusi ginjal setelah diberikan bilateral pediclerenal clamping selama 30 menit. Mencit dibagi menjadi 5 kelompok yaitu kelompok kontrol (sham operation/SO), kelompok Model IRI akut (IRI 3), kelompok Model IRI Kronis (IRI 12) dan kelompok mencit yang diberikan Calcitriol baik untuk model akut (IR 3 Vit. D) dan model IRI kronis (IR 12 Vit. D). Mencit diinjeksikan dengan Calcitriol berdosis 0.5 Microgram/kilogram berat badan. Reverse Transcriptase-PCR digunakan untuk mengkuantifikasi ekspresi TGF- Beta1 mRNA. Fibrosis interstitial diamati menggunakan Sirius Red staining kemudian dinilai secara kualitatif menggunakan perbandingan. Hasil: Cedera iskemik reperfusi menyebabkan kerusakan pada ginjal kemudian menyebabkan ekspresi TGF-Beta1 mRNA meninggi pada grup IRI 3 and IRI 12 saat dibandingkan ke grup. Setelah pemberian calcitriol, baik IRI 3 Vit. D and IRI 12 Vit. D memiliki ekspresi TGF-Beta1 mRNA dibandingkan dengan IRI 3 and IRI 12 group respectively. Durasi pengobatan yang lebih lama memberikan hasil yang lebih bagus dalam mengurangi ekspresi TGF-Beta1 mRNA. Dilihat dari penurunan ekspresi IRI 12 Vit. D dibandingkan dengan IRI 3 Vit. D. Ekspresi TGF-Beta1 mRNA yang meninggi menyebabkan area fibrosis interstitial yang lebih luas, dilihat dari perbandingan IRI 3 and IRI 12 kepada SO. Setelah pemberian calcitriol, baik IRI 3 Vit. D and IRI 12 Vit. D memiliki area fibrosis interstitial yang lebih kecil dibandingkan grup IRI 3 and IRI 12. Akumulasi juga paling sedikit pada grup IRI 12 Vit. D. Konklusi: Dalam penelitian ini, calcitriol berhasil dalam munurunkan ekspresi TGF-Beta1 mRNA dan memperbaiki area ginjal yang mengalami fibrosis interstitital.

Background: Kidney Ischemia/Reperfusion Injury (IRI) is a major risk factor concerning progressive kidney function loss. The damage serves as an etiology for Acute Kidney Injury (AKI) and then progresses as the basis of development into Chronic Kidney Disease (CKD) with fibrosis. Inflammation and hypoxia serve as the primary sign of chronic injury, followed by fibrosis. Fibrosis is caused by excessive extracellular matrix due to TGF-Beta1 upregulation. Objectives: The aim of the study is to investigate the reno-protective properties of Vitamin D in kidney IRI injury by measurement of TGF- Beta1 mRNA expression and interstitial fibrosis. Methodology: The experiment used Swiss mice kidney IRI injury model after bilateral pedicle renal clamping was performed for 30 minutes. The mice were then divided into 5 groups i.e., control group (sham operation/SO), acute IRI model (IRI 3), and chronic IRI model (IRI 12), and the Calcitriol treated mice for both acute IRI model (IRI 3 Vit. D) and chronic IRI model (IRI 12 Vit. D). The mice were injected daily with a dose of 0.5 microgram/kilogram bodyweight of Calcitriol peritoneally. Reverse Transcriptase-PCR was used for quantifying TGF- Beta1 mRNA expression. Interstitial fibrosis was observed using Sirius Red staining. Result: Kidney IRI caused higher TGF-Beta1 mRNA expression in IRI 3 and IRI 12 compared to the SO group. After Calcitriol treatment, both IRI 3 Vit. D and IRI 12 Vit. D had lower TGF-Beta1 mRNA expression compared to IRI 3 and IRI 12 group respectively. Longer duration of calcitriol treatment has shown to be more effective in lowering TGF-Beta1 mRNA expression, as the expression in IRI 12 Vit. D was lower compared with IRI 3 Vit. D. High level of TGF-Beta1 mRNA expression resulted in a wider interstitial fibrosis area, as seen in IRI 3 and IRI 12 when compared to the SO group. After Calcitriol treatment, the interstitial fibrosis area was smaller in IRI 3 Vit. D and IRI 12 Vit. D group when compared to their untreated counterpart. Collagen accumulated in IRI 12 Vit. D group were less compared to IRI 3 Vit. D group. Conclusion: In this study, calcitriol treatment managed to attenuate TGF-Beta1 mRNA expression and improve the appearance of the kidney interstitial fibrosis area.

Kata Kunci : Kidney, Ischemia, Reperfusion Injury, Fibrosis, TGF-Beta1, Calcitriol