Potensi PGC-1α Gly482Ser, DNA Mitokondria Copy Number (mtDNA-CN), Toll-like Receptor 9 (TLR9), dan Interleukin-1β (IL-1β) sebagai Biomarker Prediktif Diabetes Melitus Tipe 2 dengan Nefropati

RIANDINI AISYAH, dr. Ahmad Hamim Sadewa, PhD; dr. Suryono Yudha Patria, Sp.A(K), PhD

2023 | Disertasi | DOKTOR ILMU KEDOKTERAN DAN KESEHATAN

Latar belakang: Data Riset Kesehatan Dasar Kementerian Kesehatan tahun 2018 menunjukkan bahwa 20,4 juta penduduk Indonesia terdiagnosis diabetes melitus (DM), WHO memperkirakan jumlah ini akan bertambah menjadi 21,3 juta pada tahun 2030. Sejumlah 40-50% penderita DM tipe 2 berkembang menjadi nefropati diabetik dan dapat memicu terjadinya end-stage renal disease (ESRD). Patogenesis DM dengan nefropati melibatkan peran gen PGC-1α, DNA mitokondria, TLR9, dan IL-1β. Polimorfisme Gly482Ser gen PGC-1α diduga sebagai faktor risiko genetik diabetes dan berhubungan dengan kejadian nefropati terkait dengan perubahan fungsi mitokondria, mempengaruhi jumlah copy number DNA mitokondria (mtDNA-CN), dan memicu respons inflamasi sistemik melalui jalur aktivasi TLR9 dan sekresi IL-1β sebagai faktor utama penyebab komplikasi diabetes. Penelitian ini bertujuan mengetahui perbedaan frekuensi genotype PGC-1α Gly482Ser, jumlah mtDNA-CN, kadar TLR9, dan IL-1β serta menyelidiki hubungan dan potensinya sebagai biomarker prediktif nefropati diabetik. Metode: Pemeriksaan dilakukan pada sampel darah 70 subjek DM tipe 2 tanpa nefropati dan 70 subjek DM tipe 2 dengan nefropati berdasar kriteria yang ditentukan. Genotype PGC-1α Gly482Ser diperiksa dengan PCR-RFLP. Analisis real time-PCR digunakan untuk menentukan copy number DNA mitokondria. Kadar TLR9 dan IL-1β diukur dengan teknik ELISA. Data yang diperoleh dilakukan analisis secara bivariat dan multivariat dengan batas signifikansi 0,05. Hasil: Analisis bivariat menunjukkan tidak ada perbedaan frekuensi genotype PGC-1α Gly482Ser, mtDNA-CN, dan TLR9 pada kedua kelompok. Kadar IL-1β berbeda antara kedua kelompok. Tidak ada hubungan yang bermakna antara genotype PGC-1α Gly482Ser dan mtDNA-CN dengan status diabetes (p>0,05). Kadar TLR9 dan IL-1β berhubungan bermakna dengan status diabetes (p<0,05). Analisis multivariat menunjukkan bahwa kadar IL-1β, umur, dan riwayat penyakit kardiovaskuler berhubungan bermakna dengan kejadian nefropati diabetik dengan predicted probability sebesar 76,7%. Kesimpulan: Aktivasi inflamasi melalui peran TLR9 dan IL-1β berperan dalam patogenesis DM tipe 2 dengan nefropati. Genotype PGC-1α Gly482Ser, mtDNA-CN, TLR9, dan IL-1β secara bersama-sama tidak berpotensi sebagai biomarker prediktif DM tipe 2 dengan nefropati.

Background: Data from 2018's Basic Health Research of The Ministry of Health reveals that 20.4 million Indonesians have been diagnosed with diabetes melitus (DM), WHO estimates this nuber will rise to 21.3 million by 2030. Forty to fifty percent of type 2 DM patients develop diabetic nephropathy, which can result in end-stage renal disease (ESRD). PGC-1α, mitochondrial DNA, TLR9, and IL-1β are involved in the pathogenesis of diabetes melitus and nephropathy. The Gly482Ser PGC-1α gene polymorphism is thought to be a genetic risk factor for diabetes and is associated with nephropathy linked to changes in mitochondrial function, affecting the number of mitochondrial DNA copy numbers (mtDNA-CN), and triggering a systemic inflammatory response through the pathway of TLR9 activation and IL-1β secretion as the main factors causing diabetes complications. This study aims to determine the differences in the frequency of the PGC-1α Gly482Ser genotype, the number of mtDNA-CN, TLR9, and IL-1β levels and investigate their relationship and potential as predictive biomarkers of diabetic nephropathy. Methods: Blood samples from 70 individuals with type 2 DM without nephropathy and 70 individuals with type 2 DM with nephropathy were examined based on the established criteria. Performing PCR-RFLP, the PGC-1 Gly482Ser genotype was investigated. Real-time PCR was performed to determine mtDNA-CN. The levels of TLR9 and IL-1β were evaluated using ELISA technique. The obtained data were evaluated bivariately and multivariately with 0.05 significance threshold. Results: Bivariate analysis showed no difference in the frequency of the PGC-1α Gly482Ser genotypes, mtDNA-CN, and TLR9 between the two groups. IL-1β levels differed significantly between the two groups. There was no significant association between both the genotype of PGC-1α Gly482Ser and mtDNA-CN and diabetes status (p>0.05). TLR9 and IL-1β levels were associated with diabetes status (p<0.05). Multivariate analysis revealed that IL-1β level, age, and history of cardiovascular disease were significantly associated with diabetic nephropathy with a predicted probability value of 76.7%. Conclusion: Inflammatory activation mediated by TLR9 and IL-1β plays a role in the pathogenesis of type 2 DM with nephropathy. Together, the genotypes PGC-1 Gly482Ser, mtDNA-CN, TLR9, and IL-1β are not predictive of type 2 DM with nephropathy.

Kata Kunci : diabetes melitus, nefropati diabetik, genotype PGC-1α Gly482Ser, mtDNA-CN, TLR9, IL-1β, biomarker prediktif