Efek Pemberian Eksosom Dari Human Umbilical Vein Endothelial Cells (Huvec) Terhadap Peningkatan Neovaskularisasi Pada Mencit Model Iskemia Tungkai
MUHAMAD TAUFIK ISMAIL, Prof. Dr. dr. Budi Yuli Setianto, Sp.PD(K), Sp.JP(K); dr. Dyah Wulan Anggrahini, Ph.D, Sp.JP(K); Prof. dr. Sofia Mubarika Harjana, M.Med.Sc, Ph.D
2025 | Disertasi | S3 Kedokteran Umum
Latar belakang: Chronic limb-threatening ischemia (CLTI) merupakan penyakit
arteri
oklusif kronis dengan tingkat amputasi dan
kematian yang tinggi meskipun
telah dilakukan revaskularisasi. Terapi berbasis sel menggunakan eksosom berpotensi mengobati penyakit kardiovaskular
melalui peningkatan
neovaskularisasi.
Metode: 40 mencit BALB/c dibagi menjadi empat kelompok intervensi: kelompok eksosom (n=10), sekretom (n=10), PBS (n=10),
dan
sham-operated (n=10). Tujuh tikus dari tiap kelompok (n=28) dinilai derajat nekrosis secara
makroskopis maupun mikroskopis serta dilakukan pemeriksaan densitas kapiler dan diameter lumen arteriol untuk menilai neovaskularisasi. Tiga tikus dari tiap kelompok (n=12) dilakukan pemeriksaan profil mikroRNA menggunakan analisis Nanostring
untuk menentukan kemungkinan
proses biologis yang terlibat. Analisis in
silico digunakan untuk mengidentifikasi mekanisme yang
mungkin terjadi.
Hasil: 3 dari 7 mencit (43%) pada
kelompok HLI+PBS mengalami autoamputasi, sedangkan kelompok HLI+eksosom
dan HLI+ sekretom tidak ada yang mengalami
autoamputasi. Densitas kapiler
secara signifikan lebih tinggi pada
kelompok HLI+eksosom dibandingkan
kelompok HLI+PBS [1,28 (0,33–2,25)
vs 0,25 (0,00-0,89), p =
0,026]. Lumen arteriol pada kelompok HLI+eksosom lebih tinggi
dibandingkan kelompok HLI+PBS (4,28 ± 3,13 vs 1,32 ± 1,08, p = 0,033),
dan kelompok sham-operated (4,28 ± 3,13 vs 1,23 ± 0,50, p = 0,034). Derajat nekrosis
mikroskopis pada kelompok HLI+eksosom lebih rendah dibandingkan kelompok HLI+sekretom dan HLI+PBS (3,71
± 1,6
vs 4,67 ± 2,58 vs 6,86 ± 3,39 berturut-
turut), namun tidak signifikan (p = 0,86
dan 0,193). Kelompok HLI+eksosom
memiliki derajat nekrosis
makroskopis yang lebih rendah dibandingkan HLI+PBS [0.00 (0.00-1.00) vs 3.00 (0.00-4.00), p =
0.005]. Analisis in silico menunjukkan
eksosom HUVECs memodulasi neovaskularisasi melalui beberapa mekanisme yaitu regulasi energi, jalur persinyalan PI3K/AKT dan TGF-?, sistem ubiquitin-
proteasome, dan reseptor tirosin
kinase.
Kesimpulan: Eksosom
yang berasal dari HUVEC meningkatkan neovaskularisasi dan menurunkan derajat nekrosis
dan pada model tikus iskemia tungkai belakang melalui beberapa proses biologis dan jalur persinyalan tertentu.
Introduction: Chronic limb-threatening
ischemia (CLTI) is a chronic occlusive arterial disease, with a high rate of amputation and mortality
despite revascularization therapy. Cell-based therapy, such as exosome,
offers a promising alternative
treatment for cardiovascular diseases through
increasing neovascularization.
Method: Forty BALB/c mice were divided into groups: exosome
(n=10),
secretome (n=10), PBS (n=10),
and
sham-operated (n=10). Seven mice from each group (n=28) were assessed for their capillary density and arteriole lumen diameter as parameters of neovascularization, and degree of
necrosis was measured macroscopically and microscopically. Three mice from each group (n=12)
underwent microRNA profiling
using nanostring
analysis to determine the possible
biological processes involved. In
silico analysis was used to identify the potential mechanisms.
Result: Three of 7
mice (43%) in HLI+PBS group showed autoamputation, while no amputation was found
in HLI+exosome
and HLI+secretome groups. The capillary
density was significantly
higher in HLI+exosome
group compared to HLI+PBS group
(1,28 [0,33–2,25] vs 0,25 [0,00–0,89], p = 0,026).
The arteriole lumen of HLI+exosome group was higher than HLI+PBS (4,28 ± 3,13 vs 1,32 ±1,08, p = 0,033) and sham-operated group (4,28 ±
3,13 vs 1,23 ± 0,50, p =
0,034). The degree of microscopic necrosis in HLI+exosome group was lower than HLI+secretome and HLI+PBS groups (3.71 ±
1.6 vs 4.67 ± 2.58 vs
6.86 ± 3.39
consecutively), but insignificant (p = 0.86 and 0.193). HLI+exosome had lower
degree of macroscopic necrosis than HLI+PBS group
[0.00 (0.00-1.00) vs 3.00 (0.00-4.00), p =
0.005]. In silico analysis showed HUVECs-derived exosomes potentially modulating
neovascularization via several mechanisms,
including energy regulation, PI3K/AKT and TGF-? signaling
pathways, ubiquitin- proteasome
system, and tyrosine kinases receptors.
Conclusion: HUVECs-derived exosomes improve neovascularization and decrease necrosis in a hindlimb ischemia mouse model potentially by modulating several possible
mechanisms.
Kata Kunci : Eksosom, neovaskularisasi, amputasi, iskemia tungkai belakang, chronic limb-threatening ischemia, Exosome, neovascularization, amputation, hindlimb ischemia, chronic limb-threatening ischemia