Efek Pemberian Eksosom Human Wharton's Jelly-Derived Mesenchymal Stem Cell (hWJMSC) terhadap Remodeling Vaskular pada Tikus dengan Cedera Iskemia/Reperfusi Ginjal: Kajian Ekspresi mRNA eNOS, ET-1, dan Morfologi Vasa

Alferro Lucas, dr. Nur Arfian, Ph.D., PAK(K); Prof. Dr. dr. Dwi Cahyani Ratna Sari, M.Kes., PA(K)

2026 | Tesis | S2 Ilmu Kedokteran Dasar dan Biomedis

Latar Belakang: Cedera iskemia/reperfusi (I/R) pada ginjal merupakan suatu masalah yang menyebabkan disfungsi endotel, berujung pada remodeling vaskular dan penurunan fungsi ginjal. Terapi regeneratif yang memanfaatkan eksosom sebagai metode pengantaran berbagai zat aktif, terutama eksosom turunan human Wharton’s Jelly-derived Mesenchymal Stem Cell (hWJMSC), memiliki potensi untuk menjadi terapi cedera I/R ginjal.

Tujuan Penelitian: Mengkaji efek pemberian eksosom turunan hWJMSC terhadap remodeling vaskular tikus cedera I/R ginjal.

Metode: Tikus Wistar jantan, berusia 10 minggu, sejumlah 26 ekor dibagi menjadi 5 kelompok, yaitu kelompok SO (sham-operated), IR (cedera I/R ginjal), IRE-1 (cedera I/R ginjal + eksosom dosis rendah), IRE-2 (cedera I/R ginjal + eksosom dosis sedang), dan IRE-3 (cedera I/R ginjal + eksosom dosis tinggi). Pemeriksaan kreatinin serum dilakukan menggunakan darah retroorbitalis yang diambil 7 hari sebelum operasi (baseline), 1 hari sesudah operasi, dan 3 hari sesudah operasi, diikuti terminasi. Eksosom turunan hWJMSC diberikan secara intravena 1 hari setelah operasi. Pewarnaan sirius red dilakukan untuk menilai ketebalan dinding dan lumen/wall area ratio (LWAR) arteri resistensi intrarenalis. Pemeriksaan ekspresi mRNA eNOS dan ET-1 ginjal dilakukan dengan metode RT-PCR dan housekeeping gene ?-aktin. Analisis statistika dilakukan menggunakan repeated measure ANOVA, one-way ANOVA, dan Kruskal-Wallis, serta uji post-hoc LSD ataupun Dunn.

Hasil Penelitian: Kelompok IRE-1 menunjukkan kadar kreatinin serum pascaeksosom serupa dengan baseline (p=0,937), sedangkan kelompok IR menunjukkan kadar kreatinin pascaeksosom yang masih lebih tinggi dibanding baseline (p=0,010). Kelompok IRE-1 menunjukkan ketebalan dinding yang lebih rendah (p=0,000) dan LWAR yang lebih tinggi (p=0,002) dibanding kelompok IR. Sejalan dengan hasil tersebut, ekspresi mRNA eNOS menjadi lebih tinggi pada kelompok IRE-1 dibanding IR (p=0,039). Begitu pula ekspresi mRNA ET-1 yang lebih rendah pada kelompok IRE-1 dibanding kelompok IR (p=0,041). Eksosom dosis rendah menjadi dosis yang paling efektif dalam menghasilkan perbedaan.

Kesimpulan: Pemberian eksosom turunan hWJMSC dosis rendah mampu memperbaiki fungsi ginjal dan remodeling vaskular melalui efek keseimbangan vasomotor.

Background: Renal ischemia/reperfusion injury (IRI) is a cause of endothelial dysfunction, often ending in vascular remodeling and decrease of renal function. Regenerative therapy which utilizes exosome as active substance vehicle, especially exosome derived from human Wharton’s Jelly-derived Mesenchymal Stem Cell (hWJMSC), have potential as a therapy for renal IRI.

Objectives: To analyze the effect of hWJMSC-derived exosome on vascular remodeling in renal IRI rat model.

Methods: Twenty-six male Wistar rats, aged 10 weeks, were separated into 5 groups, SO (sham-operated), IR (renal IRI), IRE-1 (renal IRI + low dose exosome), IRE-2 (renal IRI + medium dose exosome), and IRE-3 (renal IRI + high dose exosome). Serum creatinine level were assessed using retroorbital blood taken 7 days before surgery (baseline), 1 day after surgery, and 3 days after surgery, followed by termination. Exosome derived from hWJMSC were administered intravenously 1 day after surgery. Sirius red staining were used to assess wall thickness and lumen/wall area ratio (LWAR) of intrarenal resistance arteries. Expression of eNOS and ET-1 mRNA in renal tissue were assessed using RT-PCR and ?-actin as housekeeping gene. Statistical analysis were done using repeated measure ANOVA, one-way ANOVA, and Kruskal-Wallis, as well as post-hoc test LSD or Dunn.

Results: IRE-1 group showed a similar post-exosome serum creatinine level compared to baseline (p=0,937), while IR group still showed a significantly higher post-exosome serum creatinine level compared to baseline (p=0,010). IRE-1 group showed lower wall thickness (p=0,000) and higher LWAR (p=0,002) compared to IR group. Aligned with this results, eNOS mRNA expression were higher in IRE-1 group compared to IR group (p=0,039). Accordingly, ET-1 mRNA expression were lower in IRE-1 group compared to IR group (p=0,041). Low dose exosome were shown to be the most effective dose in causing change.

Conclusion: Administration of low dose hWJMSC-derived exosome could improve renal function and vascular remodeling via vasomotor balance.

Kata Kunci : cedera iskemia/reperfusi ginjal, terapi regeneratif, eksosom, remodeling vaskular