PENGARUH PEMBERIAN EKSOSOM HWJ-MSC TERHADAP STRES OKSIDATIF DAN APOPTOSIS PADA GINJAL TIKUS DENGAN CEDERA ISKEMIA REPERFUSI PERIODE KRONIS (Kajian terhadap Kadar Kreatinin Serum, Cedera Tubulus, Ekspresi mRNA SOD1, GPx, BAX, dan BCL-2)

VANIA ADHELIA KURNIAPUTRI, dr. Nur Arfian, Ph.D., PAK(K).; dr. Ratih Yuniartha, Ph.D.

2026 | Tesis | S2 Ilmu Kedokteran Dasar dan Biomedis

Latar Belakang: Cedera iskemia reperfusi dapat berkembang menjadi gagal ginjal kronis (GGK) melalui mekanisme stres oksidatif dan apoptosis. Prevalensi GGK global mencapai 850 juta kasus per tahun, dengan beban ekonomi tinggi di Indonesia. Eksosom HWJ-MSC menjadi alternatif terapi regeneratif bagi GGK karena berukuran nano (30-150 nm),  respon imunogenisitas rendah, dan memiliki potensi modulasi antioksidan serta jalur apoptosis intrinsik (Bax/Bcl-2).

Tujuan: Untuk mengetahui pengaruh eksosom HWJ-MSC terhadap kadar kreatinin serum, skor cedera tubulus, ekspresi mRNA SOD1, GPx, Bax, dan Bcl-2 pada ginjal tikus cedera iskemia reperfusi periode kronis.

Metode: Penelitian ini merupakan penelitian in vivo dengan desain kuasi-eksperimental post-test only control group  pada 25 tikus Wistar jantan (175-250 g) yang dibagi ke dalam  5 kelompok yaitu SO (Sham Operated), IR (Iskemia Reperfusi), IR+EXO1 (8,5x10³ partikel), IR+EXO2 (8,5x10? partikel), IR+EXO3 (8,5x10? partikel). Induksi IR bilateral dilakukan selama 45 menit, pemberian eksosom secara intravena dengan dosis tunggal hari ke-1 pasca-operasi, dan terminasi pada hari ke-21. Analisis fungsional melalui kreatinin serum, histopatologi menggunakan PAS untuk penilaian cedera tubulus, analisis transkriptomik dengan RT-PCR untuk ekspresi mRNA SOD1, GPx, Bax, dan Bcl-2. Analisis statistik dengan SPSS 27.

Hasil: Kelompok pemberian eksosom menunjukkan rerata kadar kreatinin serum yang lebih rendah secara signifikan  dibandingkan kelompok IR. Rerata skor cedera tubulus pada kelompok pemberian eksosom lebih rendah secara signifikan dari kelompok IR. Ekspresi mRNA SOD1 dan GPx tidak menunjukkan perbedaan rerata yang signifikan (p>0,05). Rerata ekspresi mRNA pro-apoptotik Bax pada kelompok pemberian eksosom dosis tinggi (8.5 × 10? partikel) menunjukkan tren yang lebih rendah dari kelompok IR namun tidak signifikan. Rerata ekspresi mRNA pro-apoptotik Bcl-2 pada kelompok eksosom dosis tinggi (8.5 × 10? partikel) menunjukkan tren yang lebih tinggi dari kelompok IR namun tidak signifikan. 

Kesimpulan: Pemberian eksosom HWJ-MSC memberikan perbaikan khususnya secara fungsional dan struktural dilihat dari kadar kreatinin serum dan analisis kuantitatif skor cedera tubulus yang lebih rendah pasca terapi.

Background: Ischemia-reperfusion injury can progress to chronic kidney failure through oxidative stress and apoptosis mechanisms. The global prevalence of CKD reaches 850 million cases annually, with a high economic burden in Indonesia. HWJ-MSC exosomes offer a regenerative therapy alternative for CKD due to their nano size (30-150 nm), low immunogenicity, and potential for modulating antioxidant pathways and apoptosis (Bax/Bcl-2).

Objective:To determine the effect of HWJ-MSC exosomes on serum creatinine levels, tubular injury scores, and mRNA expression of SOD1, GPx, Bax, and Bcl-2 in the kidneys of rats with chronic ischemic reperfusion injury.

Methods: This in vivo study used a quasi-experimental post-test only control group design on 25 male Wistar rats (175-250 g), divided into 5 groups: SO (Sham Operated), IR (Ischemic Reperfusion Injury), IR+EXO1 (8.5×10³ particles), IR+EXO2 (8.5×10?), IR+EXO3 (8.5×10?). Bilateral IR induction was performed for 45 minutes, exosome administration via single intravenous dose on day 1 post-operation, and termination on day 21. Functional analysis via serum creatinine, histopathology using PAS for tubular injury assessment, transcriptomic analysis with RT-PCR for mRNA expression of SOD1, GPx, Bax, and Bcl-2. Statistical analysis using SPSS 27.

Results: The exosome administration group showed a significantly lower mean serum creatinine level compared to the IR group. The mean tubular injury score in the exosome administration group was significantly lower than in the IR group. mRNA expression of SOD1 and GPx showed no significant difference in means (p > 0.05). The mean pro-apoptotic Bax mRNA expression in the high-dose exosome group (8.5 × 10?) showed a decreasing trend compared to the IR group without significantly different. The mean pro-apoptotic Bcl-2 mRNA expression in the high-dose exosome group (8.5 × 10?) showed an increasing trend compared to the IR group without significantly different.

Conclusion: HWJ-MSC exosome administration provided improvement, particularly in functional and structural aspects, as evidenced by lower post-therapy serum creatinine levels and quantitative analysis of tubular injury scores.

Kata Kunci : Eksosom HWJ-MSC, iskemia reperfusi, cedera tubulus, SOD1, GPx, Bax, Bcl-2, kreatinin serum/ HWJ-MSC exosomes, ischemia-reperfusion, tubular injury, SOD1, GPx, Bax, Bcl-2, serum creatinine.