TINJAUAN PUSTAKA
Pemanfaatan Sel Punca Progenitor Endothelial (Endothelial Progenitor Cells) sebagai Biomarker Risiko Penyakit Kardiovaskular Camy Febrero Surjadi Stem Cell and Cancer Institute, Jakarta, Indonesia
ABSTRAK Data WHO menunjukkan bahwa dari total kematian global, 30% di antaranya disebabkan oleh penyakit kardiovaskular, 80% dari umlah itu terjadi di negara miskin dan berkembang, termasuk Indonesia. Keberadaan suatu biomarker yang dapat memprediksi risiko penyakit kardiovaskular sangat diperlukan untuk pencegahan awal maupun lanjutan. Penemuan sel punca progenitor (endothelial progenitor cell, EPC) memberikan terobosan penting bagi terapi angiogenik. EPC adalah sel punca yang memiliki kemampuan membentuk pembuluh darah baru pada orang dewasa. Berdasarkan kemampuan dan karakteristik EPC diperoleh fakta bahwa tingkat frekuensi EPC yang beredar dalam pembuluh darah dapat dipakai sebagai biomarker untuk melihat fungsi vaskular sekaligus menentukan risiko penyakit kardiovaskular. Hasil penelitian menunjukkan jumlah koloni EPC-colony forming unit (EPC-CFU) terkait erat dengan fungsi kardiovaskular. Jumlah koloni EPC-CFU yang menurun menandakan kemungkinan terjadinya penyakit kardiovaskular di masa mendatang karena penurunan tersebut menandakan kemampuan self-repair pembuluh darah telah menurun. Jumlah koloni EPC-CFU diketahui pula memiliki korelasi dengan skor Framingham Cardiovascular Risk yang biasa dipakai untuk menentukan tingkat kesehatan dan risiko terserang penyakit kardiovaskular seseorang. Kata kunci: kardiovaskular, biomarker, endothelial progenitor cell, skor Framingham
ABSTRACT Data from WHO showed that 30% of global death are caused by cardiovascular disease, 80% occur in poor and developing countries including Indonesia. Three cardiovascular diseases which contribute to leading cause of death are coronary heart disease, stroke, and hypertension. The availability of a biomarker that could predict the risk is necessary for disease prevention in initial and follow-up stage. The discovery of endothelial progenitor cell (EPC) provides an important breakthrough for angiogenic therapy. EPC is stem cell that has the ability to form new blood vessels in adults. Based on the capabilities and characteristics of EPC, scientists has discovered important fact that level of circulating EPC can be used as a biomarker of vascular function as well as to determine the risk of cardiovascular disease. Decrease in EPC-CFU lower the ability to self-repair blood vessels, thus may indicate the likelihood of cardiovascular disease. The number of EPC-CFU colony are known to have a correlation with the Framingham Cardiovascular Risk score that was used to determine the level of health and a person’s risk of cardiovascular disease. Camy Febrero Surjadi. Endothelial Progenitor Cells as Cardiovascular Risk Biomarker. Key words: cardiovascular, biomarker, endothelial progenitor cell, Framingham score
PENDAHULUAN Menurut data WHO, penyakit kardiovaskular diperkirakan secara global telah menyebabkan kematian 17 juta jiwa setiap tahunnya; di Indonesia, penyakit kardiovaskular menyumbang 25% total angka kematian. Tiga penyakit kardiovaskular yang menjadi penyebab kematian terbesar di antaranya penyakit jantung koroner, stroke, dan hipertensi. Penyakit kardiovaskular adalah semua penyakit yang berhubungan dengan terganggunya fungsi jantung terutama yang berhubungan
CDK-195/ vol. 39 no. 7, th. 2012
CDK-195_vol39_no7_th2012 ok.indd 495
dengan terganggunya aliran darah sistemik di pembuluh darah arteri maupun vena. Penyakit kardiovaskular dapat digolongkan menjadi beberapa tipe yang menjadi penyebab utama kematian yaitu: penyakit jantung koroner, penyakit jantung iskemik, stroke, tekanan darah tinggi, gagal jantung, gangguan irama jantung, dan penyakit jantung reumatik (Gambar 1).1 Tingginya angka kematian yang disebabkan penyakit kardiovaskular menuntut metode prediksi yang akurat sehingga dapat dicegah sedini mungkin, selain metode penanganan
yang tepat. Metode prediksi yang menjadi standar untuk memprediksi risiko penyakit kardiovaskular adalah sistem penskoran Framingham (Framingham Risk Score). Metode ini merupakan metode sudah tervalidasi yang mengombinasikan sejumlah faktor, seperti umur, jenis kelamin, kolesterol total, kadar kolesterol HDL, tekanan darah sistolik, riwayat diabetes, dan kebiasan merokok dalam formula matematis. Sejak dipublikasikan tahun 1998, Framingham Risk Score sudah menjadi standar umum yang banyak dipakai oleh klinisi dan institusi kesehatan2 Pada perkemban-
495 7/8/2012 12:16:59 PM
TINJAUAN PUSTAKA gannya cara ini ternyata memiliki keterbatasan jika digunakan di beberapa populasi ras tertentu. Mengingat penyebab penyakit kardiovaskular itu multifaktor maka hasil Framingham Risk Score perlu dianalisis lebih lanjut sesuai kondisi dan riwayat kesehatan pasien. Hal ini mendorong para ahli dan peneliti untuk me-nemukan biomarker atau metode analisis yang lebih akurat agar penyakit kardiovaskular dapat dicegah dan diatasi sedini mungkin sehingga angka kematian penyakit kardiovaskular dapat ditekan.
jukkan faktor-faktor baru yang ternyata juga menyebabkan gangguan kardiovaskular, yaitu tingginya kadar homosistein dalam darah, inflamasi yang parah, abnormalitas pembekuan darah.5 Selain faktor-faktor tersebut ada studi yang menyimpulkan terdapat korelasi antara infeksi bakteri Mycobacterium tuberculosis (TB) dengan penyakit kardiovaskular karena indikator penyakit kardiovaskular seperti level C-Reactive Protein (CRP), interleukin-6, dan homosistein juga meningkat pada penyakit TB.6
Selain faktor fisik, faktor psikologis yang turut menyebabkan meningkatnya risiko penyakit kardiovaskular ialah stres dan depresi. Stres dan depresi memiliki pengaruh terhadap gangguan irama jantung, tingginya tekanan darah, dan gangguan pembekuan darah. Jika tidak diatasi segera, stres dan depresi akan mengakibatkan penyakit kardiovaskular menyerang lebih cepat dan, pada pengidap penyakit kardiovaskular, dapat memperparah penyakit.7
Hasil studi menunjukkan bahwa EPC, yang merupakan faktor penting untuk perbaikan pembuluh vaskular saat terjadi kerusakan, ternyata memiliki asosiasi positif terhadap beberapa faktor risiko penyakit kardiovaskular. Studi dilakukan dengan menguji kemampuan EPC untuk membentuk koloni (EPC-CFU) sebagai refleksi atas kemampuannya untuk regenerasi dan mengembalikan fungsi angiogenik. Hasil penelitian juga memperlihatkan bahwa jumlah koloni EPC-CFU memiliki korelasi terhadap Framingham Risk Score dan mungkin digunakan untuk memprediksi penyakit kardiovaskular.3 Faktor-Faktor Penyebab Penyakit Kardiovaskular Kerusakan sel-sel endotelial akan mengganggu fungsi pembuluh darah. Gangguan fungsi pembuluh darah merupakan awal penyakit kardiovaskular. Beberapa penyakit kardiovaskular yang dapat timbul akibat gangguan fungsi pembuluh darah, yaitu infark miokard, critical limb ischemia, stroke, gagal ginjal, aterosklerosis, dan penyakit degeneratif lainnya. Faktor-faktor penyebab gangguan kardiovaskular di antaranya inflamasi, konsumsi obat-obatan yang berlebihan, konsumsi alkohol, tekanan darah tinggi, kolesterol, trauma, dan pola diet yang tidak sehat.4 Dari sekitar 300 risiko penyakit kardiovaskular, tiga penyebab utama penyakit kardiovaskular adalah tekanan darah tinggi, kebiasaan merokok, dan tingginya kadar kolesterol darah. Selain faktor kesehatan, faktor penyebab lain meliputi rendahnya status sosial-ekonomi, kesehatan mental, stres, penggunaan obatobat terapi kehamilan, pertambahan umur (risiko penyakit kardiovaskular meningkat dua kali lipat sesudah umur 55 tahun), gender dengan tingkat risiko pada pria lebih tinggi, faktor keturunan, dan etnik. Riset terbaru menun-
496 CDK-195_vol39_no7_th2012 ok.indd 496
Gambar 1 Penyakit-penyakit kardiovaskular dan penyebabnya8
CDK-195/ vol. 39 no. 7, th. 2012
7/8/2012 12:17:00 PM
TINJAUAN PUSTAKA EPC dan Peranannya dalam Terapi Berbagai Penyakit Angiogenik Pada tahun 1997, Asahara dkk. mengidentifikasi sebagian kecil sel dari populasi sel berinti tunggal pada peredaran darah perifer manusia yang berpotensi berdiferensiasi menjadi sel endotel dalam percobaan in vitro.9 Setelah dipelajari lebih dalam, diketahui bahwa sel tersebut mempunyai molekul penanda (marker) CD34 merupakan sel punca yang berperan sebagai salah satu molekul penanda. Selanjutnya, populasi sel ini dinamai endothelial progenitor cells (EPC) sesuai keistimewaannya dalam membentuk sel endotel dan berperan dalam pembentukan pembuluh darah baru.10 Semenjak laporan tersebut, banyak studi telah dilakukan dengan tujuan mengisolasi, memperbanyak, dan mengetahui karakteristik, fungsi, dan peran EPC. EPC merupakan sel dengan karakteristik sel punca, namun dapat berproliferasi dan berdiferensiasi secara terbatas. Sel ini bersifat unipoten, yaitu dapat berdiferensiasi menjadi sel endotel matang. EPC berperan penting dalam pembentukan pembuluh darah dan remodeling sel endotelial yang rusak.11,12 EPC didefinisikan sebagai sel berinti tunggal (mononuclear cell, MNC) yang memiliki molekul penanda sel induk hematopoietik, yaitu CD34, suatu glikoprotein yang memediasi pelekatan sel induk pada matriks ekstraseluler sumsum tulang dan CD133, suatu glikoprotein yang dilaporkan merupakan molekul penanda untuk sel induk yang lebih primitif dibandingkan CD34, sampai saat ini fungsi molekul CD 133 masih belum diketahui.13 EPC yang telah mengalami diferensiasi menjadi sel yang lebih matang tidak mengekspresikan CD34. EPC juga dilaporkan memiliki molekul penanda sel endotelial, yaitu KDR (kinase insert domain receptor), suatu protein yang berperan menstimulasi proliferasi, perkembangan pembuluh darah baru (sprouting), dan angiogenesis. EPC juga berperan dalam pelekatan dan interaksi antar sel14,15. Beberapa molekul penanda lain yang dimiliki EPC adalah CD31 (platelet endothelial cell adhesion molecule-1), untuk pelekatan sel endotel dan berperan dalam proses migrasi leukosit melalui jaringan interseluler sel-sel endotel; CD146 (P1H12) berperan memediasi pelekatan antar sel endotel16; von Willebrand factor (vWF), berperan dalam proses koagulasi darah; Tie-2 untuk pematangan jaringan sel endotel selama vaskulogenesis atau angiogenesis; dan endothelial nitric oxide syn-
CDK-195/ vol. 39 no. 7, th. 2012
CDK-195_vol39_no7_th2012 ok.indd 497
thase (NOS) yang mengatur fungsi pembuluh darah.17
Gambar 2 Koloni EPC yang memiliki karakteristik bagian tengah bulat dikelilingi sel-sel berbentuk spindel (perbesaran 200x, dengan mikroskop fase kontras)18
Dari beberapa studi, diketahui ada dua macam populasi EPC, yaitu early EPC dan late EPC (atau disebut juga endothelial outgrowth cells [EOC]). Pemberian nama EOC berdasarkan waktu kemunculan dalam kultur (10-20 hari dalam kultur) dan kemampuan proliferasinya yang lebih tinggi dibandingkan early EPC.19 Perbedaan
antara early EPCs dan EOCs juga ditemukan pada ekspresi molekul penandanya (Tabel 1). Perbedaan karakteristik Early EPC dan EOC pada studi in vitro dan in vivo diduga dapat memberi kontribusi sinergis dalam terapi penyakit kardiovaskular. Early EPC diketahui dapat meningkatkan proliferasi, migrasi, dan pembentukan struktur vaskular melalui sistem parakrin, yang akan memediasi sel-sel endotel di sekitarnya untuk pembentukan pembuluh darah baru. Di lain pihak, EOC akan berinkorporasi dengan sel sesamanya untuk membentuk pembuluh darah.20 Jika ditransplantasikan secara bersamaan, EPC dan EOC akan lebih efektif bekerja memperbaiki saluran endotelial dan kerusakan–kerusakan yang melibatkan sel endotelial. Sumber EPC dapat berasal dari EPC yang dimobilisasi dari sumsum tulang atau di daerahdaerah tertentu, seperti jantung, saluran cerna, otot, dan darah tepi dalam jumlah kecil.22 Peningkatan jumlah EPC dapat dideteksi segera setelah 6 jam sejak terjadinya luka dalam pe-
Tabel 1 Perbandingan early EPC dan EOC21
Karakteristik Waktu ditemukannya dalam kultur Morfologi sel
Kecepatan proliferasi setelah waktu optimal tercapai Jumlah mediator yang disekresi (VEGF dan IL-8) Molekul penanda Pembentukan struktur vaskular dalam matriks dimensi
Early EPC
EOC
4-7 hari
10-20 hari
Spindle
Cobblestone
Rendah
Tinggi
Tinggi
Rendah
CD34, CD14, CD11b, CD11c, CD45, KDR, VE-cadherin, CD31, Tie-2, vWF Tidak terbentuk
KDR, VE-cadherin, CD31, Tie-2, vWF, eNOS Terbentuk
VEGF : Vascular endothelial growth factor, IL-8 : Interleukin-8; CD : Cluster of diffenentitation, KDR : Kinase domain receptor, Tie-2 : reseptor protein tirosin kinase, spesifik epitel, vWF : von Willebrand factor, eNOS : endothelial nitric oxide synthase
497 7/8/2012 12:17:01 PM
TINJAUAN PUSTAKA redaran darah. EPC akan berespon terhadap stimulasi sitokin dan keadaan iskemik (defisit oksigen) dengan cara mobilisasi dari sumsum tulang menuju tempat yang mengalami kondisi iskemik dan melakukan proses neovaskularisasi dan angiogenesis.23 EPC akan menjalankan perannya dalam memelihara integritas pembuluh darah dan memperbaiki sel-sel endotel yang rusak.24 Karena itu, penurunan jumlah EPC disinyalir akan mengakibatkan terjadinya aterosklerosis dan gangguan angiogenesis yang lebih lanjut akan mengakibatkan penyakit kardiovaskular.25 Jumlah dan aktivitas EPC dipengaruhi oleh berbagai faktor antara lain.
Copyright © Lippincott Williams & Wilkins. Unauthorized reproduction of this article is prohibited.
1. Faktor fisiologis, seperti rutinitas olahraga dan aktivitas yang melibatkan gerak tubuh, dapat meningkatkan jumlah EPC.26,27 Pertambahan usia juga berpengaruh terhadap turunnya jumlah EPC.28,29 2. Faktor patologis, seperti pada pasien infark miokard akut dan trauma vaskular, seperti luka bakar atau operasi pintas arteri koroner menginduksi mobilisasi EPC sehingga meningkatkan jumlah EPC yang bersifat sementara.30 Sebaliknya faktor-faktor risiko penyakit kardiovaskular seperti penyakit jantung koroner, diabetes melitus, hiperkolesterolemia diketahui berkorelasi terbalik dengan jumlah dan fungsi EPC.31,32 3. Obat-obatan yang dapat memobilisasi EPC dari sumsum tulang ke sirkulasi darah sehingga jumlah EPC dalam peredaran darah naik.33 Obat-obatan seperti statin dan puerarin (ekstrak tanaman tradisional Cina untuk mengobati penyakit jantung koroner) dapat meningkatkan jumlah, proliferasi, migrasi, dan pembentukan pembuluh darah baru secara in vitro yang diperantarai oleh EPC.34 4. Mediator pertumbuhan, hormon, dan bahan kimia lainnya.35
Metode Prediksi Risiko Penyakit Kardiovaskular Prediksi awal yang efektif dan tepercaya dalam mengukur risiko penyakit kardiovaskular semakin penting agar kejadian kardiovaskular bisa diperkecil dan dapat diatasi sedini mungkin. Metode prediksi yang berkembang saat ini terus dipacu agar dapat menghasilkan metode prediksi yang makin akurat. Suatu metode baru yang akan digunakan sebagai metode prediksi harus bersifat independen dan mampu menghasilkan data yang saling terkait lebih dari yang dapat diketahui melalui faktor-faktor risiko dan metode prediksi tradisional.
498 CDK-195_vol39_no7_th2012 ok.indd 498
Langkah preventif terhadap penyakit kardiovaskular dibagi menjadi langkah preventif primer dan langkah preventif sekunder. Langkah preventif primer ditujukan pada kelompok usia muda yang belum pernah terkena penyakit kardiovaskular dengan menggunakan faktor risiko klasik seperti usia, jenis kelamin, tekanan darah, kadar kolesterol total dan LDL, status merokok, status diabetes, dan hasil elektrokardiogram ventrikel kiri36 sedangkan langkah preventif sekunder ditujukan bagi kelompok yang pernah terkena penyakit kardiovaskular. Di antara berbagai metode penskoran (Tabel 2), yang umum digunakan untuk prediksi awal penyakit kardiovaskular ialah Framingham Risk Score (FRS) yang melingkupi semua faktor risiko klasik tersebut37. FRS dimulai dari studi epidemiologi oleh National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) terhadap populasi usia 30-60 tahun di Boston pada tahun 1948.38 Ketika itu, para peneliti mengumpulkan fakta dan merumuskan faktor-faktor yang berperan dalam penyakit kardiovaskular. Metode ini mulai digunakan secara luas di kalangan medis sejak tahun 1998 setelah rumusan baku mengenai sistem penskorannya selesai disepakati. Secara singkat langkah menghitung skor menurut metode penskoran FRS adalah sebagai berikut:
3. Gunakan total skor prediksi 10 tahun yang sudah didapat dan bandingkan dengan tabel penskoran standar skor prediksi 10 tahun untuk mendapatkan skor prediksi relatif.
1. Tentukan skor menurut faktor jenis kelamin, usia, kolesterol total, kolesterol HDL, tekanan darah, status diabetes, dan status merokok. 2. Gunakan total skor untuk menghitung persentase prediksi terhadap penyakit kardiovaskular selama 10 tahun.
Kenyataan ini mendorong ditemukannya biomarker-biomarker baru yang dapat membantu memprediksi risiko penyakit kardiovaskular. Beberapa biomarker baru yang sudah diteliti sebagai indikator di antaranya yaitu: protein C-reactive42, troponin I, kenaikan konsentrasi
Sistem penskoran FRS tidak luput dari kelemahan karena divalidasi hanya untuk populasi usia sampai dengan 75 tahun. Seiring bertambahnya usia, faktor-faktor risiko klasik makin kurang akurat. Studi terhadap populasi usia di atas 85 tahun menunjukkan faktorfaktor risiko ini tidak berlaku dan bahkan ada yang bertentangan. Hal ini menjadi bahan perdebatan di kalangan dunia medis yang menyatakan bahwa metode penskoran FRS tidak efektif untuk kelompok populasi yang lebih tua dan untuk kisaran populasi usia tersebut perlu dikaji lebih mendalam39. Hasil studi terbaru menunjukkan bahwa metode penskoran FRS tidak dapat memprediksi secara baik pada kelompok populasi usia muda yang mengidap infark miokard dan pasien muda baru pengidap diabetes mellitus40. Selain itu metode penskoran FRS memiliki banyak keterbatasan dalam segi etnis dan sosio-geografi karena dikembangkan berdasarkan populasi satu kota kecil di Amerika sehingga belum tentu mewakili populasi dunia.
Tabel 2 Deskripsi beberapa sistem penskoran penyakit kardiovaskular (Risk Assessment)41 Risk scoring method, method of derivation, practical application (target population if specified)
Recent tools and guidelines
Established methods Dundee [22], Multiple logistic function; Equation, rank, risk disk (men) FINRISK [23], Logistic regression, Equation Framingham–Anderson et al. 1991, [8,9], Nonproportional hazards, Weibull accelerated failure time model, Regression equation, Point scoring Framingham–Wolf et al. 1991, [24], D’Agostino et al. 1994, [25], Cox proportional hazards model, Point scoring, Equation Framingham, Wilson et al. 1998, [10], Cox proportional hazards model, Point scoring
Outcome and prediction period CHD 5 years
New Zealand charts 2003a Sheffield tables 2000 [31] WHO/ISH 2003 [32] JBS 2 [5]
Risk factors Age
SBP, Total cholesterol
Smoking
MI or CHD death Age Sex 10 years MI, CHD death, Age Sex CHD, stroke, CVD, CVD death 4–12 years
SBP, Total cholesterol, HDL cholesterol SBP, DBP, Total cholesterol, HDL cholesterol
Smoking, Diabetes
Stroke 10 years
SBP, Antihypertensive medication
Smoking, Diabetes, LVH, AF, CVD
SBP, DBP, Total cholesterol or LDL cholesterol, HDL cholesterol SBP, Antihypertensive medication, Total cholesterol, HDL cholesterol, Triglycerides SBP, Total cholesterol, HDL cholesterol SBP, Total cholesterol, HDL cholesterol
Smoking, Diabetes
Age Sex
NCEP ATPIII [4] Canadian CHD, hard CHD 10 years Age Sex guidelines 2000 [21]
Framingham, D’Agostino et al. 2000, [17], Weibull accelerated failure time model, Regression equation, Point scoring Global coronary risk score [26], Not described, Point scoring
CHD 1–4 years
Age Sex
CHD not specified
Age
PRECARD [18] Cox regression model, Computer program, Equation
Fatal/nonfatal MI 10 years
Sex
PROCAM Assmann et al. 2002, [16], Assmann 2003b, Cox proportional hazards model, Point scoring (men) RCV-ap [27] recalibration of Framingham, Point scoring REGICOR Recalibration of Framingham Wilson for Spanish population [28], Equation RISCARD [15], Log-linear model incorporating Weibull hazard distribution; accelerated failure time model, Computer program, chart
CHD 10 years
Age Men SBP, Total cholesterol, HDL cholesterol, Triglycerides Age Sex SBP, Total cholesterol Age Sex Hypertension, Total cholesterol, HDL cholesterol Age Sex Mean blood pressure, Non-HDL cholesterol (total cholesterol minus HDL cholesterol), HDL cholesterol Age Sex SBP, Total cholesterol, HDL cholesterol Age Sex SBP, Total cholesterol, HDL cholesterol Sex SBP, Total cholesterol
SCORE [11], Weibull proportional hazards model, Charts, Internet resource UKPDS [19], Maximal likelihood estimation, Fully parametric model, Equation, Internet resource (diabetics) Westlund score [29], Product of relative risks, Point scoring New methods Cuore [13], Cox proportional hazards model, Equation (men) DECODE [30] Cox proportional hazards model Equation RISKARD 2005 [14]
CVD not specified CHD death or nonfatal MI 10 years Hard CHD Hard CVD Hard cerebro-vascular 5, 10, 15 years CVD death 10 years Fatal MI/sudden death 20 years MI 10 years CHD 10 years
Age
CVD death 5 years
Age Sex
SBP, Antihypertensive medication, Total cholesterol, HDL cholesterol SBP, Total cholesterol
CVD (major coronary, cerebrovascular and peripheral artery disease events)
Age Sex
SBP, Total cholesterol
Smoking, Diabetes, LVH
Smoking, Diabetes, BMI, Menopausal status, Alcohol intake Smoking Smoking, Diabetes, BMI, Previous MI, Family history Smoking, Diabetes Family history, Region Smoking, Diabetes Smoking, Diabetes Smoking, Diabetes, BMI, Heart rate Smoking, High or ow risk population Smoking, HbA1c, Ethnicity Smoking, Family history Smoking, Diabetes, Family history Smoking, Diabetes, Fasting plasma glucose, Region Smoking, Diabetes
CDK-195/ vol. 39 no. 7, th. 2012
7/8/2012 12:17:02 PM
TINJAUAN PUSTAKA homosistein, Lp(A), fibrinogen, hsCRP, beberapa lipoprotein dan apolipoprotein, dan peptida natriuretic43. Beberapa studi mengkombinasikan biomarker-biomarker baru dengan FRS tersebut untuk menghasilkan metode prediksi yang lebih akurat dan ada pula studi yang membandingkan secara terpisah antara biomarker-biomarker baru dengan faktor risiko klasik dalam FRS. Para peneliti NHLBI juga terus berusaha menyempurnakan metode penskoran FRS setelah meneliti 6 populasi etnis secara terpisah dan menemukan bahwa metode penskoran FRS dapat menyebabkan kelebihan perhitungan prediksi di beberapa populasi etnis 44. Jumlah Koloni Sel Progenitor Endotelial (Epc-Cfu) sebagai Biomarker untuk Penentuan Risiko Penyakit Kardiovaskular Berdasarkan hipotesis bahwa kerusakan sel endotelial merepresentasikan kinerja EPC dan tingkat keparahan penyakit kardiovaskular, Hill melakukan studi korelasi FRS dengan kadar EPC subjek yang memiliki risiko kardiovaskular tetapi belum pernah menderita penyakit kardiovaskular; disimpulkan terdapat hubungan erat antara FRS subjek dengan kadar EPC. Selain itu, pada subjek yang dikategorikan memiliki risiko penyakit kardiovaskular tinggi, jumlah EPC yang dimiliki lebih sedikit dan subjek lebih cepat mengalami kematian dibandingkan dengan subjek dengan risiko penyakit kardiovaskular rendah. Bahkan kadar EPC merupakan alat ukur yang lebih baik untuk memantau reaktivitas fungsi vaskular dibandingkan FRS.18 Dalam hal ini, EPC-CFU berkorelasi negatif terhadap FRS; tingkat EPC-CFU yang rendah menandakan risiko kardiovaskular yang tinggi dan sebaliknya (Gambar 3).
Gambar 3 Hubungan antara FRS dengan jumlah EPC-CFU
Selanjutnya, Faulkes mempelajari pengaruh umur dan jenis kelamin terhadap EPC-CFU pada populasi untuk menetapkan standar
CDK-195/ vol. 39 no. 7, th. 2012
CDK-195_vol39_no7_th2012 ok.indd 499
Gender
Male (mean ± SD)
Female (mean ± SD)
Gambar 4 Metode kultur EPC dan kriteria penentuan nilai EPC-CFU untuk prediksi penyakit kardiovaskular45 Studi-studi berikutnya mencoba melibatkan
dan kategori risiko kardiovaskular berdasarkan EPC-CFU. Hasilnya umur dan jenis kelamin tidak mempengaruhi jumlah EPC-CFU. Selain itu juga ditetapkan standar jumlah EPC-CFU yang dikategorikan sehat untuk tiap jenis kelamin (Tabel 3). Pada studi selanjutnya Faulkes juga menyusun standardisasi metode pengukuran jumlah EPC-CFU dari darah dan sumsum tulang mulai dari mengkultur, karakterisasi EPC, dan penentuan jumlah EPC-CFU.45 Langkah-langkah penentuan koloni EPC-CFU dapat dilihat pada Gambar 4. Darah perifer dari subjek atau pasien diambil lalu diisolasi bagian buffy coat-nya (bagian yang berisi sel darah putih, monosit, makrofag, limfosit) lalu dibagi dua, sebagian dikarakterisasi dengan Flowcytometry Automated Cell Sorter (FACS) dan sebagian lagi dikultur di cawan khusus selama 2 hari dengan media EndoCult®. Setelah 2 hari, sel yang tidak melekat pada cawan diangkat dan dikumpulkan (sebagian dicirikan kembali dengan FACS). Sel-sel yang tidak melekat tersebut dikultur kembali pada cawan khusus selama 5 hari dengan penggantian
medium pada hari ketiga. Saat hari kelima, dilakukan penghitungan koloni EPC-CFU dan dicocokkan hasilnya dengan tabel. Simpulan sementara ialah jumlah EPC-CFU normal untuk pria usia 23-54 tahun berkisar 21±18 koloni sedangkan untuk wanita berkisar 20±17 koloni. Jika hasil penghitungan koloni EPC-CFU subjek tidak masuk dalam kisaran, bisa dikategorikan rentan terhadap penyakit kardiovaskular. Jumlah populasi yang lebih besar dan faktorfaktor lain selain penskoran FRS seperti penggunaan obat, kadar hormon, dan pengaruh sitokin (VEGF, GCSF, MMP9, dan SDF-1).3 Salah satu keunggulan pengukuran jumlah EPCCFU ialah metodenya yang mudah dan sudah terstandardisasi. Akan tetapi, metode ini masih memiliki kelemahan dalam hal penentuan kisaran baku untuk masing-masing tingkat risiko (rendah, sedang, tinggi). Hal tersebut masih terus diupayakan melalui penyempurnaan metode penghitungan EPC-CFU sehingga bisa tervalidasi untuk menentukan risiko kardiovaskular dan lebih lanjut dapat saling mendukung dengan metode penskoran FRS.
499 7/8/2012 12:17:03 PM
TINJAUAN PUSTAKA SIMPULAN EPC-CFU sebagai koloni yang terbentuk dari sel mononuklear darah perifer memiliki potensi sebagai indikator diagnostik untuk memeriksa
fungsi vaskular yang erat kaitannya dengan penyakit kardiovaskular. Sel EPC sudah diketahui sebagai sel punca yang berperan penting dalam pembentukan pembuluh darah dan sel endote-
lial untuk pembentukan kembali sel-sel pembuluh darah yang rusak. Oleh karena itu, enumerasi EPCCFU dapat dipertimbangkan sebagai biomarker untuk diagnostik risiko kardiovaskular di Indonesia.
DAFTAR PUSTAKA 1.
Ahmed A. American College of Cardiology/American Heart Association Chronic Heart Failure Evaluation and Management guidelines: relevance to the geriatric practice. J Am Geriatr Soc. 2003; 51:123-6.
2.
Wilson PWF, et al. Prediction of Coronary Heart Disease Using Risk Factor Categories. 1998; Vol.97:1837-47.
3.
Xiao Q. Endothelial progenitor cells, cardiovascular risk factors, cytokine levels and atherosclerosis: results from a large population-based study. PLoS One. 2007; 2:e975.
4.
Nabel EG. Cardiovascular disease. N Engl J Med. 2003;349:60-72.
5.
WHO. Cardiovascular Disease Prevention and Control: Translating Evidence into Action. 2005.
6.
Broxmeyer L. Heart disease: the greatest ‘risk’ factor of them all. Med Hypotheses. 2004;62:773-9.
7.
NIH. Depression and Heart Disease. 2002.
8.
WHO. Cardiovascular Disease Atlas. 2009; p. 19-20.
9.
Asahara T. Isolation of putative progenitor endothelial cells for angiogenesis. Science.1997;275:964-7.
10. Asahara T, Isner JM. Endothelial progenitor cells for vascular regeneration. J Hematother Stem Cell Res. 2002;11:171-8. 11. Iwami Y, Masuda H, Asahara T. Endothelial progenitor cells: past, state of the art, and future. J Cell Mol Med. 2004;8:488-97. 12. Asahara T. Endothelial progenitor cells for neovascularization. Ernst Schering Res Found Workshop. 2003;p211-6. 13. He T. Transplantation of circulating endothelial progenitor cells restores endothelial function of denuded rabbit carotid arteries. Stroke. 2004;35:2378-84. 14. Bahlmann FH, Fliser D. The plasticity of progenitor cells--why is it of interest to the nephrologists? Nephrol Dial Transplant. 2009;24:2018-20. 15. Koyanagi M, Brandes RP, Haendeler J, Zeiher AM, Dimmeler S. Cell-to-cell connection of endothelial progenitor cells with cardiac myocytes by nanotubes: a novel mechanism for cell fate changes? Circ Res. 2005;96:1039-41. 16. Ingram DA. Identification of a novel hierarchy of endothelial progenitor cells using human peripheral and umbilical cord blood. Blood. 2004;104:2752-60. 17. Blann AD. Circulating endothelial cells. Biomarker of vascular disease. Thromb Haemost. 2005;93:228-35. 18. Hill JM. Circulating endothelial progenitor cells, vascular function, and cardiovascular risk. N Engl J Med. 2003;348:593-600. 19. Smadja DM, Cornet A, Emmerich J, Aiach M, Gaussem P. Endothelial progenitor cells: characterization, in vitro expansion, and prospects for autologous cell therapy. Cell Biol Toxicol. 2007;23:223-39. 20. Chen JZ. Number and activity of endothelial progenitor cells from peripheral blood in patients with hypercholesterolaemia. Clin Sci (Lond). 2004;107:273-80. 21. Frisca, Sardjono CT, Sandra F. Berbagai paradigma pendefinisian endothelial progenitor cells. Jurnal Kedokteran Maranatha. 2009;8:78-86. 22. Doyle B, Metharom P, Caplice NM. Endothelial progenitor cells. Endothelium. 2006;13:403-10. 23. Choi JH et al. Decreased number and impaired angiogenic function of endothelial progenitor cells in patients with chronic renal failure. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2004;24:1246-52. 24. Milkiewicz M, Ispanovic E, Doyle JL, Haas TL. Regulators of angiogenesis and strategies for their therapeutic manipulation. Int J Biochem Cell Biol. 2006;38:333-57. 25. Fuchs S, Hermanns MI, Kirkpatrick CJ. Retention of a differentiated endothelial phenotype by outgrowth endothelial cells isolated from human peripheral blood and expanded in longterm cultures. Cell Tissue Res. 2006;326:79-92. 26. Laufs U. Physical inactivity increases oxidative stress, endothelial dysfunction, and atherosclerosis. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2005;25:809-14. 27. Laufs U. Physical training increases endothelial progenitor cells, inhibits neointima formation, and enhances angiogenesis. Circulation. 2004;109:220-6. 28. Navarrete SA. Evidences for age-related modulation of human hematopoietic progenitor cell proliferation. Exp Gerontol. 2008:43:1033-8. 29. Scheubel RJ. Age-dependent depression in circulating endothelial progenitor cells in patients undergoing coronary artery bypass grafting. J Am Coll Cardiol. 2003;42:2073-80. 30. Zisch AH. Tissue engineering of angiogenesis with autologous endothelial progenitor cells. Curr Opin Biotechnol. 2004;15:424-9. 31. Hristov M, Erl W, Weber PC. Endothelial progenitor cells: isolation and characterization. Trends Cardiovasc Med. 2003;13:201-6. 32. Hristov M, Weber C. Endothelial progenitor cells in vascular repair and remodeling. Pharmacol Res. 2008;58:148-51. 33. De Falco E. SDF-1 involvement in endothelial phenotype and ischemia-induced recruitment of bone marrow progenitor cells. Blood. 2004;104:3472-82. 34. Bahlmann FH. Endothelial progenitor cell proliferation and differentiation is regulated by erythropoietin. Kidney Int. 2003;64:1648-52. 35. Bahlmann FH. Stimulation of endothelial progenitor cells: a new putative therapeutic effect of angiotensin II receptor antagonists. Hypertension. 2005;45:526-9. 36. de Ruijter W. Use of Framingham risk score and new biomarkers to predict cardiovascular mortality in older people: population based observational cohort study. 2009;Vol. 338. 37. Wilson PW. Prediction of coronary heart disease using risk factor categories. Circulation. 1998;97:1837-47. 38. Cholestex Corporation. Framingham Risk Assessment. 2003. 39. Tzoulaki I, Liberopoulos G, Ioannidis J. Assessment of claims of improved prediction beyond the Framingham risk score. JAMA. 2009;302:2345-52. 40. Lee GKM. Framingham risk score inadequately predicts cardiac risk in young patients presenting with a first myocardial infarction. Ann Acad Med Singapore. 2010;39:163-7. 41. Beswick A, Brindle P. Risk Scoring in The assessment of cardiovascular risk. Curr Opin Lipidol. 2006;17:375-386. 42. Ruijter W. Use of Framingham risk score and new biomarkers to predict cardiovascular mortality in older people: population based observational cohort study. BMJ. 2009;337:3083-91. 43. Govindaraju HRBV, Manjunath CN. Risk predicition- homocysteine in coronary heart disease. Ind Journal of Clin Biochem. 2007;22:18-21. 44. Cholestech. The Framingham Heart Study and Risk Assessment Tech Bul. 2003: p108. 45. Faulkes S, Prereira C, Thomas TE, Eaves AC, Clarke E. Standardization of a colony assay to further characterize endothelial precursor cells in blood and bone marrow. (StemCell Techologies, Vancouver, 2007).
500 CDK-195_vol39_no7_th2012 ok.indd 500
CDK-195/ vol. 39 no. 7, th. 2012
7/8/2012 12:17:03 PM
