TESIS KADAR EKSPRESI BONE MORPHOGENETIC PROTEIN-2 YANG TINGGI BERHUBUNGAN DENGAN PROGRESIVITAS PENDERITA OSTEOSARKOMA
HENRY RICARDO HANDOYO
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015
!
TESIS KADAR EKSPRESI BONE MORPHOGENETIC PROTEIN-2 YANG TINGGI BERHUBUNGAN DENGAN PROGRESIVITAS PENDERITA OSTEOSARKOMA
HENRY RICARDO HANDOYO NIM 1014118201
PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015 i! !
!
KADAR EKSPRESI BONE MORPHOGENETIC PROTEIN-2 YANG TINGGI BERHUBUNGAN DENGAN PROGRESIVITAS PENDERITA OSTEOSARKOMA
Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister Pada Program Magister, Program Studi Ilmu Biomedik Program Pascasarjana Universitas Udayana
HENRY RICARDO HANDOYO NIM 1014118201
PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015
ii!
!
Tesis ini Telah Diuji pada Tanggal 11 September 2015
Panitia Penuji Tesis Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana No. 2804/UN 14.4/HK/2015 tertanggal 2 September 2015
Ketua
: Prof. Dr.dr. I Ketut Siki Kawiyana, SpB, SpOT (K)
Anggota
:
1.! dr. K.G. Mulyadi Ridia, SpOT (K) 2.! Prof. Dr. dr. Putu Astawa, M Kes, SpOT (K) 3.! dr. Wayan Suryanto Dusak, SpOT (K) 4.! dr. I Ketut Suyasa, SpB, SpOT (K)
iii!
!
iv!
!
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan syukur kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat-Nya penelitian yang berjudul “Kadar BMP-2 yang Tinggi Berhubungan dengan Progresivitas Penderita Osteosarkoma” dapat diselesaikan. Penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1.!
Prof. DR. dr. Ketut Suastika, SpPD-KEMD, FINASIM, sebagai Rektor Universitas Udayana.
2.!
Prof. Dr. dr. Putu Astawa, SpOT, Mkes, selaku Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Udayana.
3.!
Prof. Dr. dr. Ketut Siki Kawiyana, SpB, SpOT (K), sebagai ketua program studi Orthopaedi dan Traumatologi FK Udayana – RSUP Sanglah Denpasar, atas bimbingan dan arahannya dalam perbaikan usulan penelitian ini.
4.!
Prof. Dr. dr. Ketut Siki Kawiyana, SpB, SpOT (K), selaku pembimbing I, atas nasihat dan bimbingan yang diberikan kepada penulis untuk bisa terselesainya penelitian ini.
5.!
dr. K.G. Mulyadi Ridia, SpOT(K), selaku pembimbing II, atas nasihat dan bimbingan yang diberikan kepada penulis untuk bisa terselesainya penelitian ini.
6.!
Seluruh staf pengajar Orthopaedi dan Traumatologi FK Udayana RSUP Sanglah Denpasar atas dukungan guna terselesaikanya usulan penelitisan ini.
7.!
dr. Anak Ayu Sri Saraswati, M.Kes, selaku Direktur Utama RSUP Sanglah tempat dilaksanakannya penelitian ini.
8.!
dr. Juli Sumadi, SpPA beserta staf Patologi Anatomi RSUP Sanglah, atas dukungannya guna dapat terselesainya penelitian ini.
9.!
Laboratorium Biokimia Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya, Malang.
10.! Semua dosen pengajar Combined Degree Pascasarjana Universitas Udayana yang telah banyak memberikan masukan dan bimbingan.
v!
!
11.! Seluruh anggota keluarga terutama kedua orang tua yang telah memberikan dukungan moral dan material dan istri yang telah memberi dukungan tiada akhir beserta anak yang telah memberi inspirasi luar biasa. 12.! Rekan-rekan residen Orthopaedi dan Traumatologi FK Udayana RSUP Sanglah Denpasar, serta semua pihak yang telah membantu dalam penelitian ini. Penulis menyadari masih ada kekurangan dalam penelitian ini. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis menerima saran dan kritik untuk perbaikan penelitian ini. Denpasar, September 2015
Penulis
vi!
!
ABSTRAK KADAR EKSPRESI BONE MORPHOGENETIC PROTEIN-2 YANG TINGGI BERHUBUNGAN DENGAN PROGRESIVITAS PENDERITA OSTEOSARKOMA Progresivitas dari osteosarkoma ditandai oleh adanya metastasis dan rekurensi lokal. Beberapa penelitian difokuskan pada Bone Morphogenetic Protein-2 (BMP-2) sebagai faktor pertumbuhan yang mempengaruhi progresivitas dari osteosarkoma, yang ditandai oleh adanya metastasis dan rekurensi lokal. Penelitian ini bertujuan mencari hubungan antara kadar ekspresi BMP-2 pada penderita osteosarkoma dengan metastasis dan rekurensi lokal yang terjadi. Penelitian ini merupakan cross sectional analytic study. Pada penelitian ini, dicari hubungan antara kadar ekspresi BMP-2 dengan progresivitas dari osteosarkoma yang dicirikan dengan adanya metastasis dan rekurensi lokal. Penelitian ini mengikutsertakan 23 subyek penelitian, dimana subyek penelitian merupakan blok parafin dari penderita osteosarkoma dan dilakukan pula penelusuran data sekunder melalui rekam medis untuk mengetahui metastasis dan rekurensi lokal yang terjadi pada penderita tersebut. Analisis statistik dengan menggunakan uji parametrik t-berpasangan didapatkan adanya hubungan yang signifikan antar variabel metastasis dan rekurensi lokal. Hal ini ditunjukkan dari nilai p = 0,015 (p<0,05) dan nilai Pearson’s Correlation r = 0,671. Ini menunjukkan adanya hubungan dengan kekuatan kuat, yang berarti adanya hubungan yang signifikan antara kejadian metastasis dengan rekurensi lokal. Analisis statistik juga menunjukkan hubungan yang signifikan antara kadar ekspresi BMP-2 dengan metastasis dan rekurensi lokal. Hal ini ditunjukkan dari nilai p = 0,000 (p<0,05) dengan nilai Pearson’s Correlation r = 0,680. Hal ini menunjukkan adanya hubungan dengan kekuatan kuat (signifikan) antara kadar ekspresi BMP-2 terhadap kejadian metastasis dan rekurensi lokal. Hasil perhitungan diatas menunjukkan bahwa adanya hubungan yang signifikan secara statistik antara kadar ekspresi BMP-2 dengan progresivitas pada osteosarkoma yang dicirikan dengan meningkatnya kejadian metastasis dan rekurensi lokal pada osteosarkoma. Hal tersebut menunjukkan bahwa BMP-2 yang merupakan salah satu faktor pertumbuhan, ikut berperan dalam menginisiasi diferensiasi stem sel kanker osteosarkoma sehingga meningkatkan progresivitas dari osteosarkoma. Kata kunci: BMP-2, Metastasis, Rekurensi Lokal, Osteosarkoma, Progresivitas.
vii!
!
ABSTRACT HIGH EXPRESSION LEVELS OF BONE MORPHOGENETIC PROTEIN-2 RELATED WITH PROGRESSIVITY IN PATIENT WITH OSTEOSARCOMA Osteosarcoma progression characterized by the presence of metastasis and local recurrence. Several studies focused on Bone Morphogenetic Protein-2 (BMP-2) as protein that influences the progression of osteosarcoma, which is characterized by metastasis and local recurrence. This study is trying to find the relationship between the expression levels of BMP-2 in osteosarcoma patients with metastasis and local recurrence. This study is a cross sectional analytic study. This study is trying to find the relationship between expression levels of BMP-2 with progression of osteosarcoma which is characterized by metastasis and local recurrence in osteosarcoma. Twenty three subjects for this research are the paraffin blocks of osteosarcoma patients and we also found some information for secondary data through patient medical records to determine metastasis and local recurrence that occur in those patients. Statistical analysis using parametric paired t test demonstrated statistically significant correlation between variable metastasis and local recurrence. This is shown from the p=0,015 (p<0,05) and the Pearson’s Correlation r =0.671. It means that they had a strong correlation statistically (between metastasis and local recurrence). The statistical analysis also showed a significant correlation between the expression levels of BMP-2 with metastasis and local recurrence. It is shown from the value of p = 0,000 (p < 0,05) with the value of Pearson's correlation r = 0.680. The conclusion of it is a strong correlation (significant) between the levels of expression of BMP-2 on the incidence of metastasis and local recurrence. The above calculation shows that there is a statistically significant correlation between the expression levels of BMP-2 with progression in osteosarcoma, which is characterized by increased metastasis and local recurrence in osteosarcoma. It shows that BMP-2, which is one of the growth factors, plays a role in initiating the differentiation of osteosarcoma cancer stem cells thereby increasing the progression of osteosarcoma. Keyword: BMP-2, Metastasis, Local Recurrence, Osteosarcoma, Progression.
viii!
!
DAFTAR ISI Halaman SAMPUL DALAM.................................................................................................. i PRASYARAT GELAR ………..…………………….............................................ii LEMBAR PERSETUJUAN……………………………....................................... iii PENETAPAN PANITIA PENGUJI………………………………………….….. iv SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT…………………………………… v UCAPAN TERIMA KASIH.................................................................................. vi ABSTRAK.............................................................................................................viii ABSTRACT......................................................................................................... ix DAFTAR ISI......................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR............................................................................................ xv DAFTAR TABEL..................................................................................................xvi DAFTAR SINGKATAN........................................................................................xvii DAFTAR LAMPIRAN.........................................................................................xviii BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ..........................................................................
1
1.1
Latar Belakang ........................................................................
1
1.2
Rumusan Masalah ...................................................................
2
1.3
Tujuan Penelitian ....................................................................
2
1.4
Manfaat Penelitian ..................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................
4
2.1
4
Osteosarkoma
.....................................................................
2.1.1 Epidemiologi………………............................................
ix!!
4
!
2.2
2.1.2 Faktor Predisposisi…………………...............................
5
2.1.3 Aspek Klinis………………………………………….....
5
Gangguan Genetik pada Gen Supresor Tumor............................ 7 2.2.1 Retinoblastoma Supresor..................................................... 7 2.2.2 Tumor Supresor p53…………………….......................
7
Perubahan Molekuler dan Genetik pada Osteosarkoma............
8
2.3.1 Penyakit Paget pada Tulang..............................................
8
2.3.2 Mutasi Rantai Helix RECQ.............................................
8
2.3.3Telomer dan Telomerase....................................................
8
2.3.4 Matriks Metalloproteinase (MMP)……………...............
9
2.3.5 Neurofibromatosis-2 (NF-2)/Merlin……………….......
9
2.4
Gen terkait Metastasis Osteosarkoma......................................
9
2.5
Biopsi………………………………………………………..
10
2.6
Klasifikasi…………………………………………………..
11
2.6.1 Intramedular…………………………………………
11
2.6.1.1 Konvensional………………………………..
11
2.6.1.2 Telangiektatik………………………...………
12
2.6.1.3 Low Grade……………………………………
12
2.6.1.4 Small Cell…………………………………….
13
2.6.2 Superfisial…………………………………………….
13
2.6.2.1 Parosteal………………………………………
13
2.6.2.2 Periosteal……………………………………..
14
2.6.2.3 High Grade……………………………………
14
2.3
x! ! !
!
2.7
Pengobatan………………………………………………….
14
2.7.1 Kemoterapi…………………………………………...
14
2.7.1.1 Neoadjuvan Kemoterapi (Preoperatif)……….
16
2.7.1.2 Adjuvan Kemoterapi (Postoperatif)…………..
16
2.7.2 Pembedahan……………………………………………
16
2.8
Prognosis………………………………………………………. 16
2.9
Progresivitas (Metastasis dan Rekurensi Lokal)………………. 17
2.10 Bone Morphogenetic Protein (BMP)………………………….. 19 2.10.1 BMP-2…………………………………………………. 20 2.10.1.1 Konsentrasi……………………………………. 21 2.10.1.2 Waktu Paruh…………………………………… 22 2.10.1.3 Pembawa/Carrier……………………………… 22 2.10.1.4 Pembaruan Tulang (Bone Turnover) ………….. 23 2.10.1.5 Keberadaan dan Jumlah Stem Sel……………… 23 2.10.1.6 Keamanan……………………………………… 23 2.11 Ekspresi BMP-2 pada Osteosarkoma………………………….. 24 2.12 Aldehyde Dehydrogenase (ALDH)……………………………. 25 BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN ............................................................
27
3.1
Kerangka Berpikir .................................................................
27
3.2
Kerangka Konsep ..................................................................
27
3.3
Hipotesis Penelitian ...............................................................
28
BAB IV METODE PENELITIAN ................................................................
29
xi!!
!
4.1
Rancangan Penelitian .............................................................
29
4.2
Lokasi dan Waktu Penelitian ..................................................
29
4.3
Populasi dan Sampel ..............................................................
29
4.3.1 Populasi Terjangkau.......................................................
29
4.3.2 Kriteria Pemilihan Subyek Penelitian............................
30
4.3.3 Perhitungan Besar Sampel…………….........................
30
Variabel Penelitian .................................................................
31
4.4.1 Variabel Bebas …….......................................................
31
4.4.2 Variabel Tergantung………….......................................
31
4.5
Definisi Operasional Variabel……………………………….
31
4.6
Alur Penelitian……. ...............................................................
32
4.7
Cara Kerja……….. .................................................................
32
4.8
Protokol Penelitian.................................................................... 35
4.9
Pengolahan dan Analisis Data ................................................
36
HASIL PENELITIAN .....................................................................
37
5.1
Analisis Deskriptif .................................................................
37
5.2
Uji Normalitas dan Varians Data ...........................................
40
5.3
Uji Korelatif……….................................................................. 42
4.4
BAB V
BAB VI PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN ........................................ 6.1
Subyek Penelitian ...................................................................
6.2
Hubungan antara Kadar BMP-2 dengan Progresivitas pada
44 44
Osteosarkoma…………………………………......................
45
BAB VII SIMPULAN DAN SARAN ............................................................
49
xii!!
!
7.1
Simpulan ................................................................................
49
7.2
Saran ......................................................................................
49
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................
50
LAMPIRAN ...................................................................................................
55
xiii!!
!
DAFTAR GAMBAR
Halaman 2.1. A. Diferensiasi Osteogenik Normal………………………………………… 6 B. Gangguan Diferensiasi Osteogenik yang Berkembang Menjadi Osteosarkoma…………………………………………………………… 6 2.2. A. Respon Osteosarkoma terhadap Kemoterapi saja………………………. 15 B. Respon Kemoterapi yang Diharapkan………………………………….. 15 2.3. Aktifitas Osteogenik BMP…………………………………………………. 20 2.4. Ilustrasi Skematik Pengaruh BMP-2 pada Populasi Osteosarkoma Heterogen………………………………………………………………….. 24 3.1. Kerangka Konsep…………………………………………………………. 28 4.1. Alur Penelitian…………………………………………………………….. 33 5.1 Histogram Usia Sampel Osteosarkoma…………………………………… 37
xiv!!
xvi! !
DAFTAR TABEL
Halaman 5.1
Karakteristik sampel menurut jenis kelamin............................................
38
5.2
Distribusi sampel berdasarkan lokasi tumor............................................
38
5.3
Karakteristik sampel osteosarkoma berdasarkan metastasis ...................
39
5.4
Karakteristik sampel osteosarkoma berdasarkan rekurensi lokal............
39
5.5
Karakteristik sampel osteosarkoma berdasarkan kadar ekspresi BMP-2 …………………………………………………………………..............
5.6
Uji normalitas data kadar ekspresi BMP-2 terhadap metastasis pada osteosarkoma............................................................................................
5.7
40
41
Uji normalitas data kadar ekspresi BMP-2 terhadap rekurensi lokal pada osteosarkoma................................................................................................41
5.8
Uji t-berpasangan antara metastasis dan rekurensi lokal ............................ 42
5.9. Hubungan antara kadar ekspresi BMP-2 dengan rekurensi lokal pada osteosarkoma……………………………………………………………… 43
xvi!!
xvii! !
DAFTAR SINGKATAN !
ACS
: Absorbable Collagen Sponge
ALDH
: Aldehyde Dehydrogenase
Anx-2
: Annexin-2
BMP-2
: Bone Morphogenetic Protein-2
CSC
: Cancer Stem Cell
DBM
: Demineralized Bone Matrix
DNA
: Deoxyribonucleic Acid
EDTMP
: Ethylenediamine Tetramethylene Phosphoric Acid
EFS
: Event Free Survival Rate
EMMPRIN
: Exracellular Matrix Metalloproteinase Inducer
ERM
: Ezrin-Radixin-Moesin
FDA
: Food and Drug Administration
IRS
: Immunoreactive Score
LOH
: Loss of Heterozygosity
MMP
: Matrix Metalloproteinase
NF-2
: Neurofibromatosis-2
RB
: Retinoblastoma
SDF-1
: Stromal cell Derived Factor-1
SV40
: Simian Vacuolating 40
TCP
: Tricalcium Phosphate
TGF
: Transforming Growth Factor
TIMP
: Tissue Inhibitor of Matrix Metalloproteinase
VEGF
: Vascular Endothelial Growth Factor
!
xvii! !
xviii! !
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1 Keterangan Kelaikan Etik ...........................................................
55
Lampiran 2 Surat Ijin Penelitian RSUP Sanglah……………………………… 56 Lampiran 3 Daftar Subyek Penelitian................................................................
57
Lampiran 4 Analisis Data Dengan SPSS Statistic Version 17 for PC…...........
61
xviii! !
