Protein Morfogenetik Tulang : Manfaat – Cara Kerja, dan Efek Samping

√ Scientific Base Pass quality & scientific checked by redaction team, read our quality control guidelance for more info 
Tinjauan Medis : dr. Maria Arlene, Sp.Ak
Protein morfogenetik tulang/bone morphogenetic protein (BMP) adalah faktor pertumbuhan yang mengatur pertumbuhan tulang. BMP secara alami menstimulasi pertumbuhan tulang di dalam tubuh. Beberapa studi... telah dilakukan untuk mengetahui manfaat BMP untuk menyambungkan segmen tulang belakang pada kasus gangguan tulang belakang.  Read more

Tulang rawan bagian dari jaringan elastis yang sangat lentur dan halus berupa bantalan seperti karet yang menutupi dan juga sebagai pelindung ujung tulang panjang pada bagian persendian dan saraf. Tulang rawan juga merupakan bagian dari komponen terstruktur dari beberapa bagian yaitu :

  • Tulang rusuk
  • Telinga
  • Hidung
  • Saluran bronkial
  • Intervertebralis
  • Cakram 

Tulang rawan memiliki otot yang kaku dan kurang flesiksibel daripada otot dan tidak sekeras atau sekaku tulang. Matriks tukang rawan terdiri dari glikosaminoglikan , proteoglikan , serat kolagen dan, terkadang, elastin[1].

Fungsi Protein Morfogenetik Tulang

Protein morfogenetik tulang (BMP) merupakan molekul pemberi sinyal dan sebagian besar merupakan bagian dari anggota protein Transforming Growth Factor-β (TGFβ). Peran dari BMP adalah sebagai pembentuk tulang dan tulang rawan, dan embriogenesis. Penyebab yang sangat beresiko jika sistem pensinyalan BMP tidak benar adalah timbulnya jenis kanker dan kondisi penyakit lainnya[2].

Fungsi protein morfogenetik tulang sebagai pengobatan patah tulang tibia akut pada orang dewasa, dan untuk menguatkan osteogenik khususnya nefrogenesis[3]. Berikut fungsi lainnya dari protein morfogenetik tulang adalah [4,5,6.7,8]:

  • Memiliki peran penting selama perkembangan embrio pada struktur embrio dan terbentuknya kerangka awal.
  • Memiliki Peran neurulasi dan perkembangan lempeng saraf pada embrio
  • Dapat memberi sinyal ektodermsel untuk berkembang menjadi sel kulit
  • Sumsum tulang belakang yang sedang berkembang membantu menentukan interneuron sensorik dorsal.
  • mengontrol pembentukan awal duktus Mullerian pada embrio
  • Sebagai pembentukan foregut dan hindgut seperti pola vilus usus, dan diferensiasi endokard
  • Meningkatkan penyerapan nutrisi secara efektif dengan memperluas bagian permukaan pada usus kecil

Penggolongan Protein Morfogenetik Tulang

Penggolongan Protein Morfogenetik Tulang terbagi menjadi 12, diantaranya adalah :

  • Protein morfogenetik tulang 1

Protein morfogenetik tulang 1 digunakan untuk menginduksi perkembangan tulang dan tulang rawan yang bekerja pada prokolagen I, II, dan III[9]. 

  • Protein morfogenetik Tulang 2

Tulang morfogenetik protein 2 Bertindak sebagai disulfida -linked homodimer dan dapat menginduksi tulang dan pembentukan pada bagian tulang rawan. Tulang morfogenetik protein 2 adalah kandidat sebagai mediator retinoid yang memiliki peran penting dalam diferensiasi osteoblas[10,11,12,13].

  • Protein morfogenetik tulang 3

Protein morfogenetik tulang 3 berfungsi untuk menginduksi pembentukan tulang.

  • Protein morfogenetik tulang 4

Protein morfogenetik tulang 4 untuk perkembangan tulang dan tulang rawan, khususnya perkembangan gigi dan tungkai serta perbaikan patah tulang. 

  • Protein morfogenetik tulang 5

Protein morfogenetik tulang 5 berpedan dalam beberapa jenis kanker serta memiliki peran untuk perkembangan dan juga fungsi normal terutama pada paru-paru dan hati[14].

  • Protein morfogenetik tulang 6

Protein morfogenetik tulang 6 mampu menginduksi semua penanda osteogenik dalam sel induk mesenchymal[15].

  • Protein morfogenetik tulang 7

Protein morfogenetik tulang 7 Memainkan peran kunci dalam diferensiasi osteoblas dan perkembangan dan perbaikan ginjal[16].

  • Protein morfogenetik tulang 8A

Protein morfogenetik tulang 8A perkembangan tulang dan tulang rawan yaitu osteogenesis epitel dan homeostasis tulang[17].

  • Protein morfogenetik tulang 8B

Protein morfogenetik tulang 8B  Telah terbukti dinyatakan dalam hippocampus dari murine embrio[18].

  • Protein morfogenetik tulang 10

Protein morfogenetik tulang 10 berperan dalam trabekulasi jantung embrio dan kemungkinan besar terlibat dalam trabekulasi jantung[19].

  • Protein morfogenetik tulang 11

Protein morfogenetik tulang 11 berfungsi untuk mengontrol pola anterior-posterior.

  • Protein morfogenetik tulang 15

Protein morfogenetik tulang 15 berfungsi untuk mencegah terjadinya apoptosis sel granula. Selain itu sebagai pengatur sensitivitas sel granula terhadap aksi dari hormon perangsang folikel[20].

Penyakit yang Diatasi dengan Protein Morfogenetik Tulang

Protein Morfogenetik Tulang digunakan untuk menginduksi pembentukan tulang dan tulang rawan. BMP dianggap memiliki peranan penting pada pensinyalan morfogenetik penting yang mengatur pada bagian jaringan di seluruh tubuh[21].

Fungsi penting dari sinyal BMP adalah fisiologi yang memiliki peranan yang tidak memiliki peranan dalam proses patologis. Penyakit kanker sering terjadi karena kesalahan pada sistem pensinyalan BMP conothnya seperti perkembangan kanker usus besar[22].

Tulang memiliki fungsi sebagai pelindung organ tubuh lainnya yang mengandung sel darah merah dan sel darah putih. Selain itu, tulang juga berfungsi sebagai penyimpanan mineral dan penyedia struktur bagi tubuh. Tulang sendiri memiliki berbagai bentuk dan juga ukuran serta struktur internal dan eksternal yang sangat kompleks[23].

Jaringan tulang merupakan jaringan keras yang memiliki beberapa matriks seperti bentuk sarang lebah yang membantu memberikan kekakuan pada tulang. Jaringan tulang terdiri dari beberapa jenis sel tulang. Osteoblas dan osteosit berhubungan untuk pembentukan dan mineralisasi tulang seperti osteoklas dalam resoprsi jaringan tulang[23].

Osteoblas merupakan sel lapisan yang terbentuk sebagai lapisan pelindung pada permukaan tulang. Jaringan tulang merupakan jaringan minderal yang terdiri dari dua jenis yaitu tulang kortikal dan tulang kanselus. Jenis tulang lainnya yaitu[23] :

  • Sumsum tulang
  • Endosteum
  • Periosteum
  • Saraf
  • Pembuluh darah
  • Tulang rawan

Tulang rawan terdiri dari beberapa sel khusus yang disebut dengan kondrosit. Kondrosit menghasilkan matriks ekstraseluler kolagen dengan jumlah besar, substansi dasar yang memiliki serat proteoglikan dan elastin. Cartilabe diklasifikasikan tiga jenis yaitu tulang rawan elastis , tulang rawan hialin dan fibrocartilage[24].

Tulang rawan tidak mengandung pembuluh darah (avaskular) atau saraf (aneural). Untuk nutrisi di suplai ke kondrosit melalui difusi. Kompresi tulang rawan artikular mengandung aliran cairan yang berfungsi membantu digsui nutrisi ke kondrosit[24].

BMP dapat berinteraksi dengan reseptor yang spesifik pada bagian permukaan sel yang disebut dengan reseptor protein morfogenetik tulang (BMPR). Hasil dari sinyal BMPR ini adalah beberapa jenis protein SMAD dengan jalur pensinyalan antara BMP, BMPR, dan SMAD. Jenis protein ini sangat penting untuk perkembangan jantung, sistem saraf pusat, dan tulang rawan untuk perkembangan tulang pasca kelahiran[25].

Protein SMAD memiliki peranan penting selama perkembangan embiro pada awal embrio dan terbentuknya kerangka awal pada janin. Pada penggunaan pensinyalan BMP bila terdapat gangguan akan mempengaruhi perkembangan embrio[25].

BMP4 berperan penting untuk neurulasi dan perkembangan lempeng saraf dan pemberian sinyal ektoderm sel menajdi sel kulit. Selain itu, untuk sekresi BMP pada bagian sumsum tulang belakang yang sedang berkembang berfungsi untuk membantu sebagai penentu interneuron sensorik dorsal[25].

BMP 2 merupakan salah satu faktor untuk pertumbuhan osteoinduktif yang telah disetujui oleh FDA yang digunakan sebagai pengganti cangkok tulang. Efek samping seperti peradangan pasca operasi, pembentukan tulang ektopik, resorpsi tulang, dan adiogenesis tidak sesuai. Efek samping yang sangat membahayakan dan dapat mengancam jiwa adalah pembengkakan tulang belakang leher[26].

Cara Kerja Protein Morfogenetik Tulang

Protein Morfogenetik Tulang pada bagian permukaan sel mesenkim dan setelah pengikatan BMP 2 ke bagian reseptor BMP tipe II[27]. Reseptor tipe II mengaktifkan tipe I yang dapat mengalami autofosforilasi. Resptor BMP tipe I yang diaktifkan dapat memfosforilasi protein efektor intraseluler[28].

Obat dari protein morfogenetik tulang ini juga dapat menghasilkan terbentuknya tulang di tempat implantasi. Obat ini dapat menyebabkan sel mesenkim berdiferensiasi menjadi tulang rawan dan pembentukan tulang. Implantasi pada protein morfogenetik tulang pada bagian tulang trabekuler menghasilkan resorpsi tulang yang di kelilingi ole implan[29].

BMP 2 terbukti cepat merangsang aktivitas biomarker yang ada di dalam sel tulang manusia yang telah di isolasi dari mandibula dewasa. Obat ini memiliki penyerapan yang aktif di tempat implantasi tanpa adanya deteksi di dalam serum. Rata-rata waktu tinggal pada tempat implantasi adalah 4-8 hari. Tingkat puncak obat ini bersirkulasi dan diamati dalam waktu 6 jam setelah implantasi[29].

Rute eliminasi sebagai protein morfogenetik tulang pada manusia dengan BMP 2 di diharapkan menjalani jalur dengan degradasi protein nonspesifik yang memiliki BMP 2 endogen[29].

Contoh Obat Protein Morfogenetik Tulang

Protein Morfogenetik Tulang tersedia dalam bentuk bubuk laruta yang hanya bisa di dapat dari resep dokter. Beberapa conoth obat Protein Morfogenetik Tulang, diantara adalah[3]:

  • Dibotermin alfa

Obat ini digunakan untuk mengobati patah tulang tibia akut pada orang dewasa. Dibotermin alfa merupakan obat tambahan sebagai perawatan standar dengan menggunakan pengurangan fraktur. Obat ini juga diindikasikan untuk fusi tulang belakang lumbal dengan tingkat tunggal sebagai pengganti cangkok tulang autogenous pada orang dewasa dengan penyakit cakram degeneratif. Penyakit ini dijalani dengan pengobatan non oepratif selam 6 bulan[29].

  • Eptotermin alfa

Eptotermin alfa merupakan protein morfognenetik tulang 7 yang berfungsi membantu terbentuknya jaringan tulang baru. Obat ini juga di indikasikan untuk mengobati pasien dengan spondylolisthesis dan fraktur tibialis.

Obat Protein Morfogenetik Tulang sebagai faktor pengatur pertumbuhan tulang yang dapat mentransformasi protein. Obat ini dapat disintetis sebagai molekul prekursor besar yang dibelah oleh enzim proteolitik.

Efek Samping Protein Morfogenetik Tulang

Efek samping yang tidak diinginkan bisa saja terjadi termasuk Protein Morfogenetik Tulang. Berikut ini efek samping umum dari Protein Morfogenetik Tulang[31,32, ]:

Penggunaan Protein morfogenetik tulang (rhBMP) tidak dianjurkan untuk di konsumsi terlalu sering. Obat ini digunakan pada beberapa jenis fusi tulang belakang leher anterior, contohnya seperti disektomi dan fusi serviks anterior[33].

Terapi dengan penggunaan Protein morfogenetik tulang (rhBMP) dapat menyebabkan pembengkakan pada jaringan lunak. Dan pada akhirnya, dapat menyebabkan komplikasi yang dapat mengancam jiwa karena kesulitan menelan pada tekanan di bagian saluran pernapasan[33].

Pada BMP 2 yang merupakan sitokin osteoinduktif kuat sebagai pengganti cangkok tulang dapat meimbulkan efek samping yang sangat mengkhawatirkan. Faktanya, FDA telah mengeluarkan peringatan akan efek samping dengan komplikasi yang dapat mengancam jiwa. Efek yang sangat merugikan termasuk area kontroversiail seperti tumorigenesis[26].

Efek yang merugikan ini ilmuwan dan para klinis akan membantu menentukan penggunaan BMP terutama pada BMP 2 yang paling tepat dan aman untuk penggunaannya[26].

fbWhatsappTwitterLinkedIn

Add Comment