Makalah Individu Oral Biology I

PENGARUH TGFA (TRANSFORMING GROWTH FACTOR ALPHA)

TERHADAP CELAH BIBIR

Disusun Oleh:

Anna Pratiwi

NIM: 04121004010

Dosen Pembimbing :

drg. Shanty Chairani, M.Si

Program Studi Kedokteran Gigi

Fakultas Kedokteran

Universitas Sriwijaya

2013

Pengaruh TGFA (Transforming Growth Factor Alpha) terhadap Celah Bibir

Anna Pratiwi

04121004010

Program Studi Kedokteran Gigi Fakultas Kedokteran Universitas Sriwijaya

AbstractCleft lip with or without cleft palate (CL / P) is one of the most common

birth defect worldwide and is a public health problem both in terms of the most significant medical and economic burden for individuals and families who are concerned. Cleft lip is considered 'complex' or 'multifactorial in etiology, the interaction between genetic factors and environmental factors. The main candidate genes associated with cleft lip is a gene Transforming Growth Factor Alpha (tgfa). TGFA is one of the characteristics of mammalian growth factors, proteins that regulate cell proliferation, differentiation, migration and apoptosis. In facial morphogenesis to stage molecular pathophysiology, TGFA is a ligand for the EGFR extracellular matrix defects. TGFA has since been extensively investigated for linkage, association and gene-environment interactions with inconsistent results. This paper explain that TGFA influences risk to cleft lip.

Keywords : Cleft oral, cleft lip, TGFA transforming growth factor alpha

Pendahuluan

Perkembangan kraniofasial merupakan salah satu peristiwa yang paling

kompleks selama perkembangan embrio, yang dikoordinasi oleh jaringan terhadap

faktor transkripsi dan molekul signaling bersama dengan polaritas sel perundingan

protein dan interaksi beberapa sel. Gangguan pada proses tumbuh kembang ini

bisa terjadi, dalam lekuk wajah pada primodium yang mana akan gagal untuk

membentuk struktur yang sesuai pada akhirnya. Celah bibir dengan atau tanpa

langit-langit (CL / P) adalah salah satu cacat lahir yang paling umum di seluruh

dunia dan merupakan masalah kesehatan masyarakat yang paling signifikan baik

dari segi beban medis dan ekonomi bagi individu yang mengalami maupun

keluarga yang bersangkutan. Celah bibir mempengaruhi cara makan, berbicara,

mendengar dan perkembangan psikologis. Pasien akan menjalani beberapa kali

operasi perbaikan dimulai pada tahun pertama dan bisa berlanjut hingga berusia

18 atau 20 tahun. Kasus celah bibir terjadi sebagai nonsyndromic cacat lahir,

sedangkan 9% sampai 25% terjadi sebagai sindrom cacat lahir.1 Celah bibir

dengan atau tanpa langit-langit (CL / P) dianggap 'kompleks' atau 'multifaktorial’

dalam etiologinya. Multifaktorial disini ialah adanya interaksi antara faktor

genetik dan faktor lingkungan. Penelitian telah menunjukkan bahwa kombinasi

genetik dan faktor lingkungan memberikan kontribusi untuk pembentukan

sumbing pada manusia.2 Studi faktor lingkungan menunjukkan bahwa merokok

status kesehatan, pemberian obat1 dan asupan alkohol adalah faktor risiko celah

oral, sedangkan penelitian faktor genetik menunjukkan bahwa ada beberapa gen

yang terlibat. Transformasi growth factor alpha (TGFa) merupakan salah satu gen

yang terlibat dalam pengaruh resiko celah bibir.4 TGFa ialah modifikator genetik

pada celah manusia. Dalam hal ini menggunakan pemeriksaan Restriction

Fragment Length Polymorphism (RFLP) dan didukung dengan metode yang ada

serta teori yang berlaku, yang melibatkan diantaranya enzim- enzim restriksi

BamHI, RsaI, dan TaqI.

Celah Bibir (Cleft Lip)

Celah bibir merupakan bentuk abnormalitas dari bibir yang tidak terbentuk

sempurna akibat kegagalan proses penyatuan processus selama perkembangan

embrio di dalam kandungan. Tingkat pembentukkan celah bibir dapat bervariasi,

mulai dari yang ringan yaitu berupa sedikit takikan (notching) pada bibir, sampai

yang parah dimana celah atau pembukaan yang muncul cukup besar yaitu dari

bibir atas sampai ke hidung.1

Celah langitan yang disertai dengan celah bibir lebih sering terjadi.

Prevalensi celah bibir dan langitan sekitar 45% dari keseluruhan kasus, celah bibir

saja 25% dan celah langitan saja sekitar 35%. Celah bibir dengan atau tanpa celah

langitan lebih sering terjadi pada anak laki-laki sedangkan celah langitan lebih

sering terjadi pada anak perempuan.1,4 Perbandingan insiden celah bibir dengan

atau tanpa celah langitan antara anak laki-laki dan wanita yaitu 2:1.

TGFA (transforming growth factor alpha)

Single nucleotide polymorphism (SNP) pada genotipe menggunakan

spesifik alel kompetitif PCR yang telah dilakukan di 12 gen kandidat, salah

satunya TGFA. TGFA berkontibusi pada resiko celah oral non sindrom. TGFA

berperan penting di dalam keluarga protein yang mengatur proliferasi sel,

diferensiasi, migrasi dan apoptosis. Transforming growth factor alpha (TGFA)

adalah faktor pertumbuhan pada mamalia. Yang telah dipetakan untuk kromosom

2p13 (1, 2), terdiri dari 80 kilobases dari genom DNA, dan terdiri dari enam ekson

(ukuran: ekson 1, 40 pasangan basa, ekson 2, 57 pasangan basa, ekson 3, 118

pasangan basa; ekson 4, 150 pasangan basa, ekson 5, 110 pasangan basa).5

Gambar 1. Struktur genom transforming growth factor alpha (TGFA). Terkait Genebank entri AH013033. Kotak hitam adalah daerah coding; kotak putih adalah daerah yang diterjemahkan. Angka menunjukkan ekson, panah dan huruf menunjukkan lokasi dari TGFA.Vvarian yang dipelajari: (a) TaqI, (b) RsaI, (c) C3296T (C-to-T substitusi pada nukleotida 3296), (d, e, f) primer K, (f) C3827T (C-to-T substitusi pada nukleotida 3827), (g) primer P, dan (h) BamHI.7

. Ardinger et al. pada tahun 1989 yang pertama kalinya melaporkan

hubungan antara Taq I varian TGFA dengan kasus non sindrom cleft lip/palate.8

Dan baru-baru ini, dilaporkan hasil uji 17 SNP pada daerah sekitar TGFA pada

kromosom 2p13, dilaporkan over-transmisi rs3771494 sebagai alel minor kasus

celah bibir dalam empat populasi.6

Namun kasus celah bibir yang dipengaruhi oleh TGFA ini belum

dilakukan secara keseluruhan untuk pengaruhnya pada faktor geografi yang

berbeda-beda. Pada hasil review Vieira (2006) menunjukkan populasi yang telah

diteliti yaitu pada populasi di Kaukasian and Jepang.3

Pengaruh TGFA terhadap celah bibir

Perkembangan dari kraniofasial sangatlah kompleks serta melibatkan

beberapa gen yang dikombinasikan dengan pewarisan multigenik dan pengaruh

faktor-faktor non-genetik, mengidentifikasi gen utama pada manusia, menjadikan

CL / P merupakan tantangan yang besar. Gen TGFA terjadi dalam spektrum yang

luas pada jaringan normal dari periode praimplantasi pada embrio ke kehidupan

dewasa. Selama perkembangan kraniofasial, TGFA diekspresikan di tepi epitel

medial sekering palatal shelves.7 Perkembangannya yang meliputi gen dan dalam

morfogenesis wajah, patofisiologi molekuler secara garis besar terjadi melalui

tahap-tahap tertentu yaitu :

(a) defek pembentukan sel-sel neural crest

- klas transkripsi faktor homeoboks

- perlu untuk ekspresi gen Dlx sepanjang neural tube,

ectoderm dan mesenchyme dari neural crest.

(b) Defek proliferasi sel-sel neural crest

-ektoderm berfungsi untuk mempertahankan

poliferasi mesenchyme dari neural crest.

- protein Sonic hedgehog (SHH) memegang peran

(c) Defek diferensiasi sel-sel neural crest

- Famili TGFβ terlibat (1) dalam proliferasi, diferensiasi dan migrasi sel,

(2) regulasi deposisi matriks ekstraseluler dan (3) transformasi epitelial-

mesensimal.

- analisis genetik: fusi palatal perlu TGFβ.

(d) Defek matriks ekstraseluler

Defek adalah suatu keadaan dimana terjadi kehilangan struktur normal

pembentuk bagian tubuh.

- perkembangan organ fasial melibatkan EGFR signaling: regulasi sekresi

matriks metalloproteinase

- TGFα merupakan ligan EGFR.

TGFA mendorong sintesis matriks ekstraseluler dan migrasi sel

mesenkim, sehingga menjamin kuatnya langit-langit terfusi yang terkait kasus

celah bibir.

Celah bibir nonsyndromic adalah anomali kongenital yang umum pada

manusia. Prevalensi waktu lahir, celah bibir antara orang-orang keturunan Eropa

pada umumnya mendekati 1 dari 1.000 kelahiran, namun terdapat variabilitas

yang besar dan prevalensi yang lebih tinggi pada kelahiran untuk populasi Eropa

Utara. Dibandingkan dengan keturunan Eropa, prevalensi di Asia dan Amerika

India lebih tinggi dan pada keturunan Afrika lebih rendah.7

Tabel 1 . Hasil dari studi kasus-kontrol mengenai hubungan TGFA dan CL/P.3

Setelah adanya laporan studi pertama kali nya yang membahas mengenai

hubungan antara TGFA dan celah bibir, banyak bermunculan studi yang

membahas kasus yang sama dan pada tabel 1 terangkum beberapa hasil dari

penelitian yang menyelidiki kemungkinan hubungan / keterkaitan antara celah

oral dan lokus TGFA. Tabel tersebut menyajikan data dari semua laporan yang

tersedia, termasuk beberapa laporan yang pada dasarnya sama pada kumpulan

datanya, yang mana hal tersebut bertujuan untuk memungkinkan pendapat atau

hasil penelitian yang berbeda yang diperoleh dalam populasi yang sama. Hasil

yang bertentangan dilaporkan untuk populasi yang berbeda karena untuk

mekanisme studi, ukuran sampel, dan varian TGFA yang digunakan.  Machida

dkk menguji SNP dalam 39 UTR dari TGFA dan melaporkan bahwa tidak ada

hubungan dengan NSCL / P8, tetapi Shiang et al. hubungan yang signifikan

dilaporkan antara TGFA dan cerah oral.3 Letra et al. baru-baru menggunakan

perhitungan fraksi disebabkan alel berisiko tinggi di TGFA.9

Pada studi kasus dengan mengkaitkan hubungannya TGFA dengan celah

bibir pada mutasi gen yang terjadi (C3827T, G3822A dan T3851C) dilaporkan

bahwa terdapat hubungan dengan celah bibir yang terjadi.9 Serta melakukan tes

pada 17 SNPs pada regio TGFA yaitu di kromosom 2p13 dan dilaporkan

transmisi signifikan dari alel minor dalam rs3771494 (OR = 1,59, p = 0,004).

Dalam studi ini, hubungan yang signifikan dengan rs3771494 (OR = 1,88, p,

0,0001) diamati dalam analisis kasus-kontrol. Analisis FBAT juga menunjukkan

over-transmisi alel C rs3771494 (p = 0,016). Hasil ini konsisten menunjukkan

bahwa TGFA sangat terkait dengan NSCL / P. Studinya juga mengamati

hubungan antara rs3771523 (OR = 1,73, p = 0,002) dan rs11466285 (OR = 1,81, p

= 0,001) dan over-transmisi alel

A dalam rs3771523 (p = 0,01)

dan alel C pada rs11466285 (p

= 0,03) berdasarkan analisis

FBAT.

Tabel 2 . Hasil FBAT untuk 12 SNPs

in case pasient trios

Dalam studinya yang melengkapi penelitian sebelumnya , menguji 12 SNP dalam

7 gen kandidat menggunakan teknik microarray. Penelitian ini menguji hubungan

antara SNP dan NSCL / P di timur laut Cina. Dan didapatkan kesimpulan yang

mengkonfirmasi bahwa varian TGFA sangat terkait dengan NSCL / P pada

populasi di timur laut Cina.

Gambar 2. RFPLs TGFA yang di gunakan dalam penelitian.

Semua studi telah meninjau gen DNA dari sampel darah atau kartu blood-

spot filter. Metode genotipe yang telah digunakan dalam studi ini telah konsisten

dengan teknik standar polymerase chain reaction (PCR), kinetik PCR, dan

sekuensing langsung. TGFA TaqI, RsaI, dan BamHI, alel varian dapat ditentukan

oleh Southern blot di gel agarosa yang akan dideteksi menggunakan probe untuk

wilayah gen yang ditunjukkan dalam referensi primer; ialah: TaqI, 3,0 kilobases

(common alel) dan 2,7 kilo-basa (rare alel), RsaI, 1,5 kilobases (common alel) dan

1.2 kilobases (rare alel), dan BamHI, 7.0 kilobases (common alel) dan 4,0

kilobases (rare alel). Untuk yang TGFA TaqI varian, PCR dengan fragmen allelic

dari 117 pasangan basa (common alel C1) dan 113 pasangan basa (rare alel C2)

tersedia.3

Peneliti menunjukkan hubungan yang signifikan antara fragmen 2,7 – kbp

Taq I dan 4,0 - kbp BamHI pada pemeriksaan TGFA dan celah bibir. Asosiasi ini

menunjukkan bahwa dalam gen ini terdapat ketidaknormalan terjadinya

predisposisi pada celah bibir untuk beberapa individu.

Dalam perkembangan oral, EGF / TGF-dan glukokortikoid diyakini untuk

mengatur proliferasi dan diferensiasi sel epitel in vitro dan in vivo. Selain itu,

kehadiran EGF lanjutan menghambat proses fusi, TGF-a mungkin memiliki efek

yang serupa. Studi biologi menunjukkan bahwa mutasi pada gen TGFA ikut serta

dalam hal terjadinya CL / P, khususnya pada mutasi gen yang memberikan efek

waktu dari ekspresi spesifik jaringan dari gen ini.

Kesimpulan

Kasus celah bibir, mengkaitkan hubungannya dengan TGFA pada mutasi

gen yang terjadi dilaporkan bahwa terdapat hubungan dengan celah bibir yang

terjadi. Serta melakukan tes pada 17 SNPs pada regio TGFA yaitu di kromosom

2p13 dan dilaporkan transmisi signifikan dari alel minor dalam rs3771494 (OR =

1,59, p = 0,004). Dalam studi ini, hubungan yang signifikan dengan rs3771494

(OR = 1,88, p, 0,0001) diamati dalam analisis kasus-kontrol. Analisis FBAT juga

menunjukkan over-transmisi alel C rs3771494 (p = 0,016). Hasil ini konsisten

menunjukkan bahwa TGFA sangat terkait dengan NSCL / P. Studinya juga

mengamati hubungan antara rs3771523 (OR = 1,73, p = 0,002) dan rs11466285

(OR = 1,81, p = 0,001) dan over-transmisi alel A dalam rs3771523 (p = 0,01) dan

alel C pada rs11466285 (p = 0,03) berdasarkan analisis FBAT. Sehingga

didapatkan kesimpulan bahwa gen TGFA mempengaruhi terjadinya celah bibir.

Referensi1. Murray JC. Gene/environment causes of cleft lip and/or palate. Clin Genet

Vol 61 : 248-56. 2002.2. Edison RJ, Muenke M. Central nervous system and limb anomalies in case

reports of first-trimester statin exposure. N Engl J Med Vol 350 : 1579–82. 2004.

3. Avila JR, Jezewski PA, Vieira AR, Orioli IM, Castilla EE. (2006) PVRL1 variants contribute to non-syndromic cleft lip and palate in multiple populations. Am J Med Genet A Vol 140: 2562–570. 2006.

4. Rahman Roselinda Abdul, Ahmad Azlina, Rahman Zainal Ariff Abdul, Mokhtar Khairani Idah, Lah Nik Ahmad Shah Nik, Zilfalil Alwi. Transforming Growth Factor-a and Nonsyndromic Cleft Lip With or Without Palate or Cleft Palate Only in Kelantan, Malaysia. Cleft Palate–Craniofacial Journal Vol. 45 : 583-6. 2008.

5. Vieira AR, Avila JR, Daack-Hirsch S. Medical sequencing of candidate genes for nonsyndromic cleft lip and palate. PLoS Genet Vol 1 : 64. 2005.

6. Sull JW, Liang KY, Hetmanski JB, Wu T, Fallin MD. Evidence that TGFA influences risk to cleft lip with/without cleft palate through unconventional genetic mechanisms. Hum Genet Vol 126: 385–94. 2009.

7. Mossey PA, Little J. Epidemiology of oral clefts: an international perspective. In: Wyszynski DF, ed. Cleft lip and palate: from origin to treatment. New York, NY: Oxford University Press : 127–58. 2002.

8. Machida J, Yoshiura K, Funkhauser CD, Natsume N, Kawai T. Transforming growth factor-alpha (TGFA): genomic structure, boundary sequences, and mutation analysis in nonsyndromic cleft lip/palate and cleft palate only. Genomics Vol 61: 237–42. 1999.

9. Letra A, Fakhouri W, Fonseca RF, Menezes R, Kempa I. Interaction between IRF6 and TGFA genes contribute to the risk of nonsyndromic cleft lip/palate. PLoS One Vol 7: 45441. 2012.