BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Endometrium pada Siklus Menstruasi Normal

Endometrium merupakan mukosa permukaan kavum uteri yang sangat

dinamis. Dibawah pengaruh steroid ovarium, estrogen dan progesteron,

endometrium mengalami pertumbuhan siklik , diferensiasi dan regresi yang

memunculkan fase proliferasi, sekresi, dan menstruasi. Adanya fase sekresi yang

baik sangat menentukan keberhasilan blastokis untuk berimplantasi dalam proses

terjadinya kehamilan.

Endometrium secara morfologi terbagi atas stratum fungsionalis dan

stratum basalis. Stratum fungsionalis meliputi dua pertiga atas endometrium

berfungsi untuk mempersiapkan implantasi blastokis, dan merupakan tempat

proliferasi, sekresi dan degenerasi. Stratum basalis meliputi sepertiga bawah

endometrium, menyiapkan regenerasi endometrium menggantikan stratum

fungsionalis yang hilang saat menstruasi (Fritz & Speroff, 2011; Lessey & Young,

2014).

Hormon steroid ovarium, estrogen dan progesteron, mengatur fase fase

dalam mempersiapkan implantasi melalui respon endometrium yang spesifik.

Kedua hormon ini berikatan dengan reseptor inti masing masing dan berinteraksi

dengan co-chaperones dan co-regulators yang spesifik sehingga dapat berfungsi

optimal. Reseptor P4 (PR-A dan PR-B) serta reseptor E2 (ERα dan ERβ)

diekspresikan di uterus. Untuk mencapai reseptivitas endometrium dan implantasi,

8

kerja estrogen terutama melalui ERα (Esr1), karena pada mencit dengan Esr1−/−

uterus menjadi hipoplastik dan infertil. Mencit tanpa isoform PR-A dan PR-B

(Pgr−/−) juga infertil dengan defek di ovarium dan uterus, tapi tampaknya PR-A

merupakan isoform utama bagi implantasi, karena jika mencit hanya tidak

memiliki PR-B memiliki fertilitas yang normal (Cha, et al.,2012).

Pada manusia , dengan siklus 28-30 hari, siklus haid dimulai dengan

terjadinya menstruasi. Terjadinya fase proliferasi dipengaruhi oleh meningkatnya

kadar estrogen yang dihasilkan oleh pertumbuhan folikel di ovarium, yang

mengakibatkan terjadinya proliferasi pada epitel, stroma, dan endotel pembuluh

darah dalam proses regenerasi endometrium. Kelenjar bertumbuh dan berkelok

kelok pada fase proliferasi lanjut. Meningkatnya kadar gonadotropin dari hipofise

pada fase ini menyebabkan terjadinya folikulogenesis dan seleksi folikel dominan.

Pada pertengahan siklus, terjadi lonjakan gonadotropin , FSH dan LH, yang

mengakibatkab terjadinya ovulasi dihari ke 14 (Cha, et al.,2012).

Fase sekresi awal ditandai dengan menebalnya endometrium dan

pembentukan korpus luteum dari folikel yang berovulasi dan selanjutnya terjadi

sekresi P4 sebagai persiapan bagi implantasi. Kelenjar kelenjar bersekresi disertai

dengan difrensiasi sel stroma (predesidualisasi) dan edema endometrium sebagai

persiapan implantasi (Cha, et al.,2012).

Peningkatan E2 dan P4 selanjutnya memastikan terjadinya reseptivitas

endometrium pada fase midluteal ( hari ke 20-22 siklus), yang menjadikan

keadaan kondusif bagi implantasi dan terjadinya kehamilan. Jika tidak terdapat

embrio, jendela reseptif secara spontan akan berubah ke fase refrakter,

menyebabkan terjadinya luteolisis, withdrawal hormon, dan menstruasi, yang

akan mengakhiri siklus. Sebaliknya, embrio yang berimplantasi akan mensekresi

hCG untuk mempertahankan korpus luteum, dan mendukung kehamilan (Cha, et

al.,2012).

Gambar 2.1 Lapisan endometrium (Fritz & Speroff, 2011)

2.1.1 Endometrium fase menstruasi

Endometrium saat menstruasi menjadi tipis dan padat, terdiri dari bagian

basalis dan sedikit sisa stratum spongiosum. Keadaan endometrium pada saat ini

berupa kelenjar yang tidak teratur dan pecah, fragmen pembuluh darah dan stroma

serta nekrosis, infiltrasi sel darah putih, dan diapedesis interstitial sel darah merah.

Regenerasi endometrium bermula di stem sel epithelial dan stromal. Stem sel

epithelial endometrium berada di dasar kelenjar, dan stem sel stromal disekitar

pembuluh darah lamina basalis. Tipis dan padatnya endometrium saat menstruasi

tidak hanya disebabkan eloh deskuamasi, tetapi juga oleh kolapnya matrik

penyangga. Dua pertiga dari endometrium fungsionalis hilang pada saat

menstruasi. Semakin cepat hilangnya jaringan, semakin pendek durasi menstruasi.

Proses yang lambat dan tidak lengkap berkaitan dengan perdarahan yang hebat

dan kehilangan darah yang lebih banyak (Fritz & Speroff, 2011).

Sintesis DNA terjadi pada daerah daerah basalis yang telah terkelupas

lengkap pada hari ke dua-tiga menstruasi ( endometrium di pars isthmika dan di

daerah sudut kornu sekitar ostium tuba tetap intact). Epitel permukaan yang baru

akan muncul dari kelenjar basalis yang tersisa setelah proses deskuamasi (Ludwig

H, 1991). Proliferasi sel lamina basalis dan epitel endometrium permukaan

isthmus dan ostium tuba akan diikuti dengan proses reepitelialisasi yang cepat.

Fibroblast berperan dalam perbaikan epitel ini. Lapisan stroma fibroblast

membentuk massa padat sehingga epithel dapat tumbuh di atasnya. Lapisan

stroma juga mengeluarkan faktor faktor autokrin dan parakrin yang penting bagi

pertumbuhan dan migrasi epitel. Keadaan ini lebih diakibatkan sebagai respon

terhadap injury dibandingkan dengan pengaruh hormon, karena kadar hormon

pada fase repair ini sangat rendah. Akan tetapi, pada lamina basalis sangat banyak

terdapat reseptor Estrogen (Fritz & Speroff, 2011).

Proses “repair” ini berlangsung cepat; sampai hari ke empat siklus, lebih

dari dua pertiga kavum uteri tertutup epitel yang baru (Ludwig, 1991). Sampai

hari ke lima-enam, seluruh kavum uteri telah mengalami reepitelialisasi dan

pertumbuhan stroma dimulai.

2.1.2 Endometrium fase proliferasi

Fase proliferasi berhubungan dengan pertumbuhan folikel di ovarium dan

sekresi estrogen. Sebagai hasil kerja steroid, terjadi rekonstruksi dan pertumbuhan

endometrium. Pada keadaan ini terutama terjadi pertumbuhan kelenjar. Pada

mulanya kelenjar sempit dan berbentuk tabung, dibatasi oleh sel epitel silindris

yang rendah. Selanjutnya terjadi gelombang mitosis yang mengakibatkan

terbentuknya pseudostratifikasi. Kelenjar meluas ke perifer dan saling terkait satu

sama lain. Terbentuk lapisan epitel yang menutup seluruh permukaan kavum

uteri. Bagian stroma pelahan berubah dari keadaan padat sel akhirnya menjadi

keadaan loose syncytial-like status. Tumbuh melewati stroma pembuluh darah

spirales (tidak bercabang dan tidak melingkar pada fase early proliferative)

sampai mendekati permukaan epitel, membentuk jaringan kapiler longgar. Semua

komponen jaringan ini (kelenjar, sel stroma, sel endothel) mengalami proliferasi,

yang mencapai puncaknya pada hari ke delapan-sepuluh siklus, sebagai akibat

naiknya kadar estradiol pada sirkulasi dan konsentrasi reseptor estrogen yang

maksimal di endometrium (Fritz & Speroff, 2011).

Proliferasi ini ditandai dengan meningkatnya aktivitas mitosis dan

meningkatnya sintesis DNA nukleus dan RNA sitoplasma, yang paling nyata

tampak pada lapisan fungsional pada dua pertiga atas kavum uteri , yang biasanya

menjadi tempat implantasi blastokis. Selama proliferasi, endometrium bertumbuh

dari setengah mm menjadi setinggi tiga setengah-lima mm, dimana komponen

utama dari tinggi endometrium ini adalah "reinflation" stroma. Gambaran penting

pada fase ini adalah munculnya sel bersilia dan sel sel mikrovilli. Pembentukan

silia dimulai pada hari ke tujuh-delapan siklus (Ludwig, 1991).

Sel sel bersilia banyak terdapat pada muara kelenjar dan pergerakan silia

mempengaruhi mobilisasi dan distribusi sekresi endometrium selama fase sekresi.

Mikrovilli pada permukaan sel , merupakan ekstensi sitoplasma dan membuat

permukaan sel menjadi aktif. Sepanjang waktu, sejumlah besar sel sel yang

berasal dari bone marrow berada di endometrium, meliputi limfosit dan makrofag,

yang terdistribusi difuse di stroma (Fritz & Speroff, 2011).

Gambar 2.2 Endometrium fase proliferasi (Fritz & Speroff, 2011)

2.1.3 Endometrium fase sekresi

Setelah terjadinya ovulasi, endometrium berrespon terhadap aktivitas

estrogen dan progesteron. Endometrium tetap tidak bertambah tinggi , setinggi

endometrium praovulasi (lima-enam mm) sekalipun masih terdapat rangsangan

estrogen. Proses proliferasi endometrium berhenti tiga hari setelah ovulasi

(Tabibzadeh, 1990). Adalah Progesteron yang menimbulkan efek penghambatan

ini. Terhentinya pertumbuhan ini berasosiasi dengan menurunnya mitosis dan

sintesis DNA, yang merupakan pengaruh progesteron terhadap ekspresi reseptor

estrogen dan efek stimulasi progesteron terhadap 17β-hydroxysteroid

dehydrogenase dan sulfotransferase, yang mengkonversi estradiol menjadi

estron sulfat (yang secara cepat diekskresi dari sel ) (Fritz & Speroff, 2011).

Disamping itu estrogen merangsang sejumlah onkogen yang akan memediasi

kerja estrogen dalam pertumbuhan sel. Progesteron mengantagonis kerja ini

dengan menekan transkripsi mRNA onkogen oleh estrogen (Kirkland et al., 1992;

Fritz & Speroff, 2011).

Selanjutnya, sekitar tujuh hari paska ovulasi , sel kelenjar memulai proses

sekresi , dan vacuola vacuola muncul intra luminal. Pada akhir fase ini, kelenjar

tampak "kelelahan", lumen tampak berkelok dan melebar, dan permukaan masing

masing sel terfragmentasi yang tampak sebagai gigi gergaji. Stroma bertambah

edematous , dan banyak pembuluh darah spiralis (Fritz & Speroff, 2011).

Tanda histologis terjadinya ovulasi adalah munculnya vakuola glikogen

subnuklear intrasitoplasma epitel kelenjar pada hari ke 17-18 siklus. Mitokondria

yang besar dan "sistem saluran nukleus" muncul dalam sel sel kelenjar. Sistem

saluran nukleus ini khas berupa lipatan membran inti karena pengaruh

Progesteron. Perubahan struktur ini segera diikuti dengan sekresi aktif

glikoprotein dan peptida peptida ke dalam kavum endometrium. Transudasi

plasma juga berperan dalam sekresi endometrium. Immunoglobulin

immunoglobulin penting diambil dari sirkulasi dan dikeluarkan ke kavum

endometrium secara berikatan dengan protein yang dihasilkan oleh sel epitel.

Proses sekresi mencapai puncaknya tujuh hari setelah lonjakan gonadotropin pada

pertengahan siklus , bertepatan dengan waktu implantasi blastokis (Fritz &

Speroff, 2011).

2.1.4 Endometrium fase implantasi

Endometrium menjadi sangat berubah pada tujuh -13 hari paska ovulasi

(hari ke 21-27 siklus). Pada mulanya kelenjar sekretori tampak menonjol dengan

sedikit stroma. Menjelang hari ke 13 paska ovulasi , endometrium berdifrensiasi

menjadi tiga zona. Seperempat lapisan bawah merupakan lamina basalis dengan

vaskularisasi lurus dan dikelilingi oleh sel stroma yang spindle. Endometrium

bagian tengah (kurang lebih 50% dari total) merupakan stratum spongiosum,

tersusun dari stroma yang longgar dan edematous banyak pembuluh darah spiralis

dan pita kelenjar yang lebar. Diatas stratum spongiosum adalah lapisan

superfisial endometrium ( 25% dari tinggi endometrium) disebut stratum

compactum. Gambaran histologis yang menonjol disini adalah sel stroma, yang

membesar dan polihedral. Terjadi ekspansi sitoplasma sel dengan sel yang

berbatasan, membentuk struktur yang kompak. Leher kelenjar yang melewati

lapisan ini menjadi tertekan. Kapiler dan pembuluh darah spiralis subepitel

membesar (Fritz & Speroff, 2011).

Pada saat implantasi , hari ke 21-22 siklus, tampak gambaran morfologi

stroma yang edema. Perubahan ini sekunder karena pengaruh estrogen dan

progesteron yang meningkatkan produksi prostaglandin dan vascular endothelial

growth factor (VEGF) di endometrium yang meningkatkan permeabilitas kapiler.

Reseptor steroid sex muncul pada otot pembuluh darah , dan sistem enzim bagi

sinthesis prostaglandin terdapat baik pada bagian otot maupun endotel arteriola.

Mitosis sel endotel pertama kali tampak pada hari ke 22 siklus. Proliferasi

menyebabkan arteri spiralis menjadi melingkar lingkar , sebagai respon terhadap

steroid sex, prostaglandin, dan faktor faktor autokrin dan parakrin yang

dihasilkan sebagai akibat rangsangan estrogen and progesteron (Fritz & Speroff,

2011).

Selama fase sekresi muncul sel K (Körnchenzellen) , mencapai

konsentrasi puncak pada trimester pertama kehamilan. Sel K adalah granulosit

yang berperan immunoprotektif dalam implantation dan plasentasi. Sel K

terdapat perivaskuler dan berasal dari darah. Pada hari ke 26-27, stroma

endometrium diinfiltrasi oleh leukosit polymorphonuklear yang mengalami

ekstravasasi. Mayoritas dari leukosit ini adalah killer cells dan makrofag, yang

nanti juga terlibat dalam proses endometrial breakdown dan menstruasi (Fritz &

Speroff, 2011).

Telah didapatkan pola ekspresi gen di endometrium sepanjang siklus

menstruasi, khususnya selama jendela implantasi (Carson et al., 2002; Dey et al.,

2004; Talbi et al.,2006). Analisa microarray menunjukkan bahwa terdapat

perubahan pola ekspresi gen yang berkorelasi dengan perubahan hormonal dan

stadium morfologis endometrium sepanjang siklus menstruasi (Giudice, 2006).

Sel sel stroma endometrium berrespon terhadap sinyal hormon,

menghasilkan prostaglandin, dan, setelah bertransformasi menjadi sel desidua ,

menghasilkan substansi substansi yang penting seperti prolactin, relaxin,

renin, insulin-like growth factor (IGF), dan insulin-like growth factor binding

protein (IGFBP).

Proses desidualisasi dimulai pada fase luteal dibawah pengaruh

progesteron dan dimediasi oleh faktor autokrin dan parakrin. Pada hari ke 22-23

siklus, mulai tampak sel predesidual, mula mula mengelilingi pembuluh darah,

ditandai dengan pembesaran sitonuklear, meningkatnya aktivitas mitosis, dan

pembentukan basal membran. Desidua, yang berasal dari sel stroma, penting bagi

kehamilan. Sel sel desidua membatasi invasi trofoblas. dan senyawa yang

dihasilkan oleh desidua memainkan peran autokrin dan parakrin yang penting bagi

fetus dan maternal.

Lockwood dkk mengemukakan peran kunci sel desidua dalam menstruasi

dan hemostasis endometrial (implantasi dan plasentasi) (Lockwood, 1996;

Krikun et al., 2002; Lockwood, 2007) . Implantasi memerlukan hemostasis

endometrial dan uterus memerlukan resistensi terhadap invasi. Hambatan terhadap

perdarahan endometrium di peroleh dari perubahan perubahan pada proses

desidualisasi seperti rendahnya kadar plasminogen activator , menurunnya

ekspresi enzym yang berperan dalam degradasi matrik ekstraseluler stroma

(seperti metalloproteinase), dan meningkatnya kadar plasminogen activator

inhibitor-1. Withdrawal estrogen dan progesteron, merubah keadaan kearah

sebaliknya , sehingga terjadi endometrial breakdown.

Pemahaman tentang perubahan endometrium pada mencit pada saat

implantasi penting untuk diketahui. Implantasi terjadi pada interval waktu yang

tetap setelah ovulasi dan korpus luteum terbentuk, pada mencit terjadi pada fase

diestrus dari siklus estrus.

Estrogen dan Progesteron berperan sangat penting dalam perubahan fase

di endometrium mencit. Berdasarkan dinamika fluktuasi kadarnya, siklus

reproduksi terbagi menjadi tiga stadium. Stadium pertama adalah proestrus atau

fase folikuler dengan kadar estrogen yang sangat tinggi. Stadium kedua adalah

periode dimana kadar kedua hormon menjadi rendah setelah ovulasi. Selanjutnya

stadium luteal dimana Progesteron dan estrogen di sekresi oleh korpus luteum.

Implantasi embrio terjadi pada fase luteal. Mencit pada stadium ini menunjukkan

peningkatan perlahan kadar progesteron, sebagai akibat meningkatnya sekresi

dari korpus luteum yang baru terbentuk, diikuti dengan lonjakan praimplantasi

kadar estrogen di hari keempat kehamilan (hari pertama = hari plug vaginal), dan

implantasi embrio terjadi tengah malam di hari keempat (Zhang, et al., 2013).

Pemberian estrogen dan progesteron (priming) praimplantasi merubah

uterus pada mencit yang telah di ovariektomi menjadi reseptif. Kedua hormon ini

mengarahkan persiapan uterus bagi implantasi. Dahulu diperkirakan hanya

progesteron yang diperlukan untuk implantasi. Akan tetapi , observasi pada

suckling mice dengan sekresi progesteron yang normal mengalami delayed

implantation fakultatif yang menunjukkan bahwa ada hormon lain yang terlibat

dalam implantasi. Injeksi dosis kecil estrogen dapat menginduksi implantasi pada

tikus yang menyusui (Zhang, et al., 2013).

Gambar 2.3 Kontrol hormonal implantasi embrio mencit (Zhang. et al., 2013)

(A) Pola hormon steroid digambarkan selama hari hari siklus estrus , reseptivitas

endometrium dan kehamilan awal. Sekresi estrogen (kurva merah) tinggi

pada waktu ovulasi setelah lonjakan LH. Segera setelah itu , progesteron

(kurva biru) meningkat mulai sore hari di proestrus. Bila mating berhasil,

korpus luteum yang baru terbentuk , distimulasi oleh tingkah laku mating,

akan mulai mensekresi progesteron mulai hari ke tiga dan seterusnya. Pada

hari keempat, terjadi lonjakan kecil kadar estrogen yang bersama progesteron

memunculkan reseptivitas endometrium. Implantasi blastokis ditengah malam

padaa hari keempat. Setelah implantasi, progesteron berperan dalam

desidualisasi, plasentasi dan perkembangan kehamilan selanjutnya.

(B) Gambar irisan lintang uterus praimplantasi (hari pertama, hari keempat) dan

situs implantasi (hari kelima, hari kedelapan). Pada hari pertama, epitel

luminal uterus non-reseptif sangat bercabang-cabang. Di hari keempat, uterus

menjadi reseptif dengan epithel luminal yang berlawanan menutup disekitar

blastokis yang berimplantasi. Di hari kelima, trophektoderm mural blastokis

melekat ke epitel luminal antimesometrial. Sel stroma di tempat embrio

berinvasi lalu berproliferasi dan berdifrensiasi membentuk primary decidual

zone (PDZ) yang avaskuler pada siang di hari kelima. Sel stroma disekitar

PDZ meneruskan berproliferasi dan berdifrensiasi membentuk secondary

decidual zone (SDZ) dengan vaskularisasi yang sangat baik di hari kedelapan.

AM, antimesometrial side; Bl, blastocyst; Em, embryo; E2, estradiol-17b; GE,

glandular epithelium; LE, luminal epithelium; M, mesometrial side; P4,

progesterone; S, stroma.

Selanjutnya dapat dibuktikan peran estrogen fase luteal pada implantasi

normal. Waktu dilakukannya ovariektomi, sebelum atau sesudah estrogen luteal,

sangat penting bagi terjadinya delayed implantation pada mencit. Blastokis akan

berimplantasi normal jika ovariektomi dilakukan setelah sekresi estrogen

praimplantasi, sedang jika ovariektomi dilakukan sebelum sekresi estrogen,

embrio tidak berimplantasi dan uterus memasuki keadaan delayed implantation.

Dengan pemberian progesteron, blastokis akan tetap quiescent, tetapi dapat

diinduksi untuk berimplantasi dengan estrogen eksogen. Estrogen praimplantasi

sangat penting bagi implantasi blastokis ke progesterone-primed receptive uterus.

Estrogen proestrus mengoptimisasi respon selanjutnya sebelum implantasi.

Penting dicatat enzim aromatase tidak ditemukan pada blastokis mencit (Zhang, et

al., 2013).

2.2 Reseptivitas Endometrium

Reseptivitas endometrium didefinisikan sebagai suatu periode maturasi

endometrium dimana trophectoderm blastokis dapat melekat pada sel epitel

endometrium dan selanjutnya menginvasi stroma dan pembuluh darah. Peralihan

dari keadaan non-receptive menjadi receptive ditentukan oleh faktor faktor pada

membran, yang larut, dan faktor sekresi yang menunjang melekatnya blastokis

dan migrasi selanjutnya. Faktor faktor yang diekspresikan selama periode window

implantasi telah diselidiki sebagai biomarker keadaan yang receptive (Lessey &

Young, 2014).

Terjadinya konsepsi sangat terkait dengan kejadian kejadian di ovarium.

Setelah ovulasi, Progesteron yang dihasilkan oleh corpus luteum merubah

endometrium fase proliferasi menjadi fase sekresi dan siap untuk menerima

embrio. Pada keadaan milieu endokrin yang tepat, embrio akan berinteraksi

dengan epitel permukaan dan berinvasi ke dalam stroma , dan memulai kehamilan

(Lessey & Young, 2014).

Implantasi merupakan proses yang sangat kompleks, terbatas dalam ruang

dan waktu, serta terdiri atas tiga tahapan yaitu aposisi, adhesi dan invasi. Terjadi

komunikasi yang harmonis antara blastokis dan endometrium. Kurun waktu

dimana endometrium reseptif terhadap blastokis disebut jendela implantasi

(window of implantation/WOI) yaitu hari 16 – 22 siklus alami dan pada siklus

yang distimulasi waktu reseptif ini menjadi lebih sempit yaitu hari 16 – 18 (Nikas,

2000; Giudice, 2003). Banyak mediator yang berpengaruh pada fase reseptif ini,

dari perubahan histologis endometrium sampai munculnya molekul sel adhesi

(cell adhesion molecul/CAM) (Lessey, 1988; Diedrich, 2007; Lessey & Young,

2014).

Implantasi terdiri dari beberapa tahap , bertepatan dengan perubahan

perubahan pada endometrium akibat rangsangan steroid. Setelah ovulasi, ovum

memasuki tuba fallopii tempat terjadinya fertilisasi. Selanjutnya terjadi

pembelahan sel dan embrio memasuki kavum uteri pada stadium morula pada

sekitar dua-tiga hari setelah fertilisasi. Proses implantasi terjadi beberapa hari

kemudian, sekitar enam-tujuh hari setelah fertilisasi. Peristiwa aposisi merupakan

hal yang sangat penting, karena bila tidak terjadi maka tidak akan terjadi tahap

tahap selanjutnya dari implantasi. Penelitian eksperimental dan pada binatang

menunjukkan bahwa implantasi dan perkembangan yang normal memerlukan

sinkronisasi antara embrio dan endometrium (Lessey & Young, 2014).

Waktu terjadinya implantasi telah diteliti lewat sampel uterus pada

histerektomi, dan dengan menggunakan donor oosit yang di tandur alih ke

resipien yang telah dipersiapkan. Bergh dan Navot mendapatkan implantasi

terjadi pada hari ke 20-24 siklus, dan Wilcox et al mendapatkan bahwa

implantasi normalnya terjadi tujuh-10 hari setelah ovulasi (hari ke 21-24).

Implantasi yang lambat berkaitan dengan tingginya angka abortus, yang

dikarenakan bergesernya waktu implantasi dan hilangnya sinkronisasi antara

embrio dan endometrium (Lessey & Young, 2014).

Implantasi dapat dipandang sebagai suatu interaksi yang sangat komplek

dan sangat teratur antara endometrium dan embrio. Sejumlah faktor faktor soluble

dan yang membrane-bound secara bersama sama memfasilitasi pertumbuhan,

difrensiasi, aposisi, adhesi dan invasi embrio serta menghindar dari penolakan

immunologis. Faktor faktor maternal muncul secara simultan sehingga

memungkinkan proses intrusi serta bersamaan dengan itu membatasi dalamnya

invasi embrio ke jaringan maternal. Sejumlah sinyal atau reseptor embrionik

memiliki ligan atau koreseptor komplementer pada permukaan maternal. Embrio

yang berinvasi juga meniru antigen maternal sebagai strategi yang juga digunakan

embrio dalam penetrasi endometrium, tanpa memicu mekanisme pertahanan host.

Sejumlah protein yang terlibat dalam proses ini ditampilkan pada gambar 2.4

(Lessey & Young, 2014).

Kontak fisiologis pertama antara blastokis dengan endometrium yang

reseptif melalui tahap tahap apposisi, adhesi dan invasi, dimana keduanya

berperan dalam mengarahkan keberhasilan implantasi. Pada saat apposisi,

sejumlah penonjolan kecil, disebut uterodome atau pinopode, terbentuk pada

permukaan apical epitel luminal uterus, dan selanjutnya berinterdigitasi dengan

blastokis melalui mikrovilli permukaan apical sitotrofoblas. Sekali embrio

mendapatkan tempat di endometrium, serangkaian interaksi terjadi dengan

endometrium sehingga terjadi adhesi yang lebih stabil. Melekatnya blastokis di

epitel luminal bersamaan dengan terjadinya desidualisasi stroma endometrium

(Davidson & Coward, 2016).

Gambar 2.4 Faktor faktor dalam implantasi normal (Lessey & Young, 2014)

Setelah adhesi terjadi, trofoblas berdifrensiasi menjadi sinsitiotrofoblas

dan sitotrofoblas. Pada sisi endometrial embrio, inner cell mass menembus

sinsitiotrofoblas melewati epitel uterus dan membrana basalis. Akhirnya inner

cell mass menginvasi stroma endometrium dan berinteraksi dengan pembuluh

darah maternal (Davidson & Coward, 2016).

Kejadian kejadian yang mengatur komunikasi timbal balik embrio

endometrium utamanya dikoordinasi oleh E2 dan P4 ovarium, tetapi dialog

molekuler lokal antara ibu dengan embrio masih sedikit dimengerti (Davidson &

Coward, 2016).

Selama proses implantasi, membran plasma mengalami perubahan

morfologi dan molekuler. Implantasi umumnya dimulai dengan kontak antara

membran plasma sel endometrium dengan trofoblas. Epitel luminal bertindak

sebagai mediator utama reseptivitas endometrium, menyalurkan sinyal antar

kompartemen, karena menjadi tempat melekatnya trofoblas (Davidson & Coward,

2016).

Epitel apical mengalami serangkaian perubahan. Uterodome (dulu

disebut pinopode) , merupakan penonjolan lunak membran plasma apical.

Uterodome muncul selama fase reseptif bagi implantasi blastokis, dan merupakan

indikator penting keadaan endokrin yang normal serta reseptivitas endometrium.

Terbentuknya uterodome menunjukkan kemampuan membran plasma epitel

luminal untuk berubah dari membran plasma bermikrovilli ke membran plasma

yang lunak dan datar (Davidson & Coward, 2016).

Gambaran mikroskop elektron menunjukkan bahwa terdapat gangguan

pada apical junction complex yang menimbulkan ruang antara tepi lateral sel el

epitel bagi masuknya trophektoderm. Interaksi langsung antar membran

trophektoderm dan permukaan lateral sel endometrium kemudian bisa terjadi.

Keadaan ini menunjukkan bahwa interaksi embrio dengan permukaan epitel

luminal bersifat transien, dan muncul dugaan bahwa interaksi dengan tepi lateral

memainkan peran penting dalam implantasi (Davidson & Coward, 2016).

Beberapa perubahan terjadi pada membran plasma baso-lateral. Pada fase

midluteal, tight junction epitel luminal bergeser lebih ke dalam dan protein

claudin 1,4,5 mulai terkonsentrasi pada bagian bawah tepi lateral sel. Desmosome,

penghubung membran plasma lateral yang lain, menunjukkan perubahan

morfologis serta berkurangnya protein desmosomal tertentu pada periode reseptif

uterus (Davidson & Coward, 2016).

Membran plasma juga mengalami perubahan molekuler. Tahap

perkembangan embrio dengan proses menuju reseptif pada endometrium

berlangsung sinkron, sehingga disimpulkan bahwa terjadi proses dua arah serta

diarur oleh sistem sinyal yang kompleks. Mekanisme komunikasi molekuler

embrio-maternal masih sedikit diketahui, serta melibatkan integrin, molekul

molekul matriks ekstraseluler, molekul adhesi, dan sistem kanal ion (Davidson &

Coward, 2016).

Endometrium mensekresikan banyak protein, yang disebut endometrial

secretome yang akan berperan autokrin, parakrin dan juxtakrin bagi endometrium

dan embrio. Sampai saat ini sejumlah usaha telah dilakukan untuk menemukan

biomarker yang tepat bagi reseptivitas endometrium. Biomarker utama

ditampilkan pada tabel 2.1. Faktor faktor endometrium ini tampak relevan karena

pola ekspresinya yang terkait dengan jendela implantasi pada hari ke 20-24 siklus

(Lessey & Young, 2014).

Tabel 2.1 Biomarker bagi penilaian reseptivitas endometrium (Lessey & Young,

2014)

Dalam melakukan penilaian terhadap reseptifitas endometrium

penggunaan kombinasi pemeriksaan LIF dan integrin ανβ3 sebagai biomarker

tampaknya lebih superior dibandingkan dengan pemeriksaan lainnya, khususnya

karena pola ekspresinya pada fase sekresi (Franasiak et al., 2014). Sedangkan e-

cadherin menghilang pada saat jendela implantasi untuk memungkinkan

terjadinya invasi trofoblas (Dowland, etal., 2016).

2.3 Integrin αvβ3 Sebagai Marker Reseptivitas Endometrium

Integrin merupakan sebuah glikoprotein transmembran heterodimer yang

tersusun oleh subunit α dan β. Dimana kedua subunit tersebut terhubung melalui

ikatan nonkovalen. Terdapat setidaknya 18 rantai α dan 8 rantai β, kombinasi

berbeda dari kedua subunit tersebut menghasilkan 24 dimer yang berbeda fungsi

dan distribusi pada jaringan. Masing-masing subunit memiliki domain ekstrasel,

transmembran, dan intraselular. Domain ekstraselular berfungsi sebagai reseptor

bagi komponen-komponen matriks ekstraselular, komplemen, dan sel lainnya.

Integrin berperan dalam adhesi sel matriks, komunikasi antar sitoskeleton, dan

jalur isyarat selular saat perkembangan embrio, hemostasis, trombosis,

penyembuhan luka, mekanisme pertahanan imun, dan non-imun serta transformasi

onkogenik (Achache & Revel, 2006; Su & Fazleabas, 2015).

Struktur kristal dari integrin manusia αvβ3 dan αIIbβ3 menunjukkan bagian

ekstraselular heterodimer integrin yang terdiri dari berbagai domain. Bagian ujung

dari αvβ3 yang memuat sisi pengikat ligand, terdiri dari domain β-propeller dan

domain Plexin-Semaphorin-Integrin (PSI) dari subunit αV dan β I-like atau βA,

domain dan domain hibrida dari subunit β. Domain β-propeller terdiri dari tujuh

pengulangan dari 60 asam amino yang menyerupai subunit β dari protein G

heterotrimerik. Domain "I" terdiri dari metal-ion-dependent adhesive site

(MIDAS) dan Domain "I-like" terdiri dari struktur mirip metal-binding motif.

RGD (susunan arginine-glycine-asam aspartic) – binding site terletak diantara

domain β-propeller dan β I-like serta residu asam amino dari kedua domain

berinteraksi lecara langsung dengan ligand peptida RGD (Takada et al., 2007).

Gambar 2.5 Anggota superfamili integrin manusia dan kombinasinya membentuk

integrin heterodimer (Takada et al., 2007).

Ekor sitoplasmik dari integrin manusia panjangnya kurang dari 75 asam

amino (kecuali β4 yang panjangnya sekitar 1000 asam amino termasuk

pengulangan empat fibronektin tipe III). Terdapat homologi diantara ekor subunit

β, sedangkan ekor subunit α sangat heterogen, kecuali bagian transmembran yang

berhubungan dengan ekor subunit β (Takada et al., 2007).

Gambar 2.6 Regio ekstraseluler integrin manusia

(a) Struktur kristal integrin αVβ3 tanpa ikatan dengan peptida RGD .

(b) Domain (inserted atau interactive) terdapat pada tujuh subunit α pada

manusia diantara β-propeller repeats 2 dan 3, dan terlibat berikatan dengan

ligan. Domain I-like terdapat pada seluruh subunit β integrin manusia

bersama empat EGF-like repeats ((Takada et al., 2007).

Integrin berfungsi sebagai reseptor penarik yang dapat mentransmisi dan

mendeteksi perubahan dalam dorongan mekanis pada matriks ekstraselular. Pada

mamalia, beberapa integrin terbatas pada tipe sel atau jaringan tertentu, misalnya

αIIbβ3 pada platelet, α6β4 pada keratinosit, αEβ7 pada sel T, dendritik, dan sel

mast pada jaringan mukosa, α4β1 pada leukosit, α4β7 pada subset sel T memori,

dan β2 pada leukosit. Sementara integrin lain lebih luas tersebar seperti αVβ3

yang terekspresi pada endotelium. Susunan RGD pada fibronektin awalnya

teridentifikasi sebaagai integrin-binding motif (Pierschbacher & Ruoslahti, 1983)

dan hal ini serta susunannya berhubungan dengan molekul matriks ekstraselular

dan bertindak sebagai integrin-binding motif in vivo. Namun integrin juga

mengenali susunan non-RGD pada ligand mereka seperti tripeptida LDV pada

imunoglobulin vascular cell adhesion molecule 1 (VCAM-1) yang terekspresi

pada endotel yang terinflamasi yang berikatan pada α4β1 (Takada et al., 2007).

Berdasarkan spesifisitas ligannya, integrin pada mamalia dapat

dikelompokkan menjadi integrin yang terikat pada laminin (α1β1, α2β1, α3β1, α6

β1, α7β1, dan α6β4), integrin yang terikat pada kolagen (α11, α21, α31,

α101, dan α111), integrin leukosit ( αL2, αM2, αX2, dan αD2 ) dan

integrin yang mengenali RGD (α51, αV1, αV3, αV5, αV6, αV8 dan

αIIb3). Integrin secara individual memiliki ligan unik dan spesifik, yang lebih

jauh dibagi dalam subunit α yang memuat domain I (α1, α2, α10, α11, αL, αM,

αM, αX, αD dan αE). Domain Non-I seperti α3, α4, α5, α6, α7, α8, α9, αV dan

αIIb. Pada integrin dengan domain I, domain I memainkan peran utama dalam

ikatan ligan dan adhesi interselular ( Takada et al., 2007).

Sekalipun berikatan dengan ligan ekstraselular, integrin mengeluarkan

sinyal intrasel dan fungsinya juga diatur oleh sinyal sinyal dari dalam sel (Hynes,

2002). Integrin bertindak sebagai penghubung antara kontak ekstraseluler (sel lain

atau matriks ekstraseluler) dengan mikrofilamen aktin sitoskleton sehingga dapat

berperan meregulasi dan memodulasi. Integrin yang berikatan ekstraseluler

memicu berbagai transduksi sinyal yang dapat memodulasi perilaku sel seperti

adhesi, proliferasi, survival atau apoptosis, polaritas , motilitas, ekspresi gen, dan

diferensiasi ( Takada et al., 2007).

Sistem sinyal integrin terjadi dua arah, yang mengakibatkan proses biologi

yang berbeda. Pada saat sinyal „inside–out', suatu aktivator intraseluler, seperti

talin atau kindlins, berikatan pada ekor integrin-β, menyebabkan terjadinya

perubahan komformasional yang menghasilkan meningkatnya afinitas terhadap

ligan ekstraseluler ('aktivasi' integrin). Sinyal Inside–out mengatur kekuatan

adhesi dan memunculkan interaksi yang cukup kuat antara integrin dan protein

matriks ektraseluler (ECM) yang memungkinkan integrin untuk menghantar

kekuatan yang diperlukan bagi migrasi, remodeling, dan penyusunan matriks

ekstraseluler (Shattil, 2010).

Sinyal "inside-out" integrin mengakibatkan aktifasi integrin dan penguatan

afinitas ligan. Stimuli yang mengaktifasi dari luar seperti integrin atau ligasi

selektin atau sitokin yang berikatan dengan reseptor G-protein coupled memicu

kaskade sinyal intraseluler yang bertemu pada ekor subunit β integrin. Sinyal

aktifasi akan menimbulkan perubahan komformasional di ekor integrin yang

memungkinkan perkaitan dengan komponen adhesi focal seperti Talin. Perubahan

komformasional pada daerah ekor ditransduksikan ke domain ekstraseluler

dimana perubahan struktur tersebut akan merangsang aktifasi dan meningkatnya

afinitas terhadap ligan (Millard, et al., 2011).

Gambar 2.7 Sinyal "inside-out" integrin (Millard, et al., 2011)

Integrin juga berlaku seperti reseptor sinyal tradisional dalam menghantar

informasi ke dalam sel melalui sinyal „outside–in‟. Terikatnya integrin dengan

ligan ekstraselulernya merubah komformasi integrin dan, karena sejumlah ligan

adalah multivalen, berperan dalam pengelompokan integrin. Kombinasi dua

kejadian ini mengakibatkan sinyal intraseluler yang mengatur polaritas sel,

struktur sitoskeleton, ekspresi gen, serta survival dan proliferasi sel (Shattil,

2010).

Sinyal "outside-in" Integrin mengarahkan proses seluler. Berikatannya

ligan bertindak sebagai titik permulaan bagi transduksi kaskade sinyal intraseluler

yang mengatur sejumlah proses biologi (Millard, et al., 2011).

Gambar 2.8 Sinyal "outside-in" integrin (Millard, et al., 2011)

Sekalipun secara konsep kedua proses ini terpisah, sebetulnya keduanya

terkait erat; sebagai contoh, aktivasi integrin dapat meningkatkan kemampuan

mengikat ligan, yang menyebabkan terjadinya sinyal 'outside–in'. Sebaliknya,

terikatnya ligan dapat menimbulkan sinyal 'inside–out' (Shattil, 2010).

Integrin merupakan situs adhesi focal. Ligasi integrin mengembangkan

receptor clustering dan pembentukan adhesi focal. Talin membentuk kontak

permulaan antara ekor β integrin dan sitoskeleton actin. Vinculin berikatan silang

dengan Talin dan actin untuk menguatkan adhesi focal meningkatkan

pertumbuhan adhesi focal. α-actinin dapat berinteraksi dengan ekor-β integrin,

vinculin, talin dan actin untuk selanjutnya memperkuat ikatan silang dengan

sitoskeleton. Integrin linked kinase (ILK) bersama dengan actin serta parvin

membuat suatu badan perancah bagi pembentukan adhesi focal. Focal adhesion

kinase (FAK) terlibat dalam stabilisasi dan pemulihan adhesi focal agaknya

melalui modifikasi pascatranslasi komponen adhesi focal (Millard, et al., 2011).

Gambar 2.9 Integrin sebagai situs adhesi focal (Millard, et al., 2011)

Integrin αvβ3 dan ligannya osteopontin, diekspresikan pada saat

implantasi pada permukaan lumen endometrium yang reseptif. Osteopontin yang

disekresikan berikatan dengan integrin melalui suatu sekuen RGD. Karena

osteopontin juga dapat berikatan dengan reseptor CD44 hyaluronate melalui

non-RGD binding sites, diduga bahwa keadaan ini memunculkan “sandwich”-

pairing pada titik pertemuan. Pada manusia, sel epitel permukaan embrio dan

endometrium keduanya mengekspresikan integrin αvβ3 dan CD44. Juga terdapat

bukti kuat bahwa RGD binding berperan sangat penting dalam proses implantasi.

Berikutnya juga diduga bahwa berikatnya integrin dan CD44 bertindak menekan

sistem immun innate melalui pengaruh decay accelerating factor (DAF) dengan

komplemen C3, suatu peran yang penting pada proteksi embrio pada saat

perlekatan awal dan invasi (Lessey, & Young, 2014).

Sejumlah integrin didapatkan di dalam lumen epitel dan kelenjar jaringan

endometrium. Meskipun mayoritas integrin diekspresikan sepanjang siklus

menstruasi, beberapa integrin memiliki pola pengaturan khusus selama siklus

endometrium. Selain oleh sel endometrium, integrin juga diekspresikan oleh sel

trofoblas manusia saat implantasi. Reseptor trofoblas untuk matriks ekstraselular

(terutama α1β1 dan αvβ1) meningkat. Diduga bahwa integrin yang terdapat pada

permukaan epitel endometrium dan trofoblas terikat pada komponen matriks

ekstraselular yang spesifik. Ligand tersebut terutama onkofetal-fibronektin yang

disekresikan oleh trofoblas dan osteopontin yang disekresikan oleh epitel uterus.

Hal ini memberikan sebuah model sandwitch atau bertumpuk pada adhesi

embrionik (Achache & Revel, 2006).

Terdapat tiga jenis integrin pada endometrium manusia yang diperoleh

pada hari 20-24 siklus menstruasi manusia, yaitu antara lain α1β1, α4β7, dan αvβ3

(Su &Fazleabas, 2015). Namun hanya subunit β3mRNA yang ditemukan

meningkat secara konsisten pada hari ke 19. Integrin αvβ3 beserta ligannya

(osteopontin) terdeteksi dengan pemeriksaan imunohistokimia pada permukaan

epitel endometrium saat pertama kali berinteraksi dengan trofoblas. Berdasarkan

lokasi dan pola ekspresinya, maka integrin αvβ3 dianggap sebagai sebuah reseptor

bagi perlekatan embrio dan juga penanda baiknya reseptivitas endometrium.

Ekspresi integrin sangat terkait dengan perubahan hormon-hormon reproduksi.

Pada fase proliferasi, kadar estrogen yang tinggi akan menghambat ekspresi

integrin. Ketika memasuki fase luteal, maka kadar progesteron akan menekan

ekpresi integrin. Selain itu dikatakan bahwa αvβ3 memiliki peran penting dalam

pemeliharaan keseimbangan antara proliferasi dan apoptosis sel melalui modulasi

respon-respon inflamasi sel-sel desidua. Hilangnya ekspresi αvβ3 endometrium

mengakhibatkan infertilitas yang tidak diketahui penyebabnya, endometriosis,

hidrosalfing, dan sindroma ovarium polikistik, meskipun mekanismenya masih

belum diketahui secara pasti (Achache & Revel, 2006; Cakmak & Taylor, 2010;

Germeyer et al., 2014).

2.4 E-cadherin

Super famili cadherin terdiri dari sedikitnya 6 sub-famili yang dibedakan

berdasarkan organisasi struktural dan fungsional, meliputi komposisi protein

domainnya, struktur genomik dan analisis filogenetik dari sekuen protein (Foty,

R. A., & Steinberg, M. S., 2004).

Subfamili ini terdiri dari: a) cadherin classical ( tipe-I) dan b) cadherin

atypical (type-II), yang utamanya ada di adheren junction (AJ) dan merupakan

kelompok definitif famili cadherin, c) cadherin desmosomal, yang membentuk

junction desmosomal, d) protocadherin, yang berperan pada perkembangan

neural, e) cadherin flamingo yang terdiri dari tujuh cadherin transmembran dan f)

FAT-like cadherins (Kokkinos, M. I., et al., 2010).

Gambar 2.10 Cell junctional complexes yang menghubungkan sel epitelial

(Kokkinos, et al., 2010)

Cadherin classical terdiri dari 3 segmen: a) domain ekstraseluler 110

asam amino yang memediasi adhesi, b) domain single-pass transmembrane, dan

c) domain sitoplasma yang ' highly conserved ' yang berinteraksi dengan

kelompok protein catenin, mengikat cadherin ke sitoskeleton actin (Kokkinos,

M. I., et al., 2010).

Cadherin memediasi adhesi sel-sel yang homotipik dan calcium-

dependent dan berperan pada berbagai proses biologi seperti adhesi sel, signaling

sel, , cell recognition, kontrol pembelahan sel, penghambatan apoptosis, migrasi,

difrensiasi, morfogenesis, implantasi embrio, dan supresi invasi tumor (Kokkinos,

M. I., et al., 2010).

Gambar 2.11 Struktur Cadherin (Halbleib, J. M., et al., 2006)

Anggota superfamili ini mempunyai banyak fungsi , mencakup terlibat

dalam cell–cell recognition. Sekalipun fungsi utamanya adalah pada adhesi sel-sel

, cadherin berperan dalam sejumlah fungsi, antara lain cell–cell recognition,

organisasi sitoskeletal, transduksi sinyal dan kontrol pertumbuhan ( Vazquez-

Levin, et al., 2015).

Cadherin epitelial (E-cadherin , Cadherin-1(CDH1), L-CAM, ARC-1,

uvomorulin) merupakan anggota utama super famili cadherin. E-cadherin,

cadherin klasik/tipe I, dianggap sebagai cadherin klasik paragdimatik dan

merupakan prototipe dari semua protein cadherin karena ditemukan paling awal

dan sifat sifatnya paling banyak diketahui, baik pada keadaan normal maupun

patologis. Mula mula dinamakan duvomorulin berdasarkan penemuan akan

kemampuannya sebagai antibodi terhadap protein adhesi untuk menghambat

interaksi antar blastomer pada murine, menyebabkan perubahan tampilan embrio

menjadi menyerupai buah anggur (bahasa latin “uva”). Penelitian selanjutnya

menunjukkan perannya yang luas sebagai glikoprotein adhesi sel. Pada awal

1980an, nama “cadherins” mulai dipakai untuk molekul adhesi sel sel klasik ini.

E-cadherin merupakan protein esensial bagi pertumbuhan , difrensiasi sel, dan

homeostasis jaringan, dan juga bagi mempertahankan polaritas epitel dan

integritas struktural ( Vazquez-Levin, et al., 2015).

Gen CDH1 yang mengkode e-cadherin manusia, berlokasi pada

kromosom 16q22.1, pada regio selebar 100kb; terdiri dari 16 exons dan 15

introns dan sangat terjaga antar spesies. Dengan kloning e-cadherin mencit

didapatkan strukturnya dan kloning homolog pada manusia menunjukkan

kesamaan yang yang terdiri dari sekuens sinyal , satu propeptida dan satu

glikopeptida one-pass-transmembrane tinggi antar spesies serta anggota famili

yang lain. Protein maturnya adalah glikoprotein ~120kDa membentuk suatu

ektodomain yang terdiri dari 5 domain ekstraseluler yang masing masing terdiri

dari 10 asam amino, satu domain single-pass transmembrane dan domain

karboksi terminal sitoplasma tang terdiri dari kurang lebih 150 asam amino,

menjadi strukur khas kelompok famili ini ( Vazquez-Levin, et al., 2015).

Domain ekstraseluler E-cadherin memediasi adhesi sel sel homofilik

antara sel sel yang berdekatan. Domain ekstraseluler pertama berisi sekuens asam

amino HAV yang diperlukan bagi berikatnya cadherin–cadherin, dan asam amino

terdekat dengan sekuen tripeptida diperlukan bagi 'recognition specificity' protein

cadherin. Ion Ca2+

esensial bagi adhesi sel yang dimediasi oleh cadherin dan

berikatan dengan sekuen spesifik yang ada pada masing masing domain di

ektodomain. Juga, sekuen spesifik dari domain E-cadherin intraseluler

berinteraksi dengan sejumlah protein (diantaranya α-, β-, δ1/(p120-

catenin,p120ctn

) dan catenin γ/(plakoglobin) (simbul resmi CTNNA1, CTNNB1,

CTNND1, CTNNG)), yang membentuk suatu link kompleks dengan sitoskeleton

aktin, yang mengatur kekuatan adhesi sel, dan/atau terlibat dalam pathway

transduksi sinyal. Interaksi antara e-cadherin dengan catenin dan Ca2+

tampaknya

sangat penting bagi kemampuan adhesinya ( Vazquez-Levin, et al., 2015).

Diantara protein protein adaptor, β-Catenin merupakan komponen sentral

dari kompleks adhesif cadherin/catenin, karena berikatan dengan cadherin tetap

merupakan prasyarat bagi adhesi karena perannya dalam melindungi domain

sitoplasma cadherin dari degradasi cepat dan juga meningkatkan efisiensi

retikulum endoplasma pada transport permukaan sel dan merekruit α-catenin

ketempat kontak sel-sel. Modifikasi post translasi (misalnya fosforilasi oleh

kinase kinase Src dan casein) yang mengatur interaksi antara β-catenin dan

cadherin berpengaruh pada adhesi sel. Pada keadaan fisiologis, lokalisasi e-

cadherin dibatasi pada tempat kontak sel-sel; sebagian dari e-cadherin

permukaan sel mengalami endositosis dan recycling, menjadi mekanisme untuk

mengatur ekspresi e-cadherin permukaan dan adhesi sel ( Vazquez-Levin, et al.,

2015).

Pada jaringan normal, E-cadherin utamanya terekspresikan pada sel epitel

dan berperan penting dalam pembentukan dan mempertahankan arsitektur dan

fungsi normal jaringan. Terdapat sejumlah mekanisme pengatur ekspresi dan

fungsi e-cadherin, antara lain modifikasi post-translasi (misalnya proses lewat

proteinase , fosforilasi, dan glikosilasi) dan juga represi transkripsional, metilasi

promotor, mutasi somatik dan herediter, dan hilangnya heterosigositas.

E-cadherin disebut sebagai suppressor pertumbuhan dan invasi tumor dan

sering mengalami downregulasi pada tumor tumor epitel, proses yang

mengakibatkan motilitas sel, invasi dan metastase. Proses ini, disebut “epithelial

to mesenchymal transition” (EMT), merangkai perubahan molekuler dan

fungsional dalam embriogenesis.

Dua penelitian (dengan tehnik knock-out gen) menunjukkan kelainan

implantasi karena embrio yang lethal pada mencit dengan targeted null mutation

gen e-cadherin (Larue et al., 1994; Riethmacher et al.,1995). Sementara hewan

mutan yang heterozigot tampak normal dan fertil, hewan mutan homozigot yang

viabel tidak terjadi pada keturunan hasil perkawinan mencit heterozigot. Embrio

dengan null e-cadherin menghasilkan blastokis yang abnormal yang tidak mampu

berimplantasi; sebelumnya telah dilaporkan bahwa blastokis ini awalnya bisa

memadat karena adanya residual maternal e-cadherin (Seftonetal., 1992), akan

tetapi kemampuan adhesif sel sel morula sangat berkurang, yang mengakibatkan

terjadinya disosiasi blastomer segera setelah tahap compaction. Anti-E-

cadherin blocking antibodies menghambat tahap awal embryonic compaction

pada embrio yang e-cadherin - null, yang menunjukkan bahwa fungsi e-cadherin

maternal tidak dapat dikompensasi oleh molekul lain. Penelitian ini juga

mendapatkan bahwa e-cadherin sangat penting bagi polaritas sel pada tahap

embrio awal mencit, karena polarisasi morfologi sangat terganggu pada embrio

mutant setelah stadium morula. ( Vazquez-Levin, et al., 2015).

Epithelial (E)- cadherin merupakan molekul adhesi yang penting dan

ekspresinya diperlukan khususnya dalam peristiwa EMT, dalam mengatur

pertumbuhan plasenta. Pada berbagai sel epitel, E-cadherin ditemukan

berhubungan dengan sitoskeleton actin, dan terlibat dalam membentuk junction

sel-sel, memperkuat adhesi sel-sel, sehingga menentukan polaritas sel (Kokkinos,

M. I., et al., 2010).

Jaringan terdiri dari sel sel, yang bisa berupa epitelial atau mesenkimal.

Ciri ciri sel epitelial terdiri dari: a) adhesi satu sama lain melalui junction sel sel

lateral dan apicolateral; b) adhesi dengan matrik ekstraseluler tertentu pada

permukaan basal; c) polarisasi apico-basal. Keadaan ini mengakibatkan sel sel

tersusun dalam satu lapisan yang sering tampak sebagai cobble-stone appearance.

Kohesi sel sel dimediasi, pada sebagian, melalui interaksi homophilik molekul

cadherin, terutama tipe classical, E-cadherin, N-cadherin dan P-cadherin, pada

regio tertentu junction sel yang disebut adherens junctions (AJ). Molekul

cadherin ini bergandengan via protein protein adaptor seperti kelompok catenin

dan vinculin, dengan sitoskeleton F-actin. Adheren junction dibandingkan

dengan tight junctions ditandai dengan molekul pembeda seperti ZO-1 dan

claudin. Kedua junctions ini bersama sama mengatur aliran molekul melewati

lapisan epitel. AJ ini disamping berperan menjaga struktur sel, juga mengatur

aliran sinyal (Kokkinos, M. I., et al., 2010).

Kemampuan mengadhesi sel sel juga ditunjukkan pada epitel oleh

kelompok desmosom, didasarkan pada perbedaan cadherin (desmocollins,

desmogleins), link molekul yang berbeda (plakoglobin, plakophillin,

desmoplakin) dan bergandengan dengan elemen sitoskeletal yang berbeda

(filamen intermediate seperti sitokeratin) (Garrod, D., & Chidgey, M., 2008).

Adhesi dengan ECM secara khusus melibatkan adhesive/signaling

transmembrane receptors dari kelompok yang berbeda, integrin, bergandengan

dengan suatu kompleks protein adaptor dan protein signaling seperti vinculin,

focal adhesion kinase (FAK), paxillin dan integrin linked kinase (ILK) pada sisi

sitoplasma (Kokkinos, M. I., et al., 2010).

Berbeda dengan sel epitelial, sel sel mesenkimal ditandai dengan: a)

berkurangnya ekspresi (setidaknya pada membran) molekul molekul junction sel-

sel seperti e-cadherin, ZO-1, desmoplakin, vinculin; b) melekat dengan ECM

interstitial integrin; dan c) hilangnya polaritas apico-basal, tetapi memanjang

atau multi-polar, dengan polarisasi “front-back” yang transien dan dapat

berubah. Sebagai akibatnya sel sel ini tidak tersusun dalam lapisan yang teratur,

tertanam di dalam ECM dan dapat memiliki potensi bermigrasi dan invasif.

(Vincent, A., & Thiery, J. P., 2003).

Sel epitelial dapat diinduksi untuk berubah menjadi fenotip mesenkimal

melalui epithelial-mesenchymal transition (EMT). Setelah bermigrasi (pada

keadaan patologis disebut invasi), sel sel dapat kembali menjadi fenotip epitelial

melalui mesenchymal-epithelial transition (MET).

Telah lama diduga bahwa proses bagaimana sitotrofoblas dari keadaan yang

melekat koheren menjadi fenotip migratori yang menginvasi desidua maternal,

merupakan salah satu bentuk EMT (Kokkinos, M. I., et al., 2010).

Ekspresi marker marker epitelial berkurang, sementara ekspresi marker

mesenkimal meningkat, sebagai contoh E-cadherin dan b-catenin berkurang

atau menghilang dari junction sel sel dan mengalami relokasi ke sitoplasma atau

nukleus. Filamen intermediate mesenkimal vimentin meningkat, disertai dengan

menurunnya filamen intermediate epitelial , sitokeratin (Meng, et al., 2007).

Pada keadaan normal proses EMT berlangsung terregulasi dan terkontrol.

Gambar 2.12 Proses EMT pada invasi trofoblas (Kokkinos, et al., 2010)

Ekspresi dan lokalisasi cadherin sangat berhubungan dengan perilaku dan

morfologi sel pada stadium perkembangan yang berbeda, khususnya selama EMT.

Lokalisasi dan ekspresi pada junction sel-sel khusus berfungsi mempertahankan

stuktur epitel yang stabil, sementara hilangnya cadherin tertentu pada tempat ini

memunculkan fenotip migratori (Kokkinos, M. I., et al., 2010).

Cadherin berhubungan dengan sitoskeleton, yang dibentuk oleh network

protein protein seperti mikrofilamen actin, mikrotubuli, dan filamen

intermediate. Network protein protein struktural yang dinamis ini khususnya

berhubungan dengan mempertahankan dan juga merubah arsitektur seluler, dan

dalam promoting pergerakan dan melekatnya sel ke sel lain atau pada ECM

(Kokkinos, M. I., et al., 2010).

Ekspresi classical cadherin diregulasi pada berbagai level meliputi

ekspresi gen dan transportnya, serta turnover protein pada permukaan sel.

Transkripsi cadherin secara langsung diatur dengan metilasi dan represi aktivitas

promoter. Metilasi adalah modifikasi DNA dibawah pengaruh enzim DNA

methyltransferase yang mengkatalisa penambahan kelompok metil keresidu

cytosine pada dinukleotida CpG (Richards 2006). Metilasi promoter e-cadherin

berhubungan dengan berkurangnya ekspresi e-cadherin . (Strathdee 2002).

Protein protein Zinc finger famili Slug/Snail dan Smad-Interacting Protein (SIP1)

merupakan represor transkripsi gen e-cadherin (Cano, et al., 1996; Batlle, et al.,

2000; Comijn, et al., 2001; Conacci-Sorrell, et al., 2003).

Menurunnya transkripsi gen e-cadherin mengakibatkan hilangnya adhesi

sel-sel dan meningkatkan migrasi sel (Thiery 2002), serta akumulasi β-catenin di

sitoplasma yang mampu menghantar sinyal dan dapat berfungsi independen

maupun sinergis dengan Wnt signaling (Ciruna and Rossant 2001).

Slug merupakan suatu target gene dari kompleks faktor transkripsi-β-catenin

(TCF/β-catenin) (Conacci-Sorrell, et al., 2003) yang juga berikatan dan merepresi

promoter e-cadherin (Jamora, et al., 2003).

Sehingga, represi ekspresi cadherin oleh Slug/Snail/SIP1 atau kompleks TCF/β-

catenin tidak hanya mengurangi adhesi sel, tetapi juga bersamaan meningkatnya

β-catenin sitoplasma akan menurunkan ambang aktivasi Wnt pathway.

Transport e-cadherin yang baru disintesa ke membran plasma

memerlukan berikatan dengan β-catenin (Chen, et al., 1999), dan setelah

mencapai permukaan sel e-cadherin akan diregulasi dengan fosforilasi,

ubiquitinasi, dan proteolisis. Integritas struktural kompleks cadherin/catenin

diregulasi positif dan negatif oleh fosforilasi. Tiga residu serine residues pada

domain sitoplasma e-cadherin (S684, S686, S692) difosforilasi oleh Casein

Kinase-II (CKII) dan glycogen synthase kinase-3β (GSK3β), yang membentuk

interaksi tambahan dengan β-catenin yang mengakibatkan afinitas antara kedua

protein sangat meningkat (Huber and Weis 2001).

Fosforilasi tirosin β-catenin pada Y489 atau Y654 sebaliknya memutus

ikatan dengan e-cadherin, dan pada Y142 ikatan dengan α-catenin; fosforilasi

tirosin β-catenin diseimbangkan oleh protein fosfatase tirosin sehingga

menstabilkan interaksi β-catenin– e-cadherin (Lilien dan Balsamo 2005).

Adhesi sel-sel yang dimediasi Cadherin dimodulasi oleh perubahan level

cadherin pada permukaan sel (Duguay, et al., 2003; Foty dan Steinberg 2005).

Cadherin merupakan target dari ADAM (a disintegrin and metalloprotease

domain) 10 Maretzky, et al., 2005; Reiss, et al., 2005) yang memecah domain

ekstraseluler cadherin didekat domain transmembran. Domain sitoplasma

classical cadherin juga merupakan target bagi pemecahan secara proteolitik oleh

aktivitas γ-secretase Presenilin-1 (PS1), yang berakibat hilangnya adhesi sel-sel;

telah dilaporkan juga bahwa fragmen sitoplasma yang terlepas berikatan dengan

cAMP response element-binding protein (CREB)-binding protein (CBP), suatu

rangkaian untuk mengaktifkan modulator modulator transkripsional dari

kompleks CREB basal transcription , dan menjadikannya sebagai target

degradasi (Marambaud, et al., 2003).

E-cadherin secara aktif mengalami endositosis via clathrin-coated

vesicles (Bryant dan Stow, 2004), yang akan mengakibatkan hilangnya adhesi

sel-sel dengan cepat. Menjadi target internalisasi melalui proses ubiquitination

oleh E3 ubiquitin ligase Hakai (Fujita et al. 2002) pathway-pathway lain yang

melibatkan disrupsi kompleks cadherin–catenin oleh tyrosin kinase (Kamei, et

al., 1999; Avizienyte, et al., 2002). Stabilitas cadherin pada permukaan sel juga

diatur oleh p120 karena jika ikatan cadherin–p120 hilang akan dengan cepat

mengakibatkan endositosis kompleks e-cadherin (Davis, et al., 2003). Adanya

pengaturan transkripsional dan post-transkripsional cadherin yang ekstensif

menunjukkan bahwa level ekspresi cadherin dipermukaan sel dan

dipertahankannya ikatan dengan partner intraseluler (dikontrol oleh cascade sinyal

lain) akan memodifikasi aktivitas cadherin (Halbleib dan Nelson, 2006).

Gambar 2.13 Regulasi cadherin (Halbleib dan Nelson, 2006)

Cadherin classical (biru) diregulasi secara transkripsional oleh faktor

transkripsi zinc-finger seperti Snail dan Slug, dan metilasi promoter. Eksositosis

protein yang baru terbentuk dari retikulum endoplasma ke permukaan sel

bergantung pada keterikatan dengan β-catenin. Level cadherin pada permukaan

sel diatur oleh endositosis oleh Hakai-mediated ubiquitination yang diikuti

dengan terlepasnya catenin setelah fosforilasi; cadherin dapat dipecah oleh

ADAM10, kelompok MMP, atau PS1. Protocadherin (oranye) di membran

plasma dipecah secara sekuensial oleh ADAM10 and PS1. Dalam hal Pcdh-γ,

fragmen yang dihasilkan ditempatkan di nukleus dan dapat mengaktifkan

transkripsi klaster gen Pcdh-γ (Halbleib & Nelson, 2006).

Kalsium intraseluler bersifat esensial dalam regulasi e-cadherin.

Konsentrasi kalsium intraseluler akan mengaktifkan key signalling pathways

yang akan memediasi reorganisasi sitoskeletal dan pemecahan e-cadherin di

adherens junctions. Perubahan konsentrasi kalsium intraseluler mempengaruhi

daya adhesi dan polaritas sel epitel dengan memicu redistribusi CAM. Fenomena

ini menjadi penting pada sel epitel endometrium yang mengekspresikan e-

cadherin. Penelitian in vitro pada kultur sel Ishikawa menunjukkan bahwa suatu

peningkatan transien kalsium intraseluler , dipicu oleh calcitonin, menekan

ekspresi e-cadherin pada situs kontak sel. Yang menarik, ekspresi calcitonin

diinduksi oleh progesteron di epitel endometrium manusia khususnya pada fase

mid-sekretori siklus menstruasi. Memang calcitonin telah diketahui sebagai

regulator potensial implantation. Progesteron, diduga melalui induksi calcitonin

endometrium menyebabkan meningkatnya kalsium intraseluler, dapat meregulasi

ekspresi e-cadherin (Achache, H., & Revel, A., 2006).

Jadi e-cadherin memiliki dua fungsi. pada fase awal, ekspresinya pada

permukaan sel diperlukan bagi memastikan daya adhesi. Sebaliknya, e-cadherin

selanjutnya akan mengalami down-regulasi yang memungkinkan terjadinya

pemisahan sel epitel dan invasi blastokis (Achache & Revel, 2006).

Gambar 2.14 Hubungan ekspresi e-cadherin dan calcitonin (Achache & Revel,

2006)

A) Daya adhesi sel epitel akibat adanya e-cadherin dikontrol oleh kalsium

intraseluler. (B) Peningkatan kadar progesteron menginduksi ekspresi calcitonin

dan akan meningkatkan konsentrasi kalsium intraseluler, yang kemudian menekan

ekspresi e-cadherin pada tempat kontak sel (Achache, H., & Revel, A., 2006).

Adheren junction pada epitel endometrium menghilang pada proses

kehamilan normal, akan tetapi keadaan ini tidak terjadi pada kehamilan yang

didahului dengan stimulasi ovarium. Pada proses kehamilan, sel epitel luminal

harus bertransformasi menjadi reseptif untuk memungkinkan trofoblas

berimplantasi. Transformasi ini melibatkan perubahan pada lateral junctional

complex yang meliputi deepening tight junction (zonula occludens),

berkurangnya jumlah desmosom (macula adherens), dan menghilangnya adheren

junction. Pada kehamilan yang didahului dengan stimulasi ovarium, adherens

junction tidak menghilang saat implantasi. Estrogen menginduksi ekspresi e-

cadherin pada epitel endometrium, sehingga adanya retensi adherens junction

pada kehamilan dengan stimulasi ovarium mungkin diakibatkan oleh kadar

estrogen yang suprafisiologis.. Hal ini menunjukkan bahwa pada kehamilan

dengan stimulasi ovarium, epitel endometrium tetap melekat kuat satu sama lain

sebagai barrier epitel sehingga menganggu penetrasi trofoblas di celah antara sel

epithel. Pada proses normal, trofoblas harus berpenetrasi disisi samping epitel dan

mencapai lamina basalis yang menyebabkan terangkatnya lamina basalis. Retensi

adheren junction diduga akan mengganggu implantasi blastokis, yang mungkin

berperan pada rendahnya implantation rate pada FIV-ISIS. Kadar tinggi estrogen

juga mengantagonis produksi calcitonin sehingga juga berkontribusi pada

keadaan retensi adheren junction (Dowland, et al., 2016).

2.5 Leukemia Inhibitory Factor (LIF) Sebagai Marker Reseptivitas

Endometrium

Leukemia Inhibitory Factor (LIF) merupakan famili sitokin IL-6

Ekspresinya diatur oleh Estrogen dan Progesteron. LIF berperan pada

perkembangan dan implantasi blastokis. Wild type embryo tikus gagal

berimplantasi pada tikus dengan defisiensi gen LIF homozigot (Stewart et al.,

1992). Ekspresi LIF mRNA meningkat dua kali lipat pada pertengahan dan akhir

fase sekresi dibandingkan dengan pada fase proliferasi (Lessey & Young, 2014).

Mencit betina dengan LIF -/- menjadi infertil karena kegagalan implantasi

blastokis. Ekspresi LIF sangat tinggi pada kelenjar endometrium pada saat

pembentukan blastokis dan menjelang implantasi baik pada mencit maupun

manusia, yang diakibatkan oleh meningkatnya kadar estrogen dalam siklus

menstruasi. Reseptor LIF terdapat pada blastokis , endometrium dan trophoblas

akan tetapi kegagalan pada mencit LIF -/- adalah pada sisi maternal karena

embrio dengan LIF -/- dan reseptor LIF -/- dapat berimplantasi pada host

pseudopregnant wild-type (Nicola & Babon, 2015).

Pada wanita infertil kadar sekresi LIF pada flushing uterus dan pada ex-

vivo explants dilaporkan lebih rendah secara bermakna pada fase proliferasi lanjut

dan sekresi awal, dan pada kasus yang jarang mutasi pada gen LIF sendiri

(diperkirakan mempengaruhi proses berikatnya LIF dengan reseptor atau

mempengaruhi kadar ekspresi LIF) telah ditemukan pada wanita infertil. (Nicola

& Babon, 2015).

2.5.1 Peran LIF pada transformasi uterus menuju keadaan reseptif

Pada permulaan periode jendela implantasi , ekspresi chicken ovalbumin

upstream promoter transcription factor (COUP-TF) II, yang dikode oleh gen

NR2F2 , meningkat di stroma sebagai akibat progesteron. Peningkatan ini

menekan proliferasi sel epitel luminal melalui penghambatan pada aktifitas

reseptor estrogen - (ER-) 𝛼 . Sementara itu, faktor transkripsi lain , Hand2, yang

telah di 'upregulasi' oleh Progesteron juga menghambat proliferasi sel epitel yang

diinduksi oleh fibroblast growth factor- (FGF-) melalui downregulasi ekspresi

ER-𝛼 dan ERK1/2 signaling pathway di epitel luminal (Nicola & Babon, 2015).

Peran LIF dalam menghambat proliferasi epitel pada onset reseptivitas

uterus masih belum sepenuhnya dipahami. Sejumlah perubahan ekspresi protein

di epitel luminal telah dilaporkan terjadi pada periode reseptivitas endometrium

meliputi meningkatnya sintesis epithelial growth factor (EGF), serta heparin-

binding epidermal growth factor (HBEGF) dan reseptornya, ErbB1 and ErbB2 .

Di samping itu, pada periode ini terjadi juga peningkatan ekspresi sitokin dan

molekul adhesi interseluler seperti ICAM dan fibrinogen-𝛾 (FGG) (Nicola &

Babon, 2015).

LIF berperan mempersiapkan endometrium untuk implantasi embrio.

Pada mencit, puncak ekspresi LIF di kelenjar adalah pada saat ovulasi dan

menjelang onset implantasi. LIF bekerja sebagai regulator autokrin dalam

persiapan implantasi. Pada manusia, ekspresi LIF di endometrium hanya terdapat

pada kelenjar, dengan kadar tertinggi pada fase midluteal . Pada wanita fertil,

LIF juga terdeteksi pada cairan kavum uteri selama fase luteal, dan pada saat

implantasi. Sejalan dengan itu , ekspresi LIFR-𝛽 epitel luminal paling tinggi

selama fase sekresi sedang ekspresi gpl30 didapatkan baik pada epitel luminal

maupun epitel kelenjar sepanjang siklus menstruasi (Nicola & Babon, 2015).

Selama jendela implantasi, LIF akan berikatan secara langsung dengan

LIFR yang ada di blastokis atau permukaan endometrium, yang selanjutnya

mengatur autoregulasi sekresi LIF (Nicola & Babon, 2015).

LIF mempengaruhi sintesis growth factor di epitel endometrium. Pada

mencit betina dengan defisiensi LIF, EGF-like growth factor seperti amphiregulin

(Ar), heparin binding epidermal growth factor (HB-EGF), and epiregulin (Ereg)

tidak diekspresikan pada tempat aposisi blastokis, sekalipun ekspresi reseptor

EGF tidak terpengaruh. LIF juga diperlukan untuk menginduksi ekspresi gen gen

implantasi seperti Msx-1 and Wnt-4 (Naguib, 2014).

2.5.2 Peran LIF dalam proses desidualisasi

Selama fase luteal dan stadium diestrus pada siklus estrus, sel stroma

berproliferasi dan berdiffrensiasi menjadi sel desidua yang selanjutnya

menghasilkan bermacam macam faktor yang berperan dalam persiapan

endometrium bagi adhesi tropoblas dan invasi trophoblas. CCAAT/enhancer

binding protein 𝛽 (C/EBP𝛽) adalah faktor transkripsi yang bertindak sebagai

regulator proliferasi sel stroma di mencit dan manusia melalui pengaturan

sejumlah faktor regulator lain. C/EBP𝛽 juga meningkatkan respon HESCs

terhadap estrogen, progesteron, dan cAMP, dan meregulasi reseptor interleukin-

(IL-)11 serta ekspresi faktor transkripsi downstream nya STAT3 . Pada keadaan

tiadanya gen C/EBP𝛽 , terjadi infertilitas karena tidak adanya rangsangan

desiduogenik dan gangguan proliferasi serta difrensiasi sel stroma (Nicola &

Babon, 2015).

LIF berperan penting pada proses desidualisasi. LIF juga memperkuat

efek induksi desidualisasi dari estrogen dan progesteron pada HESCs melalui

fosforilasi STAT3. LIF juga meningkatkan sekresi IL-6 dan IL-15 pada proses

desidualisasi HESCs in vitro . Pada saat proses desidualisasi, sebagai akibat

fosforilasi STAT3, protein SOCS3 terstimulasi dan bertindak sebagai inhibitor

lewat feedback negatif yang menghilangkan aktifitas LIFR (Nicola & Babon,

2015).

LIF secara tidak langsung merangsang sintesis PGs ,yang merupakan

mediator penting proses desidualisasi, melalui IL-1, dan diperlukan bagi ekspresi

cyclooxygenase-2 (COX-2) , yang penting dalam sintesis PGs. Mencit betina

tanpa gen LIF mengalami kegagalan implantasi kerena terganggunya sintesis

prostaglandin (Nicola & Babon, 2015).

2.5.3 Peran LIF dalam rekruitmen lekosit saat implantasi

Terikatnya LIF dengan reseptornya (LIFR dan co-reseptor gp130)

mengaktifkan kaskade sinyal STAT dan RAS/MAPK di trofoblas. Sinyal LIF-

STAT bekerja sebagai modulator penting invasi trofoblas. Gen STAT3 diaktifkan

melalui fosforilasi pada tyrosine residue 705 (menyebabkan dimerisasi STAT3

dan translokasi ke nukleus) dan juga serine residue 727 ( memaksimalkan

aktifitas transkripsi) sebagai respon terhadap ligan eksternal. STAT yang aktif

membentuk homo-/hetero-dimer melalui ikatan fosfotirosin satu STAT dengan

domain SH2 partnernya (Suman, et al., 2013).

Setelah dimerisasi , STAT mengalami translokasi ke nukleus dan bekerja

sebagai faktor transkripsi. STAT yang aktif akan mempengaruhi ekspresi

sejumlah gen yang akan meregulasi fungsi yang berbeda beda seperti sitokin dan

sinyalnya (IL-6, OSMR, SOCS3, dan JUNB), adhesi (CECAM1, PDPN, dan

ITGB3), invasi (PAPPA, Caspase1, SER PINB3,TIMP1, TIMP2, dan TIMP3),

angiogenesis (ID1, ICAM1, EDIL3, dan CCL2). Pada pemberian LIF, ekspresi

gen TIMP1, TIMP2, TIMP3 terdownregulasi, sedang gen gen yang lain

mengalami upregulasi (Suman, et al., 2013).

Gambar 2.15 STAT-dependent signaling dan ekspresi gen gen pada sel trofoblas

yang diberikan LIF (Suman, et al., 2013)

Salah satu protein yang ditranskripsi adalah SOC3 yang dapat memodulasi

negatif durasi respon sinyal sitokin dengan berikatan pada residu fosfotirosin pada

JAK. LIF menekan efeknya sendiri pada pathway JAK-STAT melalui umpan

balik negatif lewat SOCS3. Pada sel trofoblas, SOCS3 (yang ekspresinya

bergantung pada STAT3) penting bagi regulasi negatif difrensiasi giant cell

trofoblas (Suman, et al., 2013).

Pada awal kehamilan , infiltrasi sel immun seperti sel dendritik, makrofag,

limfosit T dan B, sel natural killer (NK) , netrofil dan eosinofil ke endometrium

pada mulanya di stimulasi oleh faktor dari cairan seminal dan kemudian

selanjutnya oleh blastokis yang berimplantasi. Sel dendritik terlibat dalam

toleransi immun, tissue remodeling, angiogenesis, dan munculnya sel T

regulatory (Treg) . Berkurangnya ekspresi Treg pada endometrium berkaitan

dengan unxplained infertility pada manusia. Makrofag berperan dalam inflamasi,

menghambat sintesis nitric oxide , tissue remodeling, angiogenesis, dan toleransi

immun kearah implantasi blastokis. Sementara, sel T menghasilkan sitokin

sitokin tipe-1 dan tipe-2 yang terlibat dalam respon proinflamasi dan anti-

inflamasi yang mana rasionya sangat menentukan keberhasilan implantasi

(Nicola & Babon, 2015).

Pada fase sekresi lanjut dan kehamilan awal, persentase sel NK

endometrium/desidua meningkat cepat mencapai 70% total populasi leukosit

uterus. Setelah implantasi sel NK endometrium berdifrensiasi menjadi sel NK

desidua yang mulai mensekresi sitokin (TNF-𝛼, IL-10, GM-CSF, IL-1𝛽, TGF-𝛽1,

CSF-1, LIF, dan IFN-𝛾), growth factors, angiogenic factors dan juga terlibat

dalam tissue remodelling, migrasi trophoblas, dan desidualisasi (Nicola & Babon,

2015).

LIF memainkan peran penting dalam regulasi respon immun uterus pada

kehamilan awal. LIF mengatur subpopulasi lekosit dan merekruit kohort lekosit

tertentu ke tempat implantasi. mRNA LIF diekspresikan di lekosit desidua.

Macrofag dibawah pengaruh LIF mendorong terbentuknya endometrium yang

reseptif terhadap implantasi dengan memodulasi struktur glycan permukaan sel

epitel dan juga mengatur ekspresi enzim fucosyltransferase yang akan berperan

dalam pembentukan molekul adhesi embrio fucosylated glycoconjugates selama

periode respon inflamasi. Pemberian PBMC intra uterine dapat meningkatkan

angka kehamilan klinis pada pasien dengan kegagalan implantasi berulang pada

program FIV yang menunjukkan bahwa lekosit memainkan peran yang penting

dalam proses implantasi embrio manusia (Nicola &Babon, 2015).

Sir Peter Medawar, lebih dari 50 tahun yang lalu, mengemukakan

paradigma mengapa fetus, sebagai semiallograf, tidak ditolak oleh sistem immun

maternal; adanya sistem immun maternal pada tempat implantasi digunakan

sebagai bukti paradigma ini. Observasi Medawar berdasarkan asumsi bahwa

plasenta adalah suatu allograf yang memiliki protein protein paternal dan, oleh

karenanya, pada keadaan immunologi normal, akan ditolak (Mor, et al., 2011).

Perkembangan biologi plasenta menunjukkan bahwa plasenta lebih dari

sekedar organ yang ditransplantasi. Disamping terdapat mekanisme aktif yang

mencegah respon immun maternal terhadap antigen paternal, trofoblas dan sistem

immun maternal menampilkan kerjasama, saling membantu bagi suksesnya

kehamilan. Difrensiasi dan fungsi sel sel immun yang berinfiltrasi ke tempat

implantasi sebagian besar bergantung kepada lingkungan mikro yang dibuat

plasenta. Diduga bahwa sel sel trofoblas dapat menginduksi difrensiasi sel immun

kearah trophoblast-supporting phenotype. Dugaan ini didukung oleh penemuan

bahwa trofoblas dapat menginduksi monocyte-like THP-1 cells mensekresi sitokin

seperti IL-6, IL-8, MCP-1, dan GRO-α yang menunjang kearah berkembang dan

berfungsinya trofoblas (Mor, et al., 2011).

Interaksi trofoblas-immun ini terdiri dari 3 tahap: 1. Atraksi: sel trofoblas

mensekresi kemokin yang merekruit sel immun ke tempat implantasi; 2. edukasi:

sel sel trofoblas mensekresi sitokin regulatori yang mengatur proses difrensiasi sel

sel immun; dan 3. respon: sel sel immun yang telah diedukasi oleh trofoblas

berrespon terhadap sinyal lingkungan mikro dengan cara yang unik (Mor, et al.,

2011).

Implantasi awal ditandai dengan tingginya kadar T helper (Th)-1

proinflamatori dan sitokin (IL-6, IL-8, TNFα). Sitokin sitokin ini disekresikan

oleh sel sel endometrial dan sel sistem immun yang direkruit ke tempat

implantasi. 65–70% adalah uterine-specific natural killer (NK) cells, 10–20%

adalah makrofag (Mos) dan 2–4 % adalah dendritic cells (DCs). Sel NK di

desidua berperan mengatur invasi trofoblas dengan menghasilkan IL-8 dan

interferon-inducible protein-10 chemokines. Sel sel NK juga menghasilkan

sejumlah faktor angiogenik yang menginduksi tumbuhnya vaskuler di desidua.

DC merupakan populasi sel sel yang heterogen yang memulai dan

mengkoordinasi respon immun innate adaptive (Mor, et al., 2011).

Makrofag dan DC sangat menentukan profil sitokin di maternal–fetal

interface. Hilangnya sel sel DC uterus (uDCs) menyebabkan ganggguan

implantasi dan resorpsi embrio. Terapi dengan DC menurunkan secara bermakna

tingkat resorpsi pada model mencit. Hal ini menunjukkan bahwa sel DC

disamping terlibat dalam respon immun, juga meminkan peran tropik bagi proses

implantasi (Mor, et al., 2011).

Infiltrat immun, yang berperan penting dalam difrensiasi dan tssue

renewal, juga ikut berperan dalam pembentukan endometrium yang reseptif pada

pasien yang dilakukan biopsi. Disamping merekruit sel sel sistem imun ke tempat

injury, juga diduga membuat suatu memori jaringan yang memfasilitasi implantasi

pada siklus berikutnya (Mor, et al., 2011).

Sitokin/kemokin yang dihasilkan oleh DC/Mo distroma diduga

menginduksi degradasi lokal MUC1 yang menungkinkan blastokis melekat di

area tertentu uterus. Ada empat cara yang memperkuat melekatnya blastokis: 1.

molekul molekul adhesi dengan cepat bergerak ke permukaan sel; 2. ekspresi

molekul adhesi yang baru yang diakibatkan oleh inflamasi; 3. meningkatnya

afinitas molekul molekul tertentu setelah terjadi kontak; dan 4. reorganisasi

molekul adhesi di epitel permukaan. Keempat cara ini merupakan respon epitel

endometrium terhadap sel DC (Mor, et al., 2011).

2.5.4 Peran LIF dalam tumbuh kembang blastokis

Setelah fertilisasi embrio membelah dari stadium dua sel menjadi empat

sel dan selanjutnya delapan sel , kemudian berkembang menjadi morula yang

akan berkembang menjadi blastokis dan selanjutnya menetas pada saat memasuki

kavum uteri (Niakan, et al., 2012). Blastokis ditarik mendekat ke dinding uterus

oleh kekuatan reabsorpsi cairan kelenjar uterus (Naftalin, et al., 2002). Selama

perkembangan blastokis , pluripotent inner cells dipersiapkan untuk

berdifrensiasi sementara outer trophectoderm cells berinteraksi dengan epitel

uterus bagi invasi tropoblas (Xenopoulos, et al., 2012). Blastokis tikus

mengekspresikan transkrip mRNA LIF yang mempercepat perkembangan embrio

praimplantasi. Sementara blastokis tikus, kelinci dan manusia mengekspresikan

LIFR dan gp130 yang memacu perkembangan pra implantasi kultur embrio

manusia (Nicola & Babon, 2015).

Pemberian kombinasi insulin-like growth factor-(IGF-) I, 𝛽-fibroblast

growth factor (FGF), transforming growth factor- (TGF-) 𝛽1, granulocyte-

monocyte colony stimulating factor (GM-CSF), dan LIF dapat mempercepat

perkembangan blastokis in vitro, khususnya pada saat proses penetasan (Neira, et

al., 2010).

Leptin, berperan dalam fertilitas lewat LIF , meningkatkan proporsi

blastokis yang menetas disamping menurunkan angka apoptosis sel embrio via

STAT3 signaling pathway (Fedorcsák & Storeng, 2003 ).

2.5.5 Peran LIF dalam interaksi embrio-endometrium

Pada fase aposisi dalam proses implantasi, blastokis memulai kontak fisik

yang longgar dengan endometrium yang reseptiv yang terjadi adhesi erat diatas

permukaan endometrium. Mucin-1 (MUC-1), suatu glycocalyx yang

diekspresikan di apical membran epitel luminal, mencegah perlekatan erat

blastokis (Sharma & Kumar, 2012). Pada tempat invasi tropoblas, ekspresi

MUC-1 sangat berkurang (Meseguer, et al., 2001). MUC-1 bertindak sebagai

tumpuan bagi ligan L-selectin , yang mengikatkan L-selectin pada permukaan

blastokis , menimbulkan kontak fisik yang longgar antara blastokis dengan

endometrium dan juga memungkinkan rolling blastokis pada permukaan

endometrium (Carson, et al., 2006). Ligan L-selectin diekspresikan pada

permukaan pinopode (uterodomes) yang juga membantu rolling blastokis

(Nejatbakhsh, et al., 2012). Akhirnya, meningkatnya ekspresi molekul adhesi

yang lain seperti integrin 𝛼v𝛽3 integrin (Zhao, et al., 2010), trophinins ,

junctional adhesion molecule (JAM) , dan kompleks HB-EGF/errB4

mengakibatkan pergerakan blastokis terhenti dan selanjutnya blastokis dapat

melekat erat ke permukaan endometrium menjelang invasi (Nicola & Babon,

2015).

LIF memainkan peran tak tergantikan dalam memulai interaksi embrio-

endometrium. Pada mencit tanpa LIF, pinopode juga menghilang. Sedang pada

manusia, berbagai tingkat pertumbuhan uterodomes mengekspresikan kadar LIF

and LIFR baik di epitel luminal maupun epitel kelenjar pada fase luteal hari ke

enam-sembilan (Aghajanova, et al., 2003). Satu penelitian menunjukkan bahwa

ekspresi LIFR dan gp130 pada endometrium wanita fertil berkorelasi dengan

pembentukan pinopode , keadaan sebaliknya tampak pada wanita dengan

unexplained infertility (Nicola & Babon, 2015).

2.5.6 Peran LIF dalam invasi trophoblas

Sel besar trophoblas memiliki kemampuan menginvasi ke desidua untuk

memulai reaksi implantasi (Hemberger, 2008). Pada saat bergerak kedalam uterus,

sel trophoblas dihadapkan pada berbagai protein matriks ekstraseluler (ECM) dan

basal membran seperti kolagen, fibronektin, laminin, vitronektin, trophin, dan

tastin yang dapat berikatan dengan integrin pada permukaan trophoblas. Molekul

molekul ini membantu dalam kontrol adhesi, migrasi, difrensiasi, dan penyebaran

sel sel trophoblas (Bischof & Campana, 2000). Dalam proses invasi terjadi

degradasi elemen elemen matriks ekstra seluler (ECM) kearah migrasi yang

melibatkan enzim enzim protease, seperti matrix metalloproteinases (MMPs) 2,

9, dan 14 dan dikontrol oleh tissue inhibitor of metalloproteinases (TIMPs),

seperti, TIMPs 1, 2, dan 3 (Nicola & Babon, 2015).

LIF berperan sangat penting dalam invasi trophoblas. LIF menstimulasi

difrensiasi giant cells trophoblas via JAK1-STAT3 pathway . Sementara itu,

soluble LIF memberi sinyal ekstraseluler yang menstimulasi invasi trophoblas via

aktivasi STAT3. LIF menginduksi proliferasi sel trophoblas melalui stimulasi

transisi sel ke fase G(2)/M siklus sel dan mengaktifkan kaskade sinyal STAT3

dan ERK1/2 . LIF juga meningkatkan kemampuan invasi sel trophoblas manusia

(HTR-8/SVneo cells) in vitro via aktivasi STAT1 dan STAT3, dan juga

meningkatkan kemampuan invasi sel trophoblas ekstravilli via stimulasi adhesi

ke elemen matriks ekstraseluler antara lain fibronektin, vitronektin, dan laminin.

Di samping itu, LIF juga didapatkan men 'downregulasi' ekspresi gen gen yang

mengkode TIMP1, TIMP2, dan TIMP3 , sehingga membantu mengurangi

ekspresi enzim enzim yang terlibat dalam penguatan invasi trophoblas (Nicola &

Babon, 2015).

Gambar 2.16 Peran LIF dalam implantasi embrio (Nicola & Babon, 2015)

2.6 Stimulasi Ovarium pada Program Fertilisasi Invitro

Proses stimulasi ovarium dilakukan berdasarkan pemahaman tentang

fisiologi dan endokrinologi ovulasi. Ovulasi merupakan suatu peristiwa saat

pecahnya folikel yang disertai keluarnya cairan dari folikel bersama-sama dengan

ovum yang dikelilingi oleh sel-sel kumulus ooforus . Ovulasi tidak dapat terlepas

dari fungsi reproduksi secara keseluruhan, khususnya tentang siklus menstruasi

(Fritz & Speroff, 2011).

Masa reproduksi seorang wanita sangat bervariasi, berlangsung diantara

umur 10-45 tahun. Haid pada masa ini paling teratur dan merupakan masa paling

subur dimana kemungkinan kehamilan sangat besar. Pada masa ini terjadi ovulasi

kurang lebih 450 kali, dan tidak semua menstruasi disertai ovulasi (Fritz &

Speroff, 2011 ).

2.6.1 Perkembangan folikel dan ovulasi

Ovarium, sebagaimana pula testis memiliki dua fungsi, eksokrin dan

endokrin yaitu memproduksi gamet (oosit), demikian juga hormon seks yaitu

estrogen dan progesteron. Kalau pada testis fungsi ganda tersebut berlangsung

menetap dari pubertas oleh dua struktur yang berbeda, maka pada ovarium fungsi

tersebut berlangsung secara siklis dari pubertas sampai menopause, dan

menghasilkan perubahan unit morfologis yang sama, yaitu folikel ovarium (Fritz

& Speroff, 2011; Jerome & Carmen, 2014.).

Mulai bulan ketujuh perkembangan embrio, korteks ovarium mengandung

cadangan jutaan folikel primordial yang secara progresif berkurang jumlahnya

sampai menopause. Setiap folikel dalam stroma korteks dibentuk oleh oosit

pertama yang dikelilingi oleh lapisan datar sel-sel folikel, dan sel-sel ini ditutupi

oleh membran basal (membran Slavjanski). Oosit pertama ini berdiameter 30 μm .

Dari bentuk folikel primordial ini lapisan datar sel-sel folikel mengalami

transformasi menjadi sel-sel kuboid, menandai terbentuknya folikel primer

(Fritz& Speroff, 2011; Jerome & Carmen, 2014.).

Selanjutnya sel-sel folikel mengalami multiplikasi membentuk lapisan

kedua yang mengelilingi oosit, membentuk folikel sekunder. Diameter folikel

meningkat secara progresif sampai ± 180 μm. Sel-sel folikel berjumlah ± 5000

yang membentuk granulosa. Oosit pertama mulai tumbuh dan diameternya

meningkat dari 40 μm menjadi 60 μm. Pada akhir perkembangan, folikel sekunder

dikelilingi oleh ruang yang tidak beraturan akibat diferensiasi sel epiteloid pada

stroma fibroblas yang berhubungan dengan kapiler. Sel-sel epiteloid ini

membentuk teka interna. Adanya folikel sekunder dengan teka interna disebut

sebagai folikel preantral (Fritz & Speroff, 2011; Jerome & Carmen, 2014.).

Folikel preantral merupakan kelanjutan pertumbuhan folikel primer yang

berkembang dibawah pengaruh Follicle Stimulating Hormone (FSH). Pada fase

ini oosit tumbuh membesar dikelilingi oleh membran yang disebut zona pelusida

dan sel-sel granulosa yang mengalami proliferasi sehingga menjadi berlapis-lapis.

Sel-sel granulosa pada folikel preantral ini mempunyai kemampuan untuk

melakukan produksi dan sekresi berbagai hormon steroid seperti estradiol,

progesteron, dan androstenedion dalam jumlah yang terbatas. Terbanyak adalah

konsentrasi hormon estradiol. Hormon ini dihasilkan melalui proses aromatisasi

dengan menggunakan substrat androstenedion, dengan bantuan hormon FSH,

yang mulai tampak fungsinya dengan ditemukannya reseptor FSH dalam sel

granulosa. Kerjasama antara estrogen dan FSH akan lebih meningkatkan jumlah

reseptor FSH dan mitosis pada sel granulosa, mengakibatkan perkembangan

pertumbuhan folikel ke tingkat berikutnya. Kadar esradiol dalam stadium

preantral ini juga menentukan nasib sel folikel lainnya (Fritz & Speroff, 2011;

Jerome & Carmen, 2014).

Dibawah pengaruh sinergis estrogen dan FSH, terjadilah peningkatan

produksi cairan folikel yang mengisi rongga antara sel-sel granulosa dan

terakumulasi sedemikian rupa sehingga terbentuk rongga yang berisi cairan

folikel dan disebut sebagai folikel tersier/folikel antral. Disekeliling oosit,

granulosa menonjol ke dalam kantong folikel membentuk kumulus ooforus. Teka

interna terpisah dari granulosa oleh membran Slavjanski, yang dibentuk oleh sel-

sel epiteloid. Teka eksterna dibentuk oleh serat-serat kolagen yang tebal dan

dilintasi oleh sejumlah kapiler, mengandung miofibroblas hasil diferensiasi

fibroblas stroma. Akhir perkembangan, oosit yang bersandar pada kumulus adalah

oosit pertama yang terhenti pada stadium profase (diakinesis) dan mencapai

diameter 120 μm (Fritz & Speroff, 2011; Jerome & Carmen, 2014.).

Pada stadium antral, kadar estradiol dan progesteron di cairan folikel

meningkat jumlahnya, diameter folikel diperkirakan 12 mm. Terjadinya

peningkatan kadar estradiol pada stadium antral ini disebabkan oleh karena

meningkatnya kadar enzim aromatase seiring dengan meningkatnya kadar LH dan

FSH sehingga mampu meningkatkan intensitas proses konversi androstenedion

menjadi estradiol. Pada folikel preovulasi, sel granulosa membesar dan terdapat

lemak di dalamnya, sedangkan sel teka terbentuk vakuola dan mengandung

banyak pembuluh darah. Keadaan ini menyebabkan folikel kelihatan hiperemis.

Pada saat ini produksi estrogen meningkat dan mencapai puncaknya pada 24 – 36

jam sebelum ovulasi. Kadar FSH mulai menurun sebagai akibat mekanisme

umpan balik negatif hormon estradiol. Berbeda dengan FSH, estradiol justru

memberikan umpan balik positif terhadap LH yang mengakibatkan pembebasan

kadar LH maksimum dari hipofisis. Tetapi, sesaat sebelum terjadi peningkatan

maksimum dari LH terjadilah penurunan kadar estradiol. Diduga hal ini

disebabkan karena adanya pengaruh tekanan LH sebagai salah satu mekanisme

kontrol untuk memulai produksi progesteron. Sebab kadar LH yang tinggi justru

menghambat fungsi enzim 17 hidroksilase yang berperan untuk mengubah

progesteron menjadi 17 hidroksiprogesteron, dan menghambat enzim aromatase

sebagai refleksi dari terjadinya desensitisasi (Fritz & Speroff, 2011; Jerome &

Carmen, 2014.).

Terjadinya lonjakan LH merupakan petunjuk bahwa akan terjadi ovulasi,

dimana ovulasi biasanya terjadi 34-36 jam sesudahnya . Lonjakan LH itu sendiri

akan menyebabkan berlanjutnya proses meiosis dari oosit yang berhenti pada

stadium diplotene, luteinisasi dari sel-sel granulosa, dan sintesis prostaglandin F-

2α yang penting untuk pecahnya folikel. Proses pematangan oosit dan luteinisasi

sel-sel granulosa sebelum waktunya dihambat oleh faktor lokal yang dikenal

sebagai oocyte maturation inhibitor dan luteinization inhibitor. Dengan adanya

lonjakan LH, progesteron meningkat terus sampai saatnya ovulasi. Meningkatnya

progesteron ini berakibat umpan balik negatif, sehingga lonjakan LH berakhir. Di

samping efek sentral, progesteron juga menambah kelenturan dinding folikel,

sehingga dapat dimengerti bahwa pada saat mendekati ovulasi ukuran folikel

bertambah dengan cepat (Fritz & Speroff, 2011; Jerome & Carmen, 2014.).

Ovulasi berupa pecahnya dinding folikel dan keluarnya oosit melalui

suatu proses yang sangat kompleks. Sebelum pecah, dinding folikel mengalami

degenerasi kolagen, sehingga menjadi tipis dan teregang. LH dan progesteron

akan meningkatkan aktifitas enzim proteolitik, yang akan lebih mempercepat

hilangnya lapisan kolagen dari dinding folikel. Kadar prostaglandin E dan F

dalam cairan folikel sangat meningkat dan mencapai puncaknya pada waktu

ovulasi. Prostaglandin diduga membebaskan enzim dari lisosom dan enzim inilah

yang akan menghancurkan dinding folikel. Disamping itu, prostaglandin di duga

akan menyebabkan kontraksi jaringan otot yang berada di dalam ovarium,

sehingga pada waktu otot ini berkontraksi akan membantu pengeluaran oosit dan

kumulusnya (Fritz & Speroff, 2011; Jerome & Carmen, 2014.).

Setelah folikel pecah dan terjadi ekspulsi oosit, folikel menunjukkan

bagian yang berlipat disebut dengan folikel dehiscent. Membran Slavjanski

menghilang seluruhnya dan pembuluh darah kapiler teka dengan cepat menyerbu

granulosa sehingga sel-sel granulosa membesar dan mengalami luteinisasi

sehingga terbentuklah korpus luteum. Pada saat ini vaskularisasi di jaringan

granulosa meningkat, kapiler-kapiler terbentuk hingga ke sentral. Vaskularisasi

baru ini mencapai puncaknya pada hari ke delapan-sembilan pasca ovulasi.

Korpus luteum ini merupakan salah satu organ yang unik karena dapat

memproduksi semua hormon seks, yaitu androgen, estrogen, dan progestin.

Supaya terbentuk korpus luteum yang sempurna, diperlukan pertumbuhan folikel

yang optimal pada saat pre ovulasi. Jumlah reseptor LH yang terbentuk pada fase

folikuler akan menentukan kapasitas fungsional dari korpus luteum. Di samping

itu perubahan lapisan granulosa yang avaskuler ke jaringan vaskuler pada fase

luteal juga memegang peranan penting. Hal ini disebabkan karena pembentukan

progesteron tergantung pada transport kolesterol, dan jaringan luteal yang kaya

vaskularisasi ini penting sekali untuk transport kolesterol ke sel-sel luteal (Fritz &

Speroff, 2011; Jerome & Carmen, 2014).

Korpus luteum akan mengalami degenerasi pada hari ke sembilan-11

setelah ovulasi, yang kemungkinan disebabkan oleh estradiol yang diproduksi

oleh korpus luteum itu sendiri. Luteolisis karena estrogen mungkin sebagai akibat

dari pengaruh yang ditimbulkan pada reseptor LH melalui pembentukan

prostaglandin. Estrogen yang diproduksi oleh korpus luteum masih mempunyai

efek lain, yaitu mensintesis reseptor progesteron. Reseptor ini diperlukan pada

endometrium, karena bila jumlah reseptor progesteron kurang, walaupun jumlah

progesteron cukup, maka perubahan yang terjadi pada endometrium tidak

sempurna untuk mencapai keadaan yang kondusif untuk tumbuhnya embrio.

Degenerasi korpus luteum akan terjadi apabila tidak terjadi kehamilan. Apabila

terjadi kehamilan, korpus luteum dipertahankan oleh stimulus baru yang kadarnya

dengan cepat meningkat, yaitu hCG. Human Chorionic Gonadotropin (hCG)

pertama kali timbul pada sekitar hari ke sembilan–13 setelah ovulasi. Human

Chorionic Gonadotropin (hCG) ini akan mempertahankan korpus luteum untuk

tetap memproduksi steroid melalui steroidogenesis sampai sembilan-sepuluh

minggu usia kehamilan, dimana pada saat ini steroidogenesis dari plasenta telah

berfungsi (Fritz & Speroff, 2011; Jerome &Carmen, 2014.).

2.6.2 Obat-obatan untuk stimulasi ovarium pada fertilisasi invitro

Pada siklus alamiah tedapat konsep tentang suatu batas ambang minimal

dari kadar FSH yang dapat menyebabkan tumbuhnya satu folikel dominan,

sementara folikel-folikel yang lain mengalami atresia. Konsep ini dikenal sebagai

“FSH window consept”. Pemberian suatu FSH eksogen dimaksudkan untuk

memodifikasi prinsip dasar tersebut dengan memperpanjang lama FSH window

sehingga folikel yang akan berkembang menjadi lebih banyak dibanding siklus

alami (Bachmann, et al., 2015).

Gambar 2.17 Konsep FSH threshold and window pada perkembangan folikel

dan pemanfaatannya bagi perkembangan multi folikel (Bart

& Fauser, 2014)

Sejarah mengenai produksi dan penggunaan gonadotropin dalam

pengobatan infertilitas sangat panjang, mulai dari upaya awal pengambilan

senyawa ini dari hewan, kadaver serta urine manusia, hingga dihasilkannya

produk rekombinan dari mamalia (sel tikus hamster China). Perkembangan

gonadotropin selama 70-80 tahun terakhir ini terus berlangsung untuk dapat

menghasilkan produk-produk yang aman, efektif, murni dan konsisten, sehingga

dapat mengurangi variabilias pengobatan (Bachmann, et al., 2015).

2.6.2.1 Follicle stimulating hormone (FSH)

Penggunaan FSH eksogen untuk terapi pertama kali adalah pada tahun

1930 terhadap penderita amenorhea dengan menggunakan produk yang

diekstraksi dari babi. Selama tahun 1950-an, FSH berhasil diekstraksi dari

kelenjar hipofise wanita yang meninggal dunia dan wanita menopause, karena

konsentrasi gonadotropin lebih tinggi dibanding wanita masa reproduksi

(hipergonadotropik status). Selanjutnya pada tahun 1960-an dikembangkan human

Menopausal Gonadotropin (hMG) dari urin wanita menopause. Keberhasilan

penggunaan gonadotropin urin diawali dengan beredarnya hMG (Pergonal) atau

menotropin secara komersial yang komposisinya adalah 75 IU FSH dan 75 IU LH

(Bachmann, et al.,2015).

Kemudian, pada tahun 1980-an diluncurkan suatu produk baru yaitu

Metrodin, dengan kadar LH:FSH adalah 0,1 IU:75 IU, yang secara praktis kadar

bioaktif LH sangat minimal atau hampir tidak ada, namun masih didapatkan

sejumlah konsentrasi protein lain yang melekat pada FSH. Pemberian FSH untuk

induksi pada awal fase folikuler (hari 1-2) merupakan pilihan dengan

pertimbangan bahwa folikel pada stadium ini tidak mempunyai reseptor LH,

tetapi lebih banyak ditemukan reseptor FSH. Oleh karena kondisi yang

menyerupai kondisi fisiologik inilah hampir semua klinik bayi tabung dilaporkan

menggunakan FSH untuk stimulasi ovarium pada fertilisasi in vitro (Bachmann, et

al., 2015).

Terdapat kelemahan dari FSH yang diekstraksi dari urin wanita menopause

yaitu adanya kontaminasi komponen protein lain dengan konsentrasi >95%.

Kontaminasi tersebut dikhawatirkan dapat menyebabkan terjadinya reaksi alergi

pada penderita. Adanya kelemahan tersebut mendorong para ahli untuk

menciptakan produk FSH yang lebih murni, sehingga pada tahun 1995

dikembangkan penggunaan FSH dengan menggunakan teknik pemurnian yang

lebih sempurna (uhpFSH), dan melalui teknologi rekombinan (rFSH). Dengan

teknik rekombinan diperoleh FSH dengan kemurnian sampai 99% dengan

bioaktifitas yang tinggi (100.000 IU/mg protein) (Bachmann, et al., 2015).

Mulai tahun 2000, penggunaan gonadotropin generasi baru yaitu

rekombinan FSH (rFSH) makin banyak digunakan oleh berbagai klinik bayi

tabung. Keinginan untuk menciptakan produk FSH rekombinan didasarkan atas

pertimbangan bahwa FSH dalam sirkulasi sangat heterogen bentuknya, sehingga

peran aktifitas biologis dalam kondisi fisiologis yang dihasilkan juga beragam.

FSH melalui teknik rekombinan diupayakan untuk memperoleh molekul yang

mirip dengan produk FSH seperti yang disintesis oleh hipofise (Bachmann et al.,

2015).

2.6.2.2 Luteinizing hormone (LH)

Berbeda dengan FSH, LH menunjukkan peranannya yang lebih luas, lebih

bervariasi, dan lebih beragam dalam pengendalian siklus reproduksi. Kerjasama

yang harmonis antara FSH dan LH, serta tentunya dengan substansi biomolekul

lainnya ikut menentukan kualitas folikel, oosit, dan proses biologis siklus

reproduksi lainnya. Untuk menjalankan fungsi tersebut, konsentrasi LH harus

optimum yang berada pada spektrum ambang tertentu. Konsentrasi LH yang

terlalu rendah atau sebaliknya, akan memberikan konsekuensi biologis pada organ

target (Bachmann, et al., 2015).

Dalam kondisi fisiologis, proses biokimia reproduksi membutuhkan

konsentrasi LH yang tidak terlalu rendah dan tidak terlalu tinggi, yaitu antara 1

IU/ml – 10 IU/ml. Apabila konsentrasi LH terlalu tinggi, timbul masalah biologis

yang lebih rumit dan mengakibatkan gangguan pada pengendalian fungsi

reproduksi. Secara komersial, produk LH yang tersedia di pasaran adalah human

Chorionic Gonadotrophin (hCG). Pada stimulasi ovarium untuk fertilisasi in

vitro, pemberian hCG pada saat akhir menjelang terjadinya ovulasi, umumnya 24-

36 jam setelah pemberian hMG terakhir, tujuannya adalah untuk memantapkan

pematangan folikel fase preovulasi dan oosit. Dianjurkan pemberian hCG

terendah sebaiknya > 5000 IU, mengingat pada 2000 IU didapatkan 77% oosit

sedangkan 5000 IU didapatkan 95,5% dan pada 10 000 IU didapatkan 98,8% oosit

dengan kualitas yang lebih baik (Bachmann, et al., 2015).

Mengingat sebagian besar struktur dan aktifitas biologis hCG mirip dengan

LH, dan dengan struktur kimiawi yang unik serta tidak terpengaruh oleh feedback

hormone steroid sehingga hCG diperkirakan dapat merangsang efek LH endogen

secara cepat dan singkat sebagai syarat terjadinya final maturasi dan ovulasi.

Tetapi berbeda dengan keadaan fisiologis dimana FSH dan LH secara bersamaan

meningkat secara proporsional untuk menimbulkan ovulasi, pemberian hCG

eksogen akan menimbulkan peningkatan tinggi terhadap LH saja (Bachmann, et

al., 2015).

2.6.2.3 Gonadotropin releasing hormone (GnRH) analog

Penggunaan GnRH analog sebagai pengobatan dalam stimulasi ovarium

pada program fertilisasi in vitro sudah merupakan prosedur standar. GnRH sudah

terbukti dapat meningkatkan sinkronisasi dan penurunan frekuensi terjadinya

penundaan akibat lonjakan LH prematur yaitu dari sebesar 20% penundaan

menjadi hanya dua % penundaan. Selain itu, juga terjadi peningkatan angka

fertilisasi dan angka implantasi (Huirne, 2007).

Kokohnya ikatan GnRH analog terhadap reseptor GnRH menimbulkan

pengaruh pada keseimbangan hormon steroid dan gonadotropin yang lazim

disebut sebagai up regulation, yaitu terjadi pembebasan sejumlah besar LH dan

FSH dari hipofise dan meningkatnya jumlah reseptor GnRH di hipofise. Pengaruh

ini dibuktikan dalam suatu uji klinis yang menunjukkan bahwa 12 jam setelah

pemberian GnRH agonis terjadi peningkatan FSH sebesar 5 kali, LH sebesar 10

kali, dan estradiol sebesar 4 kali. Namun pemberian GnRH agonis secara konstan

dalam waktu lama (14-21 hari) menimbulkan desensitisasi total sehingga sel

gonadotrop tidak mampu memberikan reaksi terhadap rangsangan GnRH yang

disebut down regulation. Akibatnya terjadi penurunan kadar LH, FSH, hormon

steroid, dan atresia folikel. Fenomena ini melandasi pemikiran untuk

menggunakan GnRH agonis dalam stimulasi ovarium (Verberg, et al., 2009; Bart

& Fauser, 2014)

Sejak tahun 1980-an, pada program FIV stimulasi ovarium selalu diberikan

bersama GnRH agonis, untuk menekan sekresi gonadotropin endogen , dengan

tujuan antara lain menekan lonjakan LH prematur. GnRH agonis dapat diberikan

dengan metode protokol panjang (long protocols) atau dengan protokol pendek

(short atau flare protocols). GnRH agonis awalnya menyebabkan sekresi

gonadotropin (efek flare up), respon ini sangat berguna pada fase folikular awal

karena kombinasi GnRH dan estradiol menghasilkan simpanan gonadotropin yang

cukup banyak. Umumnya supresi hipofise terjadi dalam tujuh – 14 hari kemudian.

Jadi pemberian diteruskan GnRH agonis menyebabkan down

regulation/desentisisasi, kemudian tejadi kerusakan reseptor. GnRH agonis

berikatan dengan reseptor melalui proses internal receptor – mediated

endocytosis. Ikatan kompleks ini diikuti dengan degradasi ligand dan daur ulang

parsial dari reseptor sehingga reseptor GnRH akan berkurang. Pada saat reseptor

akan menjadi normal, desensitisasi dipelihara oleh mekanisme post reseptor

termasuk berkurangnya dan kegagalan fungsi reseptor GnRH dalam berikatan

dengan ion Ca dan hilangnya kemampuan transfer gonadotropin dari non

releaseable ke bentuk releasable. Mekanisme post reseptor menyebabkan sekresi

gonadotropin biologis tidak aktif (Verberg et al., 2009; Cheng & Leung, 2011).

Pada dekade berikutnya GnRH antagonis juga dipakai pada program FIV,

dan mempunyai efek inhibisi langsung pada sekresi gonadotropin. Molekul

antagonis bersaing dengan menempati reseptor GnRH sehingga menghambat

kerja GnRH endogen, bersifat penghambat kompetitif. GnRH antagonis

menyebabkan supresi langsung (tanpa flare up) dan reseptor GnRH tidak

berkurang, ini menunjukkan asupan konstan antagonis ke sel gonadotrop sehingga

semua reseptor GnRH tetap terikat. Dengan antagonis menyebabkan supresi

hipofise yang lebih baik dibandingkan dengan GnRH agonis (Cheng & Leung,

2011; Bart & Fauser, 2014).

2.6.2.4 Protokol stimulasi ovarium pada program fertilisasi invitro (FIV)

Secara umum, stimulasi ovarium akan berhasil dengan baik bila dilakukan

pada pasien-pasien dengan respon ovarium yang baik. Keadaan ini dapat

diketahui melalui pemeriksaan kadar hormonal basal, yaitu pada hari kedua atau

ketiga haid. Kadar FSH > 12 IU/mL, atau bahkan sampai diatas 20 IU/mL

berhubungan dengan buruknya respon ovarium terhadap stimulasi pada program

FIV (spesifisitas 80-100%, sensitifitas 10-30%). Tingginya kadar FSH ini

berhubungan pula dengan meningkatnya usia penderita, dimana peningkatan usia

menyebabkan penurunan jumlah oosit dan kualitas oosit. Tingginya kadar

estradiol pada hari ke-2 atau ke-3 haid (>60-80 pg/mL) juga dapat memprediksi

sulitnya terjadi proses kehamilan. Peningkatan kadar estradiol yang prematur

berhubungan dengan recruitment folikel sebagai respon meningkatnya sekresi

FSH. Bila kadar basal hormon FSH dan estradiol tinggi pada hari ke-2 atau hari-3

haid menunjukkan respon ovarium terhadap stimulasi ovarium yang jelek (Fritz &

Speroff, 2011).

2.6.2.4.1 Protokol pendek agonis

Stimulasi ovarium protokol pendek GnRH agonis (short/flare up protocol)

menekankan cara pemberian GnRH-a dan gonadotropin secara bersamaan yaitu

pada saat awal fase proliferasi (hari kedua haid) sampai saat pemberian hCG

(Shah & Bansal, 2014).

Gambar 2.18 Protokol pendek agonis GnRH (Shah & Bansal, 2014)

2.6.2.4.2 Protokol panjang agonis

Protokol panjang dimaksudkan untuk mencapai downregulasi hipofise

yang disertai dengan penekanan gonadotropin endogen sebelum stimulasi dengan

FSH eksogen. Pada protokol ini agonis GnRH mulai diberikan pada fase midluteal

(hari ke 21 atau 22) dari siklus menstruasi sebelumnya atau pada fase folikular

dini (gambar). Tidak terdapat perbedaan outcome antara kedua cara mulai ini

(Maheshwari, et al., 2011).

Gambar 2.19 Protokol panjang agonis GnRH (Shah & Bansal, 2014)

Agonis umumnya diberikan sampai 2 minggu, sehingga didapatkan

penekanan ovarium yang ditunjukkan dengan kadar estradiol plasma < 50 pg/mL

dan/atau ketebalan endometrium kurang dari lima mm pada pemeriksaan USG.

Gonadotropin eksogen dan agonis GnRH diberikan bersama sama sampai hari

pemberian hCG (Shah & Bansal, 2014).

Satu dari enam atau tujuh pasangan memerlukan penanganan infertilitas.

Sebagian dari pasangan ini memerlukan tindakan in vitro fertilization (IVF), yang

sekarang telah digunakan secara luas . IVF berkembang semakin penting, dan di

beberapa negara, jumlah siklus IVF meningkat pesat dalam dekade terakhir (Shah

& Bansal, 2014).

Tujuan setiap protokol stimulasi ovarium adalah untuk mendapatkan

sebanyak mungkin folikel sehingga bisa didapatkan oosit yang berkualitas, tanpa

terjadinya komplikasi seperti hiperstimulasi ovarium (Shah & Bansal, 2014).

Gonadotropin muncul sebagai satu tonggak dalam penanganan infertilitas

dan telah digunakan secara ekstensif dan efektif selama tiga dekade terakhir.

Induksi ovulasi dapat dioptimalisasi dengan mengembangkan protokol stimulasi

sesuai kasus dan pengaturan dosis gonadotropin sesuai dengan hasil pemeriksaan

cadangan ovarium, riwayat respon terhadap controlled ovarian hyperstimulation

(COH) sebelumnya dan jenis kasus anovulasi yang dihadapi (Shah & Bansal,

2014).

2.6.2.4.3 Protokol antagonis GnRH

Antagonis GnRH berikatan dengan reseptor GnRH di hipofise, akan tetapi

tidak menginduksi pelepasan gonadotropin. Terikatnya GnRH secara kompetitif

dengan reseptor mencegah GnRH endogen bekerja sehingga tidak menimbulkan

efek perangsangan pada sel sel hipofise. Sebagai akibatnya adalah tidak terjadi

efek flare-up seperti pada pemberian GnRH agonis dan kadar gonadotropin

endogen tertekan dengan cepat dan efektif . Jadi, antagonis GnRH memiliki efek

penghambatan langsung , serta efek penekanan yang reversibel terhadap sekresi

gonadotropin. Mode of action yang terjadi bergantung kepada ekuilibrium antara

GnRH endogen dan antagonis yang dipakai. Sebagai akibatnya, efek kerja

antagonis adalah dosedependent (Shah & Bansal, 2014).

Keuntungan pemakaian antagonis GnRH adalah : merupakan protokol

stimulasi ovarium yang lebih nyaman, dengan periode stimulasi yang lebih

pendek dan tanpa didahului penekanan hipofise, lebih fisiologis, penekanan

hipofise dimulai saat ada ancaman lonjakan LH prematur, serta risiko terjadinya

OHSS lebih rendah (Shah & Bansal, 2014).

Struktur antagonis GnRH dikembangkan dari struktur molekul GnRH

native. Asam amino pada posisi satu, dua, tiga, enam, dan sepuluh berperan

penting dalam struktur dan fungsi molekul GnRH native (dekapeptida). Asam

amino pada posisi enam berperan pada pemecahan enzim. Posisisi dua dan tiga

penting dalam pelepasan gonadotropin dan posisi satu, enam, dan sepuluh

penting dalam struktur tiga dimensi molekul (Sardana & Rao, 2014).

Pada agonis GnRH, hanya terdapat perubahan penting pada posisi enam

dan sepuluh . Pada antagonis GnRH perubahannya lebih kompleks. Asam amino

His pada posisi dua dan Trp pada posisi tiga diganti dan D-amino acids

disubstitusi pada posisi enam dengan neutral D-ureidoalkyl amino acids. Dengan

modifikasi ini , dikembangkan antagonis generasi ke-tiga, yang sejak tahun 1999

terdapat dua macam preparat yaitu : (1) cetrorelix (Cetrotide, Serono

International SA, Geneva, Switzerland); dan (2) ganirelix (Orgalutran,Organon,

Oss, The Netherlands). Kedua preparat ini yang digunakan dalam protokol

stimulasi GnRH antagonis (Sardana & Rao, 2014).

Antagonis Gonadotropin-releasing hormone bekerja sebagai competitive

blockers pada reseptor GnRH native, sehingga memblok GnRH native untuk

memulai pembentukan dimer dan transduksi sinyal (pelepasan follicle stimulating

hormone (FSH) dan LH dari hipofise ). Tidak seperti GnRH agonis, antagonis

tidak memiliki aktifitas intrinsik (Sardana & Rao, 2014).

Tabel 2.2 Struktur GnRH alamiah dan analog GnRH dengan variasi posisi asam

amino (Sardana & Rao, 2014)

Blokade kompetitif reseptor GnRH segera menyebabkan terhentinya

sekresi gonadotropin, tetapi ini bersifat reversibel. Dan juga, karena tidak ada

reseptor yang hilang, antagonis harus diberikan secara konstan untuk tetap

memblok semua reseptor GnRH. Sehingga diperlukan dosis antagonis yang lebih

tinggi dibandingkan dengan agonis untuk mendapatkan efek penekanan hipofise

yang efektif (Sardana & Rao, 2014).

Protokol dosis multipel mencegah penekanan LH yang berlebihan serta

turunnya kadar estradiol yang sering terjadi pada saat antagonis diberikan.

Protokol dosis multipel merupakan protokol yang simpel, aman, dan efisien

untuk mencegah lonjakan LH (Sardana & Rao, 2014).

Protokol dosis tetap lebih sederhana serta kurang memerlukan monitoring

siklus. Sedang protokol dosis fleksibel mencegah suntikan yang tidak perlu jika

risiko lonjakan LH minimal dan karenanya lebih sedikit memakai ampul

antagonis serta gonadotropin. Sehingga tampaknya lebih cost-effective (Sardana &

Rao, 2014).

Efek blokade kompetitif reseptor GnRH segera menyebabkan penekanan

sekresi gonadotropin. Dalam waktu enam jam (range empat-24 jam) setelah

pemberian antagonis GnRH, kadar LH plasma turun sampai 70% (range 52-91%)

dan kadar FSH 30% (range 23–61%) . Jumlah serta durasi penekanan ini adalah

dose dependent. Cetrorelix, dengan dosis 3 mg single dose dan dosis harian 0.25

mg , memiliki half-life masing masing 62.8 jam dan 20.6 jam. Ganirelix, dengan

dosis harian 0.25 mg , memiliki half-life 16,2 jam. Kadar tidak terdeteksi lagi

dalam waktu 24-72 jam (Sardana & Rao, 2014).

Berbagai penelitian menunjukkan bahwa insiden lonjakan LH prematur

pada protokol antagonis bervariasi antara satu persen dan 35% . Hal ini penting

diperhatikan khususnya pada dosis harian (Sardana & Rao, 2014).

Pemicuan ovulasi dilakukan apabila telah didapatkan satu atau beberapa

folikel dengan diameter 17-22 mm . Kadar estradiol juga dipakai sebagai kriteria

bagi pemicuan ovulasi (Sardana & Rao, 2014).

Suatu randomized study prospektif membandingkan outcome dari timing

pemicuan yang berbeda (folikel dengan diameter 17 mm atau ditunda dua hari).

Suatu perbaikan outcome yang bermakna didapatkkan pada kelompok dengan

pemberian hCG secara dini dalam hal perbaikan implantation rate dan ongoing

pregnancy rates. Mekanisme yang mendasari adalah adanya pernaikan dalam

kualitas oosit dan reseptivitas endometrium. Menunda pemberian hCG selama ≥

dua hari setelah didapatkan tiga atau lebih folikel berdiameter ≥ 17 mm ,

berasosiasi dengan penurunan yang bermakna dalam pregnancy rates (Sardana &

Rao, 2014).

Pemicuan dengan hCG [urinary human chorionic gonadotropin (uhCG)

atau recombinant hCG (rhCG)] paling sering digunakan di berbagai pusat

pelayanan fertilitas di dunia bagi maturasi akhir oosit. Akan tetapi kejadian

ovarian hyperstimulation syndrome (OHSS) tetap menjadi perhatian utama,

sekalipun insiden OHSS pada protokol antagonis lebih rendah secara bermakna

(sekitar 50%) dibandingkan dengan protokol agonis. Pemakaian agonis GnRH

(0.2 mg triptorelin) sebagai pengganti hCG menghilangkan kemungkinan

terjadinya OHSS (karena half-life lonjakan LH endogen yang pendek). Picu

ovulasi dengan agonis GnRH juga bekerja lebih fisiologis bagi maturasi oosit

(Sardana & Rao, 2014).

Kelemahan penggunaan agonis adalah berasosiasi dengan luteolisis

prematur. Suatu penelitian meta-analisis melaporkan penurunan pregnancy rates

yang bermakna pada penggunaan agonis sebagai picu ovulasi pada siklus dengan

fresh embryo transfer (Sardana & Rao, 2014).

Pada keadaan ancaman terjadinya OHSS dianjurkan melakukan

kriopreservasi embrio serta tandur alih pada siklus berikutnya. Hal ini tidak hanya

bisa mendapatkan pregnancy rate yang lebih baik, tetapi juga mencegah late-

onset pregnancy-associated OHSS pada fresh cycle. (Sardana & Rao, 2014).

Protokol stimulasi ovarium dapat menimbulkan gangguan pada fase luteal.

Pada protokol stimulasi agonis, penunjang fase luteal bersifat mandatory .

Progesteron paling sering digunakan karena sama efektifnya dengan hCG dengan

risiko OHSS yang lebih rendah. Pada mulanya, diperkirakan protokol antagonis

tidak memerlukan penunjang fase luteal karena durasi kerja yang pendek dan

cepatnya reversibilitas. Akan tetapi, pada suatu penelitian dengan protokol

antagonis tanpa penunjang fase luteal tidak didapatkan terjadinya kehamilan

(Sardana & Rao, 2014).

Sekarang telah dimengerti bahwa terjadinya insufisiensi fase luteal adalah

karena kadar hormon steroid sex yang suprafisiologis pada stimulasi gonadotropin

yang memberi umpan balik sehingga menyebabkan prolonged pituitary

suppression. Oleh karena itu, penunjang fase luteal diperlukan bagi endometrium

dan mempertahankan kehamilan tanpa memandang jenis GnRH analog yang

digunakan pada stimulasi ovarium. Progesteron tetap terpilih sebagai komponen

utama penunjang fase luteal. Penambahan estrogen pada progesteron tidak

memperbaiki pregnancy rates (Sardana & Rao, 2014).

Pengembangan preparat antagonis GnRH sangat berkaitan dengan efek

samping yang terjadi. Antagonis GnRH generasi ketiga tidak menyebabkan

terjadinya pelepasan histamin, karena dosis yang diperlukan untuk terjadinya

keadaan itu 1000 kali konsentrasi efektif plasma. Juga tidak didapatkan reaksi

kulit sistemik maupun lokal. Efek samping yang sering didapat adalah reaksi

minor pada tempat suntikan , nausea, sakit kepala, fatigue dan malaise. Tidak

terdapat perubahan bermakna pada kimia darah dan parameter hematologi lain.

Tidak terdapat interaksi obat (Sardana & Rao, 2014).

Dua preparat GnRH antagonis yang tersedia adalah cetrorelix (Cetrotide,

Serono) dan ganirelix (Orgalutran,Organon). Antagonis dapat digunakan dalam

dua protokol yang berbeda yaitu protokol dosis tunggal dan dosis multipel,

dengan dosis 0,25 mg dan 3 mg.

Pada protokol antagonis dosis tunggal, dosis tunggal 3 mg cetrorelix

diberikan pada hari ke enam atau tujuh pemberian FSH , pada saat kadar serum

estradiol 550 - 750 pmol/L dan diameter folikel lebih dari 14 mm. Dosis tunggal

cetrorelix ini berkerja sebagai preparat pseudodepot , yang mengakibatkan

supresi fungsi hipofise dalam beberapa hari. Dosis 3 mg cetrorelix ini adalah dosis

minimal yang diperlukan pada protokol antagonis GnRH. Pada dosis 2 mg,

didapatkan terjadi lonjakan LH prematur (Shah & Bansal, 2014).

Protokol ini mudah digunakan, dapat ditoleransi dengan baik dengan

hanya reaksi pada tempat suntikan yang ringan dan transien, sehingga baik bagi

compliance pasien (Sardana & Rao, 2014).

Pada protokol antagonis dosis multipel, controlled ovarian stimulation

(COH) dimulai dengan pemberian gonadotropin eksogen pada fase folikular dini.

Lonjakan LH prematur dicegah dengan pemberian dosis harian 0.25 mg

cetrorelix s.c mulai hari ke lima-enam dan seterusnya. Dosis 0.25 mg merupakan

dosis efektif minimal pada protokol dosis multipel. Dosis yang sama juga

digunakan untuk ganirelix. Kedua protokol terbukti sama sama efektif dan aman

(Shah & Bansal, 2014).

Pada protokol dosis multipel dapat digunakan protokol yang fixed atau

fleksibel. Pada protokol antagonis GnRH dosis tetap, antagonis pertama diberikan

pada hari ke enam stimulasi gonadotropin dan dilanjutkan sampai hari pemberian

hCG. Pada protokol antagonis GnRH dosis fleksibel antagonis mulai diberikan

pada saat diameter folikel mencapai 14 mm dan dilanjutkan sampai hari

pemberian hCG (Shah & Bansal, 2014).

Protokol dosis multipel mencegah penekanan LH yang berlebihan serta

turunnya kadar estradiol yang sering terjadi pada saat antagonis diberikan.

Protokol dosis multipel merupakan protokol yang simpel, aman, dan efisien

untuk mencegah lonjakan LH (Sardana & Rao, 2014).

Protokol dosis tetap lebih sederhana serta kurang memerlukan monitoring

siklus. Sedang protokol dosis fleksibel mencegah suntikan yang tidak perlu jika

risiko lonjakan LH minimal dan karenanya lebih sedikit memakai ampul

antagonis serta gonadotropin. Sehingga tampaknya lebih cost-effective (Sardana &

Rao, 2014).

Suatu penelitian meta-analisis yang membandingkan antara protokol dosis

antagonis tetap dan fleksibel menunjukkan bahwa protokol dosis fleksibel

menggunakan lebih sedikit gonadotropin dan lebih sedikit antagonis GnRH. Akan

tetapi ada kecenderungan kearah pregnancy rate yang lebih rendah pada protokol

fleksibel, khususnya bila pemberian antagonis GnRH lebih lambat melewati hari

ke 8 stimulasi ovarium (Shah &Bansal, 2014).

Menaikkan dosis FSH , pada saat dimulainya pemberian antagonis GnRH

tidak meningkatkan keberhasilan kehamilan menurut satu penelitian prospektif

randomized trial (Propst, 2006).

Penambahan LH tidak diindikasikan pada seluruh siklus stimulasi dengan

antagonis GnRH. Penambahan LH mungkin diperlukan pada pasien pasien

dengan pertumbuhan folikel yang kurang pada hari ke enam stimulasi

gonadotropin, dengan riwayat respon yang buruk pada siklus sebelumnya, dan

pada pasien usia tua (Shah & Bansal, 2014).

Gambar 2.20 Protokol antagonis dosis tunggal (Shah & Bansal, 2014)

Gambar 2.21 Protokol antagonis dosis multipel (Shah & Bansal, 2014)

Dengan ditemukannya reseptor GnRH diluar hipofise, keamanan analog

GnRH khususnya di ovarium, oosit, dan endometrium menjadi ramai

diperdebatkan. Telah di hipotesakan bahwa antagonis GnRH terlibat dalam

program mitosis sel dalam folikulogenesis, pembentukan blastomer dan

perkembangan endometrium (Sardana & Rao, 2014).

Pertumbuhan folikel tidak dipengaruhi oleh dosis antagonis GnRH , akan

tetapi penurunan yang dose-related tampak pada kadar LH, androstenedion dan

estradiol pasa akhir fase folikular. Antagonis GnRH pada dosis tinggi dapat

mempengaruhi steroidogenesis folikel, dan juga dapat menurunkan cleavage rate

embrio (Sardana & Rao, 2014).

Terjadinya gangguan reseptivitas endometrium diduga sebagai penyebab

menurunnya angka implantasi (yang dose-related) , karena embrio kriopreservasi

mempunyai pregnancy rate yang normal.

Akan tetapi konsep ini dibantah oleh Mannaerts dan Gordan, (2000), karena

antagonis tidak mengaktifasi reseptor GnRH. Antagonis GnRH hanya bisa

memblok kerja dari GnRH dan agonis GnRH. Terlebih lagi, penelitian penelitian

selanjutnya gagal menemukan perbedaan yang bermakna dalam angka implantasi

dan kehamilan dengan menggunakan antagonis GnRH (Sardana & Rao, 2014).

Tidak ditemukan efek buruk atau teratogenik terhadap perkembangan

embrio pada penelitian binatang. Follow-up pada anak anak yang dilahirkan juga

menunjukkan keamanan penggunaan antagonis GnRH. Data yang didapat

menunjukkan safety profile antagonis yang baik. Kejadian malformasi dan

kelainan kongenital tidak meningkat (Sardana & Rao, 2014).

2.7 Pengaruh Kadar Suprafisiologis Estrogen pada Reseptivitas

endometrium

2.7.1 Pengaruh stimulasi ovarium terhadap hormon steroid

Salah satu parameter yang digunakan sebagai refleksi dari kualitas stimulasi

ovarium adalah steroidogenesis di folikel. Umumnya stimulasi ovarium akan

meningkatkan produksi dan sekresi hormon steroid (estradiol dan progesteron),

sebagai refleksi dari pertumbuhan multifolikel. Semua stimulasi ovarium akan

merubah pola dan komposisi rasio kadar hormon steroid, khususnya estradiol dan

progesteron, baik di sirkulasi maupun di cairan folikel (Fritz & Speroff, 2011).

Sampai kini telah dicapai kesepakatan bahwa kadar estradiol plasma

merupakan parameter yang dapat dipakai untuk memantau pertumbuhan folikel.

Tetapi untuk mengevaluasi/mengidentifikasi spektrum kadar estradiol yang

dianggap sesuai bagi suksesnya suatu kehamilan pada program fertilisasi in vitro,

masih belum dicapai kesepakatan. Peningkatan kadar estradiol plasma secara

bertahap/stabil yang dipantau secara berkala, dan diikuti dengan pertumbuhan

diameter folikel yang konsisten (dipantau dengan sonografi transvagina) akan

memberikan korelasi terhadap oosit dengan kualitas yang lebih baik. Lagi pula

penurunan atau tidak adanya peningkatan kadar estradiol di awal stimulasi

ovarium merupakan parameter utama untuk membatalkan/menunda program

fertilisasi in vitro sehingga dapat menghemat biaya dan waktu (Palshetkar, et al.,

2014).

Selain estradiol, pemantauan kadar progesteron juga mulai mendapat

perhatian. Pemeriksaan kadar progesteron plasma pada 20 sampai 34 jam setelah

pemberian hCG pada stimulasi ovarium dengan FSH/hMG menunjukkan

peningkatan progesteron plasma tiga kali lebih besar pada kelompok penderita

yang hamil dibandingkan dengan kelompok yang tidak hamil. Hasil ini

menunjukkan adanya suatu tanda awal dari periode transisi antara kapasitas

folikel yang matang dan mulai berfungsinya korpus luteum, mengingat pada

keadaan fisiologis luteinisasi di folikel Graaf sudah mulai terjadi 20 jam sebelum

ovulasi. Dapat pula diinterpretasikan sebagai waktu yang tepat untuk pemberian

hCG dan dimulainya fase luteinisasi atau sebagai salah satu kriteria untuk

meramalkan kematangan oosit di dalam folikel yang matang tersebut. Sebab

aspirasi folikel baru dilakukan antara 34-36 jam setelah pemberian hCG

(Palshetkar, et al., 2014).

2.7.2. Pengaruh Stimulasi Ovarium Terhadap Endometrium

Seperti diketahui bahwa hormon ovarium, estrogen dan progesteron

mempersiapkan endometrium untuk siap menerima implantasi blastokista.

Perubahan dari fase proliferasi ke endometrium fase sekresi adalah bagian penting

untuk mencapai kondisi reseptif yang dibutuhkan untuk implantasi. Perubahan ini

akibat ekspresi histologik dari proses biokimia dan molekuler (Mesiano, 2014).

Pada fase midluteal endometrium mencapai ketebalan 10-14 mm, saat ini

aktivitas sekresi mencapai puncaknya dan sel-sel endometrium kaya akan

glikogen dan lipid. Jendela reseptivitas endometrium terbatas pada hari 16-22

siklus, dengan diawali oleh pembentukan pinopode yaitu epitel permukaan

mikrovilli yang memperlihatkan perubahan kistik, muncul dan beregresi selama

jendela reseptivitas. Pinopode dapat menyerap cairan dari kavum uterus sehingga

memaksa blastokista mengadakan kontak dengan epitel endometrium.

Pertumbuhan pinopode berkaitan dengan adesi blastokista pada epitel lumen,

menunjukkan reseptivitas nidasi endometrium. Progesteron merangsang

munculnya pinopode sedangkan estrogen menyebabkan regresinya. Sepanjang

siklus menstruasi normal, penampakan terbanyak pinopode terjadi pada hari 19,

20 dan 21 dari siklus 28 hari (Nikas, 2000.)

Bourgain dan Devroey, mengevaluasi indeks proliferasi endometrium dan

mendapatkan bahwa pada fase luteal dini terjadi efek antiproliferatif yang berat

baik pada sel kelenjar maupun stroma endometrium pada siklus yang distimulasi

dibanding siklus alami. Pada stimulasi ovarium pemunculan progesteron lebih

awal dan secara cepat menyebabkan transformasi lebih awal fase sekresi dan

berhentinya maturasi sel kelenjar endometrium dari fase luteal ( Bourgain &

Devroey, 2003). Pada siklus yang distimulasi menggunakan clomiphene citrate

(100mg/hari) selama lima hari, diikuti dengan hMG pada hari keenam, delapan,

dan kesepuluh siklus, kemudian pemberian hCG (5.000 IU), formasi pinopode

tampak pada hari 16, 17 dan 18. Perbedaan penampakannya tersebut menjadikan

pinopode sebagai petanda morfologis jendela implantasi bergeser menjadi lebih

awal dibanding siklus alami (Nikas, 2000; Guidice, 2003).

Pada FIV-ET dimana selalu dilakukan stimulasi ovarium dengan co-

treatmen GnRH analog dapat penyebab terjadinya defisiensi fase luteal (luteal

phase defect / LPD) antara lain oleh karena : suprafisiologi hormon steroid

ovarium menyebabkan dissinkroni perkembangan stroma dan kelenjar dan

perpanjangan fase proliferasi, dan dipercaya merupakan penyebab terbesar LPD;

pemberian GnRH agonis menyebabkan prolong recovery kelenjar hipofise dan

menyebabkan kegagalan support corpus luteum; pemakaian GnRH antagonis

walaupun rapid recovery kelejar hipofise tetapi dapat menyebabkan luteolisis

berat; pemberian hCG untuk final maturation oosit dapat menyebabkan supresi

produksi LH melalui mekanisme short loop feedback ; dan yang terakhir

kehilangan dalam jumlah besar sel granulosa saat tindakan petik ovum

menyebabkan hilangnya sumber progesteron dan kegagalan corpus luteum

(Fatemi, 2007).

Pada fase reseptif uterus mulai menghasilkan faktor-faktor pertumbuhan

seperti EGF dan HB-EGF. Endometrium juga menghasilkan sekurangnya tiga

sitokin yang terlibat dalam implantasi seperti CSF-1, LIF, dan IL-I. Dengan

protein-protein ini, melalui gen pengatur HOXA-10, menyebabkan ekspresi dari

enzim siklo-oksigenase (COX) dan molekul sel adhesi (Taylor, 2000; Guidice,

2003).

Molekul adesi sel integrin terdapat selama fase sekresi. Satu integrin yang

dideteksi dengan imunohistokimia dan sitometri pada epitel kelenjar selama hari

5- 6 postovulasi, dengan ekspresi reseptor vitronektin v3 menunjukkan

terbukanya jendela implantasi. Sub unit v terdapat pada tingkat epitel selama

fase sekresi awal dan lanjut serta pada stroma selama seluruh siklus. Sedangkan

subunit 3 mulai muncul secara mendadak pada hari 20 siklus (mulainya jendela

implantasi secara teoritis) dan terdapat pada epitel selama fase sekresi lanjut dan

pada stroma selama seluruh siklus sampai awal kehamilan ( Lessey, 1998,

Mesiano, 2009).

Pengaturan ekspresi dari integrin subunit 3 epitel endometrium yang

muncul 6-8 hari setelah ovulasi telah lama dihubungkan dengan reseptor

progesteron karena saat ekspresi terjadi, setelah adanya kenaikan progesteron

serum (Bagchi et al., 2003). Pada fase sekretorik epitel endometrium secara

selektif kehilangan reseptor progesteron (PR), sementara sel stroma

mempertahankan ekspresi PR ini. Hilangnya PR intraepitelial akibat dari

peningkatan konsentrasi progesteron dalam serum yang secara efektif mengurangi

PR. Pergeseran dalam jumlah reseptor ini terjadi bertepatan dengan awal

reseptivitas endometrium pada hari ke 19-20 siklus (pasca-lonjakan LH hari

kelima-enam) seiring dengan munculnya v3 (Bagchi, et al., 2003; Achache,

2006).

Down regulation specific dari reseptor steroid oestrogen (ER) dan

progesterone (PR), dan disisi lain konsentrasi hormon estrogen dan progesteron

yang tinggi dalam sirkulasi darah mengakibatkan partisi fungsional dari fase

skretorik menjadi dua segmen. Pada hari 16 siklus, konsentrasi progesteron dan

PR yang tinggi baik dalam epitel maupun sel stroma sebagai respon efek terhadap

steroid ovarium (estrogen dan progesterone tinggi dalam sirkulasi). Pada hari 22,

ketika PR dan ER terjadi penurunan selektif dalam sel epitel (PR dan ER dalam

epitel menurun sedangkan dalam stroma tetap ada), akibatnya aktivitas seks

steroid terutama terjadi pada sel stroma, yang kemudian dapat mempengaruhi

sel epitel secara tidak langsung melalui faktor parakrin tertentu. Sehingga para

ahli berpendapat bahwa reseptivitas endometrial (hari 22) diatur oleh pergeseran

ini dalam pengaruh selular, secara tidak langsung oleh aktivitas hormon

progesteron (Lessey, 1998; Achache, 2006).

Dari pengamatan ini, dikembangkan hipotesa bahwa v3 seharusnya

dihambat oleh steroid seks dan bahwa hilangnya reseptor steroid akan

meningkatkan ekspresi integrin ini. Hipotesis ini didukung oleh penelitian, bahwa

adanya korelasi ekspresi dari integrin v3 dengan PR endometrium dan

gambaran histologi endometrium, pada wanita dengan defisiensi fase luteal.

Keterlambatan histologis pada pasien-pasien ini dikaitkan dengan tidak adanya

integrin v3 dan tetap tingginya PR epitel (Lessey, 1998; Apparao, et al., 2001).

Dari hasil penelitian tentang efek antiprogestin terhadap ekspresi integrin

didapatkan bahwa integrin subunit β3 dan α4 menurun secara signifikan pada

pemberian berbagai dosis antiprogestin sedangkan integrin αvβ3 tidak

menunjukan perubahan ekspresi, dan disimpulkan bahwa ekspresi berbagai

subunit integrin dapat diatur oleh hormon steroid dan ada yang diatur oleh

hormon steroid dan faktor lain misalnya growth factor dan sitokin seperti ekspresi

integrin αvβ3 (Marions, 2000).

Sampai pada akhirnya dilakukan penelitian dan ditemukan bahwa hormon

steroid tidak secara langsung meningkatkan ekspresi integrin subunit β3 tetapi

melalui kompleks PR - progesteron meregulasi transkrips faktor gen HOXA10

dan HOXA10 binding site 5’ mengaktivasi reporter gene expression melalui 41-

bp elemen subunit integrin β3 (ITGB3) pada sel epitel endometrium. Jadi steroid

ovarium tidak secara langsung meregulasi ekspresi gen integrin beta-3(ITGB3)

tetapi melalui aktivator gen HOXA10 (Gaurang, 2002).

Pada stimulasi sederhana dengan klomifen sitrat didapatkan kadar estrogen

lebih tinggi (38%) dan tejadi penekanan ekspresi integrin subunit 3 dan PR,

ada perbedaan dengan kontrol, sedangkan pada integrin subunit v, 1 dan 4

tidak ada perbedaan dibandingkan dengan siklus alami (Palomino, 2004).

Pada penelitian yang membandingkan ekspresi integrin v3, 11 dan

41 pada pasien yang mengikuti program FIV (infertitas karena faktor wanita

seperti gangguan tuba dan endometriosis) dan ICSI (infertilitas karena gangguan

sperma), dan kontrol (wanita yang menjalani steril laparoskopi), didapatkan tidak

ada perbedaan bermakna secara statistik antara kedua program pada ekspresi

semua integrin . Tetapi pada analisa lebih dalam, ditemukan bahwa integrin v3

pada epitel endometrium lebih baik ekspresinya pada kelompok infertil karena

gangguan sperma (Thomas, 2003).

Leukimia Inhibitory Factor merupakan salah satu biomarker reseptivitas

endometrium (Lessey & Young, 2014). Selama proses implantasi, LIF

terekspresikan di epitel kelenjar dan stroma endometrium. Sebagai regulator

autokrin , ekspresi LIF di kelenjar endometrium tertinggi pada fase luteal madya,

dan juga terdeteksi pada cairan kavum uteri selama fase luteal (Nicola & Babon,

2015).

LIF memiliki peran tak tergantikan dalam proses implantasi. LIF berperan

dalam proses transformasi uterus menjadi reseptif, dalam proses desidualisasi,

meregulasi respon immun, dalam perkembangan embrio, ikut mengatur interaksi

embrio-endometrium, serta invasi trofoblas (Nocola & Babon, 2015).

Stimulasi ovarium pada program FIV, dengan perkembangan multifolikel,

menghasilkan kadar estrogen suprafisiologis yang dapat merugikan proses

implantasi, karena mengurangi kadar ekspresi gen gen tertentu. Gen LIF ter

'downregulasi' pada blastokis yang dihasilkan dalam siklus dengan stimulasi

ovarium. Selama proses embriogenesis , mRNA LIF, LIFR, dan gp130 tidak

terdeteksi pada stadium satu-dua sel, tetapi muncul setelah stadium blastokis

(Movaghar & Askarian, 2012). Ekspresi gen LIF pada endometrium, tujuh hari

setelah pemberian hCG, juga mengalami down regulation pada siklus yang

distimulasi dengan gonadotropin urin dan agonis GnRH, dibandingkan dengan

kontrol alami (Horcajadas, et al.,2005).

Sejumlah penelitian menunjukkan bahwa stimulasi ovarium menurunkan

ekspresi LIF di endometrium (Chen, et al., 2008). Ekspresi LIF (dan juga integrin

β3) secara bermakna didapatkan lebih rendah pada kelompok moderate responder

(kadar E2 5000-15.000 pmol/L pada saat hCG), dan kelompok high responder

(kadar E2 > 15.000 pmol/L pada saat hCG), dibandingkan dengan kontrol siklus

alami. Hal ini menunjukkan bahwa marker reseptivitas endometrium pada siklus

dengan stimulasi ovarium lebih rendah dibandingkan dengan siklus alami, dan

keadaan ini lebih nyata pada kadar E2 yang lebih tinggi (Chen, et al., 2008).

Penelitian tentang efek gonadotropin pada endometrium pada saat

kehamilan awal menunjukkan berkurangnya ekspresi HoxA10, TGF-β, LIF, dan

PGHS-2 pada hari ke 12 kehamilan, pada siklus yang distimulasi dengan

gonadotropin/hCG. Hal ini menunjukkan adanya pengaruh buruk stimulasi

ovarium terhadap persiapan endometrium bagi implantasi (Blitek, et al., 2010).

2.8 Inhibitor Aromatase

Estrogen merupakan hasil akhir dari tahap transformasi steroid. Blokade

pada setiap konversi dalam pathway steroidogenesis akan menyebabkan

berkurangnya produksi Estrogen, akan tetapi penekanan yang lebih spesifik akan

didapat melalui inhibisi pada tahap akhir produksi Estrogen yang sangat unik.

Perubahan dari androgen ke estrogen merupakan reaksi yang komplek, melibatkan

3-hydroksilasi, masing masing menggunakan NADPH sebagai donor elektron

dalam mengeliminasi group methyl C-19 dan membentuk cicin aromatik steroid A

(Miller, 2006, Klauss, 2015).

Reaksi tahap akhir ini melibatkan enzim tunggal cytochrome P450 (P45-

arom) . Peran kunci dari aromatase dalam biosintesis estrogen menimbulkan

perhatian pada inhibitor enzim ini , yang dapat digunakan pada therapi beberapa

kelainan endokrinologi (Miller, 2006, Simpson, 2006, Klauss, 2015).

Enzim aromatase cytochrome P450. merupakan produk dari gen

CYP19A1, yang terdapat di membran retikulum endoplasma dan dihasilkan di

hati, kelenjar adrenal, otak, plasenta dan gonad. Super famili gen P450 sangat

besar, terdiri dari 3000 dalam 350 famili, dimana cytochrome P450 arom

merupakan anggota famili 19. Haem protein ini berikatan dengan substrat steroid

androgen C19 dan mengkatalisa serangkaian reaksi yang membentuk cincin

phenolic A yang merupakan ciri estrogen (Simpson, 2006). Mutasi dari gen

CYP19A1 dapat menyebabkan hilang atau berlebihnya aromatase (Klauss, 2015).

Gambar 2.21 Classical pathway biosintesis Estrogen dari kolesterol (Buzdar, A.

2006)

Gambar 2.23 Mekanisme biosintesis Estrogen (Buzdar, 2006)

Inhibitor aromatase berdasarkan mekanisme kerja dan strukturnya terbagi

dalam dua tipe. Inhibitor tipe I berkaitan dengan substrate-binding site enzim dan

memiliki variasi struktur androgen (disebut inhibitor steroidal). Sebaliknya

inhibitor tipe II berinteraksi dengan sistem Cytochrome P450 dan kebanyakan

memiliki struktur azole, dan non-steroidal (Miller, 2006; Klauss, 2015).

Secara umum inhibitor tipe I bersifat lebih spesifik dibandingan dengan

tipe II. Beberapa preparat dari tipe I seperti formestane dan exemstane , secara

sendiri sendiri memiliki efek inhibisi yang sangat kecil, tetapi saat berikatan

dengan catalytic site enzim, mengalami metabolisme menjadi bentuk intermediate

yang akan melekat irreversibel ke active site enzim sehingga memblok

aktivitasnya. Tipe I ini disebut juga sebagai suicide inhibitors enzim akan menjadi

tidak aktif hanya sebagai akibat dari mekanisme kerjanya sendiri. Efek

penghambatan ini berlangsung memanjang, karena enzim tetap tidak aktif

sekalipun obat telah tidak ada lagi di sirkulasi. Pulihnya produksi estrogen

bergantung kepada sintesis molekul aromatase yang baru (Miller, 2006).

Gambar 2.24 Berbagai tipe inhibitor aromatase (Miller, 2006)

Sebaliknya, inhibitor tipe II tidak menghancurkan enzim dan mekanisme

kerjanya bersifat reversibel bergantung kepada lamanya pemberian. Inhibitor tipe

II berinteraksi dengan bagian haem group dari cytochrome P450 dalam enzim

aromatase. Evolusi perkembangan kedua tipe inhibitor aromatase dengan cepat

telah mancapai generasi akhir dengan spesifisitas dan potensi yang meningkat

(Miller, 2006).

Tabel 2.3 Klasifikasi inhibitor aromatase (Miller, 2006)

Inhibitor aromatase generasi pertama seperti aminoglutethimide masih

jauh dari ideal bagi pemakaian klinis. Obat ini tidak efektif menekan kadar plasma

estrogen dan karena tidak spesifik memerlukan terapi pengganti glucocorticoid

secara rutin. Aminoglutethimide tidak spesifik karena juga bekerja pada sistem

cytochrome P450 yang lain. Yang lebih menganggu adalah , aminoglutethimide

memiliki sejumlah efek samping yang berat seperti lethargy dan somnolence

sampai ke ataxia dan juga nausea serta vomiting . Keadaan ini menyebabkan

dikembangkannya obat inhibitor aromatase yang lebih spesifik, lebih efektif, serta

dengan efek samping yang dapat ditoleransi (Miller, 2006).

Inhibitor aromatase generasi II seperti formestane dan fadrozole, sudah

dikembangkan sehingga menjadi lebih selektif dan memiliki potensi yang lebih

tinggi dibandingkan dengan generasi I. Sebagai contoh, fadrozole yang

merupakan turunan imidazole dari aminoglutethimide yang menghambat sistem

aromatase di plasenta dan ovarium, memiliki potensi 400–1000 kali dibandingkan

dengan aminoglutethimide . Obat ini juga memiliki efek yang kecil terhadap

enzim kelompok cytochrome P450 yang lain. Yang berarti obat ini dapat

diberikan tanpa memerlukan terapi pengganti corticoid . Akan tetapi fadrozole

memiliki half-life yang relatif pendek, yang mengakibatkan aktivitas in vivo lebih

buruk dibandingkan dengan triazole yang memiliki clearence lebih lambat.

Spesifisitas fadrozole juga diragukan, karena juga dapat menekan sintesis cortisol

and aldosteron, sekalipun efek ini tidak bermakna secara klinis (Miller, 2006).

Inhibitor aromatase generasi III mencakup anastrozole , letrozole dan

exemestane . Baik letrozole maupun anastrozole merupakan kelompok triazoles

yang memiliki cincin aromatik yang flat yang sangat sesuai dengan substrate-

binding site enzim. Disamping itu, terdapat bagian didalam struktur cincin yang

dapat berkoordinasi dengan bagian haem iron aromatase dan secara efektif

menghambat reaksi hidroksilasi pada proses aromatisasi. Kombinasi dari

haemgroup-binding dan active-site binding menyebabkan potensi yang lebih

tinggi dan lebih target spesifik. Exemestane merupakan analog androgen yang

menghambat aromatase dengan cara yang sama dengan formestane (Miller, 2006,

Buzdar, 2006).

Anastrozole dan letrozole bersifat reversibel, turunan imidazole, dan

termasuk inhibitor aromatase nonsteroidal , sedangkan exemstane merupakan

inhibitor aromatase steroidal yang irreversibel (Buzdar, 2006).

Anastrozole, letrozole dan exemstane lebih poten dari aminoglutethimide

dalam hal penghambatan aktivitas aromatase in vitro. Pada aminoglutethimide

diperlukan konsentrasi obat dalam micromolar, sedang untuk letrozole,

anastrozole dan exemestane dalam nanomolar.

Profil pharmacokinetik obat generasi ke III yang lebih superior juga menunjukkan

bahwa obat ini lebih efeltif in vivo. Dalam hal ini, dosis harian dalam milligram

anastrozole, letrozole dan exemestane efektif menghambat proses aromatisasi di

seluruh tubuh (Tabel), dan kadar estrogen di sirkulasi akan turun sampai tidak

terdeteksi. (Miller, 2006).

Tabel 2.4 Aktifitas penghambatan aromatase pada berbagai jaringan (Miller,

2006)

Penting dibedakan antara anti-estrogen (selective estrogen receptor

modulators; SERMs) dengan inhibitor aromatase. Inhibitor aromatase

menurunkan sintesis estrogen endogen sedangkan SERM seperti tamoxifen tidak

menghambat sintesis dan kadar estrogen tetap tidak berubah.

Inhibitor aromatase tidak berinteraksi dengan ER dan tidak memiliki

aktifitas agonis estrogen, sementara tamoxifen berikatan langsung dengan ER

(Miller, 2006).

Tabel 2.5 Penghambatan aromatase in-vivo (Miller, 2006)

Penggunaan inhibitor aromatase dibidang reproductive medicine semakin

meluas, akan tetapi sejauh ini masih bersifat off-label (Sujata, 2013; Klauss,

2015). Kebutuhan akan alternatif terhadap klomifen sitrat untuk induksi ovulasi

mulai dirasakan sejak tahun 1990. Kerugian klomifen sitrat adalah : mendeplesi

reseptor estrogen (ER) diseluruh badan, memiliki efek kumulatif, dan half-life

yang panjang. Sebaliknya, suatu inhibitor aromatase memblok konversi androgen

ke estrogen di folikel ovarium, jaringan perifer, dan di otak. Keadaan ini

mengakibatkan dua hal : (a) Turunnya kadar estrogen di sirkulasi dan lokal dan

(b) meningkatnya androgen intraovarian . Turunnya kadar estrogen, melepas

poros hypothalamopituitary dari negative feedback estrogen. Terjadi lonjakan

pelepasan follicle stimulating hormone (FSH) , yang akan mengakibatkan

pertumbuhan folikel. Karena mekanisme feedback masih intact; pertumbuhan

folikel yang normal , seleksi folikel dominan, dan terjadi atresia folikel yang

tumbuh lebih kecil; dan karenanya memfasilitasi pertumbuhan monofolikular dan

ovulasi (Sujata, 2013).

Mekanisme kerja inhibitor aromatase lainnya adalah meningkatkan

androgen intraovarium. Hal ini akan meningkatkan sensitivitas folikel ovarium

terhadap FSH. Peran androgen pada fase early follicular adalah memperbanyak

reseptor FSH dan merangsang insulin-like growth factor (IGF)-I; FSH dan IGF-I

bekerja secara sinergis mendorong pertumbuhan folikel (Sujata, 2013).

Keunggulan inhibitor aromatase inhibitor dibandingkan dengan klomifen

sitrat adalah: (1) Tidak mendeplesi ER di seluruh badan, (2) tetap menjaga poros

hypothalamopituitary utuh (3) bersifat short acting (45 menit half-life).

Farmakodinamik letrozole ini mengakibatkan perbaikan ketebalan endometrium ,

mukus servikal , monofolikel, dan folikulogenesis yang lebih baik. Faktor faktor

ini menghasilkan pregnancy rate yang lebih tinggi dan kehamilan tunggal (Sujata,

2013).

Inhibitor aromatase juga diteliti dalam bidang Tehnologi Reproduksi

berbantu bagi mendapatkan oosit serta dlam usaha mengurangi jumlah obat FSH

yang digunakan pada protokol stimulasi ovarium. Sejumlah penelitian sedang

berlangsung, dan Cochrane-review tentang pemakaian letrozole dalam induksi

ovulasi masih sedang dikerjakan (Klauss, 2015). Sammour dkk. membandingkan

efek Klomifen sitrat dengan letrozole pada 49 pasien unexplained infertility yang

menjalani superovulasi-Inseminasi intra uterin. Ditemukan bahwa, sekalipun

klomifen sitrat menghasilkan lebih banyak folikel mature pada saat pemberian

human chorionic gonadotrophin (hCG), endometrium didapatkan lebih tipis

dibandingkan dengan kelompok letrozole. Pregnancy rate didapatkan tiga kali

lebih tinggi pada kelompok letrozole. Mousavi-Fatemi mendapatkan bahwa

letrozole menyebabkan berkembangnya folikel lebih sedikit dibandingkan dengan

pada pemberian klomifen sitrat. Pada penelitian lainnya El Helw dkk

menggunakan dosis 20 mg letrozole single dose pada hari ke tiga siklus pada

53 pasien yang dirandomisasi dan mendapatkan pregnancy rate yang sedikit

lebih tinggi pada kelompok letrozole (18.2%) dibandingkan dengan klomifen

sitrat (11.5%) (Simpson, 2006).

Sejumlah penelitian mendapatkan bahwa letrozole mengurangi jumlah

pemakaian FSH dalam induksi ovulasi , tetapi dosis ideal yang diperlukan masih

perlu diteliti lebih lanjut. Mitwally dan Casper meneliti pemakaian letrozole

pada 12 wanita poor responder yang dengan pemberian FSH mendapatkan lebih

sedikit dari 3 folikel. Letrozole diberikan dengan dosis 2.5 mg pada hari ke tiga-

tujuh siklus. Respon terhadap FSH membaik dalam hal jumlah folikel mature,

didapatkan pregnancy rate 21% serta jumlah pemakaian FSH berkurang..

(Simpson, 2006).

Membandingkan antara protokol pendek gonadotrophin-relasing hormone

(GnRH) agonist, FSH + letrozole dengan FSH dan GnRH antagonist pada pasien

poor responder , didapatkan bahwa dosis FSH yang diperlukan untuk

mendapatkan angka ovulasi lebih rendah pada kelompok dengan letrozole dan

tebal endometrium membaik, didapatkan pregnancy rate 16.7% pada kelompok

letrozole dibandingkan dengan 7.7% pada kelompok kontrol (Simpson, 2006).

Penelitian lain mendapatkan bahwa FSH dapat dihemat jika pasien

diberikan 5 mg letrozol tetapi tebal endometrium menjadi terganggu. Pada

penelitian ini , gonadotropin diberikan sendiri mulai hari ke tiga siklus atau

dikombinasi dengan 5 mg letrozol mulai hari ke 5 siklus. Pemicuan ovulasi

menggunakan hCG saat folikel dominan mencapai diameter 18 mm. Pada

kelompok letrozol diperlukan lebih sedikit ampul gonadotropin dan didapatkan

lebh banyak folikel dengan diameter lebih besar dari 14 mm; pregnancy rate tidak

berbeda pada kedua kelompok sekitar 20%. Pengaruh buruk pada ketebalan

endometrium pada kelompok letrozol agaknya disebabkan karena waktu

pemberian obat. Pada penelitian ini induksi ovulasi dilakukan empat hari setelah

tablet letrozol terakhir dan juga dosis letrozol dua kali dosis standar. Jika melihat

half-life letrozol , agaknya konsentrasi terapi aktif obat masih ada pada saat

pemberian hCG yang akan mengurangi produksi estrogen den mengganggu

ketebalan endometrium (Simpson, 2006).

Tabel 2.6 RCT Penggunaan letrozole untuk induksi ovulasi pada IVF/ICSI

(Sujata, 2013)