Profil Ekspresi MicroRNA dan mRNA pada plasenta manusia yang berasal dari kehamilan dengan komplikasi preeklamsia dan persalinan prematur

Abstrak

MicroRNA (miRNA) telah berkembang sebagai kunci yang mengatur ekspresi gen agar seimbang yang melibatkan proses proliferasi, apoptosis, dan perkembangan sel, sebaliknya ekspresi gen yang berlawanan berhubungan dengan berbagai macam kelainan patologis. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menilai profil ekspresi dari miRNA dan memperkirakan gen target pada plasenta pasien dengan kpreeklamsia (PC) dan kelahiran prematur (PT) yang dibandingkan dengan kehamilan normal (NT). Melalui teknik pemprofilan secara microarray dari 820 miRNA dan 18,630 transkrip mRNA, hasil analisa mengidikasikan bahwa 283 miRNA dan 9119 mRNA diekspresikan pada semua plasenta, dan yang diekspresikan secara berhubungan terdapat 20 miRNA (P<0.05 dan ≥1.5-fold) dan 120 mRNA (P<0.05, dan 2-fold cutoff) diekspresikan secara berbeda pada PT dan PC dibandingkan dengan NT. Ekspresi dari miR-15b, miR-18 Ia, miR-200C, miR-210, miR-296-3p, miR-377, miR-483-5p, dan miR-493 dan beberapa predisksi gen target: matrix metalloproteinases (MMP-I, MMP-9), a disintegrin and metalloproteinase domains (ADAM-17, ADAM-30), tissue inhibitor of metalloproteinase 3 (TIMP-3); suppressor of cytokine signaling I (SOCS I); Stanniocalcin (STC2); corticotropin-releasing hormone (CRH), CRH-binding protein (CRHBP); dan endothelin-2 (EDN-2) divalidasi dengan metode cohort menggunakan real-time polymerase chain reaction (PCR), beberapa menunjukkan korelasi terbalik dari ekspresi target gen yang diprediksikan. Analisa fungsional mengindikasikan bahwa hasil aktifitas selular yang teratur dari gen-gen ini dianggap penting dalam fungsi plasenta normal dan plasenta yang dipengaruhi oleh PC dan kelahiran PT. Kesimpulan, hasil menunjukkan bukti lebih lanjut bahwa plasenta yang terpapar oleh PC dan kelahiran PT menunjukkan ekspresi yang berlawanan dengan jumlah miRNA dengan fungsi pengaturan potensial dengan ekspresi target gen spesifik, dimana perubahan ekspresi dan fungsi berhubungan dengan komplikasi kehamilan.

Kata kunci:

Plasenta, prematur, preeklamsia, miRNA, mRNA, ekspresi

Pendahuluan

Preeklamsia (PC) dan kelahiran prematur (PT) merupakan komplikasi kehamilan yang sering dan menjadi penyebab utama peningkatan morbiditas dan mortalitas ibu dan anak diseluruh dunia. Meskipun hubungan sebab dan akibat masih belum jelas, penelitian secara familial dan epidemiologi menunjukkan hubungan yang kompleks antara genetik dan faktor lingkungan dan efek dari komplikasi kelahiran PT.1-7 Infeksi dan inflamasi merupakan penyebab yang paling tepat pada proses patologis yang menyebabkan PT.4,7-10

Ekspresi gen yang konvensional dan dalam skala luas telah mengidentifikasi perubahan dari beberaoa jumlah gen, termasuk beberapa proinflamasi, angiogenik, dan gen yang terkait siklus jaringan pada plasenta yang berasal dari kehamilan dengan komplikasi oleh PT, dibandingkan dengan persalinan normal..4,7-11 Penelitian lainnya yang mirip juga mendukung dan menjadi landasan bagi penyebab genetik pada PC.1,6,8,12 Preeklamsia adalah kelainan spesifik pada kehamilan yang ditandai oleh gagalnya fungsi fisiologis dari transformasi arteri spiralis pada placental bed dan mempengaruhi hingga 10% dari seluruh kehamilan yang terjadi.1,3,12 Seperti halnya pada persalinan PT, perubahan ekspresi plasenta oleh jumlah proinflamasi, angiogenik dan gen yang terkait siklus jaringan berhubungan terhadap kehamilan yang dipengaruhi oleh PC.6,10,11,13-25 Sebagai tambahan, mediator yang berasal dari bagian ibu telah didalilkan mengubah ekspresi gen-gen pada trofoblas dan jenis sel ibu-janin lainnya.1,6,12,18

Pengumpulan sejumlah bukti juga mengindikasikan adanya regulator kunci bagi microRNA yang berfungsi terhadap regulasi gen yang diekspresikan. Sebagai salah satu jenis kelompok nonprotein coding short RNA, miRNA berikatan melalui daerah 3’ yang tidak ditranslasikan dari gen target spesifik yang mengatur ekspresi melalui regresi translasi.29-33 Sejumlah besar miRNA telah teridentifikasi dan/atau terprediksi, dan diperhitungkan bahwa 30% pada manusia merupakan gen yang ada dan target potesial dari fungsi regulasi miRNA.29-33 Meskipun demikian, hubungan signifikansi biologis miRNA ini harus tetap dijabarkan, beberapa penelitian fungsional terhadap aktifitas pengaturan terhadap gen dengan proses perkembangan yang berbeda, padahal penyimpangan ekspresi dikeahui berhubungan dengan perkembangan yang abnormal, progresi siklus sel dan apoptosis, inflamasi dan pengaturan imunitas, seperti halnya perubahan transformasi dan kanker.33-38 Penelitian terbaru juga

melaporkan bahwa sejumlah miRNA pada plasenta dan lapisan janin mengalami perubahan ekspresi dari jaringan ini yang dipengaruhi oleh PC.39-42

Lebih lanjutnya, pemahaman peneliti terhadap korelasi antara ekspresi miRNA dan gen targetnya pada plasenta dipengaruhi oleh komplikasi pada kehamilan bila dibandingkan dengan ekspresi miRNA pada kehamilan NT, peneliti memprofilkan ekspresi dari miRNA dan mRNA ini pada plasenta yang sama yang berasal dari perempuan yang mengalami persalinan PT dan PC secara spontan dan dari kehamilan NT yang menjalani Sectio Caesaria (SC) elektif tanpa mengalami tanda persalinan. Kemudian, peneliti mengonfirmasi ekspresi dari sekdikit miRNA dan gen target yang telah di prediksi pada jaringan dengan menggunakan real-time PCR dan melalui analisa bioinformatik dilakukan penafsiran terhadap fungsi biologi yang potensial.

Metode dan materi

Desain penelitian

Jaringan plasenta yang didapatkan dari pasien (N=21) diabgi dalam 3 kelompok: 1) PC (N=7) 2) persalinan PT spontan pada usia kehamilan ≤ 35 minggu (N=7), dan 3) kelompok kontrol (NT dengan SC elektif tanpa mengalami tanda persalinan; N=7). Penelitian ini disetujui oleh konstitusional Review Board di Uiversitas Florida, dan semua pasien yang berpartisipasi diberikan inform consent. Jaringan sampel yang dikumpulkan berasal dari Shands Hospital Universitas Florida.