BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Gagal ginjal akut merupakan suatu kondisi dengan resiko kematian yang tinggi pada manusia maupun hewan. Pada manusia, antara 20-30% dari pasien yang dalam kondisi kritis, dengan kisaran 6% akhirnya memerlukan terapi transplantasi ginjal (Ferguson et al., 2008; Ronco et al., 2010). Mekanisme patofisiologi yang berkaitan dengan kerusakan ginjal akut akhir-akhir ini semakin mendapat perhatian di bidang medis (Ronco et al., 2010). Meskipun kemajuan dalam bidang diagnosis dan pengobatan semakin berkembang, kerusakan ginjal akut merupakan faktor penting yang beresiko munculnya berbagai macam komplikasi serius pada pasien (Coca et al., 2007; Coca et al., 2009). Dalam praktek klinis saat ini, gagal ginjal akut biasanya didiagnosis dengan melakukan pengukuran terhadap kadar kreatinin dan blood urea nitrogen (BUN) dalam serum. Namun kreatinin merupakan indikator yang tidak diandalkan selama perubahan akut pada fungsi ginjal (Nguyen dan Devarajan, 2008; Clerico et al., 2012). Hal ini disebabkan beberapa alasan: pertama, peningkatan kadar kreatinin dapat bervariasi karena dapat dipengaruhi oleh usia, jenis kelamin, masa otot, metabolime otot dan status hidrasi. Kedua, konsentrasi kreatinin tidak akan mengalami perubahan hingga 50% dari fungsi ginjal yang mengalami kerusakan. Ketiga, rendahnya filtrasi glomerulus, sehingga selama perubahan akut pada filtrasi glomerulus, kreatinin dalam serum tidak cukup akurat untuk 1
2 menggambarkan status fungsi ginjal sampai terjadinya keseimbangan, dan ini memerlukan waktu yang cukup lama. Pengukuran kadar BUN diketahui tidak sensitif, non spesifik, dan tidak representasikan keadaan sebenarnya pada kerusakan ginjal yang bersifat progresif (Nguyen dan Devarajan, 2008). Keterlambatan deteksi juga berarti penundaan dalam diagnosis awal periode kerusakan pada ginjal yang menimbulkan kerusakan ginjal yang bersifat irreversibel. Oleh karena itu, untuk evaluasi yang lebih akurat terhadap status fungsi ginjal diperlukan metode lain yang lebih dapat diandalkan dibandingkan dengan pemeriksaan kreatinin dan ureum (Ronco et al., 2010; Devarajan, 2010; Cruz et al., 2011). Kerusakan ginjal akut dapat diekspresikan suatu penanda atau biomarker tertentu, sehingga dapat digunakan sebagai poin strategis bagi pengembangan deteksi kerusakan ginjal (Clerico et al., 2012). Biomarker yang ideal untuk kerusakan akut ginjal harus bersifat noninvasif, dapat menggunakan urin atau darah, cepat dan murah, bisa dikembangkan sebagai pedoman untuk uji klinis dan dapat digunakan sebagai diagnosis awal kerusakan fungsi ginjal. Banyak biomarker telah dikembangkan untuk deteksi awal dan akurat dari penyakit ginjal akut (Ronco et al., 2010; Cruz et al., 2011). Di antara biomarker tersebut, yang mampu memberikan hasil yang sensitif dan handal adalah identifikasi terhadap cystatin C dan neutrophil gelatinaseassociated lipocalin (NGAL) (Cruz et al., 2011). Acute dialysis Quality Initiative (ADQI) melaporkan bahwa hanya uji NGAL dan cystatin C yang paling mungkin untuk dapat diintegrasikan pada praktek klinis dalam waktu singkat (Ronco et al., 2010).
3 Neutrophil gelatinase-associated lipocalin dalam urin dapat menjadi biomarker untuk prediksi awal kerusakan ginjal akut (Pedersen et al., 2010). Protein NGAL mudah dideteksi dalam plasma dan urin pada Model hewan tikus dan mencit (Mishra et al., 2004; Han et al., 2012). Ekspresi mrna NGAL secara dramatis juga mengalami peningkatan sekresi pada daerah tubulus ginjal pada keadaan gagal ginjal akut yang disertai iskemik, septik dan pasca-transplantasi (Stejskal et al., 2008; Huynh et al., 2009). Oleh karena itu upaya untuk mengembangkan deteksi dini gagal ginjal akut dengan biosensor yang tepat dan sensitif sangat diperlukan untuk mengatasi permasalahan diagnostik gagal ginjal akut. Dalam penelitian ini ingin dikaji dan diidentifikasi NGAL sebagai biomarker gagal ginjal akut, melalui deteksi keberadaan NGAL pada hewan percobaan tikus yang diinduksi gliserol 50% sebagai induktor gagal ginjal akut. Melalui kajian molekuler keberhasilan dalam pemanfaatan biosensor NGAL dapat dikonfirmasi melalui perubahan histopatologik ginjal dan pemeriksaan rutin gangguan ginjal dengan menggunakan indikator kreatinin maupun BUN.
4 Perumusan Masalah Berdasarkan pada uraian yang telah disampaikan dan pentingnya untuk mencari alternatif biomarker untuk deteksi gagal ginjal akut, maka dapat dibuat beberapa rumusan masalah : 1. Apakah neutrophil gelatinase-associated lipocalin dapat diisolasi dan identifikasi dari darah maupun jaringan ginjal hewan coba tikus yang dibuat gagal ginjal akut? 2. Apakah kadar ureum, kreatinin dan organ ginjal akan mengalami perubahan pada hewan coba tikus yang dibuat gagal ginjal akut sesuai dengan munculnya biomarker NGAL yang dideteksi? Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk : 1. Melakukan identifikasi neutrophil gelatinase-associated lipocalin pada hewan coba tikus yang dibuat gagal ginjal akut. 2. Mengevaluasi kadar ureum, kreatinin dan perubahan histopatologik ginjal pada hewan coba tikus yang dibuat gagal ginjal akut. Manfaat Penelitian Analisis biomarker pada kejadian gagal ginjal akut bermanfaat untuk memberikan informasi tentang kondisi ginjal saat mengalami gagal akut. Hasil yang diperoleh diharapkan dapat digunakan sebagai metode terpilih untuk mendeteksi kondisi ginjal saat mengalami gagal akut, sehingga diagnosis dan penanganan terhadap kejadian gagal ginjal akut lebih cepat. Selain itu diharapkan
5 dalam penelitian ini dapat memberikan informasi mengenai model hewan induksi yang cocok untuk penelitian pada kasus gagal ginjal akut. Keaslian Penelitian Sepanjang penulis ketahui, penelitian tentang identifikasi biomarker neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL), ureum dan kreatinin pada kejadian gagal ginjal akut pada tikus yang diinduksi gliserol 50% belum pernah dilaporkan. Adapun penelitian sejenis mengenai biomarker gagal ginjal akut dan kronis yang pernah dilaporkan dapat dilihat pada Tabel 1. Penelitian ini digunakan tikus strain Wistar yang diinduksi gliserol 50% secara intramuskular untuk memperoleh model gagal ginjal akut. Hewan percobaan dianalisis terhadap kadar ureum, kreatinin, NGAL, dan histopatologik organ ginjal. Metode untuk menganalisa kadar ureum dan kreatinin menggunakan Kit DiaSys Diagnostic Germany. Analisis NGAL dilakukan secara molekuler dengan menggunakan Reverse transcriptase Polymerase chain reaction (RT- PCR). Organ ginjal dianalisis gambaran histopatologiknya dengan pewarnaan Hematoksilin-Eosin (HE). Keterbaruan dalam penelitian ini adalah identifikasi ekspresi messenger ribo nucleic acid (mrna) neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) dengan menggunakan primer yang didesain sendiri oleh peneliti pada sampel darah dan ginjal tikus yang diinduksi gliserol 50% untuk memperoleh kejadian gagal ginjal akut. Penelitian ini diharapkan memberikan gambaran awal tentang early biomarker NGAL yang dapat digunakan sebagai alat untuk diagnosis dini kejadian gagal ginjal akut baik pada hewan maupun manusia.
6 Tabel 1. Penelitian tentang biomarker pada kejadian gagal ginjal akut dan kronis N Sampel o 1. Manusia, urin 2. Anjing, serum, urin 3. Anjing, serum, urin 4. Tikus Spraque Dawley, Plasma, urin 5. Tikus Wistar, serum 6. Mencit Swiss- Webster, darah, urin 7. Manusia, serum dan urin 8. Manusia, urin Gagal ginjal Induksi gagal ginjal Analisa/Marker Metode Referensi Kronis Kasus lapangan NGAL, Kreatinin Enzyme-linked Helmersson immunosorbent et al.,2013 assays (Elisa) Akut Gentamicin NGAL, blood urea Elisa, Urine Kai et nitrogen (BUN), Autoanalyzer al.,2013 Urin Kreatinin, Gamma Gutamyltransferase (GGT), Alkaline phosphatase (ALP), Lactate dehydrogenase (LDH), protein Akut Kasus lapangan NGAL Reverse transcriptase Polymerase chain reaction (RT-PCR), Western Blotting, Cloning, Elisa Akut Akut dan subkronis Lipopolisakarida (LPS) Gentamicin, Ochratoxin A Lee et al.,2012 NGAL RT-PCR Han et al.,2012 Calbindin, Clusterin, Cytatin C, KIM-1, NGAL/Lipocalin, BUN, Serum kreatinin Elisa, Urine Autoanalyzer Akut Cisplatin NGAL, Kreatinin RT-PCR, Immunohistokimia, Elisa Hoffmann et al.,2010 Mishra et al.,2004 Akut Kasus lapangan NGAL Elisa Nickolas et al.,2008 Kronis Kasus Lapangan protein urin Gel Agarose Elektroforesis Mariyah, 1994 9. Tikus Spraque Dawley Akut Gliserol BUN, kreatinin, glutamic oxaloacetic transaminase (GOT), glutamic pyruvic transaminase (GPT) and creatine phosphokinase (CPK), Histopatologik Blood Autoanalyser Yang et al., 2012.