RECOMBINANT HUMAN ERYTHROPOIETIN (rhEPO)
1.1. 1.1. Erythr Erythrop opoie oietin tin (EPO) (EPO)
Eritropoetin adalah hormon glikoprotein yang dihasilkan sebagai respons terhadap hipoksia untuk meningkatkan produksi eritrosit. Eritropoetin bersirkulasi dalam plasma dan meng mengik ikat at resep resepto torr spesi spesifi fik k di sel-se sel-sell prog progen enit itor or eritro eritrosit sit sehin sehingg ggaa berp berpro roli lifer ferasi asi dan dan berdiferensiasi menjadi sel darah merah. Tujuan Tujuan produksi eritropoetin eritr opoetin adalah untuk menjaga massa sel darah merah yang optimal dalam dala m kondisi fisiologis (Bunn HF, et al, 1!". #roduksi eritropoetin dikendalikan di le$el transkripsional, dan hipoksia merupakan satu-satunya satu-satunya regulator fisiologis untuk ekspresi ekspresi gen eritropoetin eritropoetin.. #roduksi #roduksi Epo terutama terjadi di ginjal dan sebagian ke%il di hati, juga oleh sel-sel jaringan lain dan tumor. #ada orang de&asa dihasilkan ' di ginjal, oleh sel intersisial peritubuler yang terletak dekat basis tubulus proksimal di bagian dalam korteks ginjal dan bagian luar medula ginjal. )edangkan 1' dihasilkan di hati, oleh hepatosit dan sel *upffer . Berbeda dengan orang de&asa pada fetus eritropoietin dihasilkan terutama oleh hati, dan segera sesudah lahir beralih ke ginjal. #ada sistem saraf pusat, Epo diproduksi oleh astrosit. Eritropoetin yang diproduksi di luar ginjal (dan hati" bekerja se%ara parakrin atau autokrin, dan tidak tergantung pada sistem Epo endokrin untuk eritropoesis (Fandrey, +''". Efek Efek Epo pada pada sel diperan diperantara taraii oleh oleh resepto reseptorr eritrop eritropoet oetin in (Epo" (Epo".. kti$ kti$asi asi Epo Epo dimulai saat Epo berikatan dengan Epo dan membentuk dimerisasi Epo yang kemudian mengakti$asi jalur pensinyalan /*+ ( Janus-tyrosine kinase +" melalui fosforilasi ()mith et al., +''0". 1.1.1. 1.1.1. Str Strukt uktur ur Eritr Eritropo opoiet ietin in (EPO) (EPO)
Eritro Eritropoi poieti etin n (E#" (E#" beruku berukuran ran 0', 0', k2a. k2a. Eritro Eritropoi poietin etin mengan mengandun dung g rantai rantai glikosilasi dengan 3 N-linked dan dan 1 O-linked rantai rantai samping oligosakarida asidik. #osisi glikosilasi N-linked glikosilasi N-linked terjadi terjadi pada residu aspartil +, 0!, dan !0, sedangkan glikosilasi Olinked pada pada )erine 1+3. #ada manusia, m4 Epo menyandi suatu protein dengan 10 asam amino. 4amun, selama modifikasi pas%atranslasional terjadi peme%ahaan asamasam asam amino amino di +5 N-terminal dan dan argin arginin in C-terminal sehingga struktur Epo matur hanya mengandung 136 asam amino ( !"#!r 1". 7olekul Epo mengandung dua ikatan disulfida di antara asam amino 5 dan 131 serta asam amino + dan 00 untuk menstabilkan strukturnya. *ehilangan salah satu ikatan berikut akan mengakibatkan hilang hilangnya nya bioakti bioakti$it $itas as Epo. Epo. )elain )elain itu, itu, satu gula gula terikat terikat- - tidak tidak memilik memilikii fungsi fungsi
penting, tetapi gula terikat-4 penting untuk stabilitas molekul Epo di sirkulasi ()asaki , +''0".
!"#!r.1. )truktur Eritropoietin (E#" (2ar&in p, +'16" 1.1.2.
Re$eptor Eritropoietin (EPO)
eseptor Epo termasuk dalam superfamili reseptor sitokin, yang meliputi faktor pertumbuhan hematopoetik seperti hormon pertumbuhan, prolaktin, trombopoetin, dan sebagainya. eseptor dalam famili ini memiliki %iri-%iri tertentu, yaitu domain pengikat ligan ekstraseluler dengan dua pasang gugus sistein dan 8)98), satu domain transmembran, dan domain intraseluler tanpa akti$itas katalitik.
!"#!r.%. )truktur eseptor Eritropoetin (Epo" (2ar&in p, +'16"
eseptor eritropoetin (Epo" terdapat dalam beberapa bentuk. Epo yang utuh dan fungsional di membran sel (F-Epo" terdapat dalam bentuk homodimer. Bentuk ini adalah bentuk terbanyak yang ditemukan di sel-sel progenitor eritroid. )elain itu, Epo pada sel-sel hematopoetik terdapat juga dalam dua bentuk, yaitu terpan%ung (truncated " atau T&EpoR dan tersekresi ( secreted " atau S&EpoR (!"#!r '". 2i luar reseptor ini, ada bentuk Epo lain, yang bergabung dengan :; membentuk heteromultidimer di sel-sel jaringan non-hematopoetik. :; adalah komponen reseptor bersama : pada reseptor
interleukin-0,
granulo%yte-ma%rophage
%olony-stimulating
fa%tor,
dan
interleukin-6. *ompleks Epo dan :; memiliki afinitas terhadap Epo yang lebih rendah (Brines 7,et al, +''".
!"#!r.'. Bentuk-bentuk eseptor Eritropoetin (Epo" (2ar&in, p.+'16" 1.1.'. un$i
Beberapa penelitian melaporkan fungsi eritropoietin selain untuk eritropoiesis. Epo pada berbagai jenis sel berfungsi sebagai modifier apoptosis untuk melindungi sel dari potensi %edera baik se%ara langsung maupun tidak langsung, sehingga dianggap sebagai sitokin protektif jaringan. 2i luar fungsi eritropoesis, Epo memperlihatkan akti$itas biologis yang ber$ariasi seperti proteksi terhadap %edera anoksik di otak, stimulasi angiogenesis fisiologis pada sistem reproduksi perempuan, dan penyembuhan luka. )elain itu, Eritropoietin dapat bersifat renoprotective, dengan menghambat iskemia ginjal akut. Eritropoietin bersifat cardioprotective, dengan mengurangi ukuran infark dan memi%u pembentukan pembuluh darah ketika terjadi iskemia jantung (#as%hos, et al, +''!". 1.%. Recombinant Human Erythropoietin (rhEPO)
e%ombinant human erythropoietin (rhEPO" merupakan gen E# yang telah diekspresikan pada berbagai jenis sel inang seperti sel mamalia (;H, BH*, ;)", serangga (Spodoptera frugiperda", tanaman ( Nicotiana toacum! "raidopsis thaliana", manusia (4B, Hep<+", bakteri ( Eschericia coli", dan yeast (Saccharomyces cerevisiae" (srul 7F, et al, +''1". e%ombinant Human Erythropoietin (rhEPO" telah digunakan bertahun-tahun sebagai terapi untuk anemia dengan berbagai penyebab. )ejak tahun 1! #ecominant human erytrhopoetin (rhE#" telah dipasarkan se%ara komersial yaitu Epoen yang diproduksi dengan menggunakan sel inang dari mamalia yaitu C$O cell untuk obat anemia. )elain itu rhE# juga mampu mengurangi kebutuhan transfusi sela ma pembedahan (8eiss, +''0".
T!#e*.1. #erkembangan ekombinan Biofarmasetika pada tahun 1!'-an (=aura, et al, +'13"
hE# yang telah beredar di pasaran adalah Epogen, Epre>, #ro%rit merupakan Epoetin-alfa dan 4eore%ormon yang merupakan Epoetin-beta (!"#!r +), )elain itu juga terdapat
produk ranesp yang termasuk 2arbepoetin alfa merupakan modifikasi dari
erythropetin. #ebedaan antara Epoetin-alfa dan 2arbepoetin alfa dapat dilihat pada T!#e*.% (Egrie, et al, +''1". 7enurut eni, perbedaan pada Epoetin-alfa dan beta terletak pada struktur dan stabilitasnya. Epoetin alfa dan beta adalah dua bentuk rhE# yang memiliki urutan asam amino yang sama akan tetapi berbeda pada rantai glikosilasi (Har$ey, +''". 7enurut )torring, et al menjelaskan perbedaan antara epoetin alfa dan beta dapat ditunjukkan melalui beberapa sistem analisis seperti ?soele%tri% Fo%using (?EF" untuk menganalisis perbedaan komposisi dari Epoetin alfa dan beta, =e%tin-binding ssays untuk mengukur ikatan le%tin dengan N-glycan, dan ?n-$i$o 7ouse Bioassays untuk mengukur akti$itas. Berdasarkan analisis tersebut tidak ada laporan bah&a epoetin alfa berbeda dari epoetin beta dalam memberikan efek klinis, tetapi pada komposisi dan ikatan dengan le%tin epoetin beta memiliki hasil yang lebih besar dibandingkan epoetin alfa ()torring et al, 1!".
!"#!r.+. /enis-jenis #roduk e%ombinant human erythropoietin (rhEPO"
!"#!r.,. #erbedaan erythropoietin dan 2arbepoetin (Egrie, et al, +''1"
Epoetin !*-! !r#epoetin !*-! 0 4-linked ;H %hains 6 4-linked ;H %hains B7 @ 0', k2a B7 @ 0!,6 k2a ' ;arbohydrate 6+ ;arbohydrate 1 siali% a%id residues ++ siali% a%id residues T1A+ @ !,6 h (?" T1A+ @ +6,0 h (?" T!#e*.%. #erbedaan Epoetin alfa dan 2arbepoetin alfa (Egrie, et al, +''1"
e%ombinant human erythropoietin rhE# diberikan dengan diinjeksi baik se$%ara s.% (subkutan" atau i.$ (intra$ena". 2osis rhE# yang digunakan adalah 16' ?CAkg BB sebanyak +-0 kali per minggu. #emberian rhE# + kali atau 0 kali per minggu menunjukkan efikasi dan toleransi yang baik dibandingkan 1 kali per minggu. 7eskipun terapi rhE# dosis tinggi menunjukkan manfaat dan aman, tetapi untuk penggunaan jangka panjang sebaiknya dengan dosis rendah untuk men%egah efek samping (8eiss, +''1". 1.%.1. In/ik!$i /!n o$i$ Pro/uk Re0o"#in!nt hu"!n erythropoietin (rhEPO) !) Epoetin !*-! & nemia karena ;*2 @ 6'-1'' unitsAkg ?A); 0>Aminggu & nemia karena kemoterapi @ 16'-0'' unitsAkg ?A); 0>Aminggu #) Ar!ne$p & nemia karena ;*2 @ ',6 m%g ?A); >Aminggu & nemia karena kemoterapi @ +,+6 m%g ?A); Aminggu 1.%.%. E-ek S!"pin Re0o"#in!nt hu"!n erythropoietin (rhEPO)
Efek samping yang dilaporkan lebih sering pada pasien de&asa yang menderita gagal ginjal kronik, antara lain hipertensi (+", nyeri kepala (13", nyeri tulang (11", mual (11", edem (", lemah (" dan diare (". 7enurut =ud&ig dkk. dalam penelitiannya pada pasien de&asa multiple myeloma menyatakan bah&a tidak terjadi efek samping selama uji klinis (=ud&ig, et al, 1'". )tudi lain menyatakan pen%egahan
anemia
dengan injeksi
eritropoietin
+ kali
per
minggu se%ara
intraperitoneal selama 3 minggu menyebabkan kejadian hipertensi sistemik dan kerusakan glomerular yang ditentukan se%ara histologis. #ada pasien gagal ginjal kronik yang mendapat rhE# terjadi peningkatan tekanan darah arteri pada beberapa
minggu sampai beberapa bulan setelah onset terapi. Cmumnya peningkatan tekanan darah berkaitan dengan peningkatan hematokrit. #ada beberapa studi terbaru, didapatkan bah&a pada terapi E# terjadi gangguan sistem $asodilator yang berperan terhadap terjadinya hipertensi. (eni, et al, +''6".
!-t!r Pu$t!k!
Bunn HF, p Biol. )asaki . +''0. Pleiotropic functions of erythropoietin. ?ntem 7ed. Fandrey, /. +''. O&ygen-'ependent and (issue-Spesific #egulation of Erythropoietin )ene E&pression* m / #hysiol egul ?ntegr ;omp #hysiol.
)mith, *. /., Bleyer, . /., =ittle, 8. ;., )ane, 2. ;. +''0. (he Cardiovascular Effects of Erythropoietin* ;ardio$as%ular esear%h. Brines 7,