Hemangioma Infantil

Judul : Pengaruh Rapamycin sebagai mTOR inhibitor Pada Hemangioma Infantil

Nama Penulis :Abd. Halim Gazali HDebby ElviraAriandhy Rukhma MeganandaElva OktianaDea ArdeliaAffy SyifaraniDimas AdriyonoDila RizkyLiza

Abstract

Hemangioma infantile merupakan tumor vascular yang sering terjadi pada anak-anak. Walaupun tumor ini jinak, beberapa hemangioma dapat menyebabkan deformasi dan kerusakan dan/ atau menyebabkan obstruksi penglihatan dan pernafasan. Tumor terdiri dari pembuluh darah dan sel-sel endotel yang imatur tetapi tidak bocor. Pada hemangioma infantile, terjadi peningkatan proliferasi dari sel neoplasma endothelial cells (ECs) dan migrasi pada vascular endothelial growth factor (VEGF). VEGF mengaktifkan sinyal pathway penting seperti phosphatidylinositide 3-kinases (PI3-kinase)/Akt pathway. Aktivasi peningkatan dari PI3-kinase / Akt telah ditemukan pada tumor pembuluh darah. Korticosteroid atau propranolol merupakan first line therapy namun memiliki banyak efek samping yang merugikan untuk anak-anak dan sekitar 16% hemangioma tidak merespon terhadap pengobatannya sehingga masih dibutuhkan terapi tambahan untuk bisa mengurangi durasi pengobatan atau bahkan pemcegah pembentukan hemangioma. Kortikosteroid menghambat pembentukan pembuluh darah dengan menekan VEGF-A di HemSCs (Hemangioma stem cells). Rapamycin sebagai mTOR (mammalian target of rapamycin) inhibitor memiliki kemampuan untuk meghambat proliferasi hemangioma-derived stem cell, sel vaskulogenik manusia dengan menghambat sintesis protein sehingga tidak terjadi pengaktifan protein ribosom S6 (melalui fosforilasi dari activator S6-kinase 1) dan pelepasan eukaryotic translation initiation factor 4E (eIF4E). Hal tersebut dinilai dapat digunakan sebagai terapi untuk penyakit hemangioma infantile. Pada studi in vitro dan in vivo menunjukkan efek rapamycin mengurangi kapasitas pembaruan diri dari stem cell hemangioma, menghilangkan potensi untuk berdiferensiasi dan menghambat aktivitas vaskulogenik dari sel in vivo . Pada penelitian terakhir, rapamycin dapat bekerja dengan corticosteroid untuk memblok pembentukan hemangioma secara in vivo.

Tujuan Mengetahui efek dari rapamycin terhadap sel-sel tumor pada penyakit hemangioma infantil. Mengetahui mekanisme kerja rapamycin sebagai mTOR inhibitor pada penyakit hemangioma infantil. Menemukan terapi lain hemangioma infantil dengan efikasi yang baik.

Metode

In Vitro : Post operative jaringan hemangioma infant di cuci menggunakan PBS dan di pindahkan ke dalam petridish steril. Jaringan tersebut di potong dengan ukuran 1 x 1 mm2 dan di cuci kembali dengan menggunakan PBS. Kemudian jaringan tersebut di kultur stem cell dengan menggunakan invitrogen selama 15 hari dan di pantau level faktor pertumbuhannya (VEGF,EGF,FGF basic dan G-CSF) setiap 5 hari. Karena jaringan tersebut mengeluarkan faktor pertumbuhan VEGF dilakukan studi ini dengan memberikan penghambat faktor VEGF yaitu Rapamycin. Diberikan 3 rapamycin dengan konsentrasi yang berbeda , 1nM , 2nM, dan 4nM. In Vivo : Infantile Hemangioma yang telah di kultur selama satu minggu di pisahkan mengguanakan collagenase menjadi satuan sel dan di masukan ke dalam matrigel. 200 l di injeksikan secara subkutan di kedua sisi panggul tikus. Pada tikus akan mengandung sel tumor EOMA dan untuk mengevaluasi di lakukan terapi dengan DMSO atau dosis rendah rapamycin (0,1 mg/kg BB per hari) injeksi intraperitoneal selama 12 hari.

Hasil

Aktivasi dari VEGF adalah faktor penting dalam pengiriman sinyal yang menyebabkan respon pada stimulasi faktor pertumbuhan termasuk ke dalamnya adalah mTOR yang dapat meningkatkan aktivasi P13-kinase dan sering ditemukan di dalam tumor vascular. (Fig 1.)

Figure 1. The mTOR pathway regulates cell growth by enabling protein translation in responseto signals. This pathway is important for cell mass and cell proliferation that are likely beneficialfor early life fitness but perhaps at the expense of longevity. Cancer is one potentialage-related disease that may be ameliorated by mTOR inhibition. GH, growth hormone;IGF-1, insulin-like growth factor-1.

Figure 2. mTOR pathway. Sinyal-sinyal extracellular growth factor ditransmisikan melalui reseptor tyrosine kinase ke phosphoinositide-3-kinase (PI3K). Sinyal-sinyal tersebut tersambung melalui Akt/protein kinase B (PKB) ke mammalian target of rapamycin (mTOR) yang mengaktifkan sintesis protein, hasilnya terhadap proliferasi sel dan peningkatan angiogenesis. Tumor suppressor proteins (PTEN) dan TSC1 & TSC2 memberikan efek negatif terhadap jalur ini. Aktivasi mTOR menunjukan peningkatan sintesis protein dengan cara mengaktivasi protein ribosom S6 (melalui fosforilasi dari activator S6-kinase 1) dan melepaskan eukaryotic translation initiation factor 4E (eIF4E), komponen penting dari 40S ribosomal subunit, dari ikatan proteinnya. Sirolimus secara langsung menghambat mTOR, untuk mencegah sintesis protein dan proliferasi sel serta angiogenesis.

Pada percobaan invitro dapat di buktikan penurunan dari jumlah sel tumor setelah diberikannya rapamycin dalam 3 konsentrasi. (Fig 3.)

Figure 3. IH tumor sphere specifically secrete VEGF and Rapamycin, an mTOR/VEGF inhibitor inhibits proliferation of IH tumor stemcells. A, Concentration of VEGF secreted from tumor spheres at different days of cell culture. Every 5 days media was collected and theconcentration of VEGF was evaluated by multiplex Luminex assay. Three independent measurements were performed. The result indicates thatIH tumor spheres continuously secreted VEGF and that the secreted growth factor may be involved in the proliferation of the tumor spheres. B,Inhibition of growth of tumor spheres by Rapamycin. Three different concentration of Rapamycin, 1 nM, 2 nM and 4 nM was used. At days 0, 3,6 and 10, a sample of tumor spheres was collected, dissociated with collagenase IV and number of cells were counted.\

Bahkan dengan dosis rapamycin rendah dapat mengurangi volume tumor jadi di bandingkan dengan DMSO pada percobaan secara invivo. (Fig 4.)

Figure 4. rapamycin (Rapa) inhibits vascular tumor growth. Mice with EOMA tumors were treated with dimethyl sulfoxide (DMSO) or Rapa (0.1 mg/kg per day, intraperitoneally (i.p.) injections)

Dalam percobaan juga di lakukan dengan pengobatan rapamycin secara topikal pada lokasi tumor yang dapat dilakukan pengobatan secara topikal.

Figure 5. Topical rapamycin (Rapa) inhibits vascular tumor growth. (b) Mice with EOMA tumors were treated topicallywith DMSO or Rapa once daily

Kesimpulan

Kesimpulannya adalah hasil dari studi beberapa jurnal membuktikan terdapat peran penting di dalam mTOR S6K pathway pada tumor vaskuler. Rapamycin yang bertindak sebagai inhibitor mTOR efektif dalam menghambat pertumbuhan tumor vaskuler . Pengobatan rapamycin secara topikal juga dapat menguntungkan untuk pengobatan terhadap anak-anak karena dapat mengurangi efek sistemik obat tersebut terutama pada penyakit Hemangioma infant. Pengobatan kombinasi kortikosteroid dengan rapamycin dapat menjadi terapi yang efektif sehingga vaskularisasi dapat dihambat dengan dosis rendah dari masing-masing obat.

FOTO-FOTO

Tinjauan Pustaka

Xu et al. Isolation, characterization, and in vitro propagation of infantile hemangioma stem cells and an in vivo mouse model. Journal of Hematology & Oncology. 2011 4:54. Wa Du et al. Vascular tumors have increased p70 S6-kinase activation and are inhibited by topical rapamycin. Laboratory Investigation. 2013 93, 11151127 Greenberger S et al. Rapamycin Suppresses Self-Renewal and Vasculogenic Potential of Stem Cells Isolated from Infantile Hemangioma. J Invest Dermatol. 2011 December ; 131(12): 24672476 Tinteang T, Withers AHJ, Davis PF and Tan ST. Biology of infantile hemangioma. (2014) Front. Surg. 1:38.