Uji In-Vitro Sel Punca Mesenkimal dalam Meregulasi CD11C Sel Denritik dan CD19 Sel-B Melalui Induksi CD4+CD25+FOXP3+ T-Regulator pada Lupus Eritematosus Sistemik

Abstract

Background: Systemic lupus erythematosus (SLE) is a chronic autoimmune disease with an unclear pathogenesis, as well as a variable course of disease and prognosis. SLE pathogenesis is currently still unclear. However, these methods have yet to produce an effective outcome. Immune system abnormalities are thought to be caused by an immune response dysregulation in T-reg cell functioning. In SLE patients, the immune system is autoactivated, either by T lymphocyte defects or B cell defects. This condition is marked by the production of antibodies and other proinflammatory cytokines, which triggers an exaggerated immune response. Defects in the T lymphocytes of SLE patients usually occur on a peripheral level of intolerance, marked by defects in T-regulator cell tolerance (CD4+CD25+FOXP3+T-reg), while defects in the B cells occur on a central level and trigger autoreactive B cells. The control of a dysregulated immune system is achieved using steroids, cyclophosphamide, and monoclonal antibodies against T and B- cell receptors. Treatments and side effects of treatments remain a problem. This is due to the fact that existing therapies have not yet reached target cells, and thus systemic and chronic inflammation cannot be optimally controlled. Mesenchymal stem cells (MSCs) have immunomodulatory properties to control inflammation milieu, including in SLE inflammation, by releasing TGFβ1, IL-10, and PGE2, thus MSCs can generate iTreg cells. However, mechanisms MSC regulated the dysregulation of SLE immune system remains unclear. Therefore, the purpose of this research is to understand the role of the MSC in SLE by measuring the quantity of CD11c dendritic cells, CD19 B cells, and CD4+CD25+FOXP3+ T-reg cells and by analyzing IL-10, TGF-β, TNF-a, IFN-g, IL-6, and IDO. Methods: This study used a post-test control group design. MSCs were obtained from human umbilical cord blood and characterized according to their surface antigen expression and to their multilineage differentiation capacity. PBMCs isolated from SLE patients were divided into five groups, sham, control, and three treatment groups. Treatment groups were treated by co-cultured MSC to PBMCs with ratios 1:1 (T1), 1:25 (T2), and 1:50 (T3) for 72 hours incubation. Expression of, CD11c dendritic cell, CD19 B cell, and CD4+CD25+Foxp3+ regulatory T (T-reg) cells were analyzed by flow cytometry assay; TGFβ, IL-10, TNF-a, IFN-g, IL-6, and IDO level was determined by Cytometric Bead Array (CBA). Results: The significantly difference (p < 0.05) were found in the percentage of CD11c dendritic cell, CD19 B cell, and CD4+CD25+Foxp3+ regulatory T (T-reg) cells among the research group. These also found significantly difference (P<0,05) of TGFβ, IL-10, TNFa, IFN-g, IL-6, and IDO between the treatment group and the control group. There was positive correlation significantly (P<0,05) between the decreased percentage CD11c dendritic cell with decreased level of TNF-a, IFN-g, IL-6, and IDO, and also decreased percentage CD19 B cell with decreased level of TNF-a, IFN-g, IL-6, and IDO. I this research also found that a positive correlation significantly (P<0,05) between an increase percentage CD4+CD25+Foxp3+ regulatory T (T-reg) cells and increase levels of TGFβ and IL-10. Conclusion: MSC can regulate CD11c dendritic cells, CD19 B cells, and CD4+CD25+FOXP3+ T-reg cells through the release of cytokines such as IL-10 and TGF- β, marked with a decrease of TNF-α, IFN-γ, IL-6, and the catabolic enzyme IDO in SLE patients PBMC. The MSC is an immunoregulator because it can decrease proinflammatory cytokine levels and increase anti-inflammatory cytokine levels. The MSC dose used to compare MSC and PBMC (1:1) in their regulation of CD11c dendritic cells, IL-6 level, TNF-α, and IFN-γ was optimal. To regulate CD19 B cells and IL-10 levels, an MSC and PBMC ratio of 1:25 was used, while to regulate CD4+CD25+FOXP3+ T-reg cells, TGF-β, and IL-10, the optimal MSC dose used was an MSC and PBMC ratio of 1:50.

Latarbelakang: Lupus eritematosus sistemik (LES) merupakan penyakit autoimun kronis, yang ditandai dengan autoaktivasi sistem imun baik melalui gangguan limfosit T, maupun sel B yang ditandai dengan produksi antibodi dan berbagai sitokin proinflamasi lainnya sehingga memicu respon inflamasi yang berlebihan. Abnormalitas sistem imun tersebut diduga akibat gangguan fungsi sel T-reg dalam meregulasi respon imun. Gangguan limfosit T pada LES seringkali terjadi pada distoleransi tingkat perifer, ditandai dengan gangguan toleransi sel T-regulator (CD4+CD25+FOXP3+ T-reg), sedangkan pada sel B terjadi pada sentral yang memicu terjadinya sel B autoreaktif . Patogenesis LES hingga saat ini belum diketahui dengan jelas, namun telah dibuktikan bahwa terjadi hiperreaktivitas sistem imun yang mengakibatkan inflamasi sistemik dan kronis yang berakibat kerusakan berbagai organ. Pengobatan dan efek samping yang ditimbulkan masih menjadi masalah dari penyakit LES, hal ini diduga akibat terapi yang ada belum menyentuh target sel sehingga peradangan sistemik dan kronis yang terjadi belum dapat dikontrol secara optimal. Pengendalian disregulasi sistem imun pada LES diantaranya menggunakan steroid, siklofosfamid dan antibodi monoklonal terhadap reseptor sel T dan B namun hingga kini masih belum menunjukkan hasil yang efektif. SPM mempunyai kemampuan imunoregulasi dengan melepaskan zat solubelnya. Kemampuan SPM dalam meregulasi CD11c sel dendritik, CD19 sel B dan CD4+CD25+FOXP3+ sel Treg sudah ada yang melaporkan, tetapi mekanismenya pada LES masih belum dapat dijelaskan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui bagaimana peran SPM terhadap LES dengan mengukur jumlah sel CD11c sel dendritik, CD19 sel B, CD4+CD25+FOXP3+ T-reg dan menganalisis kadar IL-10, TGF-b, TNF-a, IFN-g, IL-6 dan IDO yang dapat mempengaruhi. Metode : Penelitian ini bersifat True experimental dengan jenis rancangan Post Test Only Control Group Design yang dilakukan selama bulan Maret 2019 hingga Desember 2019 di Laboratorium Stem Cell and Cancer Research (SCCR), Fakultas Kedokteran Universitas Islam Sultan Agung, Semarang. Penelitian ini terdiri dari 5 kelompok; dengan 3 kelompok perlakuan dan 1 kelompok kontrol dan 1 kelompok Sham. Kelompok perlakuan pertama (P1) terdiri atas 5 sampel dengan rasio 50:1 (5.000.000 sel PBMC : 100.000 sel SPM), kelompok kedua (P2) terdiri atas 5 sampel dengan rasio 25:1 (2.500.000 sel PBMC : 100.000 sel SPM) dan kelompok ketiga (P3) terdiri atas 5 sampel dengan rasio 1:1 (100.000 sel PBMC:100.000 sel SPM). Untuk kelompok kontrol (K) yang terdiri atas 5 sampel dengan PBMC 2.000.000 sel tanpa SPM, sedangkan kelompok Sham (KS) yang terdiri atas 5 sampel orang sehat dengan 2.000.000 sel PBMC tanpa SPM. Hasil: Terdapat perbedaan yang signifikan persentase CD11c sel dendritik, CD19 sel B, dan sel CD4+CD25+FOXP3+ Treg pada kelompok perlakuan dibandingkan dengan kontrol pada co-culture SPM dengan PBMC pasien LES. Pada penelitian ini didapat juga perbedaan yang signifikan kadar sitokin TGF-b, IL-10, TNF-a, IFN-g. IL-6, dan kadar enzim katabolik IDO pada kelompok perlakuan dibanding kontrol pada co-culture SPM dengan PBMC pasien LES. Pada uji korelasi Pearson didapat korelasi positif yang signifikan antara penurunan persentase CD11c sel dendritik dengan penurunan kadar TNFa, IFN-g, IL-6, dan IDO, penurunan persentase CD19 sel B dengan penurunan kadar TNFa, IFN-g, IL-6, dan IDO serta korelasi positif yang signifikan antara peningkatan persentase sel CD4+CD25+FOXP3+ Treg dengan peningkatan kadar IL-10 dan TGF-b. Simpulan : SPM dapat meregulasi persentase CD11c sel dendritik, CD19 sel B, dan CD4+CD25+FOXP3+ sel Treg melalui pelepasan sitokin IL-10, TGF-b yang ditandai dengan penurunan kadar TNF-a, IFN-g, IL-6 dan enzim katabolik IDO pada PBMC LES.