Efek Thymoquinone terhadap Viabilitas, Diferensiasi, dan Apoptosis Sel Fibroblas Turunan Polip Hidung dengan dan tanpa Pengaruh Transforming Growth Factor-Β1

Abstract

Background : Chronic rhinosinusitis (CRS) with nasal polyps is characterized by the growth of a benign mass in the nasal cavity due to a chronic inflammatory process and triggers the remodeling process (injury healing mechanism) of the nasal mucosa and paranasal sinuses. The occurrence of pathological remodeling in the form of nasal polyps is triggered by TGF-β1 causing fibroblast differentiation into myofibroblasts which is characterized by an increase in the expression of α-smooth muscle actin (α-SMA) and an increase in the number of fibroblast cells. Nasal polyps also found a decrease in the expression of caspase-3, thereby inhibiting the apoptotic mechanism of nasal polyps. Thymoquinone (TQ) contained in black cumin has been shown as anti-inflammatory and anti-cancer, but it’s effect on nasal polyps is still unknown. Objective : To find out the effect of TQ on cell viability, α-SMA levels and caspase-3 activity in nasal polyp-derived fibroblast cells with and without the influence of TGF-β1. Methods : Fibroblasts were isolated from nasal polyp specimens and grown through a cell culture process, then treated with TGF-β1 and thymoquinone in various concentrations to measure cell viability using Cell Counting Kit-8 assay, measure α-SMA levels using ELISA and measure caspase-3 activity using the Colorimetric assay. Results : Thymoquinone was able to significantly reduce the viability of nasal polyp-derived fibroblast cells started from 20 μM, was able to significantly reduce α-SMA levels started from 10 μM and significantly increase caspase-3 activity at 50 μM. Thymoquinone which is influenced by TGF-β1 can decrease cell viability and increase caspase-3 activity although it is not significant and thymoquinone is able to inhibit TGF-β1 which triggers an increase in α-SMA levels. Conclusion : Thymoquinone contained in black cumin can be an effective adjunct therapy in the treatment of nasal polyps because it can reduce the number of nasal polyp fibroblast cells, inhibit the differentiation of fibroblasts into myofibroblasts and trigger apoptosis of fibroblast cells derived from nasal polyps.

Latar Belakang : Rinosinusitis kronik (RSK) dengan polip hidung ditandai dengan pertumbuhan massa jinak dalam rongga hidung akibat proses inflamasi kronik dan memicu proses remodeling (mekanisme penyembuhan cedera) mukosa hidung dan sinus paranasal. Terjadinya remodeling patologis berupa polip hidung dipicu oleh TGF-β1 sehingga menyebabkan diferensiasi fibroblas menjadi miofibroblas yang ditandai peningkatan ekspresi α-smooth muscle actin (α-SMA) dan terjadi peningkatan jumlah sel fibroblas. Pada polip hidung juga ditemukan penurunan ekspresi caspase-3 sehingga menghambat mekanisme apoptosis polip hidung. Thymoquinone (TQ) yang terdapat dalam jintan hitam telah terbukti berfungsi sebagai anti inflamasi dan anti kanker, tetapi efeknya terhadap polip hidung belum diketahui. Tujuan : Untuk menemukan efek TQ terhadap viabilitas sel, kadar α-SMA dan aktivitas caspase-3 pada sel fibroblas turunan polip hidung dengan dan tanpa pengaruh TGF-β1. Metode : Fibroblas diisolasi dari spesimen polip hidung dan ditumbuhkan melalui proses kultur sel, kemudian diberikan perlakuan dengan TGF-β1 dan thymoquinone di berbagai konsentrasi untuk mengukur viabilitas sel menggunakan Cell Counting Kit-8, mengukur kadar α-SMA dengan menggunakan ELISA dan mengukur aktivitas caspase-3 dengan menggunakan Colorimetric assay. Hasil : Thymoquinone mampu menurunkan viabilitas sel fibroblas turunan polip hidung secara signifikan mulai 20 μM, mampu menurunkan kadar α-SMA secara signifikan mulai 10 μM dan meningkatkan aktivitas caspase-3 secara signifikan pada 50 μM. Thymoquinone yang dipengaruhi TGF-β1 dapat menurunkan viabilitas sel dan meningkatkan aktivitas caspase-3 walaupun tidak signifikan dan thymoquinone mampu menghambat TGF-β1 yang memicu peningkatan kadar α-SMA. Kesimpulan : Thymoquinone yang terdapat dalam jintan hitam dapat menjadi terapi tambahan yang efektif pada penanganan polip hidung karena dapat menurunkan jumlah sel fibroblas polip hidung, menghambat diferensiasi fibroblas menjadi miofibroblas dan memicu apoptosis sel fibroblas turunan polip hidung.