Kesan ekstrak akueus Stichopus chloronotus terhadap kondrosit yang dipencilkan dari rawan artikular Osteoartritis manusia secara in vitro

Abstract

Kumpulan pengantara penting seperti sitokin proinflamasi, kumpulan metaloproteinases (MMPs), pengantara inflamasi seperti nitrik oksida (NO) dan siklooksigenase-2 (COX-2) bertanggungjawab dalam mengakibatkan kehilangan homeostasis metabolik rawan artikular dengan cara merangsang proses katabolik dan kemusnahan dalam patogenesis osteoartritis (OA). Stichopus chloronotus, sejenis timun laut yang kaya dengan asid eikosapentaenoik (EPA), asid dokosaheksaenoik (DHA) dan sebatian fenolik, mungkin berupaya memberi kesan yang menggalakkan dalam proses penyakit ini. Objektif kajian ini adalah untuk mengkaji potensi pertumbuhan semula, antiradang dan antioksidan oleh ekstrak akueus Stichopus chloronotus (SCAE) pada kondrosit rawan artikular OA manusia yang dikultur dengan secara pengkulturan monolapisan dan tiga dimensi (3D). Kondrosit rawan artikular OA manusia diasingkan dari rawan sendi lutut pesakit yang menjalani pembedahan penggantian lutut. Kondrosit ini dikultur dalam media basal dengan penambahan SCAE sebanyak 0.1 dan 0.2% dan media basal tanpa SCAE bertindak sebagai kawalan. Kesan ekstrak SCAE pada ekspresi gen-gen katabolik (IL-1, IL-6, IL-8, MMP-1, MMP-3, MMP-13, COX-2, iNOS dan PAR-2) dan anabolik (COL I, II, ACP dan SOX 9) ditentukan dengan tindakbalas berbalik rantaian polimerase semasa (rt-PCR). Kondrosit yang dikultur juga dinilai dari segi morfologi, proliferasi dan, ekspresi protein bagi kolagen jenis I, II, protein teras agrekan dan sox 9 melalui teknik imunositokimia. Pengeluaran glikosaminoglikan tersulfat (sGAG), NO dan prostaglandin E2 (PGE2) dalam supernatan kultur dianalisa. Kondrosit rawan artikular OA manusia kemudiannya disemai ke dalam hidrogel kolagen jenis I dan dikultur dalam media basal dengan kepekatan SCAE berbeza. Kondrosit dalam kultur 3D dinilai dari segi morfologi dan proliferasi sel, ekspresi gen-gen anabolik dan penghasilan sGAG. Pewarnaan hematoksilin & eosin dan toluidin biru juga dianalisa. Kondrosit yang dikultur dalam pelbagai kepekatan SCAE menunjukkan morfologi poligonal yang mengekalkan ciri ciri kondrosit mereka. Penambahan SCAE yang diuji dalam kajian ini didapati berkesan, sebagai agen prokondrogenik, antiradang dan antioksidan seperti yang telah dibuktikan oleh kawal atur menaik ekspresi gen spesifik tisu rawan iaitu COL II, ACP dan SOX 9 dan kawal atur menurun ekspresi gen COL I dan gen-gen katabolik. Selain itu, dengan penambahan SCAE dalam kultur, didapati mampu mengurangkan penghasilan NO dan PGE2 dengan bermakna. Penambahan SCAE dalam kultur 3D, merangsang proliferasi kondrosit, mengawal atur menaik ekspresi gen-gen spesifik rawan dan menunjukkan pengumpulan sGAG pada kadar yang lebih tinggi, sejajar dengan pewarnaan toluidin biru. Keputusan-keputusan ini mencadangkan bahawa SCAE menunjukkan keupayaan chondroprotective dengan menurunkan aktiviti katabolik dan kerosakan oksidatif, berkesan merangsang pertumbuhan dan mengekalkan fenotip kondrosit, dan meningkatkan pengeluaran dan sintesis matriks ekstrasel rawan. Pendekatan ini menunjukkan bahawa SCAE berpotensi sebagai agen terapeutik untuk rawatan OA.