Potensi Ekstrak Sarang Burung Walet (Collocalia fuciphaga) sebagai Anti Aging pada Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells

Abstract

Penuaan menyebabkan hilangnya kemampuan jaringan secara progresif untuk pulih dari stress yang mengarah pada peningkatan insiden penyakit degeneratif kronis. Hilangnya homeostasis jaringan sebagian dipicu oleh peningkatan penuaan sel dan penurunan fungsi stem cell yang mengakibatkan berbagai penyakit terkait usia seperti osteoporosis, ginjal kronis, diabetes, neurodegenerasi dan kanker. Berbagai terapi dan intervensi berbasis stem cell maupun intervensi diet dan farmakologis lainnya yang menginduksi regenerasi dan rejuvenasi stem cell dimungkinkan menjadi hal yang sangat penting untuk meningkatkan rentang kesehatan dimasa yang akan datang. Pada penelitian ini dilakukan intervensi menggunakan ekstrak sarang burung walet atau yang biasa disebut edible bird’s nest (EBN) terhadap penuaan bone marrow mesenchymal stem cell (BMMSC). EBN telah lama dikenal sebagai bahan pangan kaya nutrisi dan senyawa bioaktif yang bermanfaat bagi kesehatan. Namun, bukti ilmiah akan klaim manfaat EBN bagi kesehatan masih sedikit dilaporkan. Disamping itu, meskipun Indonesia sebagai negara penghasil dan pengekspor EBN terbesar didunia, namun penelitian ilmiah terkait manfaatnya bagi kesehatan masih belum banyak dilakukan. Penelitian ini dibagi menjadi empat tahap, pada tahap pertama dilakukan analisis terhadap profil nutrisi EBN yang meliputi analisis proksimat, asam amino, nitrit dan nitrat serta karakteristik protein dari beberapa wilayah di Indonesia. Hasil analisis menunjukkan bahwa kandungan nutrisi EBN yang dikoleksi dari beberapa wilayah di Indonesia berbeda-beda. Urutan kandungan nutrisi EBN dari besar ke kecil adalah protein >karbohidrat >air >abu > lemak. Protein merupakan kandungan terbesar EBN dengan kadar 53,09-56,25%. Beberapa studi melaporkan bahwa efek farmakologi EBN diperoleh dari komponen protein. Berdasarkan data studi ini diketahui bahwa EBN asal Sumatera Barat (WS) memiliki kadar protein tertinggi (56,25%) dibandingkan dengan daerah lainnya. Oleh karena itu EBN asal daerah WS dipilih untuk analisis lebih lanjut terkait aktivitasnya sebagai anti aging pada BMMSC. Pada tahap kedua, dilakukan karakterisasi dan ekspansi BMMSC jangka panjang secara in vitro. Karakterisasi BMMSC dilakukan dengan metode immunophenotyping, dan hasil karakterisasi menunjukkan bahwa stem cell yang digunakan telah memenuhi kriteria yang ditetapkan oleh International Society for Cellular Therapy (ISCT) untuk mesenchymal stem cell. Ekspansi jangka panjang BMMSC secara in vitro dilakukan untuk membuat stem cell menua yang akan digunakan sebagai model penuaan in vitro dengan menganalisis ekspresi biomarker penuaan pada level seluler (SA--Gal) dan level molekuler (p16INK4a). Penuaan BMMSC pada penelitian ini teramati mulai pada pasase 5 (P5) yang ditandai dengan meningkatnya ekspresi marker penuaan SA--Gal dan p16INK4a secara signifikan dibandingkan dengan BMMSC pada pasase awal (P3) (p<0,05). Pada tahap ketiga, dilakukan analisis pengaruh ekstrak EBN terhadap viabilitas, proliferasi dan ekspresi marker penuaan SA--Gal dan p16INK4a. BMMSC dibagi dalam empat kelompok eksperimen, yaitu kelompok kontrol, kelompok yang diperlakukan dengan EGF 10 ng/mL (sebagai referensi), kelompok yang diperlakukan dengan ekstrak EBN 50 ppm dan kelompok yang diperlakukan dengan ekstrak EBN 200 ppm. Hasil analisis menunjukkan bahwa kelompok BMMSC yang diperlakukan dengan ekstrak EBN mampu mereduksi ekspresi marker penuaan SA--Gal dan p16INK4a pada penuaan awal (P5) maupun penuaan lanjut BMMSC (P8) secara signifikan dibandingkan kelompok kontrol (p<0,05). Perlakuan dengan ekstrak EBN 200 ppm menunjukkan penurunan ekspresi marker penuaan yang paling besar dibandingkan kelompok eksperimen lainnya. Konsekuensi dari penurunan ekspresi marker penuaan teramati dengan meningkatnya kapasitas viabilitas dan proliferasi pada BMMSC yang menua. Pada P5, BMMSC yang diperlakukan dengan ekstrak EBN 200 ppm mampu meningkatkan proliferasi BMMSC (26,7%) secara signifikan dibandingkan dengan kelompok kontrol (p<0,05), dan pada P8 BMMSC, meskipun tidak terjadi peningkatan kapasitas proliferasi, namun perlakuan dengan ekstrak EBN mampu meningkatkan viabilitas BMMSC yang menua secara signifikan dibandingkan kelompok kontrol (p<0,05). Pada tahap akhir, dilakukan studi mekanisme pada level molekuler untuk untuk mengetahui mekanisme yang mendasari aktivitas anti aging ekstrak EBN terhadap BMMSC, khususnya terhadap jalur yang berhubungan dengan inflamasi. Hasil analisis menunjukkan bahwa ekstrak EBN mampu menurunkan level ekspresi mRNA IL-6 BMMSC secara signifikan dibandingkan dengan kelompok kontrol (p<0,05). Hasil ini mengindikasikan bahwa ekstrak EBN mampu menghambat produksi pro-inflamasi sitokin yang berkontribusi terhadap penuaan sel. Penurunan ekspresi gen IL-6 ini diduga terkait dengan penurunan ekspresi faktor transkripsi NF-κB. Jalur persinyalan NF-B dikenal sebagai proses kunci yang mendasari inflamasi. Pada studi ini ditemukan bahwa level ekspresi mRNA NF-B dari BMMSC menurun secara signifikan (p<0,05) setelah diperlakukan dengan ekstrak EBN 200 ppm. Studi ini mengindikasikan ada korelasi antara faktor transkripsi NF-κΒ, ekspresi IL-6 dan penuaan. Namun karena jalur persinyalan NF-κΒ merupakan suatu proses komplek yang melibatkan banyak molekul, perlu dilakukan investigasi lebih lanjut untuk mengelusidasi mekanisme ekstrak EBN dalam menunda/ memperlambat penuaan BMMSC. Dengan demikian, data penelitian ini mengindikasikan bahwa ekstrak EBN memiliki potensi sebagai anti aging pada BMMSC dengan mereduksi ekspresi marker penuaan SA-β-Gal dan p16INK4a melalui jalur inflamasi dengan menekan ekspresi mRNA mediator proinflamasi IL-6 melalui penurunan ekspresi faktor transkripsi NF-κB.