Ekstrak Etanol Rimpang Termulawak (Curcuma.xanthorrhiza) sebagai Terapi Endometritis pada Sapi

Abstract

Endometritis merupakan penyakit reproduksi yang penting dalam industri peternakan sapi perah karena menyebabkan infertilitas ternak dan menimbulkan kerugian ekonomi yang signifikan. Pengobatan endometritis secara konvensional dilakukan dengan pemberian antibiotik, namun masalah resistansi antimikrob, akumulasi residu antibiotik dalam produk peternakan, dan ketatnya regulasi penggunaan antibiotik menjadi kendala dalam penggunaannya. Oleh karena itu, diperlukan alternatif terapi lain yang lebih aman seperti terapi dengan menggunakan herbal atau fitoterapi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis mekanisme yang terlibat dalam terapi endometritis menggunakan ekstrak etanol temulawak (Curcuma xanthorrhiza) dengan pendekatan network pharmacology. Selanjutnya, dilakukan evaluasi efikasi secara in vivo dengan menganalisis tingkat kesembuhan (cure rate), perubahan klinis, perubahan sitologis, profil hematologi, total bakteri pada uterus, dan perubahan morfologi serviks serta uterus sebelum dan sesudah pemberian ekstrak. Pendekatan network pharmacology dilakukan secara in silico untuk mengeksplorasi interaksi antara senyawa aktif dan target molekuler pada endometritis. Uji in vivo dilakukan pada enam ekor sapi yang secara klinis terdiagnosis endometritis yang dibagi menjadi dua kelompok, masing-masing kelompok terdiri dari tiga ekor, yaitu kelompok perlakuan, yang menerima terapi ekstrak etanol temulawak dengan konsentrasi 1% secara intrauterin, dan kelompok tanpa perlakuan sebagai kontrol negatif. Pengobatan dilakukan satu kali sehari selama tiga hari berturut-turut dari hari ke-0 (H0) sampai dengan hari ke-2 (H2), kemudian regimen yang sama diulang pada hari ke-7 (H7) jika nilai vaginal discharge scoring (VDS) > 0. Parameter pemeriksaan klinis dan sitologis sebelum dan sesudah perlakuan yaitu nilai VDS yang diambil dengan alat metricheckTM dan persentase sel polimorfonuklear (PMN) dengan metode cytobrush. Evaluasi kesembuhan ditentukan berdasarkan nilai VDS 0 dan PMN < 2%. Pemeriksaan profil hematologi dilakukan pada parameter eritrosit dan leukosit. Sedangkan untuk pemeriksaan total bakteri di uterus dilakukan dengan metode cawan tuang dari sampel ulas uterus. Kemudian perubahan morfologi serviks dan uterus diamati dengan ultrasonografi (USG). Pengambilan data untuk parameter VDS, PMN, hematologi, total bakteri, dan citra USG dilakukan pada H0 dan hari ke-28 (H28). Sementara itu, pada hari ke-3 (H3), pengamatan terhadap PMN, hematologi, total bakteri, dan citra USG dilakukan untuk mengevaluasi respons akut terhadap pemberian ekstrak pada hewan uji. Ekstrak etanol rimpang temulawak diketahui mengandung enam senyawa bioaktif yang memiliki protein/gen target yang terlibat dalam mekanisme terapi endometritis berdasarkan analisis network pharmacology. Mekanisme yang teridentifikasi adalah mekanisme dan proses biologis terkait endometritis seperti IL-17 signaling pathway dan NF-?B signaling pathway serta proses biologis yang secara umum relevan dengan patogenesis endometritis diantaranya inflamasi, stres oksidatif, dan apoptosis. Hasil uji in vivo menunjukkan bahwa kelompok perlakuan mengalami perbaikan klinis yang lebih baik dibandingkan kelompok kontrol, dengan tingkat kesembuhan sebesar 33,3% serta perbaikan kondisi klinis dan sitologis pada seluruh hewan yang diberi perlakuan. Pada konsentrasi 1%, mekanisme kerja terapi lebih banyak dipengaruhi oleh kemampuan imunomodulator dari ekstrak temulawak, yang diindikasikan dengan peningkatan PMN di uterus dan peningkatan jumlah total leukosit sistemik. Hasil evaluasi total bakteri tidak menunjukkan adanya aktivitas antibakteri pada konsentrasi 1% tersebut yang terlihat dari nilai total bakteri yang tidak berkurang di H3. Selain itu, konsentrasi 1 % terkonfirmasi aman karena tidak menimbulkan perubahan pada ketebalan endometrium dan diameter serviks dan profil eritrosit meliputi Red Blood Cell count (RBC), Hemoglobin (HGB), Hematocrit (HCT), Mean Corpuscular Volume (MCV), Mean Corpuscular Hemoglobin (MCH), Mean Corpuscular Hemoglobin Concentration (MCHC), dan Red Cell Distribution Width (RDWc). Hasil penelitian menunjukkan potensi efikasi dari ekstrak etanol rimpang temulawak sebagai imunomodulator pada terapi endometritis yang teridentifikasi dari pendekatan network pharmacology dan terkonfirmasi melalui uji in vivo.

Endometritis is an important reproductive disease in the dairy cattle industry, causing infertility and significant economic losses. Conventional treatment for endometritis involves antibiotics, but antimicrobial resistance, the accumulation of antibiotic residues in livestock products, and strict antibiotic regulations hinder its use. Therefore, safer alternative therapies, such as herbal or phytotherapy, are needed. This study aimed to analyze the mechanisms involved in the treatment of endometritis using an ethanol extract of Javan turmeric (Curcuma xanthorrhiza) using a network pharmacology approach. Furthermore, in vivo efficacy was evaluated by analyzing cure rates, clinical changes, cytological changes, hematological profiles, total uterine bacteria, and changes in cervical and uterine morphology before and after extract administration. A network pharmacology approach was conducted in silico to explore the interaction between active compounds and molecular targets in endometritis. In vivo testing was conducted on six cows clinically diagnosed with endometritis, divided into two groups of three: the treatment group, which received 1% curcuma ethanol extract intrauterinely, and the untreated group as a negative control. Treatment was carried out once daily for three consecutive days from day 0 (H0) to day 2 (H2), then the same regimen was repeated on day 7 (H7) if the vaginal discharge scoring (VDS) > 0. Clinical and cytological examination parameters before and after treatment were the VDS value taken with the metricheck™ tool and the percentage of polymorphonuclear cells (PMN) using the cytobrush method. Evaluation of healing was determined based on a VDS value of 0 and PMN <2%. Hematological profile examination was performed on erythrocyte and leukocyte parameters. Meanwhile, examination of total bacteria in the uterus was carried out using the pour plate method from uterine smear samples. Then, changes in cervical and uterine morphology were observed using ultrasonography (USG). Data collection for VDS, PMN, hematology, total bacteria, and ultrasound images was carried out on D0 and day 28 (H28). Meanwhile, on day 3 (H3), observations of PMN, hematology, total bacteria, and ultrasound images were carried out to evaluate the acute response to the extract administration in the test animals. The ethanolic extract of Javan turmeric rhizome was found to contain six bioactive compounds that target proteins/genes involved in endometritis therapeutic mechanisms based on network pharmacology analysis. The identified mechanisms involve biological processes and pathways associated with endometritis, such as the IL-17 and NF-?B signaling pathways, as well as biological processes relevant to its pathogenesis, including inflammation, oxidative stress, and apoptosis. In vivo experiment results showed that the treatment group experienced greater clinical improvement than the control group, with a cure rate of 33,3% and improvements in clinical and cytological conditions in all treated animals. Administration of Javanese turmeric extract at a 1% concentration revealed that its therapeutic mechanism of action was predominantly mediated through immunomodulatory effects rather than antibacterial activity, as indicated by increased PMNs in the uterus and elevated systemic total leukocyte count. In addition, a concentration of 1% was confirmed safe because it did not cause changes in endometrial thickness and cervical diameter and erythrocyte profiles including Red Blood Cell count (RBC), Hemoglobin (HGB), Hematocrit (HCT), Mean Corpuscular Volume (MCV), Mean Corpuscular Hemoglobin (MCH), Mean Corpuscular Hemoglobin Concentration (MCHC), and Red Cell Distribution Width (RDWc). The results demonstrate the potential efficacy of ethanolic extract of Javanese turmeric rhizome as an immunomodulator in the treatment of endometritis, identified using a network pharmacology approach and confirmed through in vivo experiment.