Diabetes Mellitus adalah penyakit metabolik yang ditandai dengan hiperglikemia akibat defisiensi insulin atau resistensi terhadap kerja insulin atau keduanya, yang dapat disertai dengan komplikasi mikrovaskuler dan makrovaskuler jangka panjang yang menyebabkan morbiditas dan mortalitas.
Banyak penelitian melaporkan bahwa komplikasi diabetes yang mengakibatkan kerusakan sel jantung berhubungan dengan stres oksidatif dan apoptosis. Mekanisme molekuler komplikasi diabetes tampaknya multifaktorial, dengan berbagai konsekuensi untuk fungsi seluler. Telah dilaporkan bahwa apoptosis terjadi setelah stres oksidatif dan meningkat selama komplikasi diabetes yang disebabkan oleh kerusakan sel jantung.
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa antioksidan dapat mencegah dan menyembuhkan cedera sel yang disebabkan oleh peningkatan radikal bebas dalam tubuh. Antioksidan eksogen seperti produk alami telah digunakan untuk menghindari produksi radikal bebas pada kerusakan sel jantung yang diinduksi streptozotocin pada tikus diabetes. Produk mentahnya digunakan sebagai produk alternatif pengganti antioksidan karena biayanya yang murah dan efek samping yang sedikit. Salah satu antioksidan yang terdapat dalam bahan alam adalah kitosan, yang digunakan dalam penelitian ini untuk menghambat stres oksidatif dan apoptosis pada kerusakan sel jantung tikus diabetes. Para peneliti telah secara ekstensif melaporkan Chitosan untuk aktivitas antioksidannya dan digunakan untuk studi in vivo dan in vitro. Hal ini menunjukkan bahwa Kitosan mengatur aktivitas enzim antioksidan dan mengurangi peroksidasi lipid. Belakangan ini kitosan banyak menarik perhatian karena berbagai aktivitas biologis yang terkait dengan aktivitas antioksidannya. Kitosan juga memiliki sifat farmakologis seperti hepatoprotektif, nefroprotektif, anti-ulkus, antikanker, imunostimulan, dan antioksidan. Telah dilaporkan bahwa Kitosan digunakan secara luas dalam aplikasi farmasi, industri, dan medis.
Baru-baru ini, produksi nanopartikel obat alami telah memainkan peran penting dalam nanoteknologi. Nanopartikel obat alami telah mendapat perhatian untuk pencegahan dan terapi penyakit baik pada hewan maupun manusia. Dibandingkan dengan obat alami murni, pengobatan alami berbasis nanopartikel meningkatkan stabilitas obat, sistem pengiriman, efektivitas, dan kemampuan penetrasi [26,27]. Oleh karena itu, perlu dibuat sediaan kitosan dalam bentuk nanopartikel agar penyerapan, distribusi, aktivitas, dan efektivitas kitosan dapat ditingkatkan sebagai antioksidan dan anti apoptosis serta dapat melindungi kerusakan sel jantung pada penderita diabetes.
Metode dan Hasil Penelitian
Scanning Electron Microscope (SEM) dan Dynamic Light Scattering (DLS) mencirikan nanopartikel kitosan. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen laboratorium yang terdiri dari kelompok kontrol (Tikus diberi akuades); kelompok streptozotocin (tikus disuntik streptozotocin dengan dosis 55 mg/kg BB ip); dan kelompok nanopartikel kitosan (tikus diberi streptozotocin dengan dosis 55 mg/kg BB i.p, kemudian diberikan nanopartikel kitosan dengan dosis 75 mg/kg BB, 150 mg, kg BB dan 300 mg/kg BB peroral). Creatine kinase-myoglobin (CK-MB) dan Lactate Dehydrogenase (LDH) diukur dari sampel darah. Malondialdehyde (MDA), Superoxide Dismutase (SOD), dan Glutathione Peroxidase (GPx) dari jaringan jantung diperiksa dengan ELISA; Faktor nuklir terkait eritroid 2 faktor 2 (Nrf2) dievaluasi dengan western blotting; Limfoma sel B 2 (Bcl-2) dan ekspresi Caspase-3 diselidiki dengan pewarnaan imunohistokimia, dan juga dievaluasi preparasi histologisnya dengan pewarnaan Hematoxylin & Eosin (H&E). Nanopartikel kitosan memiliki permukaan yang kasar dan bentuk yang tidak beraturan. Ukurannya adalah 247,3 ± 38,1 m. Injeksi streptozotocin secara signifikan meningkatkan kadar CK-MB, LDH, MDA, dan ekspresi caspase-3. Sebaliknya, kadar SOD, GPx, Nrf2, dan ekspresi Bcl-2 menurun dibandingkan dengan kelompok kontrol (p<0,05). Hal ini disertai dengan hilangnya struktur sel jantung normal dan nekrosis. Pemberian nanopartikel kitosan secara signifikan menurunkan kadar CK-MB, LDH, MDA, dan ekspresi Caspase-3. Namun, kadar SOD, GPx, Nrf2 dan ekspresi Bcl-2 meningkat dibandingkan dengan kelompok streptozotocin (p<0,05). Dan juga, nanopartikel kitosan menghambat nekrosis sel pada tikus diabetes.
Kesimpulan
Pada hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pemberian nanopartikel kitosan dapat melindungi kerusakan sel jantung pada tikus diabetes melalui stres anti-oksidatif dengan cara menurunkan ROS dan meningkatkan ekspresi Nrf2, kadar SOD, dan GPx. Dan melalui anti-apoptosis dengan meningkatkan ekspresi Bcl-2 dan menurunkan ekspresi Caspase-3.
Penulis: Sri Agus Sudjarwo
Informasi detil dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di https://www.hindawi.com/journals/omcl/2022/3081397/
