TUGAS GENETIKA

OSTEOGENESIS IMPERFECTA

Disusun Oleh:

Retno Ayu Adhisty

NIM 0840709006

PROGRAM PASCA SARJANA PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK

PROGRAM DOUBLE DEGREE ILMU KESEHATAN ANAK

FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA

2012

BAB I

PENDAHULUAN

Osteogenesis Imperfecta (OI) adalah kelainan pembentukan jaringan ikat

bawaan dengan berbagai bentuk manifestasi klinis. Kelainan ini juga sering

disebut dengan "brittle bone disease". Kelainan ini pada umumnya ditandai

dengan tulang mudah patah, kelainan pada ligamen, kulit, sklera, gigi, ataupun

tuli. Kelainan bentuk yang paling ringan biasanya ditandai dengan osteoporosis

prematur, penderita bisa tidak mengalami patah tulang sampai masa dewasa,

sedang untuk kelainan OI yang berat adalah ditandai dengan fraktur multipel

dengan trauma ringan atau tanpa riwayat trauma sejak dalam kandungan.

Disebutkan kurangnya asupan gizi saat hamil, paparan lingkungan/ ekosistem,

dan ibu peminum alcohol meningkatkan risiko kejadian OI.1,2

EPIDEMIOLOGI

Osteogenesis Imperfecta diturunkan secara autosomal dominan. Kejadian

OI diperkirakan 1 per 20.000 kelahiran hidup. Tidak ada perbedaan menurut ras

dan jenis kelamin. Usia penderita saat gejala muncul bervariasi, terutama gejala

mudah patahnya tulang. Pada kasus minoritas dapat ditemukan penurunan

secara resesif yang disebabkan oleh mosaicism pada orangtua.1-3

KLASIFIKASI

Sejak tahun 1979, OI telah diklasifikasikan menjadi beberapa tipe oleh

David Sillence. Sistim klasifikasi ini dikelompokkan berdasarkan keturunan,

manifestasi klinis, dan gambaran radiologis. Klasifikasi OI bisa mencerminkan

prognosis dari seorang penderita tetapi tidak bisa memprediksi batas akhir

kemampuan seorang penderita. Klasifikasi awal ada 4 tipe yaitu tipe I sd. Tipe IV.

Dan ada tiga tipe tambahan dari OI yaitu tipe V, VI, dan VII. Namun klasifikasi

klinis lebih berguna berdasarkan manifestasi yang muncul pada bayi, anak-anak,

dan orang dewasa dengan gejala yang ringan, sedang sampai berat, dan jenis

yang mematikan.1-5

BAB II

1

TINJAUAN KEPUSTAKAAN

ETIOLOGI           

Hampir 90% bentuk klinis (tipe) OI disebabkan oleh kelainan struktural

atau mutasi 2 gen yaitu COL1A1 dan COL1A2 yang mengkode rantai kolagen

tipe 1 (prokolagen tipe 1), dimana COL1A1 dan COL1A2 merupakan komponen

protein utama matriks ekstraselular tulang. Bentuknya yang beragam ini karena

bisa terjadi pada lokus dan alel yang sangat heterogen. Manifestasi yang timbul

tergantung dari rantai prokolagen tipe 1 yang terkena, jenisnya, dan lokasi mutasi

dari lokusnya. Sekitar 10% kasus klinis yang tak jelas, terbukti tidak didapat

kelainan biokimia dan molekul prokolagen. Hingga kini tidak diketahui dengan

jelas apakah kasus ini dikarenakankemampuan deteksi kurang atau karena

kelainan genetik yang heterogen.1,2,4,5

PATOGENESIS

Prokolagen tipe I adalah struktur protein utama yang menyusun matriks

tulang dan jaringan fibrous lainnya, seperti kapsul organ, fasia, kornea, sklera,

tendon, selaput otak dan dermis.2,5 Sekitar 30% berat badan manusia terdiri dari

prokolagen tipe I.2 Secara struktural, molekul prokolagen tipe I  berbentuk triple

helix, terdiri dari  2 rantai proα1(I) (disebut COL1A1, dikode pada kromosom 17)

dan 1 rantai  proα2(I) (disebut COL1A2, dikode pada kromosom 7). Masing-

masing rantai triple helix itu dibentuk oleh rangkaian 388 asam amino Gly-X-Y

yang berulang. Prolin sering berada di posisi X, sedangkan hidroksiprolin atau

hidroksilisin sering berada di posisi Y. Glisin (Gly) merupakan asam amino

terkecil yang mempunyai struktur cukup padat dan berperan penting sebagai

poros dari helix sehingga bila terjadi mutasi akan sangat mengganggu struktur

dan produksi helix. Prokolagen yang abnormal akan membentuk cetakan yang

tidak normal sehingga matriks  pelekat tulang pun tak normal dan tersusun tak

beraturan. Beberapa protein bukan kolagen dari matriks tulang juga berkurang.

Hal ini menyebabkan adanya penurunan pembentukan tulang, osteopenia, dan

terjadi kerapuhan sehingga meningkatkan angka kepatahan (fraktur). 1,2,4

2

Gambar 1. Gen yang menyandi tipe I preprocollagen struktur rantai (atas) dan domain molekul procollagen (bawah). A, Sinyal urutan yang dibelah saat transit dari retikulum endoplasma kasar, B, propeptide N-terminal; C, non-triple-helix domain pendek, yang berisi situs pembelahan proteolitik peptida N-terminal; D, triple-helix domain yang penting, ditandai dengan mengulangi Gly-XY, E, Telopeptide, F, N-terminal propeptides yang mengandung ikatan disulfida. (Dikutip dari Beary JF, Chines A, dkk. Clinical features and diagnosis

ofosteogenesis imperfecta.www.Uptodate.com)

Lebih dari 200 mutasi yang berbeda mempengaruhi sintesis atau

struktur prokolagen tipe I ditemukan pada penderita OI. Jika mutasi tersebut

menurunkan produksi/ sintesis prokolagen tipe I, maka terjadi OI fenotip ringan

(osteogenesis imperfecta tipe I), namun jika mutasi menyebabkan gangguan

struktur prokolagen tipe I maka akan terjadi OI fenotip yang lebih berat (tipe II, III,

dan IV).  Kelainan struktur itu pada dasarnya terbagi menjadi dua macam, yaitu

85% karena point mutation akibat glisin digantikan oleh asam amino lain  dan

sisanya karena kelainan single exon splicing. Struktur normal prokolagen tipe I.

Masing-masing rantai kolagen sebagai triple helix prokolagen, disekresikan ke

ruang ekstraseluler. Domain amino- dan carboxyl-terminal dipecah di ruang

ekstraseluler, mengalami maturitas, kemudian dirangkai, di tulang akan

mengalami mineralisasi. 1,2,4

Mutasi terbanyak OI diturunkan secara autosomal dominan oleh gen

kolagen tipe I, hanya sedikit yang resesif. Secara umum penyakit ini

menggambarkan kompleksitas genetik, namun jika terjadi mutasi gen akan

mempengaruhi struktur protein yang dirupakan dalam berbagai bentuk sub unit.

3

Bentuk phenotif yang ringan dari tipe I autosomal dominan, walaupun

molekul normal yang terbentuk hanya separoh dari keseluruhan, secara kualitas

akan tampak normal. Semakin berat mutasi yang terjadi akan tampak pada

stoichiometri pada pembentukan defek rantai proα1(I) kolagen tipe I yang terdiri

dari 2 rantai proα1 dan 1 rantai proα2. Jika separoh rantai proα1(I) adalah

abnormal, 3 dari 4 kolagen tipe I akan mempunya minimal 1 rantai abnormal.

Sebaliknya jika separoh rantai proα1(I) mengalami defek, maka yang terkena

mutasi hanya 1 dari 2 molekul. Mutasi pada rantai proα1(I) yang tampak pada

gambar 2 di bawah ini adalah dominant negative alelle (proα1M), karena mereka

mempengaruhi kerusakan kedua rantai yaitu proα1 dan proα2. Dengan kata lain

pengaruh mutan alel diperkuat dengan adanya betuk polimer alamiah dari

molekul kolagen, khususnya untuk penyakit autosomal dominan seperti OI ini,

akan lebih baik jika terjadi mutasi yang nantinya tidak memproduksi gene dari

pada harus menghasilkan produk gen abnormal. Meskipun mutasi yang

menghasilkan struktur abnormal rantai proα2 bisa menurunkan jumlah normal

molekul kolagen tipe 1 hingga separoh, penurunan jumlah ini tidak selamanya

jelek. Seperti pada kasus beberapa mutasi yang menyebabkan bentuk fenotip

perinatal yang letal, kebanyakan bayi dengan OI tipe II, bentuk letal mempunyai

dominasi mutasi yang baru, yang mana kaitannya dalam keluarga untuk terjadi

kejadian berulang sangat rendah.2,4

Cartilage-associated protein (CRTAP) merupakan protein yang

dibutuhkan untuk hidroksilasi prolil 3. Hilangnya CRTAP pada tikus

menyebabkan osteochondroplasia yang dikarakterisasi dengan osteoporosis

beratdan penurunan produksi osteoid. Pada manusia, mutasi CRTAP dapat

menyebabkan modifikasi post-translasional dari kolagen yang berlebihan

sehingga dapat menyebabkan gejala klinis yang mirip dengan OI.

4

Gambar 2. Pedegree dari keluarga dengan Osteogenesis Imperfecta yang terbanyak diturunkan secara autosomal dominan. (Diambil dari www.carolguz.com)

Gambar 3. Patogenesis kelas mayor mutasi dari prokolagen tipe 1. ( Dikutip dari Nussbaum RL, McInnes RR, Willard HF. The molecular and biochemical basis of genetic disease. Dalam:

Thompson and thompson genetic in medicine, edisi ke-6. Philadelphia: Saunders, 2004;342 )

5

MANIFESTASI KLINIS  DAN DIAGNOSIS

Sistem klasifikasi yang paling sering dipakai untuk membedakan tipe OI

adalah yang dibuat oleh Sillence dkk. Klasifikasi tersebut didasarkan pada gejala

klinis, genetik, dan kriteria radiografi (tipe I sd. Tipe IV). Gejala klinisnya sangat

bervariasi antar penderita walaupun dalam tipe yang sama. Dan ada tiga tipe

tambahan dari OI yaitu tipe V, VI, dan VII. Namun klasifikasi klinis lebih berguna

berdasarkan manifestasi yang muncul pada bayi, anak-anak, dan orang dewasa

dengan gejala yang ringan, sedang sampai berat, dan jenis yang mematikan. 1-4

Tabel 1. Tipe-OI dari tinjauan Genetik & Biomolekuler sebagai berikut :

Tipe Fenotif Diturunkan

secara

Defek Biomolekuler Defek

Genetika

Defek Produksi Kolagen Tipe I

I Ringan : sklera kebiruan, brittle bones , tetapi tdk ada deformitas tulang

Autosomal dominan

Biasanya : Susunan kolagen normal (alel normal), tetapi jumlah berkurang separoh

Biasanya: tidak punya alel, sehingga menggangu produksi rantai proα1(1), dan mengganggu sintesis mRNA

Defek struktural Kolagen Tipe I

II Perinatal letal: abnormalitas tulang yg berat (fraktur, deformitas), sklera gelap, meninggal usia 1 bulan

Autosomal dominan

Biasanya: produksi molekul kolagen abnormal ok. Substitusi dari Gly-X-Y dari tripel helix dominan, dgn beberapa bias ke separoh protein C-terminal

Biasanya :kesalahan mutasi tulang dalam kodon glisin dari gene untuk rantai α1 dan α2

III Deformitas progresif: fraktur, sering saat kelahiran, deformitas tulang progresif, tumbuh terbatas, sklera biru

Autosomal dominan

Molekul kolagen abnormal : substitusi glisin dari berbagai tipe triple helix, berada di sepanjang protein

Kesalahan mutasi pada kodon glisin dari gene untuk rantai α1 dan α2

IV Sklera normal, deformitas tulang : derajat ringan –sedang, perawakan pendek, fraktur

Autosomal dominan

Abnormal molekul kolagen: substitusi glisin dari berbagai tipe triple helix, berada di sepanjang protein

Kesalahan mutasi pada kodon glisin dari gene untuk rantai α1 dan α2

Modifikasi dari Byers PH: Disorder of collagen biosynthesis and structur. In Scriver CR, Beaudert AL (eds): The Metabolic Basis of Inheritance Disease, 6th ed. New York, Mc Graw Hill, 1989 pp 2805-2842 and Bayers PH: Brittle bones-fragile molecules: disorder of collagen structure and expression. Trends Genet 6:293-300, 1990

6

1. Tipe I (Ringan)

Merupakan bentuk OI yang paling ringan dan paling banyak ditemukan,

bahkan sering ditemukan dalam suatu pedigree keluarga yang besar. Diturunkan

secara autosomal dominan dan disebabkan karena menurunnya produksi atau

sintesis prokolagen tipe I (functional null alleles). Kebanyakan penderita tipe I

mempunyai sklera berwarna biru, fraktur berulang pada masa anak-anak tapi

tidak sering, dan tuli (30-60% pada usia 20-30 tahun). Fraktur terjadi karena

trauma ringan–sedang dan menurun setelah masa pubertas. Ada 2 subtipe, yaitu

subtipe A bila tidak disertai dentinogenesis imperfecta, dan subtipe B bila disertai

dentinogenesis imperfecta. Kelainan lainnya yang bisa ditemukan antara lain

mudah memar, kelemahan sendi dan otot, kifoskoliosis, serta perawakan pendek

ringan dibanding anggota keluarga lainnya.  1-5

2. Tipe II (Sangat berat/ perinatal lethal)

          Sering didapatkan bayi lahir mati atau meninggal pada tahun pertama

kehidupan dengan berat lahir dan panjang badan kecil untuk masa kehamilan.

Kematian disebabkan karena distres pernafasan, juga karena malformasi atau

perdarahan sistem saraf pusat. Terjadi karena mutasi baru yang diturunkan

secara autosomal dominan (jarang resesif) akibat penggantian posisi glisin pada

triple helix prokolagen tipe I dengan asam amino lain. Tulang rangka dan jaringan

ikat lain sangat rapuh. Terdapat fraktur multipel tulang panjang intrauterin yang

terlihat sebagai crumpled appearance pada radiografi. Selain itu bisa terjadi pada

tulang tengkorak/ vertebra. Tulang tengkorak tampak lebih besar dibanding

ukuran tubuh dengan pembesaran fontanela anterior dan posterior. Fraktur

multipel tulang iga membentuk gambaran manik-manik (beaded appearance),

thoraks yang sempit ikut berperan dalam terjadinya distres pernafasan. Penderita

mungkin mempunyai hidung yang kecil dan/ mikrognatia. Sklera warna biru

gelap-keabuan. 1-5

3. Tipe III (Berat/Progresif)

7

          Merupakan tipe dengan manifestasi klinis paling berat namun tidak

mematikan dan menghasilkan gangguan fisik yang berat, berupa kelenturan

sendi, kelemahan otot, nyeri tulang kronis berulang, dan deformitas tengkorak.

Hal ini bisa terjadi karena point mutation atau frame shift mutation pada

prokolagen tipe I yang diturunkan secara autosomal dominan atau resesif. Berat

badan dan panjang lahir sering rendah. Fraktur sering terjadi dalam kandungan.

Setelah lahir, fraktur sering terjadi tanpa sebab dan sembuh sendiri dengan sisa

deformitas. Kebanyakan dari penderita berperawakan pendek, bentuk wajah

relatif triangular dan makrosefali. Sklera bervariasi dari putih hingga biru. Sering

dijumpai dentinogenesis imperfecta (80% pada anak usia < 10 tahun). Dari

gambaran radiologis didapatkan disorganisasi matriks tulang menyebabkan

gambaran popcorn pada metafisis.1-5

4. Tipe IV (Tak terdefinisi/ Moderately severe)

          Terjadi karena point mutation atau delesi kecil pada prokolagen tipe I yaitu

pada rantai COL1A2, kadang pada COL1A1. Merupakan tipe OI yang paling

heterogen karena memasukkan temuan-temuan pada penderita yang tidak

tergolong dalam 3 tipe sebelumnya. Fraktur bisa terjadi dalam rahim dengan

tulang panjang bawah bengkok yang kelihatan sejak lahir. Sering terjadi fraktur

berulang, kebanyakan penderita mempunyai tulang yang bengkok walau tidak

sering mengalami fraktur. Frekuensi fraktur berkurang setelah mencapai

pubertas. Penderita tipe ini memerlukan intervensi ortopedik dan rehabilitasi

tetapi biasanya mereka dapat melakukan aktivitas sehari-hari. Penderita

mengalami perawakan agak pendek. Warna sklera biasanya putih. Kadang

dijumpai dentinogenesis imperfecta, sehingga beberapa penulis membedakan

tipe ini menjadi 2 subtipe yaitu subtipe A bila tidak disertai dentinogenesis

imperfecta dan subtipe B bila disertai dentinogenesis imperfecta. Gambaran

osteoporotik dan kompresi vertebra didapatkan dari radiologiknya. 1-5

Penelitian beberapa tahun terakhir dengan menggunakan penelitian

mikroskopik terhadap tulang penderita OI ditemukan tipe-tipe baru OI (tipe V, VI,

VII). Yang tidak berasal dari mutasi tipe 1 gene kolagen. Penyebab mutasi pada

tipe di atas belum dapat diidentifikasi, meskipun lokus dari OI tipe VII diketahui

berada di lengan pendek kromosom 3 dan diturunkan secara resesif. Bentuk lain

8

diturunkan secara dominan autosomal dan dapat dibedakan secara klinis atau

kelainan tulangnya tetapi gambarannya hampir sama dengan OI tipe IV . 2,4

Gambar 4. Wajah bulat dengan orbita dangkal, sclerae putih atau keabu-abuan, philtrum panjang, rhizomelic dari ekstremitas atas dan bawah dan posisi abduksi kaki. Di kutip dari Glorieux FH,. Experience With Bisphosphonates in Osteogenesis Imperfecta. Pediatrics 2007;119;S163-S165

(I) (II) (III)

9

Gambar 5. Gambaran radiologis (I) Fraktur mid diafise tampak obliq ri dari humerus kiri, (II) penipisan ringan dari tulang kepala, (III) fraktur proksimal femur bilateral dengan konsolidasi dan angulasi. Di kutip dari Glorieux FH,. Experience With Bisphosphonates in Osteogenesis Imperfecta. Pediatrics 2007;119;S163-S165

KLASIFIKASI LANJUTAN OSTEOGENESIS IMPERFECTA

Tipe V: Deformitas derajat sedang (disebut juga congenital brittle bones

dengan formasi kalus redundant ). Manifestasi klinis : kerapuhan tulang derajat

sedang, perawakan pendek ringan-sedang, sklera putih, tidak didapatkan

dentinogenesis imperfecta, diturunkan secara dominan. Gambaran radiologis

didapatkan dislokasi ujung tulang radius; mineralisasi membran interosseous;

hiperplasi kallus.

Type VI: Deformitas derajat sedang-berat ( Disebut juga congenital britlle

bones dengan defek mineralisasi. Manifestasi klinis : kerapuhan tulang derajat

sedang, perawakan pendek derajat sedang, sklera putih, tidak didapatkan

dentinogenesis imperfecta; tidak tampak skoliosis; tidak diketahui sifat

keturunannya. Gambaran histologisnya tampak akumulasi osteoid di jaringan

tulang, bentuk fish scale dari lamella tulang

Type VII: Deformitas derajat sedang (disebut juga congenital brittle bones

dengan rhizomelia. Gambaran klinis : kerapuhan tulang derajat sedang,

perawakan pendek derajat ringan, sklera putih, tidak didapatkan dentinogenesis

imperfecta; autosomal resesif; ditemukan hanya pada kelompok suku asli

Amerika Utara di northern Quebec. Gambaran radiologis tampaktulang humeri

and femora yang pendek; coxa vara

Type VIII: Defisiensi Prolyl 3-hydroxylase 1. Gambaran klinis tampak

sklera putih, wajah bulat, dada bentuk barrel chest pendek, tangan relatif lebih

panjang dibandingkan kaki, tulang phalang panjang, tulang metakarpal pendek;

diturunkan secara resesif. Gambaran radiologis tampak gracile, kadar mineral

tulang iga dan tulang panjang yang rendah, fraktur multipe pada saat lahir,

disorganisasi bulbus metafise dan matrixnya. 1-5

10

DIAGNOSIS           

Diagnosis OI ditegakkan dari riwayat penyakit yang sama pada keluarga

dan atau manifestasi klinis yang berbeda-beda tiap penderita, dari tipe ringan

sampai berat, ditambah dengan beberapa pemeriksaan penunjang. Manifestasi

klinis yang bisa ditemukan antara lain sering fraktur berulang, perawakan

pendek, sklera berwarna biru, masalah gigi (dentinogenesis imperfecta), dan

gangguan pendengaran yang makin progresif setelah masa pubertas.

Pemeriksaan penunjang yang dapat dilakukan 1-4 :

1. Laboratorium biokimia dan molekular

Analisa sintesa kolagen didapat melalui kultur fibroblas dari biopsi

kulit, terutama untuk mendeteksi osteogenesis imperfecta tipe I,III dan

IV. Analisa mutasi DNA prenatal dilakukan pada kehamilan dengan resiko

OI, melalui kultur villus korion. Pemeriksaan kombinasi antara analisa

DNA dan biopsi kolagen akan mendeteksi hampir 90% dari semua tipe

mutasi gen pengkode prokolagen tipe I. 1-4

2. Pencitraan Radiografi pada tulang skeletal setelah lahir (bone survey)

Bentuk ringan (tipe I) tampak korteks tulang panjang yang

menipis, tidak tampak deformitas tulang panjang. Bisa menunjukkan

gambaran Wormian (Wormian bones) pada cranium. Bentuk sangat berat

(tipe II) tampak gambaran manik-manik (beaded appearance) pada tulang

iga, tulang melebar, fraktur multipel dengan deformitas tulang panjang.

Bentuk sedang dan berat (tipe III dan IV) tampak metafisis kistik atau

gambaran popcorn pada kartilago, tulang dapat normal atau melebar

pada awalnya kemudian menipis, dapat ditemukan fraktur yang

11

Gbr.6. Warna sclera penderita OI. Di ambil dari www.uptodate.com

menyebabkan deformitas tulang panjang, sering disertai fraktur

vertebra. Densitas mineral tulang (bone densitometry) diukur dengan

Dual-Energy X-Ray Absorptiometry (DEXA) yang menghasilkan nilai

rendah pada penderita. Ultrasonografi prenatal pada minggu 15-18

kehamilan untuk mendeteksi kelainan panjang tulang anggota badan.

Yang tampak dapat berupa gambaran normal (tipe ringan) sampai

dengan gambaran isi intrakranial yang sangat jelas karena berkurangnya

mineralisasi tulang kalvaria atau kompresi kalvaria. Selain itu dapat juga

ditemukan tulang panjang yang bengkok, panjang tulang berkurang

(terutama tulang femur), dan fraktur iga multipel. USG prenatal ini

terutama untuk mendeteksi OI tipe II. 1-4

DIAGNOSIS BANDING

1. Child abuse dan penelantaran anak

Pada OI tipe ringan paling sulit dibedakan dengan kasus penelantaran anak.

Usia fraktur tulang yang berbeda-beda pada neonatus dan anak harus dicurigai

karena kasus penelantaran anak. Selain itu pada penelantaran anak juga

terdapat manifestasi klinis non skeletal, misalnya perdarahan retina, hematoma

organ visera, perdarahan intrakranial, pankreatitis dan trauma limpa. Tipe fraktur

pada penelantaran anak biasanya adalah fraktur sudut metafiseal yang jarang

ditemukan pada OI. Densitas mineral tulang pada penelantaran anak juga

normal, sedangkan pada OI rendah. 1-4

2. Osteoporosis juvenil idiopati (OJI)

Keadaan ini ditemukan pada anak yang lebih tua, terutama antara 8 – 11

tahun, yang mengalami fraktur dan tanda osteoporosis tanpa didasari penyakit

lainnya. Gejala biasanya nyeri tulang belakang, paha, kaki, dan kesulitan

berjalan. Fraktur khasnya berupa fraktur metafiseal, meski dapat juga terjadi

pada tulang panjang. Sering terjadi fraktur vertebra yang menyebabkan

deformitas dan perawakan pendek ringan. Tulang tengkorak dan wajah normal.

OJI akan membaik spontan dalam 3-5 tahun, namun deformitas vertebra dan

gangguan fungsi dapat menetap. Jika didapat riwayat keluarga dengan keluhan

yang sama maka harus dipikirkan suatu OI tipe ringan 1-4

12

3. Achondroplasia

Merupakan penyakit yang diturunkan secara autosomal dominan akibat

mutasi pada gen FGFR3. Gen ini bertanggung jawab pada pembentukan protein

yang berperan dalam pertumbuhan, perkembangan dan pemeliharaan tulang

(osifikasi) dan jaringan otak. Klinis didapat sejak lahir berupa perawakan pendek,

termasuk tulang belakang, lengan dan tungkai terutama lengan dan tungkai atas,

pergerakan siku terbatas, makrosefali dengan dahi yang menonjol. Kejadian

fraktur berulang tak pernah terjadi. 1-4

4. Riketsia

Merupakan gangguan kalsifikasi dari osteoid akibat defisiensi metabolit

vitamin D. Walau jarang terjadi, riketsia juga bisa karena kekurangan kalsium dan

fosfor dalam diet. Klinis yang ditemukan antara lain hipotoni otot, penebalan

tulang tengkorak yang menyebabkan dahi menonjol, knobby deformity pada

metafisis dan dada (rachitic rosary), bisa terjadi fraktur terutama tipe greenstick

fracture. Hasil pemeriksaan laboratorium ditemukan kadar 25-hidroksi-vitamin D

serum, kalsium dan fosfor yang rendah, serta alkalin fosfatase meningkat.

Beberapa penyakit malabsorpsi intestinal berat, penyakit hati atau ginjal

menimbulkan gambaran klinis dan biokimia sekunder riketsia nutrisional. Pada OI

kalsium serum dan alkalin fosfatase normal. Kadar 25-hidroksi-vitamin D serum

penderita OI sering rendah menunjukkan defisiensi vitamin D sekunder akibat

kurangnya paparan terhadap sinar matahari yang sering dialami penderita OI. 1-4

13

PROGNOSIS           

Osteogenesis imperfecta merupakan kondisi kronis yang membatasi

tingkat fungsional dan lama hidup penderita. Prognosis penderita OI bervariasi

tergantung klinis dan keparahan yang dideritanya. Bayi dengan OI tipe II

biasanya meninggal dalam usia bulanan - 1 tahun kehidupan. Sangat jarang

seorang anak dengan gambaran radiografi tipe II dan defisiensi pertumbuhan

berat dapat hidup sampai usia remaja. Penderita OI tipe III biasanya meninggal

karena penyebab pulmonal pada masa anak-anak dini, remaja atau usia 40

tahun-an sedangkan penderita tipe I dan IV dapat hidup dengan usia yang lebih

panjang/ lama hidup penuh.                Penderita OI tipe III biasanya sangat tergantung dengan kursi roda.

Dengan rehabilitasi medis yang agresif mereka dapat memiliki ketrampilan

transfer dan melakukan ambulasi sehari-hari di rumah. Penderita OI tipe IV

biasanya dapat memiliki ketrampilan ambulasi di masyarakat juga tak tergantung

dengan sekitarnya. 1-5

14

DAFTAR PUSTAKA

1. Marini JC. Osteogenesis imperfecta. Dalam: Behrman RE, Kliegman RM,

Jenson HB,eds. Nelson textbook of pediatrics, edisi ke-17. Philadelphia:

Saunders, 2004, 2336-8

2. Beary JF, Chines A, dkk. Clinical features and diagnosis of osteogenesis

imperfecta. review version 18.3: September 2010. Di dapat dari

www.Uptodate.com

3. Root AW, Diamond Jr FB. Disorders of calcium metabolism in the child

and adolescent. Dalam: Sperling MA, eds. Pediatric endocrinology, edisi

ke-2. Philadelphia: Saunders, 2002, 657-85.   

4. Nussbaum RL, McInnes RR, Willard HF. The molecular and biochemical

basis of genetic disease. Dalam: Thompson and thompson genetic in

medicine, edisi ke-6. Philadelphia: Saunders, 2004, 229-346. 

5. Chevrel G. Osteogenesis imperfecta. Didapat dari:

www.orpha.net/data/patho/GB/uk-OI.pdf

6. Smith R. Severe osteogenesis imperfecta: new therapeutic options? BMJ

2001;322:63-4.  16. 

7. Dimeglio LA, Ford L, McClintock C, Peacock M. A comparison of oral and

intravenous biphosphonates therapy for children with osteogenesis

imperfecta. J Pediatr Endocrinol Metab 2005;18(1):43-5317. 

8. Glorieux FH,. Experience With Bisphosphonates in Osteogenesis

Imperfecta. Pediatrics 2007;119;S163-S165

9. Cole DE. Psychosocial aspects of osteogenesis imperfecta: an update.

Am J Med Genet . 1993 ; 45:207.

15

10. Antoniazzi F, Mottes M, Fraschini P, et al. Osteogenesis imperfecta:

practical treatment guidelines. Paediatr Drugs . 2000; 2:465.

CRTAP AND LEPRE 1 MUTATIONS IN RECESSIVE OSTEOGENESIS

IMPERFECTA

PENDAHULUAN

Penderita Osteogeneis Imperfecta (OI) memiliki tulang yang rapuh sehingga

meningkatkan resiko terjadinya fraktur. OI diturunkan secara autosomal dominan

dan disebabkan oleh mutasi heterogenisitas pada gen COLIA1 dan COLIA2

(MIM #120150 dan #120160). Mutasi ini menyebabkan penurunan produksi

secara kuantitatif kolagen tipe 1 yang berstruktur normal sehingga menyebabkan

fenotip OI tipe yang paling ringan. Mutasi yang menyebabkan perubahan

struktural pada semua rantai prekolagen tipe 1 dapat mempengaruhi asosiasi

rantai, formasi tripel helix, sekresi dan atau formasi fibril dan secara keseluruhan

menghasilkan fenotip yang lebih berat, termasuk perinatal lethal OI phenotype.

Secara biokimia, abnormalitas struktur ini ditandai dengan peningkatan

modifikasi post-translasi rantai prekolagen tipe 1.

Perubahan proses post-translasi prekolagen tipe 1 tanpa adanya mutasi juga

dapat menyebabkan OI. Berdasarkan kejadian tersebut, mutasi pada CRTAP

(MIM #605497) dan LEPRE1 (MIM #610339) yang mengkode protein prolyl 3-

hydroxylase-1 (P3H1) dan protein leprecan dapat menyebabkan OI tipe resesif.

CRTAP, atau cartilage associated protein, membentuk molecular kompleks di

reticulum endoplasmik kasar dengan P3H1 dan cyclophilin B (MIM #123841,

CYPB atau peptidylprolyly isomerase B, PPIB) dalam rasio 1:1:1. Baik pada tikus

16

dan manusia, dengan adanya mutasi yang menyebabkan mutasi fungsi dari

CRTAP yang menyebabkan hilangnya 3-hydroxylase dari target residu proline

single di posisi 986 dalam domain triple helix atau residu 1164 yang diukur dari

methionine insiator di rantai proα(1)I. Prolyl 3-hydroxylase merupakan salah satu

dari beberapa modifikasi rantai proα yang berkontribusi terhadap proper folding,

stabilitas, dan sekresi prekolagen. Prolyl 4-hydroxylase penting untuk stabilitas

suhu dari triple helix sementara hidroksilasi lysyl dan glikosilasi hydroxylysyl

berkontribusi terhadap stabilitas crosslink extraseluler antara molekul. OI pada

manusia, homozigot atau compound heterozygot mutasi CRTAP dan LEPRE1

berhubungan dengan overmodifikasi post-translasi rantai kolagen tipe 1 yang

disintesis oleh kultur fibroblast secara in vitro, yang menyebabkan retardasi

mobilitas dalam elektroforesis. Walaupun semua molekul pada kelainan resesif

ini overmodifikasi, dan pada kelainan dominan hanya 2/4-3/4 tergantung dari

letak gen yang mengalami mutasi, sulit untuk membedakan kolagen

overmodifikasi dikarenakan mutasi struktural kolagen tipe 1 atau mutasi pada

kompleks prolyl 3-hydroksilasi.

Untuk mengidentifikasi mutasi yang mengganggu prolyl 3-hydroksilasi dan disaat

yang bersamaan mengkaji kontribusi mutasi CRTAP, LEPRE1 dan PPIB (yang

mengkode CYPB) pada patogenensis OI, kami menskrining DNA dari 78 pasien,

yang diidentifikasi baik in utero atau pada saat lahir. Pada penelitian kohort ini,

didapatkan 3 tambahan kejadian dimana OI disebabkan oleh mutasi CRTAP

termasuk missense mutation yang dilaporkan pertama kali. Kami juga

mengidentifikasi 16 kejadian dimana OI disebabkan oleh mutasi LEPRE1. 9 dari

11 mutasi LEPRE 1 adalah baru. Tidak didapatkan mutasi pada gen PPIB.

METODOLOGI

Subjek penelitian

Dipilih 78 subjek untuk skrining berdasarkan laporan hubungan darah, yang

berasal dari komunitas dimana didapatkan peningkatan frekuensi konsanguinitas,

adanya saudara kandung yang menderita OI atau adanya kegagalan dalam

mengidentifikasi mutasi gen COLIA1 dan COLIA2 walaupun kultur sel

menghasilkan protein yang abnormal. Beberapa subjek dipilih berdasarkan

fenotip klinis dan radiografik mirip dengan kasus mutasi positif yang pernah 17

dilaporkan. Dengan persetujuan Institutional review board, darah, fibroblast atau

jaringan diambil dari subjek terpilih dan DNA disiapkan dengan protokol standar.

PCR dan sequence analysis

7 exon CRTAP, 15 exon LEPRE1 dan 5 exon PPIB, termasuk region intronik

sekitar, diamplifikasi dari DNA genom dengan PCR dan dianalisis dengan

fluorescent dye-terminator sequencing. Hasil dianalisis menggunakan software

Sequncher 4.6 atau Mutation Surveyor. Sekuens subject dibandingkan dengan

sekuen gen ensemble ENSG00000117385, ENSG00000170275 dan

ENSG00000166794 untuk LEPRE1, CRTAP dan PPIB berturut-turut. SNPs

diidentifikasi menggunakan kartu gen (www.genecards.org). untuk CRTAP dan

LEPRE1, kami menggunakan penomoran kode sekuens konvensional dimana A

dari inisiator kodon methionine merupakan nukleotida pertama (+1), dan inisiator

metionin adalah asam amino +1. Hal ini menyebabkan poin referensi untuk kode

sekuens LEPRE1 berbeda dengan yang digunakan Cabral et al dimana

nukleotida pertama dari sekuens cDNA dinomori +1, dimana berdasarkan A pada

kodon inisiator metionin bernomor -41.

RT-PCR

RNA total diekstraksi dari fibroblast menggunakan trizol dan sintesis cDNA

dilakukan dengan Superscript III reverse trancriptase kit (Invitrogen). Real time

quantitative PCR dilakukan menggunakan versi Lightcycler 1.1. Konsentrasi

cDNA template ditentukan menggunakan Ribogreen dan untuk masing-masing q-

PCR menggunakan konsentrasi ekuivalen. Fluoresen ditangkap pada tiap akhir

siklus ekstensi (lebih dari 45 siklus). Poin penyilangan ditentukan oleh derivative

kedua algoritme intrinsic dari software Lightcycler dan dinormalisasi menjadi

ekspresi gen konstitutif (β2-microglobulin).

Spektrometri massa

18

3-hydroksilasi dari prolin pada posisi 986 dari triple helix di rantai α1(I) kolagen

tipe 1 ditentukan dari kolagen yang disiapkan dari jaringan tulang atau kultur sel

kulit fibroblast atau osteoblast tulang. CB peptide atau pepsinized collagens

diisolasi dengan SDS-PAGE dan tryptic digest untuk MS/MS. Electrospray MS

menggunakan LCQ Deca XP ion-trap mass spectrometer dengan in-line liquid

chromatography.menggunakan kolom kapiler C8 (300mm x 150mm) eluted 4.5

ml/mnt. Mobile gradient dibuat dari buffer A (0,1% formic acid ditambah 2% buffer

B dalam air milliQ) dan buffer B (0,1% formic acid dalam 3:1 acetonitrile:n-

propanol v/v). Electrospray Ionization Source (ESI) dibawah tekanan atmosfer

digunakan untuk emngenalkan sampel pada spectrometer massa. Voltase spray

adalah 3kV dan temperaratur inlet kapiler 1600C.

HASIL

Dari 78 individu, didapatkan 3 proband dengan mutasi CRTAP dan 16 proband

dengan mutasi gen LEPRE1. 2 dari proband merupakan heterozygous

sedangkan sisanya homozygous (table S1). Temuan ini menggambarkan adanya

kosanguinitas orangtua pada setidaknya 8 dari 19 probands. Semua probands

memiliki bentuk OI berat, baik tipe II (perinatal lethal OI) atau tipe III (severly

deforming OI). 7 meninggal 1 tahun pertama setelah lahir, 5 didiagnosa OI berat

in utero dan kehamilannya diterminasi, 5 proband dapat melewati 1 tahun

pertama kehidupan dengan usia paling tua adalah 16 tahun, dan 1 proband

masih hidup dengan usia 5 bulan.

Temuan radiologis pada proband dengan mutasi CRTAP dan LEPRE1

ditunjukkan pada gambar 1 dan 2. Pada saat foto diambil, proband 2 berusia 12

bulan, wanita, kaukasian yang merupakan compound heterozygous mutasi

CRTAP (c.278_293dup and c.822_826delAATACinsT). Kedua mutasi

memperkirakan frameshift dan downstream terminasi kodon prematur. Saat lahir,

dia memiliki fraktur multiple tulang iga, klavikula, humerus, radius, mandibular

dan ulna dengan sclerosis, poor definition dan pelebaran metafise tulang panjang

(gambar 1). Saat usia 12 bulan, dapat hidup tanpa alat bantu nafas. Proband 7

didapatkan homozygous untuk LEPRE1 nonsense kodon, c.392C>A, p.Ser131X.

saat lahir didapatkan fraktur multiple tulang panjang dan iga. (gambar 2A-D),

ekstremitas pendek, penurunan tonus dan distress nafas. Secara radiografis,

19

didapatkan osteopenia, rhizomelia, brachycephaly, penurunan ketebalan

calvaria, dan tulang iga yang tipis dengan fraktur multiple.

Gambaran radiologis pasien yang bertahan lebih dari 1 tahun pertama kehidupan

yang mengalami mutasi CRTAP dan LEPRE1 ditunjukkan pada gambar 3 dan 4

berurutan. Proband 3 merupakan homozygot dari missense mutation CRTAP,

c.200T>C(p.leu67Pro). proband ini merupakan keturunan iran yang menikah

dengan sepupu pertama. Pada saat studi ini diakukan, pasien ini berusia 9

tahun. Pasien ini mengalami fraktur multipel saat lahir dan menunjukkan

keterlambatan pertumbuhan segera setelah lahir. Sejak lahir hingga usia 7,5

tahun telah tercatat mengalami 16 kali fraktur (gambar 3), tetapi 18 bulan terakhir

tidak didapatkan. Pada saat usia 7,5 tahun, TB 71 cm (z= -12,87, P50 untuk usia

10,5 bulan) dan BB 11 kg (z= -7,91, P50 untuk usia 18 bulan). Fungsi parunya

normal dan sesuai untuk anak seukurannya. Pada anak ini juga didapatkan

skoliosis yang signifikan dan bengkok pada tulang panjangnya. Secara

radiografis, tulang ini terlihat gracile dan besar, bulbous “popcorn” epiphyses

(gambar 5A). Pasien ini tidak dapat berdiri atau berjalan, untuk mobilitas

menggunakan wheel bed, dan secara intelektual tergolong normal. Kehamilan

kedua pada keluarga ini diterminasi pada usia kehamilan 19 bulan dikarenakan

dari USG menunjukkan OI.hasil tes dari kehamilan ini tidak menunjukkan adanya

mutasi pada kolagen tipe 1, tetapi menunjukkan homozygositas missense mutasi

yang sama dari CRTAP pada proband 3 (c.200T>C; p.Leu67Pro). kedua

orangtuanya merupakan heterozygout untuk mutasi tersebut dan varian ini tidak

ditemukan pada 100 orang kelompok kontrol. Kadar CRTAP mRNA normal pada

fibroblast pasien (tabel 1). Residu asam amino pada CRTAP is evolutionary

conserved diantara sequen vertebrata, kecuali beberapa spesies ikan.

Proband 10 merupakan contoh lain yang usia hidupnya lama pada penelitian

kohort ini. Kasus ini sebelumnya dilaporkan oleh Cabral et al (2007) sebagai

proband 5 dan mutasi yang dicatat oleh Cabral et al (c.1656C>A; p.Tyr552X)

juga dikonfirmasi positif pada penelitian ini. Orang tuanya juga masih merupakan

sepupu dan memiliki kakek nenek yang sama. Selama kehamilan pertama,

didapatkan fraktur in utero dan pada saat lahir. Pada saat dievaluasi usia 6

tahun, anak ini tampak kecil, mobilitasnya menggunakan kursi roda dan memiliki

deformitas di semmua ekstremitas serta skoliosis yang signifikan. Pada saat usia

11 tahun, temuan klinis masih sama, tetapi pada temuan radiologisnya

20

didapatkan epifisis tulang panjang yang berbentuk bulbus dan besar dengan

regio ireguler (popcorn epiphyses) (gambar 4A-C, 5B).

Dua contoh proband yang usia hidupnya lama menunjukkan suatu striking

bulbous “popcorn” epiphyses (gambar 5) yang mungkin merupakan karakteristik

yang dapat membedakan oi tipe dominan dan resesif. Walaupun demikian, dari

kasus yang digambarkan diatas, fenotip proband dengan mutasi di CRTAP dan

LEPRE1 sulit untuk dibedakan. Kesimpulan ini digambarkan pada gambar 1-4

yang menunjukkan fenotip klinis proband 1 dengan mutasi CRTAP dan proband

4, 5, 14, 16 dan 17 dengan mutasi LEPRE1.

Diantara mutasi CRTAP dan LEPRE1 yang diidentifikasi pada peneitian ini

(gambar 6), 7 proband memiliki mutasi frameshift, dimana semuanya

mengakibatkan terminasi downstream kodon dan nonsense mediated decay

(NMD). Tujuh proband lainnya mengalami mutasi yang mengacaukan splice

donor sites dan diprediksi menyebabkan splicing abnormal. Semua proband

kecuali 2 (proband 18 dan 19), missplicing menyebabkan terminasi prematur dan

NMD. Ini termasuk proband 11, 12, 13, 14 yang semua homozygot mutasi

LEPRE1 pada keturunan west Africa, dan proband 15 yang merupakan

compound heterozygote dan mutasi nonsense. Empat proband lainnya memiliki

mutasi nonsense dimana proband ini diprediksi mengarah ke NMD, sementara

mutasi pada proband 9 (c.2041C>T) dalam 50 nukleotida terakhir dari exon

penultimate, yang dapat terhindar dari NMD. Proband 3 yang didiskusikan diatas

merupakan satu-satunya yang mengalami mutasi missense pada LEPRE1 atau

CRTAP. Sehingga, pada mayoritas kasus resesif OI berat, hilangnya stabilitas

mRNA mewakili konsekuensi primer dari mutasi.

Untuk mengkonfirmasi efek dari mutasi genomik pada stabilitas transkrip, RT-

PCR dilakukan setelah RNA dari kultur sel tersedia. Dari semua kasus dimana

frameshift, nonsense atau splice site mutation menyebabkan terminasi kodon

prematur, didapatkan reduksi signifikan dari kuantitas transkrip LEPRE1 atau

CRTAP dibanding kelompok kontrol yang konsisten dengan efek prediktif NMD

(tabel 1). Pada sel dari proband 3, yang homozygot untuk mutasi missense pada

CRTAP, tidak didapatkan reduksi jumlah transkrip. Sel dari proband 9, yang

homozygot untuk mutasi nonsense dalam 50 pasangan basa terakhir dari exon

penultimate LEPRE1, mengandung separuh dari jumlah normal transkrip, yang

bisa disimpulkan adanya sejumlah signifikan transkrip yang terhindar dari NMD.

21

Proband 18 dan 19 masing-masing homozygot untuk subtitusi pasangan tunggal

basa yang unik pada splice donor site pada permulaan intron 6 dari LEPRE1

(c.1170+2T>A dan c.1170+5G>C). Kedua mutasi ini menghasilkan kuantitas

normal transkrip mRNA (tabel 1), karena satu-satunya hasil splice yang jelas dari

sel dari kedua proband adalah melewati in frame dari exon 6 yang menghasilkan

delesi 90 nukleotida.

Untuk mengevaluasi efek biokimia dari mutasi, kadar 3-hydroxylase dianalisa

menggunakan spectrometri massa dari kolagen tipe 1 yang berasal dari

fibroblast-conditioned media, dan tulang. Dari semua sampel yang diperiksa

didapatkan penurunan kadar 3-hydroxylase prolin pada posisi 986 dari triplehelix

rantai α(I) kolagen tipe 1 yang berasal dari kultur fibroblast seperti pada table 1.

Kolagen fibroblast yang berasal dari proband 3, homozygote untuk missense

mutasi CRTAP, dan memiliki fenotip paling ringan dibandingkan proband yang

jumlah mRNAnya diprediksi hampir tidak ada, menghidroksilasi 79% dari taget

residu prolin. Sel dari proband 11, yang memiliki splice site mutasi LEPRE1 yang

menghasilkan beberapa produk, memiliki 4% 3-hydroxyproline dalam kolagen

fibroblast tetapi 55% 3-hydroxyproline pada kolagen tipe 1 dari bone derived cell

(gambar 7). Sebaliknya, proband 1, yang merupakan homozygote dari frameshift

mutasi CRTAP, memiliki 4% 3-hydroxyproline dalam kolagen fibroblast dan 2%

dalam tulang dibandingkan dengan kelompok control (gambar 7).

DISKUSI

Berdasarkan temuan fenotip dalam penelitian ini, hilangnya fungsi secara komplit

atau hampir komplit baik CRTAP maupun LEPRE1 memiliki efek terhadap

derajat OI, terutama tipe II dan III. Didapatkan 3 indentifikasi baru alel CRTAP

dan 9 identifikasi baru alel LEPRE1 yang memperluas spectrum alel mutant yang

ditemukan hingga saat ini (gambar 6). Proband 11, 12, 13 dan 14 homozygot,

dan proband 15 heterozygot untuk mutasi pada splice donor site di intron 5

LEPRE1 yang disebut sebagai “West African Allele”. Proband 2 merupakan

compound heterozygote mutasi CRTAP dan menurunkan 16 alel duplikasi

pasangan basa kepada infant 3 seperti dijelaskan pada Barnes et al.

Missense mutasi CRTAP, c.200T>C(p.Leu67Pro), pada proband 3 menjelaskan

gangguan pada sekuens asam amino dari CRTAP dapat menyebabkan OI, dan 22

pada kasus ini mirip walaupun lebih ringan dibandingkan kehilangan komplit dari

protein. Penelitian lebih lanjut dibutuhkan untuk menetukan bagaimana

penggantian asam amino ini mengganggu fungsi CRTAP.

Adanya hilang fungsi alel LEPRE1 yang unik (c.232delC) pada 3 populasi Irish

Traveller dimana keluarganya tidak memiliki hubungan kerabat, memiliki implikasi

klinis dan epidemiologis penting pada komunitas ini. Populasi ini memiliki

konsanguinitas signifikan dan peningkatan kondisi penyakit genetik dan

metabolic yang diturunkan secara autosomal resesif, termasuk OI. Penelitian

sebelumnya menunjukkan bahwa OI pada komunitas ini tidak berhubungan

dengan 2 gen kolagen tipe 1, COLIA1 dan COLIA2. Peningkatan prevalensi OI

pada komunitas ini disebabkan karena tingginya frekuensi karier untuk mutasi

LEPRE1 sehingga tes untuk karier dapat diimplementasikan secara efektif.

Proband 4, salah satu anggta komunitas Irish Travellers yang memiliki usia hidup

lebih panjang dari perkiraan (pada saat penelitian berusia 5 tahun), yang memiliki

intelegensi normal dan mobilisasi menggunakan kursi roda, merupakan hasil

terapi yang didapat sejak lahir menggunakan bisphosphonates (IV pamidronate,

12 mg/kg/tahun dibagi menjadi dosis tiap 3 bulan) yang sering digunakan

sebagai terapi pada anak dengan OI berat. Atau merupakan gambaran latar

belakang genetic yang berbeda dimana homozygout mutasi LEPRE1

diekspresikan. Kami berspekulasi bahwa terapi dini dengan obat ini dapat

menurunkan perluasan terjadinya bentuk struktur bulbous epiphyses (popcorn

epiphyses), mengingat tidak tampaknya gambaran ini pada anak usia 5 tahun

yang mendapatkan terapi tetapi pada anak usia 6 tahun yang tidak mendapat

terapi, gambaran ini muncul.

Mutasi pada CRTAP dan LEPRE1 masing-masing dapat menyebabkan

gambaran klinis yang luas, dari mulai paling berat dan seringnya lethal seperti OI

tipe II/III sampai dengan yang ringan (OI tipe VII) yang terlihat pada mutasi

CRTAP yang masih dapat memproduksi beberapa protein normal.

Konsanguinitas orang tua merupakan feature yang membantu dalam

membedakan mereka yang dengan mutasi resesif CRTAP atau LEPRE1 dari

mutasi kolagen tipe 1 yang dimana parental mozaicism dapat menyebabkan

rekurensi yang menyerupai inheritan resesif. Diantara bayi dengan mutasi

CRTAP atau LEPRE1 yang menyisakan sedikit fungsional mRNA, presentasi

klinis sulit untuk dibedakan. Bayi0bayi ini sering terdiagnosis in utero dengan

23

penampakan mirip dengan bentuk lethal OI yang dihasilkan dari heterozygote

mutasi kolagen tipe 1 dan mungkin mengalami fraktur multiple dari tulang

panjang dan tulang iga saat lahir, berkurangnya mineralisasi calvaria, dan

penurunan pembentukan tulang. Cabral et al (2007) mengatakan bayi dengan

mutasi LEPRE1 berat berbeda dengan mutasi kolagen tipe 1 dimana pada bayi

dengan mutasi LEPRE1 memiliki sclera putih dibandingkan biru, wajah yang

bulat dibandingkan segitiga, dan dada barrel-shaped dibandingkan narrow.

Berdasarkan temuan kami, masih tidak jelas apakah temuan ini ditemukan

secara konsisten pada semua kasus dengan mutasi LEPRE1. Masih diperlukan

sampel yang lebih banyak lagi pada bentuk mutasi ini untuk dapat memastikan

adanya karakteristik yang khas. Didapatkan gamnbaran popcorn epiphyses pada

pasien yang memiliki homozygote missense mutasi dari CRTAP (proband 3,

gambar 5A) dan pasien yang memiliki homozygote null mutation P3H1 (proband

10, gambar 5B). epifise abnormal ini menggambarkan dysplasia kartilago pada

growth-plate sebagai akibat adanya defek pada formasi tulang yang disebabkan

oleh mutasi prolyl 3-hidroxilation complex. Spekulasi ini konsisten dengan

kolagen tipe II pada kartilago yang juga dimodifikasi oleh prolyl 3-hidroxilation,

dan cartilage CRTAP knock out mice yang tidak menunjukkan adanya prolyl 3-

hidroxilation.

Null mutation pada CRTAP dan LEPRE1 mungkin tidak memiliki hasil yang dapat

dibandingkan. Contohnya, sementara proband 1 dengan mutasi CRTAP memiliki

2-4% kadar 3-hydroxyroline, pasien lain yaitu proband 11 dengan mutasi

LEPRE1 memiliki sekitar 50% 3-hydroxyproline dari kultur osteoblast dan hanya

4% dari kultur dermal fibroblast rantai α1(I). hal ini menunjukkan kemungkinan

adanya kompensasi hilangnya fungsi dari P3H1 pada sel tulang, ke,umgkinan

oleh P3H2 atau P3H3. Dari penelitian ini tidak dapat dieksklusi adanya data dari

fibroblast kemungkinan suatu artefak atau mutasi LEPRE1 menyebabkan

keluaran hasil splicing yang berbeda antara di tulang dan fibroblast.

Mekanisme yang pasti dari mutasi CRTAP dan LEPRE1 dalam menyebabkan OI

semakin tidak jelas. Populasi produk protein dari LEPRE1 dapat berinteraksi

dengan protein CRTAP untuk membentuk kompleks dengan cyclophilin B.

protein ini mungkin merupakan “true” secreted protein leprecan yang

mengandung 2 situs glycosoglycan tambahan. Fungsi leprecan dan lokalisasinya

pada matriks ekstraseluler masih diteliti. Identifikasi sel dengan null mutation

24

dapat menyediakan alat untuk membedah fungsi elemen yang berbeda dari

protein kompleks tersebut. Pathogenesis molekulernya kemungkinan lebih

kompleks dibandingkan sekedar kekurangan 3-hydroxylation tipe 1 dan mungkin

kolagen lain.

Penelitian ini menunjukkan mutasi CRTAP dan LEPRE1 berkontribusi signifikan

terhadap kohort individual OI dengan fenotip berat dan resesif. Pada populasi

West Africa, bentuk berat dari OI disebabkan mutasi LEPRE1. Pada populasi ini

angka karier mencapai 1/100 – 1/280 dengan kemungkinan menghasilkan

keturunan dengan OI sebesar 1/40.000 kelahiran. Kemungkinan OI lethal

sebesar 1/50.000 – 1/60.000 kelahiran menunjukkan proporsi signifikan dari

populasi ini dapat disebabkan oleh allele tunggal saja dibandingkan parental

mosaicsm.

Dari penelitian ini timbul pertanyaan bagaimana sebaiknya mendiagnosis OI. Dari

14 subjek penelitian didapatkan sel yang mensintesa rantai prokolagen tipe 1

yang abnormal dan mengubah mobilitas elektroforesis. Tetapi sulit untuk

menentukan apakah semua rantai memiliki mobilotas abnormal, sehingga,

sementara studi protein mengidentifikasi abnormalitas sel dan mutasi dari

CRTAP, LEPRE1 dan gen prokolagen tipe 1, tes terhadap mutasi ini penting

untuk mengetahui pola inheritan, perkiraan resiko rekurensi dan menyediakan

fasilitas tes untuk parental mosaicsm pada gen kolagen. Data mutasi dapat

mendasari penelitian tentang genotip-fenotip, termasuk menetukan apakah

“popcorn epiphyses” merupakan tanda klinis khusus untuk menentukan

prognosis individu dengan mutasi CRTAP atau LEPRE1. Sampai semua situs

splicing bisa diidentifikasi, mengerti bagaiman prognosis dari adanya mutasi baru

hanya bisa berdasarkan gambaran klinis dan kerja RNA di sel. Implementasi dari

high density arrays akan memfasilitasi adanya delesi dan duplikasi subtle dan

dapat menjadi tambahan penting untuk diagnosis berdasarkan sequencing.

Untuk mengerti petogenesis molekuler, selain dibutuhkan sampel darah untuk

isolasi DNA juga dibutuhkan kultur sel dari jaringan target.

25

26

TELAAH KRITIS JURNAL

Penelitian ini bertujuan untuk memberikan gambaran tentang factor penyebab OI

tipe resesif dimana pada penelitian sebelumnya didapatkan gambaran klinis OI

tanpa adanya mutasi pada COLIA 1 dan COLIA 2 Tujuan dari penelitian tersebut

sudah sangat jelas didasarkan pada rumusan masalah yang ada

Teknik pengambilan sampel sudah dijelaskan dengan rinci, termasuk

adanya ”inform concent” untuk individu yang dijadikan sampel. Jumlah sampel

sudah jelas, karakteristik sampel jelas.

Metode untuk menganalisa data sudah dijelaskan secara rinci. Dari data-

data yang telah dianalisis dapat digunakan untuk menjawab rumusan masalah,

data-data tersebut sudah dapat dijadikan sumber informasi.

Hasil penelitian sesuai dengan data yang didapat, sudah dapat

memberikan gambaran/jawaban atas permasalahan yang ada.

Kesimpulan sudah diambil berdasarkan hasil penelitian.

Hasil dari penelitian ini dapat digunakan kembali untuk penelitian-

penelitian selanjutnya.

27