## Journal of Scientech Research and Development
Volume 5, Issue 1, June 2023 P-ISSN: 2715-6974            E-ISSN: 2715-5846 Open Access at: http://idm.or.id/JSCR

## IMPROVEMENT OF DIABETIC RAT MODEL WEIGHT AFTER ADMINISTERING MESENSIMAL STEM CELL CONDITIONED MEDIA (MT-SPM)
PERBAIKAN BERAT BADAN TIKUS MODEL DIABETES SETELAH PEMBERIAN MEDIA TERKONDISI SEL PUNCA MESENSIMAL (MT-SPM)
Ida Ayu  Preharsini Kusuma
Program Studi Bioteknologi,  Universitas Halu Oleo,  Kendari, Sulawesi Tenggara,  Indonesia E-mail: preharsini.kusuma@uho.ac.id
ARTICLE  INFO ABSTRACT Correspondent: Ida Ayu Preharsini Kusuma
preharsini.kusuma@uho. ac.id
Key words: body weight, rat, diabetes model, MT-SPM Website: https://idm.or.id/JSCR/in dex.php/JSCR
page: 459 - 464
This  study  aims  to  determine  the  effect  of  Mesenchymal  Stem  Cell Conditioned  Medium  (MSC-CM)  on  body  weight  improvement  in type  2  DM  rats  Rattus  Norvegicus,  Sprague  Dawley  strain. Experimental animals were clustered into three groups. The first group as a control  (-)  that  was  without  STZ  and NA  induction,  the second group as a control (+) was induced by STZ 60 mg/kgBW plus NA 120 mg/kgBW, and the treatment  group (P)  was induced by STZ and NA then  given  MT-  SPM  0.1 mL/200  g BW  intraperitoneally  (i.p)  once every three days for 30 days. Based on the Independent T-test,  a p-value <0.001 or p <0.05 was obtained,  so it was concluded  that there  was a significant difference in body weight in each group. The results showed an increase in body weight in the treatment  group (P) compared to the control group (+).  Thus, the administration of MSC-CM  can  improve the condition  of type 2 DM  by increasing  body weight  in type 2 DM rat models..

## INFO  ARTIKEL
ABSTRAK Koresponden Ida Ayu Preharsini Kusuma preharsini.kusuma@uho. ac.id
Kata kunci:
berat badan, tikus, model diabetes, MT-SPM
Website: https://idm.or.id/JSCR/in dex.php/JSCR hal: 459 - 464
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  Media Terkondisi  Sel Punca Mesensimal (MTSPM)  terhadap perbaikan berat  badan  tikus  model  DM  tipe  2  Rattus  Norvegicus  galur Sprague  Dawley.  Hewan  coba  dibagi  menjadi  3  kelompok. Kelompok  pertama sebagai  kontrol  (-)  yaitu  tanpa induksi  STZ dan NA, kelompok kedua sebagai kontrol (+) yang diinduksi STZ 60 mg/kgBB ditambah NA 120 mg/kgB dan kelompok perlakuan (P)  diinduksi dengan  STZ  dan NA  kemudian  diberi  terapi  MT- SPM 0,1 mL/200 g BB secara intraperitoneal (i.p) tiap 3 hari sekali selama  30  hari.  Berdasarkan  uji  Independent  T-test,  diperoleh nilai p < 0,001 atau p < 0,05 sehingga disimpulkan bahwa terdapat terdapat  perbedaan  berat  badan yang signifikan pada pada tiap kelompok.  Hasil  penelitian  memperlihatkan  bahwa  terdapat peningkatan  berat  badan  pada  kelompok  perlakuan  (P)  jika dibandingkan dengan  kelompok  kontrol  (+).  Dengan demikian, dapat  disimpulkan  bahwa  pemberian  MTSPM dapat memperbaiki kondisi DM tipe 2 melalui peningkatan berat badan pada tikus model DM  tipe 2.
Copyright © 2023 JSCR. All rights reserved.

## PENDAHULUAN
Diabetes melitus  (DM) merupakan penyakit yang disebabkan oleh  gangguan pada metabolisme yang melibatkan peran organ endokrin. Diabetes melitus  dapat terjadi karena pola  hidup  yang  tidak  seimbang  maupun faktor  genetik  melalui  interaksi antara gen  dengan  lingkungan.  Hal  tersebut  dapat  menjadi  penyebab  terjadinya gangguan metabolisme  di  dalam  tubuh  (Matveyenko &  Vella,  2015). Berdasarkan American Diabetes Association (2015), diabetes melitus diklasifikasikan menjadi DM tipe 1, DM tipe 2, DM gestasional, dan tipe spesifik karena sebab lain. Pada DM tipe 2 dapat terjadi kerusakan aksi insulin, sekresi insulin atau keduanya. Diabetes melitus tipe  2  pada umumnya dikarenakan oleh  kombinasi  kerusakan sel  β  dan resistensi insulin  pada  jaringan target  seperti  hati,  otot  dan  lemak.  Pada  kondisi  resistensi insulin, terjadi penurunan efek insulin dalam menurunkan produksi glukosa hepatik dan dalam meningkatkan pengambilan glukosa pada jaringan sekeliling (Burén, 2002). Pada umumnya, pengobatan diabetes melitus menggunakan obat-obatan kimia. Hal ini dapat menyebabkan efek toksik bagi pasien diabetes karena adanya konsumsi obat- obatan kimia dengan durasi yang cukup panjang. Oleh sebab itu, diperlukan adanya pengembangan pengobatan diabetes ke arah regeneratif.
Pengembangan di  bidang  pengobatan regeneratif  semakin  meningkat  mulai  dari tahun 1950an hingga saat ini. Pengobatan regeneratif memiliki potensi yang baik, tidak hanya dari segi  pelayanan kesehatan, namun juga dari segi ekonomi  melalui terapi kuratif  (Jacques  &  Suuronen,  2020).  Pengobatan  regeneratif  adalah  cabang  dari pengobatan  yang  mengembangkan  metode  untuk  menumbuhkan  kembali, memperbaiki, dan mengganti sel,  jaringan, dan organ yang mengalami kerusakan. Pengobatan  regeneratif  mulai  dikembangkan  untuk  berbagai  terapi.  Pengobatan regeneratif meliputi  penggunaan sel  punca  maupun growth factor . Sifat  pluripoten
yang dimiliki  sel punca berpotensi sebagai sumber pengobatan regeneratif (Xi & Bu, 2014). Menurut Pawitan (2014), terapi  sel  punca memiliki  berbagai  manfaat pada pengobatan penyakit degeneratif. Pada kultur sel punca mesensimal (SPM) diperoleh metabolit bioaktif yang disebut sebagai conditioned-medium atau media terkondisi yang merupakan secretome dari SPM (Timmers et al ., 2011). Media terkondisi SPM (MT-SPM) mengandung berbagai  metabolit bioaktif  seperti growth factor ( GF ) pro-angiogenik, sitokin, kemokin, dan growth factor lain berupa bFGF, VEGF-A, IL-7, IL-12, FGF4 , N- terminal propeptide of procollagen type I , GSTP-1 , Human activin - B , Human ECD , Human OGP dan LIF sebagai hasil sekresi kultur SPM (Laqif, 2015).
Penelitian ini  bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian MT-SPM terhadap perbaikan berat  badan tikus  model  DM  tipe  2  dalam  pengembangan pengobatan regeneratif pada penyakit DM tipe 2.

## METODE PENELITIAN
Media terkondisi sel punca mesensimal diperoleh dari penelitian sebelumnya (Laqif, 2015). Tikus jantan Sprague Dawley 27 ekor yang berumur 7-8 minggu dengan berat 150-200 g  dibagi  menjadi 3  kelompok  masing-masing 9  ekor.  Tikus  diaklimatisasi terlebih dahulu selama 7 hari sebelum diberi perlakuan. Kelompok pertama sebagai kontrol (-) yaitu tanpa induksi STZ dan NA, kelompok kedua sebagai kontrol (+) yang diinduksi  STZ  60 mg/kgBB  ditambah NA 120 mg/kgB  (Ghasemi et al ., 2014), dan kelompok perlakuan (P) diinduksi dengan STZ dan NA kemudian diberi terapi MT- SPM  0,1 mL/200 g  BB  secara intraperitoneal (i.p) tiap 3  hari sekali  selama 30 hari. Pengambilan data berat badan setiap kelompok dilakukan setiap 3 hari sekali sampai pada hari ke- 30.
Teknik  pengambilan  sampel  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  adalah random sampling . Teknik ini  memiliki  ciri  setiap unsur dari keseluruhan populasi  memiliki kesempatan yang sama untuk dipilih. Kriteria inklusi adalah Rattus norvegicus jantan, galur Sprague-Dawley usia  7-8  minggu  dengan berat  badan 150-200 gram. Kriteria esklusi  adalah tikus yang sakit atau pertumbuhannya tidak normal. Kriteria drop out adalah tikus  yang mati.    Besar sampel  penelitian dihitung dengan rumus Federer. Penimbangan berat badan tikus dilakukan setiap 3 hari selama 30 hari.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengukuran berat badan tikus  DM disajikan pada Tabel 1. Berat badan tikus pada  tiap  kelompok  diuji  dengan  statistik  parametrik Independent  T-test dengan terlebih  dahulu  memenuhi  syarat  pengujian Independent  T-test seperti:  (a)  data terdistribusi normal, yang dilihat dari nilai signifikansi (p) > 0,05, (b) tiap kelompok dinyatakan berbeda  secara  signifikan  apabila  nilai  p  <  0,05 dan  juga  sebaliknya. Pengujian normalitas berat badan tikus percobaan dilakukan dengan Uji Shaphiro-Wilk dan diperoleh nilai p > 0,05. Berdasarkan uji Independent T-test , diperoleh nilai p < 0,001 atau p < 0,05 sehingga disimpulkan bahwa terdapat terdapat perbedaan berat badan yang signifikan pada pada tiap kelompok.

## Tabel 1. Berat Badan pada Tikus Model  DM
Keterangan: Nilai yang tertera pada Tabel 1 adalah rata-rata ± S.E.M, n = 8, uji statistik dilakukan dengan Independent Sample T-test . Huruf a, b, dan c pada p ( p a,b,c ) menandakan nilai signifikansi dari uji statistik Independent Sample T-test :
a : nilai signifikansi antara kelompok K(-) dan K(+) b : nilai signifikansi antara kelompok K(-) dan P c : nilai signifikansi antara kelompok K(+) dan P
Tabel 1. menunjukkan adanya perbedaan bermakna pada berat badan kelompok K(-), K(+), dan P. Berat badan K(-) meningkat pada hari terakhir, demikian pula dengan P. Penurunan berat badan pada K(+) dapat disebabkan oleh rendahnya aktivitas insulin yang dapat mempengaruhi metabolisme lemak. Kondisi aktivitas insulin yang rendah pada  metabolisme  lemak  menyebabkan  penurunan  sintesis  trigliserida  dan peningkatan  lipolisis  sehingga  terjadi  perpindahan  asam  lemak  dari  simpanan trigliserida. Asam lemak dalam darah meningkat dan sebagian besar digunakan oleh sel sebagai sumber energi alternatif karena glukosa tidak dapat masuk ke dalam sel. Dampak yang selanjutnya terjadi karena rendahnya aktivitas insulin adalah terjadinya metabolisme protein ke arah katabolisme protein.
Penguraian protein-protein  otot  menyebabkan  otot  skelet  mengecil  dan  melemah sehingga terjadi penurunan berat badan (Sherwood, 2008; Andallu & Varadacharyulu, 2003; Yanardag et al ., 2005). Selain itu, terjadinya penurunan bobot badan pada K(+) juga  dapat  disebabkan  ketidakmampuan  dalam  menggunakan  glukosa  sebagai sumber energi. Kekurangan insulin menyebabkan glukosa tidak bisa masuk ke dalam sel  sehingga kebutuhan energi untuk tubuh diperoleh dari hasil lipolisis.  Lemak di berbagai jaringan dimobilisasi  dan didegradasi melalui  proses  beta oksidasi  untuk menghasilkan  energi.  Kehilangan  lemak  menyebabkan  bobot  badan  menurun (Suarsana et al ., 2010).
Pada  kelompok  P,  peningkatan  berat  badan  kemungkinan  disebabkan  oleh metabolisme  karbohidrat,  lemak,  dan  protein  telah  membaik  karena  pengaruh komponen MT-SPM. Selain itu, perbaikan organ pada kelompok  P juga berdampak pada peningkatan berat badan. Komponen MT-SPM terdiri dari berbagai metabolit dan juga growth factor yang dapat berperan dalam perbaikan kondisi sel beta pankreas dalam memproduksi insulin. Produksi insulin yang membaik, menyebabkan glukosa dalam darah dapat digunakan untuk metabolisme sehingga berat badan kelompok P mengalami perbaikan berat badan (Puspati et al ., 2013).
Berdasarkan Drago et al ., (2013), peran MTSPM dalam perbaikan berat badan tikus DM antara lain dikarenakan mengandung berbagai growth factor yang  dapat mengatur secara autokrin atau parakrin serta merekayasa interaksi dengan lingkungan mikro sekitarnya.

## SIMPULAN
Media Terkondisi Sel Punca Mesensimal (MT-SPM) dapat meningkatkan berat badan tikus model  DM tipe 2 pada pengukuran hari ke-30.
Parameter K(-) K(+) P P value Berat badan (g) 220,38 ± 4,440 112,25 ± 4,546 186,75 ± 6,394 > 0,001 a
0,001 b
> 0,001 c

## DAFTAR PUSTAKA
American Diabetes Association. (2015). Classification and Diagnosis of Diabetes . Diabetes Care, 38(January), S8 – S16. https://doi.org/10.2337/dc15-S005
Andallu, B., & Varadacharyulu, N. C. (2003). Antioxidant Role of Mulberry (Morus Indica L. Cv. Anantha) Leaves In Streptozotocin-Diabetic Rats . Clinica Chimica Acta, 338(1 – 2), 3 – 10. https://doi.org/10.1016/S0009-8981(03)00322-X
Burén, J. (2002). An Experimental Study in Fat Cells . In Public Health (Issue 817). Sweden by Landstingstryckeriet.
Drago, D., Cossetti, C., Iraci, N., Gaude, E., Musco, G., Bachi, A., & Pluchino, S. (2013). The Stem Cell Secretome and Its Role in Brain Repair . Biochimie, 95(12), 2271 – 2285. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2013.06.020
Ghasemi, A., Khalifi, S., & Jedi, S. (2014). Streptozotocin-Nicotinamide-Induced Rat Model of  Type  2  Diabetes  (Review) .  Acta  Physiologica  Hungarica,  101(4),  408 – 420. https://doi.org/10.1556/APhysiol.101.2014.4.2
Jacques, E., & Suuronen, E. J. (2020). The Progression of Regenerative Medicine and Its Impact on Therapy Translation . Clinical and Translational Science, 13(3), 440 – 450. https://doi.org/10.1111/cts.12736
Laqif, A. (2015). Kajian Terapi Media  Terkondisi  Sel  Punca Mesensimal  (MT-SPM) Selaput Amnion  pada Kasus Kegagalan Ovarium Prematur (Penelitian  pada Hewan Coba Tikus Sprague-Dawley). Universitas Gadjah Mada.
Matveyenko, A., & Vella, A. (2015). Regenerative Medicine in Diabetes . Mayo Clin Proc, 90(4), 546 – 554.
Pawitan, J. A. (2014). Prospect of Stem Cell Conditioned Medium in Regenerative Medicine . BioMed Research International, 2014, 7 – 9.
https://doi.org/10.1155/2014/965849
Puspati, N. K. S., Anthara, M. S., & Yudha, A. A. G. O. D. (2013). Pertambahan Bobot Badan Tikus  Diabetes Mellitus  dengan Pemberian Ekstrak Etanol Buah Naga Daging Putih. Indonesia Medicus Veterinus, 2(2), 225 – 234.
Sherwood, L. (2008). Human Physiology: From Cell to Systems. Brooks Cole.
Suarsana, I. N., Priosoeryanto, B.  P.,  Wresdiyati, T.,  &  Bintang, M.  (2010). Sintesis Glikogen Hati dan Otot pada Tikus Diabetes yang Diberi Ekstrak Tempe. Jurnal Veteriner, 11(3), 190 – 195.
Timmers, L., Lim, S. K., Hoefer, I. E., Arslan, F., Lai, R. C., van Oorschot, A. A. M., Goumans, M. J., Strijder, C., Sze, S. K., Choo, A., Piek, J. J., Doevendans, P. A., Pasterkamp, G.,  &  de  Kleijn,  D. P.  V.  (2011). Human Mesenchymal Stem  Cell- Conditioned Medium Improves Cardiac Function  Following Myocardial Infarction . Stem Cell Research, 6(3), 206 – 214. https://doi.org/10.1016/j.scr.2011.01.001
Xi, Y., & Bu, S. (2014). Stem Cells Therapy in Diabetes Mellitus. Journal of Stem Cell Research & Therapy, 04(05). https://doi.org/10.4172/2157-7633.1000199
Yanardag, R., Ozsoy-Sacan, O., Bolkent, S., Orak, H., & Karabulut-Bulan, O. (2005). Protective Effects  of  Metformin  Treatment on  The  Liver  Injury  of  Streptozotocin- Diabetic  Rats .  Human  and  Experimental  Toxicology,  24(3),  129 – 135. https://doi.org/10.1191/0960327104ht507oa