## S riwijaya J ournal of M edicine

## Metilasi DNA dan Mukosa Mulut
Nanan Nuraeny 1* , Dzulfikar DL Hakim 2 , Fransisca S Susilaningsih 3 , Dewi MD Herawati 4 , Dida A Gurnida 2
1 Departemen Ilmu Penyakit Mulut, Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Padjadjaran, Bandung, Indonesia
2 Departemen Ilmu Kesehatan Anak, Fakultas Kedokteran, Universitas Padjadjaran, Bandung, Indonesia
3 Departemen Keperawatan, Fakultas Keperawatan, Universitas Padjadjaran, Bandung, Indonesia
4 Departemen Ilmu Kesehatan Masyarakat, Fakultas Kedokteran, Universitas Padjadjaran, Bandung, Indonesia E-mail: nanan.nuraeny@fkg.unpad.ac.id

## Abstrak
Pengaruh  lingkungan  eksternal  pada  gen  manusia  akan  berpengaruh  pada  patogenesis  penyakit,  dan  hal  ini  dapat diturunkan. Studi tentang perubahan gen fenotip yang diwariskan yang tidak disebabkan oleh perubahan urutan DNA disebut epigenetik. Salah satu mekanisme epigenetik adalah metilasi DNA yang penting dalam mengatur ekspresi gen. Ulasan  ini  akan  menjelaskan  studi  tentang  metilasi  DNA  pada  mukosa  mulut.  Metode  pencarian  sistematis  Google Scholar  dan  Pubmed  dilakukan  untuk  semua  studi  dalam  sepuluh  tahun  terakhir.  Hasil  pencarian  mendapatkan sebanyak  tujuh  artikel  dengan  ukuran  sampel  yang  bervariasi,  16  hingga  177  sampel,  sebagian  besar  studi  kasus- kontrol  pada oral  premalignan  lesions (OPL), oral  lichenoid  disease (OLD),  mucositis  oral  pada acute  lymphoblactic leukemia (ALL),  dan oral  squamous  cell  carcinoma (OSCC).  Metilasi  DNA  pada  kanker  mulut  menunjukkan  bahwa terdapat  hipermetilasi  beberapa  gen,  walaupun  status  metilasi  DNA  dalam  beberapa  kasus  belum  menunjukkan perbedaan  yang  signifikan  antara  gen  yang  diperiksa.  Hasil  penelitian  lain  menunjukkan  bahwa  tidak  ada  korelasi antara  metilasi  DNA  dan  perkembangan  mukositis  oral  pada  ALL  yang  menerima  terapi  metotreksat  (MTX). Mekanisme metilasi DNA pada sel malignanadalah dengan menambahkan gugus metil ke sitosin dinukleotida di CpG ( cytosine phosphate guanine ) pada daerah promoter oleh enzim DNA methyltransferase sehingga dapat menghambat ekspresi  beberapa  gen  terkait  pertumbuhan  sel,  perbaikan  DNA,  dan  penghambat  metastasis.  Metilasi  DNA  adalah biomarker penting dalam perkembangan penyakit mukosa mulut.
Kata Kunci: Metilasi DNA, Mukosa Mulut

## Abstract
The influence of external environment on human genes will effect on disease pathogenesis, this can be inherited. The study  of  heritable  changes  in  phenotype  of  genes  that  are  not  due  to  changes  in  the  sequence  of  DNA  is  called epigenetics. One of epigenetic mechanism is DNA methylation which is important in regulating gene  expression. This review  will  describe  studies  about  DNA  methylation  on  several  oral  mucosal  diseases.  Systematic  search  of  Google Scholar and Pubmed was conducted for all studies in the last ten years. Results:The results showed that from seven articles  found  with  varied  sample  sizes,  16  to  177  samples,  mostlycase-control  studies  in  oral  premalignant  lesion (OPL),  oral  lichenoid  disease  (OLD),  oral  mucositis  in  acute  lymphoblactic  leukemia  (ALL),  and  oral  squamous  cell carcinoma  (OSCC).  DNA  methylation  in  oral  cancer  have  showed  that  there  was  hypermethylation  of  some  gene, although the status of DNA methylation in some cases have not showed a significant differences between the genes examined.  The  results  of  other  studies  showed  that  there  was  no  correlation  between  DNA  methylation  and  the development of oral mucositis in ALL who received methotrexate (MTX) therapy. The mechanism of methylation DNA in  malignant  cell  is  by  adding  methyl  groups  to  cytosine  dinucleotides  at  CpG  (cytosine  phosphate  guanine)  in  the promoter  region  by  the  DNA methyltransferase  enzyme,  then  inhibit  the  expression  of  several  genes  related  tocell growth, DNA repair,  and  metastasis  inhibitors.  DNA  methylation  is important  biomarker  in  the  development  of  oral mucosal diseases.
Keywords: DNA Methylation, Oral Mucosal
1. Pendahuluan
Masalah  kesehatan  di  dunia  meliputi penyebaran
penyakit menular ( communicable disease )
dan berkembangnya  penyakit  tidak  menular ( non  communicable  disease ).    Menurut World  Health  Organization tahun  2018 akibat penyakit tidak menular (PTM) pada tahun  2016  sebanyak  41  juta  manusia meninggal  dunia  atau  71%  dari  57  juta kematian. 1 Kondisi  saat  ini  menunjukkan seseorang  berusia  30  tahun  sudah mengalami  risiko  tinggi  untuk  kematian sebelum  mencapai  usia  70  tahun  yaitu akibat  PTM  yang  dipengaruhi  oleh  faktor gaya  hidup  dan  lingkungan  meliputi kebiasaan merokok (tembakau), penyalahgunaan  alkohol,  kurang  asupan buah  dan  sayur,  aktivitas  fisik  yang kurang,  dan  mengkonsumsi  obat-obatan. Kondisi  tersebut  dapat  mempengaruhi terjadinya beberapa penyakit yang sebelumnya  diketahui  dipengaruhi  oleh faktor  genetik  kemudian  berkembang seiring  perubahan  lingkungan  eksternal mengubah  mekanisme  faktor  genetik, menjadi  perubahan  epigenetik  yaitu perubahan  ekspresi  gen  yang  tidak melibatkan  modifikasi  urutan  ( sequence ) basa DNA, sehingga  terjadi  perubahan fenotip tanpa perubahan genotip . 2 Perubahan  epigenetik  bersifat  reversibel di  dalam  gen  yang  berhubungan  dengan modifikasi  di  dalam  struktur  DNA,  dapat diturunkan dan ditemukan pada beberapa generasi.  Salah  satu  mekanismenya adalah metilasi DNA. 3
Proses metilasi DNA berupa penambahan  grup  metil  (-CH3)  yang berikatan  dengan Cytosine-Phosphate- Guanide (CpG)  dalam  DNA,  memegang peran  dalam  menghambat  ekspresi  gen
( gene  silencing ),  juga  penting  dalam mengatur  ekspresi  gen,  dan  berperan dalam  pertumbuhan,  penuaan,  serta penyakit.  Metilasi  DNA  dapat  mencegah transkripsi secara langsung dan menyebabkan perubahan struktur kromatin  yang  menghambat  akses  faktor transkripsi pada gen promoter. 4
Belum  ada  ulasan  mengenai  peran metilasi  DNA  pada  mukosa  mulut, sehingga  penulis  tertarik  untuk  membuat ulasan  terkait  hasil  penelitian  yang  telah dipublikasikan mengenai metilasi DNA dan mukosa mulut.

## 2. Metode
Pencarian  sistematis  Google  Scholar dan Pubmed dilakukan untuk semua  hasil penelitian  dalam  sepuluh  tahun  terakhir, dengan  kata  kunci  berupa  metilasi  DNA dan mukosa mulut.

## 3. Hasil
Hasil pencarian mendapatkan sebanyak  tujuh  artikel  dengan  ukuran sampel  yang  bervariasi,  16  hingga  162 sampel,  sebagian  besar  berupa  studi kasus-kontrol. Penelitian dilakukan terhadapmukosa  mulut  sehat  dan  kondisi patologis berupa oral premalignan lesions (OPL), oral  lichenoid  disease (OLD), mukositis  oral  pada acute  lymphoblactic leukemia (ALL),  serta oral  squamous  cell carcinoma (OSCC). Sebuah hasil penelitian masuk  dalam  pencarian  ini  meskipun bukan penelitian terhadap kondisi patologis karena penulis ingin menunjukkan  perbedaan  hasil  metilasi DNA  pada  kondisi  normal,  pre  malignan, dan malignan.
Tabel 1. Hasil penelitian metilasi DNA pada mukosa mulut (Tahun 2011-2018) 5-11 No. Judul artikel ( Nama dan tahun Jurnal) Nama Penulis Metode Disain Studi Jumlah Pasien/ Kontrol Usia (Tahun) Sampel Analisis statistik Gen Hasil 1 Global methylation in relation to methotrexate- induced oral mucositis in children with acute lymphoblastic leukemia ( PLoS ONE . 2018; 13(7):1- 10) Oostero m N, et al Level S-Adenosyl- Methionine (SAM) dan S-Adenosyl- Homocysteine
(SAH) plasma
sebagai proksi untuk status metilasi seluler dan metilasi DNA LINE 1 sebagai proksi untuk status metilasi DNA global pada T0 dan T1. kohort 82 1-18 Darah lengkap SPSS versi 20.0.0.1 - Tingkat SAM menurun secara signifikan selama terapi metotreksat (MTX). Tingkat SAM dan SAH tidak berkorelasi dengan status metilasi DNA LINE 1. Tidak ada hubungan antara penanda metilasi DNA dengan perkembangan mukositis oral. 2 New DNA methylation markers and global DNA hypomethylation are associated with oral cancer development ( Cancer Prev Res . 2015;8 (11): 1027- 35) Foy JP, et al. Pyrosequencing digunakan dalam kohort validasi 44 pasien untuk mengevaluasi tingkat metilasi AGTR1, FOX12, situs promotor PENK kohort dengan sampling acak 162 tidak disebutka n sample beku GraphPad Prism version 5.00 AGTR1, FOX12, ZIC1, HOXA9, PENK, LINE1 hipometilasi AGTR1, FOX12, PENK dan LINE1 dapat dikaitkan dengan peningkatan risiko OSCC pada pasien dengan OPL 3 Global DNA methylation: uncommon event in oral lichenoid disease ( Oral Diseases . 2014;20:821-6) Bediaga NG, et al Dua platform microarray Illumina yang berbeda, yaitu Goldengate Cancer
Panel 1 dan analisis DNA HumanMethylation 27 BeadChip digunakan untuk menginterogasi profil metilasi. Gen peringkat teratas divalidasi oleh pyrosequencing kasus kontrol 59/ 9 tidak disebutka n hasil kumur rongga mulut Kolmogorov- Smirnov test ADORA 1, FBXO27 , EML3, MGC40 178, LINE1 Frekuensi penyimpangan metilasi DNA jarang terjadi pada OLD, tetapi dengan terjadinya perubahan pola metilasi DNA pada lesi OLD dapat mengarah pada suatu transformasi 4 DNA methylation of PAX1 as a biomarker for oral squamous cell carcinoma ( Clin Oral Invest. 2014;18:801- 8) Huang. YK, Peng BY, Wu CY, Su CT, Wang HC, Lai HC polymerase chain reaction (PCR) metilasi kuantitatif menggunakan TaqMan probe. Status metilasi ditentukan menggunakan indeks metilasi. kasus kontrol 31/40 mean= 57,3±1,9 (kasus) mean =56,6±2,0 (kontrol) sel mukosa dari apusan SAS version 8.2 SOX1, PAX1, and ZNF582 Tingkat metilasi SOX1, PAX1, dan ZNF582 secara signifikan lebih tinggi pada pasien kanker

## 4. Diskusi
Hasil  metilasi  DNA  dari  sel  epitel mukosa  mulut  subjek  sehat  menujukkan tidak  ada  perbedaan  signifikan  antara genotip MTHFRCC, CT dan
TT. 9
Polimorfisme  m ethylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR C677T) diduga memicu hipometilasi  dan  mengaktifkan  proto- onkogen,  yang  menjelaskan  hubungan antara  polimorfisme  ini  dengan  beberapa kanker. 12 Efek  lingkungan  termasuk  diet, konsumsi alkohol, penggunaan tembakau, paparan  radiasi  dan  polusi  udara  pada metilasi DNA merupakan faktor perancuselain  faktor  penuaan,  dalam menentukan hubungan antara polimorfisme  dengan  modifikasi  profil metilasi DNA. 9
Metilasi  DNA  pada  kanker  mulut menunjukkan
bahwa terdapat
hipermetilasi pada beberapa gen diantaranya  SOX1,  PAX1,  ZNF582, p16, DAPK,  RASSF1A,  APC,  WIF1,  RUNX3, MGMT, dan hMLH, hal  seperti  ini menunjukkan  status  epigenetik  dapat digunakan sebagai alat prognosis. 3,8,11
Sebanyak 5-10%
pulau
CpG
menunjukkan penyimpangan metilasi pada kondisi patologi malignansi, menunjukkan  terjadinya  penghambatan ( silencing ) gen pengkode ( coding ) dan non pengkode ( non coding) spesifik (contohnya: gen penekan tumor). Mekanisme  metilasi  DNA  pada  sel malignan  adalah  dengan  menambahkan
5 The MTHFR C677T polymorphism and global DNA methylation in oral epithelial cells
( Genetics and Molecular Biology . 2013) Arruda ITS, Persuhn DC, Oliveira NFP Polimorfisme MTHFR C677T menghasilkan enzim termolabil dengan aktivitas yang berkurang sehingga diperkirakan dapay mempengaruhi status metilasi DNA. sampling convenience tidak disebut kan 19-25 sel epitel mukosa mulut Kruskal- Wallis test, ANOVA, student unpaires t- test MTHFR C677T Tidak ada perbedaan signifikan dalam metilasi DNA global antara genotipe MTHFR CC, CT, dan TT 6 7 Implication of DNA methylation profilling in oral epithelium for lung cancer screening
( International Scholarly Research
Network ISRN Pulmonology . 2012)
Hypermethylation of RUNX3 but not
WIF1 gene and its association with stage and nodal status of tongue cancers ( Oral
Diseases. 2011;17:79 4-800)
Harada H, et al Supic G, Kozomar a R, Jovic N, Zeljic K, Magic Z
Profil metilasi DNA untuk GDNF, RARB, HS3ST2 metode PCR spesifik metilasi kasus kontrol Convenience sample 16/32 76 tidak disebutka n tidak disebutka n
sel epitel mukosa mulut dari hasil penyikat an halus daerah mukosa bukal kanan dan kiri sample beku Windows versi 9 statistical software package (SAS Institute, NC,
USA) for
Fisher's exact test and the X2 test software SPSS 16.0 GDNF, RARB,
HS3ST2 WIFI,
RUNX3
GDNF, RARB, HS3ST2 dimetilasi lebih sering pada pasien kanker daripada kontrol RUNX3 dan WIF1 sering dimetilasi secara menyimpang dan metilasi promotor RUNX3 dapat dianggap sebagai penanda prognostik potensial dalam karsinoma lidah
gugus metil ke sitosin dinukleotida di CpG ( cytosine phosphate guanine ) pada daerah promoter  oleh  enzim  DNA methyl transferase s (DNMTs,) yang  terdiri  atas DNMT1, DNMT3A dan DNMT3B, sehingga dapat  menghambat  ekspresi  beberapa gen  terkait  pertumbuhan  sel,  perbaikan DNA,  dan  penghambat  metastasis. 3,13
Hipermetilasi pulau CpG yang terjadi pada sel-sel  malignan  dimana  apoptosis  tidak dihasilkan,  dan  disertai  inhibisi  gen penekan tumor merupakan penyimpangan  metilasi  yang  terjadi  pada karsinogenesis. 14
Hasil penelitian Oosterom,et al  tahun 2018  menunjukkan  bahwa  tidak  ada korelasi antara metilasi DNA dan perkembangan  mukositis  oral  pada  ALL yang menerima terapi metotreksat (MTX). Pemberian MTX menyebabkan hipermetilasi  DNA  diduga  terkait  dengan terapi  lain  pada  ALL  yaitu  pemberian folate rescue therapy dan 6- Mercaptopurine . 5 Folat  menyediakan  grup  metil  untuk reaksi  metilasi  dan  meningkatkan  status metilasi
DNA, sebaliknya 6-
Mercaptopurine menyebabkan hipometilasi DNA. 5 Kondisi  pre  kanker  seperti oral lichenoid  disease (OLD)  menurut  studi yang  dilakukan  oleh  Bediaga,  et  al  tahun 2014  menunjukkan  hipometilasi  global regio  promoter  gen  spesifik  LINE  1  ( Long Interspersed  Element )  pada  12  dari  160 sampel OLD (8%). 3 Hasil penelitian serupa juga  dilakukan  oleh  Foy  et  al  tahun  2015 yang  menunjukkan  pada  lokasi  promoter CpG  AGTR1,  FOX12,  PENK  dan  LINE1 mengalami  hipometilasi  yang  dapat dikaitkan dengan peningkatan risiko OSCC pada pasien dengan OPL. 2

## 5. Kesimpulan
Metilasi  DNA  adalah  biomarker penting  dalam  perkembangan  penyakit mukosa  mulut.  Pencegahan  metilasi  DNA
akan  sangat  berperan  dalam  mengurangi kejadian penyakit mukosa mulut, sehingga dapat  merupakan  suatu  tata  laksana terkini untuk penyakit mukosa mulut.

## Daftar Pustaka
1. World  Health  Organization.  World Health  Statistics  2018:  monitoring health  for  the  SDGs,  sustainable development  goals. Luxembourg: WHO Publication. p.1-400
2. Martin  C,  Zhang  Y.  Mechanisms  of epigenetic  inheritance. Curr  Opin  Cell Biol . 2007;19(3):266–72
3. Irimie  AI,  Ciocan  C,  Gulei  D,  et  al. Current  insight  into  oral  cancer epigenetics.  International  Journal  of Molecular Sciences. 2018;19:1-7
4. Lim  DHK,  Maher  ER.  SAC  Review  DNA Methylation: a form of epigenetic control of  gene  expression. The  Obstetrician
&Gynaecologist . 2010;12:37-42
5. Oosterom N,  Griffioen PH, Hoed MAH,et al.  Global  methylation  in  relation  to methotrexate-induced  oral  mucositis inchildren  with  acute  lymphoblastic leukemia. PLoS ONE . 2018; 13(7):1-10 6.
Foy  JP,  et  al..  New  DNA  methylation markers and global DNA
hypomethylation are associated with oral cancer
development. American
Association  for  Cancer  Research .  2015;8
(11): 1027-35
7. Bediaga  NG,  et  al.  Global  DNA methylation:  uncommon  event  in  oral lichenoid disease Oral Diseases .
2014;20:821-6
8. Huang. YK, Peng BY, Wu CY, Su CT, Wang HC, Lai HC. DNA methylation of PAX1 as a biomarker  for  oral  squamous  cell carcinoma. Clin Oral Invest . 2014;18:801-
8
9. Arruda ITS, Persuhn DC, Oliveira NFP. The MTHFR  C677T  polymorphism  and  global DNA  methylation  in  oral  epithelial  cells.
Genetics and Molecular Biology . 2013
10. Harada  H,  et  al.  Implication  of  DNA methylation  profilling  in  oral  epithelium for  lung  cancer  screening. International Scholarly Research Network
Pulmonology . 2012:1-6
11. Supic  G,  Kozomara  R,  Jovic  N,  Zeljic  K,
Magic Z. Hypermethylation of RUNX3 but not  WIF1  gene  and  its  association  with stage and nodal status of tongue cancers.
Oral Diseases . 2011;17:794-800) 12. Izmirli  M.  A  Literature  review  of
MTHFR (C677T
and
A1298C
polymorphisms)  and  cancer  risk. Mol
Biol Rep . 2013;40:625-37
13. Ramirez IG, Cuellar CG, Perez YS, et al.
DNA  Methylation  in  oral  squamous cell carcinoma: molecular mechanism and clinical implications. Oral
Diseases . 2011;17:771-8
14. Perez  RD,  Trapero  JC,  Sanchez  JC,  et al. Methylation in oral cancer and pre cancerous  lesions  (Review). Oncology Reports . 2011;25:1203-9