## HUBUNGAN POLIMORFISME GEN VITAMIN D RESEPTOR DENGAN PERIODONTITIS KRONIS

## (POLYMORPHISM OF VITAMIN D RECEPTOR GENE IS ASSOCIATED WITH CHRONIC PERIODONTITIS)

## Nurlindah Hamrun
Departemen Biologi Oral Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Hasanuddin Jl. Perintis Kemerdekaan KM.10 Tamalanrea Makassar E-mail: lindahamrun@gmail.com

## Abstract
Chronic periodontitis is caused by enhanced resorption of the alveolar bone supporting the teeth and is associated with intraoral inflammation after infection with certain bacteria. Genetic polymorphisms in vitamin D receptor (VDR) gene are associated  with  bone  homeostasis  and  immunological  reaction.  The  aim  of  this  study  was  to  determine  whether polymorphism in VDR gene exons is associated with the incidence of  chronic periodontitis. A case-controll study was performed on a group of 162 subjects whose ages ranged from 25 to 60 years, were divided into two groups : 81 healthy individuals (control group) and 81 subjects with chronic periodontitis. The polymorphism in the VDR gene was analyzed by  polymerase  chain  reaction,  followed  by  TaqI  restriction  endonuclease  digestion.  The  result  showed  that  the polymorphism in the vitamin D receptor gene was found in chronic periodontitis with TT genotype (86.4%), Tt genotype (12.4%), and tt genotype (1.2%). This study also determines taqI polymorphism of the VDR gene is associated with the incidence of chronic periodontitis case (OR 12.57; CI: 1.6-99.8). In conclusion, polymorphism of the vitamin D receptor gene is associated with the incidence of chronic periodontitis (OR 12.57).
Key words: chronic periodontitis, polymorphism, Vitamin D receptor

## PENDAHULUAN
Periodontitis  kronis  adalah  salah  satu  penyakit yang  banyak  dijumpai  pada  masyarakat  di  negara maju  maupun  negara  berkembang  dan  merupakan penyebab  utama  hilangnya  gigi  pada  usia  lanjut. Oleh karena itu, untuk meningkatkan kualitas hidup usia  lanjut,  penjelasan  mengenai  patogenesis  pe- nyakit ini dianggap sebagai hal yang penting. Perio- dontitis  kronis  disebabkan  oleh  inflamasi  intra  oral setelah  infeksi  dengan  bakteri  tertentu  dan  me- ningkatnya resorpsi tulang alveolar pendukung gigi. 1 Kerentanan  individual  terhadap  periodontitis umumnya  bervariasi  dan  ada  beberapa  individu yang  mencapai  usia  tua  tanpa  menunjukkan  tanda- tanda  kerusakan  periodontal  sedangkan  individu lainnya  sudah  terkena  serangan  periodontitis  yang progresif pada usia  yang  lebih muda. Variasi pada respons hospes ini diperantarai oleh berbagai faktor genetik  dan  tidak  berhubungan  dengan  standar  ke- bersihan  mulut. 2 Untuk  menjelaskan  perbedaan  ke- rentanan  individu  terhadap  periodontitis  pada
populasi    dewasa,  dan    gen  yang    menjadi  protein yang  bertanggung  jawab  terhadap  imunitas  telah banyak  dilaporkan  sebagai  gen  yang  rentan.  Tetapi karena gen-gen tersebut tidak memadai untuk men- jelaskan  seluruh  faktor  pejamu  pada  periodontitis kronis  yang  merupakan  suatu  penyakit  multifaktor, diharapkan  adanya  gen  yang  lebih  rentan . 1,3 Be- berapa  penelitian  menunjukkan  bahwa  polimor- fisme  gen Vitamin  D  Receptor (VDR)  dapat  men- jadi  komponen  genetik  dan  genotip  yang  dapat memberi  petunjuk  kecendrungan  kepadatan  tulang yang  rendah.  Polimorfisme  genetik  pada  gen  VDR berhubungan dengan homeostatis tulang dan karena resorpsi  tulang  alveolar  merupakan  karakteristik utama  periodontitis  kronis,  dapat  diduga  bahwa mediator  metabolisme  tulang  seperti  VDR  dan polimorfisme genetiknya berperan penting pada ke- rentanan  periodontitis  kronis. 4,5 Gen  VDR  merupa- kan  sebuah  gen  kandidat  yang  menarik  dalam hubungannya  dengan  periodontitis  karena  gen  ini mempengaruhi  fungsi  metabolisme  tulang  dan fungsi imun. Single nucleotide polymorphisms Taq 1
VDR  mungkin  berhubungan  dengan  kerentanan periodontitis  kronis  sebagai  sebuah  polimorfisme tunggal  dan  atau  kombinasi  dengan  polimorfisme gen VDR lain. 6 Penelitian tentang peranan polimorfisme gen VDR terhadap  densitas  mineral  tulang  dan  sistem  imun telah  banyak  dilaporkan,  tetapi  penelitian  tentang efek  polimorfisme gen VDR  terhadap periodontitis masih  sangat  sedikit  dan  hasil  yang  diperoleh  ber- beda-beda.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menge- tahui  apakah polimorfisme pada   exon 9 gen VDR yang  diketahui  melalui  enzim  restriksi Taq I    ber- hubungan dengan kejadian periodontitis kronis.

## BAHAN DAN METODE
Penelitian  ini  merupakan  penelitian  observasio- nal  dengan  menggunakan  rancangan case  control . Kriteria sampel adalah laki-laki atau wanita berusia 25-60 tahun, tidak menderita diabetes, hepatitis atau HIV, tidak  merokok, tidak  sedang hamil/menyusui/ tidak  menggunakan  alat  KB,  suku  Bugis  Makassar dan bersedia mengikuti  prosedur penelitian. Pengambilan  sampel  kasus  dilakukan  di  Bagian Periodontologi  Rumah  Sakit  Gigi  dan  Mulut Fakultas  Kedokteran  Gigi  Universitas  Hasanuddin, Makassar.  Kelompok  subjek  terdiri  atas  81  pasien yang  didiagnosa  periodontitis  kronis  terdiri  atas  14 laki-laki  dan  67  perempuan,  dan  kelompok  kontrol sebanyak 81 pasien tanpa periodontitis kronis. Pemeriksaan  klinis  meliputi  kedalaman  poket ( Probing pocket depth ) yaitu jarak dari free gingival margin ke  dasar  poket  (mm)  dan  hilangnya  per- lekatan  jaringan  ( Clinical  attachment  loss) :  jarak dari cemento  enamel  junction ke dasar poket. Nilai terbesar  diambil,  dari    6  permukaan  gigi  yang  di- periksa:  MB,  midB,  DB,  ML,  midL,  dan  DL.  Ke- mudian  dilakukan  pemeriksaan Polymerase  Chain Reaction (PCR)  yang  meliputi  ekstraksi  dan  pe- murnian  DNA,  amplifikasi  pada  mesin  PCR  se- banyak 32 siklus dengan suhu 94ºC, annealing se- lama  1,5  menit  pada  suhu  59ºC  dan extension se- lama 2 menit pada suhu 72ºC. Setelah selesai 30 sik- lus, kemidian diikuti dengan pemanasan pada  suhu 72ºC  selama 7 menit. Restriction Fragment Length Polymorphism-PCR (RLFP-PCR) dilakukan untuk merestriksi  untaian  DNA  yang  telah  diamplifikasi oleh  mesin  PCR.  Polimorfisme  gen  VDR  akan  di- deteksi  pada  exon  9  dengan  menggunakan  primer spesifik TaqI : 5 ’ -CAGAGCATGGACAGGGAGCAA-3 ’ dan 5 ’ -GCAACTCCTCATGGCTGAGGTCTC-3 ’
5 µl hasil  amplifikasi PCR dan 2 µl loading buffer dicampur  dan  dimasukkan  ke  dalam    cetakan  gel agarose  1,5%  yang  sudah  diberi  Etidium  Bromida.
Agar  gel  direndam  pada  wadah  yang  berisi  buffer TBE. Selanjutnya elektroforesis dijalankan selama 1 jam dengan tegangan konstan 80 Volt.
Setelah  proses  elektroforesis  selesai,  gel  diangkat untuk diamati di bawah sinar UV. Hasil pengamatan setiap  pita  fragmen  DNA,  ditentukan  posisinya dalam bp (basepair) berdasarkan jarak pita-pita mar- ker/ladder.  Pita-pita  fragmen  pada  jarak  yang  ber- beda  dari  sampel  menandakan  perbedaan  dari  gen VDR  yang  polimorfisme  dan  yang  tidak  polimor- fisme.  Semua  yang  dihasilkan  dari  perbedaan  ini ditandai dengan huruf ”t” (terdapat daerah restriksi) atau huruf ”T’ (tidak terdapat daerah restriksi).

## HASIL
Jumlah  sampel  kasus  perempuan  82,7%  lebih banyak  dari  sampel  laki-laki  17,3%.  Kelompok penderita  periodontitis  kronis  mempunyai  OHI-S, kehilangan  gigi  dan  karies  yang  lebih  tinggi  di- banding  kelompok  kontrol.  Hal  ini  sesuai  dengan laporan  penelitian-penelitian  sebelumnya  yang  me- nunjukkan  peranan  OHI-S  ( Oral  hygiene  indeks- simplified) dan  karies  terhadap  terjadinya  perio- dontitis kronis.

## Tabel 1. Karakteristik sampel penelitian
Karakteristik Kasus (n=81) Kontrol (n=81) Rerata SD Rerata SD Umur (tahun) Tinggi Badan (cm) Berat Badan (kg) IMT (kg/m) 2 Kehilangan gigi DMF-T OHI-S PPD (mm) CAL (mm) 38,90 155,53 55,46 22,47 2,48 2,17 2,63 4,54 3,02 9,24 6,55 6,45 2,90 2,69 2,3 0,96 1,27 1,48 37,61 157,33 56,19 23,18 1,06 2,04 2,29 - - 11,82 7,33 9,22 3,40 1,07 1,69 0,69 - -
Polimorfisme  gen  VDR  memberikan  3  bentuk genotipe yaitu genotipe TT (1 band), tt (2 band) dan Tt (3 band). Pada Gambar 1 & 2, tampak tidak ada daerah restriksi pada posisi genotipe TT (1398 bp), sedangkan pada genotipe Tt  tampak  adanya daerah restriksi yaitu pada posisi 946 bp, 452 bp dan 1398 bp. Pada genotipe tt tampak 2 daerah restriksi yaitu pada posisi 946 bp dan 452 bp.
Gambar 1.  Salah  satu  hasil  pemeriksaan  RFLP  PCR kelompok kasus
Gambar  2.  Salah  satu  hasil  RFLP-PCR  pada  kelompok kontrol
Pada kelompok kasus, genotipe TT (86.4%) lebih banyak  ditemukan  dibanding  genotipe  Tt  (12.3%) dan tt (1.2%). Sedangkan pada kelompok kontrol di- temukan genotipe TT (98.8%), Tt (1.2%) dan geno- tipe tt tidak ada yang ditemukan.

## Gambar 3. Frekuensi genotipe gen VDR pada kelompok kasus dan kontrol
Tabel  2  memperlihatkan  bahwa  genotip  TT  pada kelompok  kasus  didapatkan  86.4%  dan  genotipe Tt/tt sebanyak 13.6%. Pada analisis hubungan geno- tie  gen  VDR  dengan  kejadian  periodontitis  kronis ditemukan  bahwa  kelompok  kasus  dengan  genotip TT dan Tt gen VDR mempunyai OR 12,5 ( 95% CI: 1,6-99,8)  untuk  menderita  periodontitis  kronis  di- banding kelompok kontrol  ( p : 0,005).
Tabel 2. Hubungan  genotipe Gen VDR dengan kejadian periodontitis kronis
Genotipe Gen VDR Kasus Kontrol p OR 95% CI n % n % TT 70 86,4 80 98,8 0,005 12,5 1,6– 99,8
Tt/tt
11 13,6 1 1,2
p : Fisher’s Exact Test, OR: Odds ratio, CI : Confidence Interval

## PEMBAHASAN
Pada penelitian ini diperoleh hubungan yang signi- fikan  antara  polimorfisme  pada  exon  9  gen  VDR dan  kejadian  periodontitis  kronis.  Hal  ini  berarti bahwa  polimorfisme  gen  VDR  berhubungan  dan menjadi  faktor  risiko  untuk  terjadinya  penyakit periodontitis kronis.
Serupa dengan hasil penelitian ini, Brito 4 dan Brett dkk. 7 melaporkan adanya hubungan yang signifikan
antara  polimorfisme  gen  VDR  pada    pasien  perio- dontitis  kronis  pada  ras  kaukasia.  Hasil  penelitian terbaru  dilaporkan  oleh  Borges  MAT 8 yang  me- nemukan  OR  4,57  antara  VDR  dengan    perio- dontitis  kronis  pada  populasi  Brazil.  Hasil  ini  di- bantah oleh  Yoshihara dkk. 10 pada populasi  Jepang yang  tidak  menemukan  perbedaan  yang  signifikan dalam distribusi VDR Bsm I antara kelompok kasus dan  kelompok  kontrol.  Hal  ini  didukung  oleh  Sun dkk. 12 dan  Tachi  dkk. 1 yang  melaporkan  bahwa hubungan  yang  antara  polimorfisme  gen  VDR dengan  kejadian  periodontitis  kronis  tidak  ber- makna. 1,4,7,8,
Hasil penelitian mengenai hubungan polimorfisme gen  VDR  dengan  periodontitis  kronis  masih  tidak konsisten,  sebagian  menemukan  adanya  hubungan yang  bermakna  dan  sebagian  lainnya  tidak  me- nemukan hubungan tersebut. Hal ini dapat dipahami oleh karena periodontitis kronis merupakan penyakit poligenik, tidak disebabkan oleh satu gen saja tetapi oleh  interaksi  beberapa  gen.  Keanekaragaman  ma- syarakat dalam populasi, ras, faktor lingkungan geo- grafis  dan  etnik  adalah  faktor  yang  juga  mungkin berpengaruh, karena efek genetik mungkin berbeda dari etnik yang berbeda. 9
Odd  Ratio (OR)  12,57  yang  diperoleh  dalam  pe- nelitian ini, menjelaskan bahwa sampel yang meng- alami  polimorfisme  gen  VDR  lebih  berisiko  12,57 kali  untuk  menderita  penyakit  periodontitis  kronis dibandingkan  yang  tidak  mengalami  polimorfisme gen  VDR.  Hal  ini  mungkin  disebabkan  fungsi  gen VDR  yang  terlibat  dalam  berbagai  proses  seperti dalam  metabolisme  tulang  dan  pengaturan  respon imun.
Pengaruh  gen  VDR  terhadap  periodontitis  kronis dalam hubungannya dengan densitas mineral tulang, dapat  dijelaskan  sebagai  berikut:  Kalsitrol,  bentuk vitamin  D  hormonal  yang  aktif,  bekerja  melalui reseptor vitamin D dan merupakan suatu elemen vi- tamin  D-responsif  spesifik  yang  menginduksi  sin- tesis  osteokalsin  (BGLAP;  1122600),  protein  non- kolagen  terbanyak  dalam  tulang.  Dalam  beberapa penelitian pada saudara kembar, variasi kadar osteo- kalsin  serum  terbukti  memiliki  komponen  genetik utama  dan  berhubungan  erat  dengan  diversitas  ge- netik  densitas  tulang.  1,25(OH) 2 D 3 berperan  pen- ting  dalam  pemeliharaan  konsentrasi  kalsium  dan fosfat dalam darah. Defisiensi vitamin D menyebab- kan  insufisiensi  absorpsi  kalsium  dan  fosfat  dalam diet  sehingga  meningkatkan  sekresi  hormon  parati- roid yang  akan  memobilisasi  simpanan kalsium tu- lang.  Aktivasi  VDR  melalui  dosis  farmakologis 1,25(OH) 2 D 3 dapat mengatur osteoblast secara lang- sung,  melalui  induksi  protein  remodeling-tulang yaitu  osteokalsin  dan  osteopontin,  serta  memper-
baiki  reseptor  aktivator  ligand  NF-kB  (RANKL), suatu  sinyal  parakrin  osteoklastogenesis.  VDR  me- ngatur  homeostasis  tulang  melalui  aksinya  dalam osteoblast dan kondrosit, serta melalui metabolisme tulang. 10
Para  peneliti  menyatakan  bahwa  VDR  berperan lebih penting dalam tulang trabekular dibandingkan pada  tulang  kortikal,  dan  bahwa  variasi  alel  VDR bertanggung  jawab  atas  variasi  BMD . Bila  terjadi variasi  pada  DNA  atau  polimorfisme  maka  VDR yang  berperan  penting  dalam  memelihara  konsen- trasi  kalsium  dan  fosfat  dalam  darah  menjadi  ter- ganggu  sehingga  kemungkinan  mengakibatkan  pe- nurunan  densitas  mineral  tulang  di  seluruh  tubuh, termasuk  maksila  dan  mandibula.  Penurunan  den- sitas  tulang  rahang  akan  meningkatkan  porositas alveolar,  yaitu  perubahan  pola  trabekular  dan  pe- ningkatan  kecepatan  resorpsi  tulang  setelah  invasi bakteri patogen periodontal. Infeksi periodontal me- ningkatkan  pelepasan  sitokin  proinflamasi  secara sistemik,  yang  mempercepat  resorpsi  tulang  sis- temik . 11
Dalam hubungannya dengan sistem imun, vitamin D  memicu  diferensiasi  monosit  dan  menghambat proliferasi limfosit dan sekresi sitokin, seperti inter- leukin 2 (IL2), interferon-γ, dan IL12. VDR banyak diekspresikan  dalam  sel-sel  imun,  seperti  sel-sel antigen,  natural  killer  cells,  sel  T  dan  sel  B,  selain itu, 1,25(OH) 2 D 3 dinyatakan memiliki efek  imuno- modulator yang poten. Efek imun 1,25(H)2D3 pada dasarnya  dimediasi  oleh  aksi  pada  sel-sel  den- dritik. 12,13
Peptida yang dihasilkan oleh host berperan dalam pertahanan  imunitas  innate  melawan  infeksi  mu- kosa. VDR yang diaktivasi oleh 1,25(OH) 2 D 3 meng- induksi ekspresi CAMP dan  -defensin 4 dan mem- bunuh  bakteri  dalam  makrofag.  Aktivasi Toll  like receptor (TLR)  oleh  lipopeptida  yang  dihasilkan oleh  bakteri  meningkatkan  ekspresi  VDR  dan CYP27B1 dalam makrofag, suatu mekanisme yang meningkatkan  induksi  gen  target.  -defensin  me- miliki aktivitas antimikroba terhadap mikroba rong- ga  mulut,  termasuk  bakteri  penyebab-periodontitis seperti Actinobacilus  actinomycetemcomitans,  Por- phyromonas  gingivalis ,  dan Fusobacterium  nucle- atum, Candida, dan virus papiloma . Penderita HV- DRR  yang  seringkali  mengalami  abses  dental, memberikan  bukti  lain  bahwa  vitamin  D  berperan dalam imunitas innate rongga mulut. 14,15,16 Apabila salah satu komponen tersebut mengalami perubahan,  misalnya  akibat  mutasi  atau  polimor- fisme,  maka  keseluruhan  mekanisme  tersebut  akan terganggu.  Contoh,  apabila  gen  VDR  mengalami perubahan sekuens pada DNA nya, maka  gen VDR
tidak  dapat  berikatan  dengan  vitamin  D  aktif (1,25D 3 ), sehingga tidak dapat menginduksi ekspresi CAMP  dan  -defensin  4  dan  kemampuan  untuk membunuh  bakteri  dalam  makrofag  juga  bakteri penyebab  periodontitis  menjadi  terganggu.  Meski- pun gen VDR dan peptida yang dihasilkan host me- miliki peranan yang penting dalam  memediasi akti- vitas  antimikrobial  dari  TLR1  dan  TLR2,  namun komponen tersebut bukan merupakan  efektor  tung- gal sebagai penentu terhadap mekanisme pertahanan akibat serangan mikroba. 14
Berdasarkan  penjelasan  di  atas,  tampak  bahwa polimorfisme  pada  exon  9  ( Taq I)  pada  gen  VDR dapat  memiliki  pengaruh  pada  menurunnya  fungsi imun  maupun  resorpsi  tulang.  Tachi 1 melaporkan bahwa kemungkinan pengaruh pada resorpsi tulang lebih  berkontribusi  secara  lebih  efektif  untuk  me- nyebabkan EOP  (Early-Onset Periodontitis) dan L- EOP  (Localized Early Onset Periodontitis),  semen- tara  pengaruh  terhadap  fungsi  imun  berkontribusi secara  lebih  efektif  dalam  menyebabkan  perio- dontitis kronis.
Sebagai kesimpulan, polimorfisme gen VDR ber- hubungan  dengan  kejadian  periodontitis  kronis  de- ngan OR 12,5 (95% CI 1,6-99,8).  Polimorfisme gen VDR ditemukan pada penderita periodontitis kronis, dengan frekuensi genotipe TT 86,4%, Tt 12,4% dan tt 1,2%.

## Daftar Pustaka
1. Tachi Y, Shimpuku H, Nosaka Y. Vitamin D recap- tor  gene  polymorphism  is  associated  with  chronic periodontitis. Life Sci 2003; 73 : 3313-21.
2. Manson JD, Eley BM. Outline of periodontics. Alih bahasa: Anastasia S. Hipocrates. 2004: 44-80.
3. Shimpuku H, Ohura K. Association of interleukin-1 gene  polymorphisms  with  adult  periodontitis in  Japanese.  J  Osaka  Dental  University  2001;  35: 99-104.
4. De Brito Junior RB, Scarel-Caminaga RMS, Trevil- lato  PC . Polymorphisms  in  the  Vitamin  D  receptor gene  are  associated  with  periodontal.  J  Periodontol 2004; 75: 1090-1095.
5. Valdivielso  JM,  Fernandez  E.  Vitamin  D  receptor polymorphisms  and  diseases.  Clinica  Chimica  Acta 2006; 371: 1-12.
6. Laine  MI,  Loos  B,  Crielaard  W.  Gene  polymer- phisms  in  chronic  periodontitis,  Review  article.  J International Dent 2010; 22.
7. Brett  PM,  Zygogianni  P.,  Griffiths  GS.  Functional gene polymorphisms in aggressive and chronic perio- dontitis. J Dent Res 2005; 84: 1153-94.
8. Borges  MAT,  Fiquirado  LC,  Brito  JRB.  Micro- biological  composition  associated  with  vitamin  D receptor gene polymorphism in chronic periodontitis .
Braz Oral Res 2009;  23(2): 203-8.
9. Naito M, Miyaki K, Zhang L. Association Between Vitamin  D  receptor  gene  haplotypes  and  chronic periodontitis  among  Japanese  men.  J  International Medical sciences 2007;  4(4): 216-22.
10. Kitazawa  R,  Kitazawa  S.  Vitamin  D3  augments osteoclastogenesis  via  vitamin  D responsive  elemen of  mouse  RANKL.  Gene  Promoter  2002.  Biochem Biophsy Res Commun 2000; 290: 650-5.
11. Kuo  L-C,  Polson  AM,  Kang  T.  Associations  bet- ween  periodontal  diseases  and  systemic  diseases:  a review of the inter-relationships and interactions with diebetes, respiratory diseases, cardiovascular diseases and osteoporosis. Public Health 2008; 122: 417-33.
12. Nagpal S, Na S, Rathnachalam  R. Noncalcemic  ac- tions  of  vitamin  D   receptor  ligands.  Endocr   Rev 2005; 26: 662-87.
13. Makhisima M, Lu TT, Xie W. Vitamin D receptor as an intestinal bile acid sensor . Science 2002; 1313-16.
14. Liu TP, Krutzik SR, Modlin RL. Therapeutic impel- cation  of  TLR  and  VDR  partenership.  TRENDS  in molecular medicine 2007; 13: 3.
15. Nizet  V,  Ohtake  T,  Lauth  Xl.  Innate  antimicrobial peptide  protects  the  skin  from  invasive  bacterial infection. Nature 2001; 454-7.
16. Abiko  Y,  Saitoh  M,  Nishimura  M.  Role  of  - defensins  in  oral  epithelial  health  and  disease.  Med Mol Morphol 2007; 179-84.