GONADOTROPIN RELEASING HORMON RESEPTOR

I. PENDAHULUAN

Gonadotropin yaitu luteinizing hormone (LH), follicle stimulating hormone (FSH) dan chorionic gonadotropin (CG), dengan struktur yang berhubungan komposisi glycoprotein dari dua ikatan subunit non-covalently: subunit ( dan subunit (. Mereka dihasilkan dalam kelenjar hipofisis anterior (LH dan FSH) dan dalam plasenta (CG) dan kerjanya dikoordinasi untuk mengatur pertumbuhan gonad, differensiasi, fungsi endokrin dan gametogenesis pada kedua jenis kelamin.1,2,3,4. Kelenjar hipofisis tidak dapat membentuk dan mengeluarkan hormon gonadotropin sendiri, tetapi harus dipengaruhi oleh hipotalamus. Hipotalamus sendiri juga dipengaruhi oleh korteks serebri dan faktor-faktor eksternal. Suatu konsep menyatakan bahwa dengan jalan transducer pengaruh ekstern akan disalurkan melalui serabut-serabut syaraf tertentu dari berbagai sentrum dalam otak yang lebih tinggi ke hipotalamus dan kemudian ke hipofisis.2,4,5.

Hormon gonadorelin, juga diketahui sebagai gonadotropin releasing hormone atau luteinizing-hormone-releasing-hormone (GnRH, LHRH) menyebabkan sekresi FSH dan LH oleh sel-sel gonadotropin hipofisis pada jalur yang berurut dimana penting sekali untuk mengontrol fungsi gonad dan siklus ovarium normal. Satu akibat logis dari penemuan rangkaian asam amino dari GnRH pada tahun 1967 yaitu perkembangan sintetik agonist dan antagonist. Perlu dikemukakan bahwasanya stimulasi terus menerus dari hipofisis dengan GnRH itu sendiri atau dengan GnRH agonist menyebabkan desensitisasi oleh mekanisme post-reseptor yang sampai saat ini belum dimengerti dengan baik.3,6. Hasilnya, tidak segera tapi setelah beberapa waktu, suatu chemical hypopysectomy yaitu sebuah gagasan untuk menjadikan indikasi bagi antagonist GnRH. Pertama kali hal ini menunjukkan bahwa perkembangan agen-agen yang aman secara klinis akan menjadi sederhana untuk dicapai melalui perubahan satu atau dua asam amino tetapi hal ini akan memerlukan penelitian (trial and error) hampir 30 tahun dengan tiga atau lebih penggantian, termasuk digunakannya beberapa asam amino tidak alamiah, sebelum antagonist dengan farmakokinetiknya dapat diterima, aman dan profil komersialnya dikembangkan.

GnRH merangsang sekresi hipofisis dari LH dan FSH dan sekaligus mengontrol fungsi hormonal dan reproduksi daripada gonad. Hambatan dari efek GnRH kemungkinan diperlukan untuk berbagai alasan, seperti mencegah saat luteinisasi yang terlalu cepat selama reproduksi atau pada pengobatan kelainan sex-hormone-dependent. Blokade selektif dari sekresi LH/FSH dan kastrasi kimiawi berikutnya telah dicapai sebelumnya melalui disensitasi hipofisis secara terus menerus yang dilaksanakan GnRH atau oleh pemberian GnRH agonist long acting. Baru-baru ini ditemukan GnRH-receptor antagonist yang secara cepat menghambat efek GnRH telah dikembangkan untuk pemakaian klinis dengan farmakokinetik yang dapat diterima, aman dan profil komersial. Dalam membantu reproduksi, persenyawaan ini tampaknya menjadi therapi yang sangat efektiv tak dapat dipungkiri lagi, tetapi dengan jangka pengobatan yang lebih pendek, penggunaan hormon gonadotropin yang lebih sedikit, dapat diterima penderita dan lebih sedikit folikel dan oosit. Semua indikasi untuk desensitisasi GnRH-agonist terbukti menjadi indikasi untuk GnRH antagonist, termasuk endometriosis, leiomyoma, dan kanker payudara pada wanita, benign prostratic hyperthrophy dan carcinoma prostat pada laki-laki dan pubertas precox sentral pada anak-anak. Bagaimanapun sejauh ini bukti klinis sangat baik dalam membantu fungsi reproduksi dan kanker prostat.3.

PRINSIP-PRINSIP FISIOLOGI

GnRH

GnRH merupakan dekapeptida (panel 1) yang diisolasi dan karekterisiknya oleh kelompok A V Schally dan R C L Guillemin mendapat penghargaan Nobel pada tahun 1977. GnRH tipe I merupakan faktor neuroendokrin reproduksi klasik. Disintesa dalam sitoplasma diencephalon otak dan dibungkus dalam granule pada Golgy apparatus kemudian ditransportasi oleh axon ke dalam ujung neuronal, dimana akan dilepaskan secara pulsasi ke dalam kapiler dari sirkulasi portal hipofisis.1,2,3. GnRH mRNA telah ditemukan dalam hipofisis6 dan jaringan diluar hipofisis, termasuk plasenta, ovarium, myometrium, endometrium, prostat dan sel darah mononuklear, diindikasikan berperanan autokrin/parakrin. Gen untuk GnRH tipe I dan tipe II pada manusia terletak pada kromosom 8 (8p11.2-p21) dan kromosom 20 (20p13).3.

Kontrol primer dari reproduksi mamalia dan vertebrae lain menggunakan produksi spesifik dan mempengaruhi gonadotropin melepaskan peptida pada hipotalamus, dan aksi berikutnya di kelenjar pituitary. Meskipun kelenjar hypofise anterior telah dikenal sejak pertengahan 1940 dikontrol oleh isyarat kimiawi yang berasal dari sistem syaraf pusat, ternyata hal tersebut tidak benar sampai dengan tahun 1971 didapatkan gonadotropin releasing peptida, pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-Gly-Leu-Arg-Pro-GlyNH2, dapaat diisolasi ekstrks hypotalamus. Rantai decapeptida ini dibentuk hormon pelepas hormon luteinizing (LHRH) atau hormon pelepas gonathropin (GnRH), yang disintesa oleh neuron hypotalamic khusus dan dibungkus dalam penyimpanan graanul selanjutnyaa dibaawa oleh axonal transport ke zona eksternal dari eminens median. Pada mamalia, GnRH disekresi secara episode kedalam kapiler sistem portal hypotalamohypophysial dan mencapai kelenjar hypofise anterior, dimana mengikat gonadothropin secara spesifik dan merangsang pelepasan LH dan FSH. 2 faktor pelepasan yang lain berasal dari kontrol sekresi LH dan FSH, tetapi kemampuan GnRH untuk merangsang pelepasan kedua hormon gonadothropin dan permulaan pubertas disebabkan oleh sekresi gonadotropin mamalia sebagai regulator primer. Meskipun sirkulasi dari LH dan FSH kadang-kadang menyimpang, ini disebabkan faktor-faktor lain lebih eksistensi dari dua hormon pelepas tersebut. Hal ini termasuk perbedaan pada hormon steroid gonad, tidak tergantung regulasi penghambat sekresi FSH dan perbedaan sirkulasi paruh waktu dari kedua hormon. Jadi sekresi gonadothropin LH dan FSH menimbulkan perbedaan regulasi oleh stimulasi secara frekwensi atau pulsasi oleh GnRH.

GnRH receptor GnRH receptor (GnRH-r) (gambar 1) adalah anggota kelompok reseptor yang dikenal sebagai rhodopsin-like G-protein berpasangan dengan kelompok reseptor yang juga termasuk reseptor thyrotropin-releasing hormone. Kebanyakan vertebrata mempunyai sedikitnya dua tipe reseptor GnRH. Gen untuk reseptor GnRH tipe I terletak pada kromosom 4 (4q21.2) dan reseptor tipe II pada kromosom 1q. Cloning dari reseptor GnRH tipe II pada marmoset menunjukkan bahwa hanya 41% identik dengan reseptor tipe I dan bahwasanya tidak seperti reseptor tipe I, ini mempunyai ujung carboxyl-terminal dimana penting untuk disensitisasi cepat. Pada tubuh manusia telah diperoleh data kontroversial untuk ekspresi extrapituitary dari mRNA untuk GnRH-r pada ovarium, mammae, endometrium, myometrium, plasenta, prostat dan testis dan pada bermacam-macam kanker dari jaringan tersebut dan hubungan cell lines. Adanya faktor tak tetap pada transkrip GnRH-r yang berbeda dan distribusi yang berbeda dari reseptor tipe I dan tipe II. Reseptor tipe II pada mamalia didistribusikan lebih luas daripada reseptor tipe I. Ini tampak pada sepanjang otak termasuk hipofisis dan area yang berhubungan dengan pembangkit sex dan juga bermacam-macam non-neural dan jaringan reproduksi dan bermacam-macam fungsi.3.

RESEPTOR GnRH : RESEPTOR UNIK PASANGAN G PROTEIN.

Kerja GnRH pada kelenjar hipofise anterior dimediasi oleh mobilisasi Calsium 7 transmembran reseptor utama yang berpasangan dengan C ( diteruskan protein Gq/11. Reseptor GnRH paling kecil dari famili G protein- cuopled receptor (GPCR), belum terbayar kekurangan sitoplasma C-terminal bagian belakang seperti semua reseptor yang lain. Aktivasi berlawanan dari reseptor GnRH diikuti oleh stimulasi cepat hidrolisa phospo-inositide untuk menghasilkan molekul messenger 2 detik, inositol 1,4,5- triphosphate (IP3) dan diacylglycerol (DAG). Hasil stimulasi mobilisasi dan arus Calcium serta aktivasi protein kinase C (PKC), berperan penting untuk eksositosis oleh sekresi granul dari hipofise gonadotropin dan pelepasan LH dan FSH ke dalam sirkulasi.

Akibat dari aktivasi GnRH menyebabkan IP3 dan Ca2+ pemberian isyarat pada jalur di hipofise gonadotropin termasuk mengubah aktivitas saluran dalam membran plasma, meningkatkan sintesa dan pembebasan gonadotropin dan mengubah tanda dalam gen. Sebagai tambahan, pemberian isyarat phospolipase C, stimulasi GnRH dihidrolisa dari phosphatidylcholine oleh phospholipase D, berperanan penting untuk formasi dari cholin dan asam phosphatidyl. Selanjutnya diubah menjadi DAG oleh phosphatidic acid hidrolase, asalkan sumber tambahan dari DAG untuk aktivasi dari PKC. Laporan ini untuk meningkatkan biphasic dalam produksi DAG dalam GnRH yang distimulasi oleh gonadotropin dan secara relatif berperanan penting untuk lebih besar dan lebih menyokong tanda DAG dibanding dengan IP3. Pada gonadothropin stimulasi dari phospholipase D selama aksi GnRH adalah sebagian besar akibat dari aktivasi awal dari PKC yang terjadi selama hidrolisa mediasi phospholipase C dari phophatydilinositol 4,5-biphosphate menjadi IP3 dan DAG. Jadi 2 phospholipase yang membantu kerja GnRH dalam rangkaian dan integrasi manusia, dimana PKC adalah mediasi integrasi dari phospholipase D ke dalam pemberian isyarat intraseluler selama fase terus menerus pada stimulasi agonist.17. Sebagai tambahan untuk DAG, phophatidic acid itu sendiri mungkin bekerja sebagai messenger kedua pada kontrol dari lalu lintas vesikuler dan regulasi dari asupan Ca2+ dan eksositosis. Meskipun penelitian terbaru dalam mengabadikan gonadotropin telah diyakini bahwa jalur phospholipase D kurang penting dalam respon sekresi dibanding stimulus-transcription coupling dan kontribusi untuk aktivasi respon gen awal dalam sel-sel yang menstimulir GnRH.

STRUKTUR MOLEKUL DARI RESEPTOR GnRH

Reseptor GnRH pada awalnya memiliki kekhasan yang spesifik, tempat ikatan afinitas tinggi pada kelenjar hipofise anterior mamalia, dimana tandanya terbatas pada gonadothropin. Reseptor GnRH juga didapatkan pada beberapa daerah otak pada tikus dan pada gonad dari spesies tertentu dan pada plasenta manusia. Reseptor GnRH juga menandai beberapa tumor hypofise dan kanker payudara, ovarium, endometrium dan prostat.Sedikit berlebih-lebihan dari reseptor GnRH dalam jaringan hipofise tidak diisolasi dari reseptor GnRH cukup protein untuk menghasilkan serangkaian informasi untuk digunakan dalam prosedur cloning molekular konvensional. Untuk alasan ini, metode cloning bekerja pada isolasi dari reseptor cDNA dari kekekalan murine pituitary gonadothropin ((T3 cells) dimana memperlihatkan level tinggi dari GnRH reseptor. Sel tersebut merupakan derivat dari tumor yang berkembang di dalam otak dari transgenic tikus menandakan mata rantai promotor gonadothropin subunit ( ke virus monyet 40 T-antigen onkogen.19. Cloning reseptor GnRH dihasilkan oleh skrining cDNA dari sel (T3-1 pada oocyte katak melalui pengukuran respon elektrofisiologis mediasi reseptor20 atau mobilisasi calsium yang dideteksi oleh photoprotein ubur-ubur, aequorin.21. Cloning C-DNA GnRH reseptor tikus juga diisolasi oleh tanda cloning, menggunakan transfected sel COS dimana disaring untuk mengikat analog radioiodineGnRH agonist.22

Rangkaian asam amino dari reseptor GnRH tikus yang dicloning (Gambar 2) meliputi 7 daerah hydrophobic yang cocok untuk mendapatkan transmembran utama dalam reseptor G protein-couple lain. Meskipun ini berbeda dari yang lain seperti reseptor didalamnya kekurangan sitoplasma C-terminal utama. Berat molekul yang sudah diperhitungkan dari reseptor protein adalah 37 680. Tiga konsensus rangkaian untuk N-linked glycosilation adalah langsung dalam ekstraseluler utama dari reseptor cloning, tetapi hanya dua diantaranya yang membawa rantai karbohidrat. Tempat potensial untuk phosphorilasi oleh cAMP- dependent protein kinase dan PKC adalah dialokasikan dalam putaran intraseluler pertama. Disini juga tempat phosphorilasi casein kinase II potensial dalam putaran intraseluler kedua dan tempat PKC potensial dalam putaran intraseluler ketiga. Kebanyakan reseptor G protein-couple meliputi rangkaian bertandakan asam amino pada akhir transmembran utama ketiga dan dimulai dari sitoplasma utama kedua. Rangkaian ini biasanya meliputi penghematan yang sangat dari triplet Asp-Arg-Tyr (DRY) dimana telah dilibatkan dalam pasangan (couple) untuk G protein. Daerah dari rangkain GnRH reseptor berbeda dari tanda pada dua residu, khususnya oleh pengganti penghematan tyrosine pada posisi 140 oleh serine (Asp-Arg-Tyr(Asp-Arg-Ser).

Gambaran sangat luar biasa yang lain dari GnRH reseptor adalah perubahan dari penghematan aspartate dan residu asparagine dimana berturut-turut ditunjukkan dalam transmembran utama kedua dan ketujuh, dari reseptor G protein-couple yang lain. Pada GnRH reseptor, residu aspartate 87 dalam transmembran utama kedua, dimana penghematan yang sangat dan penting untuk mengikat agonis normal dan G protein-couple dalam banyak GPCRs digantikan oleh asparagine.23. Disisni penggantia timbal balik juga pada transmembran utama ketujuh, dimana penghematan yang sangat residu asparagine 318 digantikan oleh aspartic acid. Pemutaran dari dua penyimpanan asam amino dalam GnRH reseptor adalah unik diantara reseptor G protein-couple yang diketahui. Gambaran luar biasa lain dari GnRH reseptor adalah relatif sepanjang putaran intraseluler pertama dengan muatan asam amino dasar dan transmembran utama ketujuh ini kaya phenylalanine.

Gambaran struktur yang paling menyolok dari GnRH reseptor pada mamalia adalah kurangnya bagian akhir dari sitoplasma C-terminal, suatu daerah yang sangat penting dalam menginduksi pasangan agonist dari G protein dan desensitisasi reseptor pada banyak reseptor tujuh transmembran utama yang lain. 24. Fungsi dari GnRH reseptor sebaik internalisasi selama aktivasi agonist, kiranya tergantung pada daerah di dalam putaran intraseluler dari reseptor. Perbedaan pemotongan alamiah dari reseptor mamalia, GnRH reseptor dari catfish Afrika ditemukan memiliki 51-asam amino sitoplasma utama C-terminal dan memuat residu aspartate dalam transmembran utama kedua dan ketujuh.25.

Cloning dari cDNA GnRH reseptor tikus diikuti oleh isolasi dari pengkodean cDNA pada manusia dan GnRH kijang.26,27. Penjajaran rangkaian asam amino dari empat reseptor ditunjukkan pada gambar 3. Reseptor tikus (mouse) mempunyai ciri-ciri 97% sama dengan reseptor tikus (rat), 89% dengan reseptor manusia dan 87% dengan reseptor kijang. Reseptor manusia dan kijang mempunyai ciri-ciri 87% satu dengan yang lain dan mengandung satu asam amino yang lebih dibanding reseptor mouse dan rat, residu lysine tambahan dalam putaran ekstraseluler kedua. Reseptor manusia dan kijang juga berbeda dalam memuat hanya satu tempat glycosilation potential dalam N-terminal utama.

GnRH receptor memiliki rangkaian kecil yang homolog dengan G protein-coupled receptor lain, bagian darinya untuk neuropeptida kelompok oxytocin-vasopressin. Mereka juga tidak memiliki tanda-tanda signifikan dengan reseptot TRH dan yeast STE2. STE2 receptor menghambat (-factor, jamur yang memproduksi pheromone dimana homolog dengan GnRH dalam bagian N-terminal dan dihambat dengan afinitas rendah GnRH receptor. Ketika gonadotropin hipofisis tikus dibiakkan, (-factor merangsang pelepasan gonadotropin, kerja ini diblokir oleh GnRH anatagonist. Meskipun struktur dan fungsinya mirip antara GnRH dan (-factor, disini sedikit homolog signifikan antara 7 reseptor transmembran utama.

GnRH signal transduction

GnRH menghambat reseptor spesifik pada sel gonadothropin dalam kelenjar hipofisis anterior. Pada gonadotropin, GnRH receptor beraktivasi, sesudah berpasangan dengan Gq 11 protein, berperanan untuk beberapa generasi messenger kedua, diantara diacylglycerol dan inositol-4,5-triphosphate. Terlebih dulu berperan pada aktivasi dari protein kinase C dan selanjutnya untuk produksi cAMP dan pelepasan ion calsium dari kelompok intraselluler. Seluruh kejadian menghasilkan sekresi dan sintesa dari LH dan FSH. GnRH II secara selektif menghambat reseptor tipe II dan menandai secara jelas perbedaan ini dari reseptor tipe I. Kemampuan pelepasan LH dan FSH dari GnRH I dan GnRH II mamalia diuji dalam Soay rams, menunjukkan bahwa rasio FSH ke LH lebih tinggi sesudah pengobatan GnRH II dibandingkan dengan GnRH I. Kedua GnRH tersebut dan sistem GnRH receptor berlanjut dengan jalur signal yang berbeda memberikan potensial untuk sekresi FSH dan LH yang berbeda.

Signal GnRH alami dari hipotalamus ke hipofisis secara episodik setiap 1-4 jam dan ini memastikan sekresi FSH dan LH. Bagaimanapun pada stimulasi yang terus menerus dengan GnRH melalui agonist long-acting, disini periode pertama hipersekresi secara cepat diikuti oleh disensitisasi dan sekresi gonadothropin tertahan. Mekanisme ini masih tidak jelas kecuali petanda post-receptor berbelit-belit, sesungguhnya kehilangan reseptor (down-regulation) hanya peranan awal.

Jelasnya dikotomi dari GnRH dan persaingan antagonist (dimana antagonist memblokir efek induksi agonist dan sebaliknya) tidak ditunjukkan pada jaringan extrapituitary manusia yang menandakan reseptor. Mengapa agonist dan antagonist seringkali memberikan efek yang mirip masih belum jelas. Jika efek yang terlihat dengan hasil antagonist dari blokade langsung pada reseptor dimana efek yang sama dengan agonist tercapai melalui disensitiasi, dimana efek antagonist yang akan diharapkan akan berkurang oleh agonist, tetapi ini biasanya tidak terjadi.

Pada penelitian in-vitro dengan cell lines dari tipe tumor yang bervariasi, aktivitas antiproliferasi akan ditunjukkan oleh semua tipe yang analog. Pada cell line dari embryo ginjal manusia efek antiproliferativ dari agonist dan antagonist hanya terjadi ketika GnRh afinitas tinggi diinduksi dimana benar-benar memberi kesan langsung, spesifik, efek mediasi reseptor. Stimulasi GnRH-r pada MAP kinase (MAPKs) pada sel granulosa luteal manusia telah dikonfirmasi mediasi reseptor; sebagai tambahan penelitian menunjukkan bahwa respon selluler (proliferasi, sekresi hormon atau peptida) menuju stimulasi MAPK tergantung durasi dan jaringan spesifik. GnRH analog akan bercampur dengan signal transduksi dari reseptor growth factor dan produk onkogen yang berhubungan dengan aktivitas tyrosine-kinase. Sejauh ini, kebanyakan penelitian berasumsi bahwa ini adalah GnRH receptor tipe I. Cloning dari GnRH receptor tipe II bersiap-siap menghadapi penelitian yang berbeda afinitas dan potensi analog dari tipe reseptor yang berbeda serta jalur signal dan reaksi seluler. Pernyataan berbeda dari reseptor GnRH tipe I dan GnRH tipe II akan mempunyai peranan yang berlawanan dari efek yang mirip pada semua GnRH agonist dan antagonist pada proliferasi dalam sel tumor spesifik. Pada mamalia tertentu GnRH tipe I antagonist berperilaku seperti agonist pada reseptor GnRH tipe II. Efek antiproliferatif dari GnRH analog dengan cell lines pada beberapa tumor yang sesuai dengan aktivasi MAPKp38 ( oleh reseptor tipe II dimana diketahui akan menjadi antiproliferatif.

Molekul GnRH disintesa dalam neuron hypotalamic khusus sebagai bagian dari pre-prohormon yang mana secara enzimatis dibelah pada residu dibasic sampai pelepasan decapeptida aktif. Meskipun GnRH resisten terhadap eksopeptida, disebabkan oleh N dan C-termini dihambat, secara cepat digradasi oleh endopeptidase dan tidak ditemukan dalam sirkulasi dengan waktu paruh sekitar 5 menit. Rangkaian asam amino dari GnRH dilindungi oleh rangkaian peptida mamalia, tetapi kurang dari 6 bentuk yang sama terjadi pada spesies yang lain. Pada semua dekapeptida, molekul N dan C-termini berturut-turut diblokir oleh pyro-Glu dan residu glycinamide. Bentuk paling umum dari GnRH pada vertebrata adalah rangkaian decapeptida mamalia dan GnRH ayam, yang mana residu arginine digantikan oleh glycine.

Cara pulsasi dari reflek sekresi GnRH merupakan aktivitas yang sinkron dari sekitar 1500 atau lebih neuron GnRH merupakan suaatu bentuk rangkaian dengan hypothalamus. Masing-masing pemecahan dari sekresi GnRH diikuti oleh pulsasi prominent dari pelepasan LH dalam sirkulasi sistemik. Seperti pulsasi LH terjadi pada interval 30-120 menit pada spesies yang bervariasi, dan sekitar 1 kali/jam pada manusia. Penurunan kadar stimulasi oleh GnRH, atau pengobatan berkala dengan GnRH, keduanya dihubungkan dengan gangguan sekresi pada LH dan FSH. Pulsasi alamiah dari sekresi GnRH penting untuk perawatan fisiologis dari fungsi normal gonadothropin dan akhirnya untuk kapasitas reproduksi normal. Pelepasan GnRH secara episodik dari ujung neurovaskuler ke darah portal mengakibatkan aliran sinkronisasi dari neuron hypothalamic GnRH. Aktifitas terkoordinasi dari neuron GnRH yang tersebar ditandai pacemaker neural pada keadaan pembaangkit pulsasi GnRH. Pembangkit pulsasi alamiah telah ditegakkan, tetapi gambaran refleks aktifitas dari aaktifitas elektrik dalam hypotalamus mediobasal yang mana dihubungkan dengan peningkatan episodik dalam sirkulasi level LH pada monyet rhesus. Pada penambahan dari aliran yang sinkron didasarkan pada gabungan synaptik, kontrol dari pelepasan GnRH secara pulasasi meliputi aksi/kerja dari regulator non synaptik seperti nitric oxide.9. Penelitian invitro baru-baru ini menunjukkan bahwa neuron GnRH mempunyai kapasitas intrinsik yang menimbulkan pelepasan neuropeptida pulsatik tipe-tipe sel lain yang ada. Ini diyakini sebagai cara kerja neuron GnRH dalam hypothalamus pada sirkuit bolak-balik yang mana merupakan aktivitas basal dan dapat dimodulasi oleh signal neural dari pusat yang lebih tinggi seperti input dari transmiter, neuropeptida dan hormon hipofise.Satu dari signal tersebut berasal dari GnRH iti sendiri, yang mana menggunakan kerja regulator autokrin pada pengoperasian dari generator denyutan GnRH.11

Aktivitas denyutan generator dipengaruhi secara langsung oleh neuropeptida, hormonal dan steroid gonad. Pada laki-laki, testoteron dan estradiol menggunakan efek feedback negative dari denyutan GnRH yang teratur. Sebagai tambahan pada GnRH, LH, hCG dan prolaktin merupakan aksi feedback dari sekresi GnRH. Efek penghambat dari hCG pada pulsasi pelepasan GnRH akan dilaporkan untuk menekan sekresi gonadotropin pituitary selama kehamilan. Pada wanita, progesteron adalah regulator negatif utama pada denyutan generator dan bertanggung jawab terhadap pengurangan dalam pelepasan GnRH dan sekresi gonadotropin selama fase luteal dari siklus menstruasi. Estradiol mempunyai efek bifasik pada sekresi GnRH, dengan aksi penghambat selama fase folikular diikuti oleh perubahan menjadi feedback positif yang akan meningkatkan sekresi GnRH dan gelombang preovulasi LH. Estrogen juga akan meningkatkan reseptor GnRH pada kelejar hipofise dan mempertinggi respon gonadotropin ke GnRH.

Neuron GnRH adalah unik diantara neuron peptidergik lain dalam perkembangan selama masa embryonik. Distribusi yang tersebar dalam hipotalamus adalah murni akibat dari epitelium pada placode olfactory medial dan akibat migrasi sepanjang akson dari ujung syaraf melalui otak depan sampai kolonisasi hipotalamus.12. Keberhasilan migrasi oleh neuron GnRH dari placode olfactory tergantung tanda dari molekul adhesi neural berdampingan dengan sel-sel non neural dalam bentuk tangga-tangga yang akan memandu gerakan dari neuron GnRH menuju hipotalamus bertanggung jawab untuk memadukan hipogonadisme dan anosmi pada penderita syndroma Kallmann.13.

KONSEP MUTAKHIR

Produk gen GnRH : suatu molekul prekursor neuropeptida.

Petanda gen prohormon GnRH meliputi 4 akson homolog diantara manusia, tikus dan ayam. Precursor GnRH terletak pada akson ketiga, dan meliputi peptida ujung bertanda -N yang diikuti oleh rangkaian dekapeptida (Gambar 1).

-23 -1 1 GnRH dekapeptida 10 11 14 66 69

Signal Gln His Trp Ser Tyr Gly Leu Arg Pro Gly

Sesudah pembelahan dari tanda peptida, sisa glutamin ujung N melalui siklus menuju bentuk pyroglutamic acid (Gln ( pGlu). Glycine 10 C terminal sisa dari rangkaian GnRH diikuti oleh sisa glycine yang lain (yang akan melengkapi kelompok amida C-terminal dari GnRH) dan tempat pembelahan enzym dibasic. Rangkaian yang berdampingan dengan sisa 56 diikuti oleh tempat pembelahan dibasic kedua dan hubungan gonadotropin-peptida atau GAP. Molekul GAP membantu sekresi GnRH dan diyakini menjadi penghambat fisiologik dari sekresi prolaktin tetapi ini tidaklah menjadi bukti suatu kasus.

Penyelenggara daerah kekuasaan(domain) dalam regio flanking 5 gen GnRH meliputi beberapa elemen regulator, termasuk gambaran DNA spesifik untuk estrogen, hormon thyroid dan reseptor asam retinoik. Gen meliputi peninggian aliran ke atas yang akan menentukan tanda neuron spesifik di otak. Tidak adanya kelainan pada gen GnRH telah diidentifikasi pada penderita dengan kegagalan fungsi dari aksis hipotalamo-hipofisis-gonad. Pada penderita dengan Kallman syndrome, neuron GnRH sedikit yang ada di hipotalamus tetapi struktur GnRH normal.

LHRH antagonist

Tidak seperti agonist, GnRH antagonist tidak menginduksi stimulasi awal dari pelepasan gonadothropin, tetapi menyebabkan dengan segera dan cepat mengembalikan supresi sekresi gonadotropin. Pada prinsipnya mekanisme kerja dari GnRH antagonist adalah menempati reseptor pesaing dari GnRH-r (Gambar 2).Modifikasi struktural

Efek dari pengganti asam amino tunggal akan mengubah afinitas dan aktivitas agonist melalui modifikasi dari rantai samping yang berinteraksi dengan binding pocket dan atau dengan mengubah konformasi peptida. Apakah fungsi ligand sebagai agonist atau antagonist tergantung spesies dan ditentukan oleh struktur putaran ekstraseluler kedua dari GnRH-r.

Kelemahan obat generasi pertama adalah bersifat hydrophillic dan berisi pengganti His pada posisi 2 dan untuk Trp pada posisi 3. Penghambat aktivitas meningkat setelah penggabungan D-aminoacid pada posisi 6 tetapi meningkatkan pelepasan histamin menghasilkan aktivitas dari reaksi anaphilaktik pada antagonist generasi kedua seperti detirelix. Pada generasi ketiga resiko tak diinginkan dari udema disingkirkan oleh pengganti D-Arg pada posisi 6 oleh D-ureidoalkyl aminoacids untuk menghasilkan senyawa gabungan seperti cetrorelix, iturelix, azaline B, ganirelix, abarelix dan antarelix 3(panel 1 dan 2).

Pharmakokinetik

Pharmakokinetik yang berkenaan dengan pemberian maksimal dari antagonis adalah disesuaikan dengan dosis tunggal atau multipel. Klirens utama adalah metabolisme dan hepatik. Absorbsi secara bertahap dieliminasi dalam waktu terbatas. Plasma protein binding sekitar 80% dan waktu paruh plasma dari antagonist non depot bervariasi dari 5-30 jam sesudah penberian tunggal subkutaneus dengan dosis klinis dan meningkat sesudah pemberian dosis multipel (panel 3). Abarelix untuk injeksi suspensi diperbolehkan diberikan tunggal intramuskular setiap 28 hari pada penderita kanker prostat.3.

Pharmakodinamik

6 jam (4-24 jam) setelah pemberian GnRH antagonist, konsentrasi LH dalam plasma akan turun 70% (antara 52-91%) dan FSH plasma 30% (23-61%). Ukuran dan lama penekanan tergantung dosis. Lengkap kembali akan tercapai dalam 24-72 jam. Supresi sebanding sesudah pemberian intramuskular dan subkutan tetapi pemberian intranasal memerlukan dosis yang lebih besar. Pada wanita dengan siklus menstruasi teratur, efek penekanan LH paling besar saat ovulasi. Beberapa GnRH residu dalam serum sesudah pemberian antagonist dalam dosis supresi maksimal mengesankan blokade inkomplet dari reseptor hipofisis atau dan kemungkinan lebih, tergantung sekresi gonadotropin non GnRH. Prosentase turun dalam sekresi LH tercapai melalui antagonist GnRH tetap lebih tinggi dibandingkan penurunan sekresi FSH, mengindikasikan adanya beberapa tanbahan, mekanisme kontrol non-GnRH-dependent.

KEAMANAN DAN TOLERANSI

Antagonist generasi ketiga mempunyai kemampuan yang rendah untuk melepaskan histamin sedangkan iturelix dan azaline-B mempunyai kemampuan lebih rendah untuk melepaskan histamin dibandingkan GnRH itu sendiri. Pada penelitian toksisitas obat-obat generasi ketiga telah dikonfirmasi cukup aman. Tidaka ada bukti yang menunjukkan pemakaian obat berhubungan dengan atrofi dari target organ atau potensial mutagenic/clastogenic irreversibel. Pengaruh pada perkembangan embryonik awal pada tikus tidak ditunjukkan. Lebih dari 2000 penderita saat ini telah mendapat terapi dengan ganirelix, cetrorelix atau abarelix tanpa ada bukti reaksi anaphilaktik. Efek tambahan dari antagonist kurang lebih sama dengan agonist dan diakibatkan oleh hypoestrogenisme pada wanita dan hipoandrogenisme pada laki-laki, termasuk hot flushes, perubahan mood, sakit kepala dan penurunan libido. Paparan memanjang akan berperan pada hilangnya densitas mineral tulang sampai seluas 2-8% sesudah 6 bulan dengan mencoba agonist. Efek samping yang umum adalah reaksi lokal pada tempat suntikan (memerah dan nyeri), dimana biasanya membaik dalam satu jam. Reaksi kulit lokal tampaknya kurang umum pada antagonist dibandingkan dengan agonist. Tidak ada perubahan signifikan pada serum kimiawi atau indeks hematologi yang tercatat. Data dari pengalaman klinis menunjukkan GnRH antagonist adalah aman dan bertoleransi baik.

Effek ExtrapituitaryKeamanan dari GnRH analog pada masing-masing struktur seperti ovarium, oosit dan sel granulosa. Dan pada embryo menjadi masalah yang diperdebatkan sejak munculnya GnRH receptor extrapituitary pada manusia. Beberapa hasil yang berlawanan pada penelitian dari steroidogenesis ovarium mungkin disebabkan oleh faktor-faktor seperti tipe, dosis dan regimen analog yang digunakan, status ovarium penderita, tipe sel ovarium yang digunakan dan terapi hormonal sebelumnya dan tipe stimulasi invitro disamping perbedaan metodologi dalam eksperimen dan variasi fisiologi dalam tipe dan banyaknya reseptor.3.

Lebih jauh, efek instrinsik langsung dari GnRH antagonist pada steroidogenesis ovarium manusia atau produksi cAMP invitro tidak ditunjukkan. Yang penting, baru-baru ini ditemukan ekspresi dari GnRH dan GnRH-r pada embrio tikus.Masa inkubasi embrio murine dengan GnRH agonist mempertinggi perkembangan preimplantasi embrio dimana GnRH antagonist memblokade secara komplit pada perkembangan ini. Blokade mungkin akan diputarbalikkan oleh GnRH agonist. Hipotesa dari Hernandez bahwa GnRH antagonist berinteraksi dengan program mitosis dari sel meliputi folikulogenesis, formasi blastomer dan perkembangan endometrium. Selain itu, hal ini membuktikan juga bahwa GnRH (dan agonist) meningkatkan pembelahan dari oosit sapi, suatu efek yang ditiadakan oleh penambahan GnRH antagonist. Meskipun hambatan dari ikatan sperma ke zona pellucida dihambat oleh GnRH antagonist invitro, penurunan angka fertilisasi tidak didapatkan pada fase III pada penelitian antagonist. Angka penurunan implantasi tampak dengan dosis lebih tinggi dari antagonist dalam fertilisasi invitro (IVF), kemungkinan dihubungkan dengan kegagalan endometrial mau menerima daripada efek embrionik langsung menyebabkan embrio dipertahankan dari hasil siklus angka kehamilan normal. Pertumbuhan folikular juga tidak dipengaruhi oleh dosis harian dari GnRH antagonist.

Keamanan GnRH analog pada perkembangan embrio manusia tetap merupakan prioritas. Sejauh ini tidak ada peningkatan risiko pada defek kelahiran atau pengakhiran kehamilan pada kehamilan yang diekspos dengan dosis rendah harian terapi GnRH antagonist pada minggu pertama dari kehamilan yang tercatat.

APLIKASI TERAPETIKPada dasar pharmakologi indikasi primer GnRH antagonist akan ada pada keadaan dimana hipophisektomi gonadotropik kimiawi diperlukan (figure 3):

1. Blokade segera dari efek hormon gonadotropik, seperti dalam IVF untuk mencegah timbulnya midsiklus normal pada LH.

2. Secara tidak langsung, blokade sekresi sex hormon gonade melalui blokade sekresi gonadothropin hipofisis. Antagonist secara teoritis dapat diberikan pada penderita dengan penyakit ketergantungan hormon sex seperti benign prostatic hyperthropy dan karsinoma prostat, leiomioma dan endometriosis atau pubertas prekok.

3. Pengobatan kanker didasarkan pada bukti bahwa GnRH antagonist menggunakan efek negatif langsung pada pertumbuhan dari tumor malignan tertentu.

Hanya dua GnRH antagonist yang terdaftar untuk IVF adalah cetrorelix (Cetrotide; Serono Internasional) dan Ganirelix (Orgalutran, Antagon; Organon). Keduanya disetujui hanya untuk digunakan selama IVF.

PENCEGAHAN PREMATURE LH SURGE PADA IVFPenelitian kontrol-plasebo dari agonist GnRH menyatakan bahwa pada sekitar 20% wanita dimana LH prematur meningkat yang berperanan untuk menunda siklus IVF. Pencegahan ini terlalu cepat, perubahan fisiologik secara jelas menjadi menguntungkan. Selain itu, hasil IVF lebih besar dengan beberapa embryo, memberikan seleksi lebih baik dari itu, pada dasarnya, luaran dalam masa kehamilan adalah lebih baik. Hal ini memberi waktu untuk tercapainya keadaan disensitisasi, dimulai dengan, sekresi LH benar-benar meningkat (bergejolak). Pada keadaan IVF, pengobatan dengan GnRH agonist biasanya dimulai pada fase midluteal dari siklus menstruasi terdahulu pada siklus pengobatan IVF; hal ini disebut dengan protokol panjang (figure 4). Dengan antagonist, blokade segera dari sekresi gonadotropin hipofisis saat luteinisasi premature selama stimulasi IVF adalah ancaman yang tampak jelas datangnya. Beberapa penelitian dari dosis dan jadwal terapi telah dilakukan, dan dua pendekatan umum telah terbukti. Yang pertama adalah suntikan subkutan tunggal dengan dosis besar pada sekitar 8 hari dari stimulasi dengan gonadotropin (figure 4). Sebagai alternatif, lima atau enam hari sekali suntikan dengan dosis kecil dari sekitar hari keenam stimulasi sampai hari dimana hCG untuk maturasi oosit akhir diterima (figure 4, panel 4).

Secara ringkas panel 4 menganjurkan dosis harian didasarkan pada laporan penemuan dosis yang luas. Tahap selanjutnya adalah menetapkan apakah GnRH antagonist kurang efektif dibandingkan dengan GnRH agonist sebagai referensi medis yang tak bisa dipungkiri lagi. Lebih jauh empat penelitian serupa dengan suntikan antagonist berulang telah dilaporkan dan satu dengan regimen dosis tunggal (panel 5)

Dengan suntikan yang berulang (panel 6), ditemukan bahwa lama pengobatan dengan gonadotropin diperpendek 1-2 hari. Dengan antagonist sedikit folikel yang tampak saat suntikan hCG jumlah pulihnya oosit cenderung menjadi lebih rendah. Penjelasan yang mungkin adalah bahwa agonist menekan siklus folikular alamiah memprakarsai pengerahan melalui timbulnya siklus antar FSH dimana pengobatan dengan gonadotropin lebih lama diperlukan, yang menyediakan beberapa folikel sampai fase pertumbuhan. Perbedaan tidak signifikan didapatkan pada prosentase dari oosit metafase II, angka fertilisasi dan nilai quality yang bagus untuk embrio.

Angka kehamilan tinggi pada kedua kelompok pada semua penelitian tetapi pada salah satunya nilai rata-rata kelompok antagonist adalah lebih rendah. Suatu meta-analisis dari uji acak (panel 5) menunjukkan keseluruhannya secara bermakna lebih rendah angka kehamilan 5%. Meta-analisis ini sayangnya termasuk penelitian yang membandingkan regimen analog dosis tunggal dengan gonadotropin berbeda dosis awalnya sebagai variasi tambahan. Beberapa masalah yang mungkin akibat anjuran regimen pengobatan terbaru. Hal ini telah dianjurkan bahwa dalam jumlah lebih besar oosit dan embrio dengan memberikan pilihan agonist lebih baik, meskipun jumlah embrio berkualitas meskipun tak tampak berbeda. Efek tambahan langsung pada embrio belum tersingkirkan tetapi hal ini mungkin tidak. Pada beberapa laporan dari kehamilan dengan kurang hati-hati yang tidak terlindungi GnRH agonist tanpa efek tambahan. Pada pengobatan IVF risiko dari embrio untuk terpapar antagonist adalah minimal. Cetrorelix plasma dan batas cairan follicular turun secara bermakna setelah pemberian hCG dan dosis efektif minimal cetrorelix tidak terdeteksi selama mendapatkan ovum kembali dan transfer embrio. Namun hanya follow-up jangka panjang dari anak yang lahir sesudah prosedur IVF dimana obat baru telah digunakan dapat disimpulkan. Follow-up pada luaran neonatal sesudah kehamilan tidak bisa dipungkiri pada besarnya percobaan fase II/III (474 kehamilan sesudah ganirelix, 134 sesudah protokol agonist yang lama dan 227 anak-anak sesudah centrorelix) tidak menunjukkan efek yang negatif.

Tidak ada efek samping yang dilaporkan. Efek samping minor terbatas pada nyeri dan kemerahan pada bekas suntikan. Ini terjadi pada kedua tipe analog tetapi tidak umum pada antagonist. Sejumlah kecil suntikan dan reduksi dalam durasi dari pengobatan IVF diterima dengan senang hati oleh penderita dan ini akanmenjadi alasan yang terpenting mengapa penemuan GnRH antagonist akan berperanan pada pengobatan dalam klinik IVF. Lebih jauh, meskipun tidak luas dan selain itu tanpa perbandingan tersembunyi dari GnRH agonist dan antagonist dengan luaran kehamilan sebagai titik akhir yang telah dilakukan. Keuntungan lebih jauh dari antagonist adalah bahwasanya FSH kurang diperlukan.3.

Blokade antagonist memberikan pemulihan segera dari sekresi gonadothropin hypofisis. Hal ini berarti bahwa dalam pematangan ovulasi IVF dapat dipicu melalui gonadotropin endogen dengan menggunakan GnRH agonist. Satu keuntungan dapat mencegah syndroma hyperstimulasi ovarium yang mana gagasan untuk menghasilkan paling sedikit pada bagian dari efek LH yang memanjang dari hCG. Akhirnya, penggunaan blokade GnRH antagonist pada luteinisasi prematur dapat digunakan pada IVF dengan stimulasi hormonal sangat rendah atau tidak, risiko rendah overstimulasi dan penyederhanaan prosedur.

Kerugian dari antagonist yang mungkin pada IVF adalah jarak terapetik terbatas dengan dosis yang dianjurkan untuk suntikan ulangan. Penderita bersedia bila diperlukan suntikan sebab risiko dari sekresi LH prematur menjadi tinggi bila suntikan ditiadakan.

Kerugian lain adalah tidak dapat diramalkan waktu mulainya prosedur IVF, dimana dimulai dengan pemberian FSH pada hari ketiga dari siklus wanita dan juga tergantung bagaimana teratur menstruasinya. Problem ini mungkin terpecahkan oleh pretreatment dengan kontrasepsi oral.

INDIKASI LAIN : SISTEM REPRODUKSI WANITA

Dasar teori beberapa indikasi yang mungkin untuk komponen GnRH antagonist adalah : Panel 7

Sistem reproduksi wanita

Sindroma hiperstimulasi ovarium

Sindroma polikistik ovarium

Endometriosis

Leiomyoma Kanker ovarium

Kanker endometrial

Kanker payudara

Mammography

Sistem reproduksi laki-laki

Benign prostrate hypertropy

Kanker prostat

Kontrasepsi laki-laki

Pediatrik

Pubertas prekok

Puberbas terlambat pada anak-anak dengan small stature

Lain-lain

Adenoma pituitary

Proteksi gonad selama radiasi atau kemoterapi

Paraphilia

Efek langsung antitumor

Target obat

SINDROMA HIPERSTIMULASI OVARIUM

Saat ini, sindroma hiperstimulasi ovarium ditatalaksanai dengan pemberian cairan dan elektrolit, istirahat, parasintesis dan pada keadaan yang berat, support respirator. Penderita akan diuntungkan dari blokade segera dari sekresi LH endogen. Dosis tinggi dari GnRH antagonist mungkin digunakan untuk tujuan ini.

SINDROMA OVARII POLIKISTIK

Sindroma ovarii polikistik (PCOS) adalah khas dengan oligomenorrhoe, hiperandrogenisme dan gambaran kistik dari ovarium. Level LH yang ditinggikan adalah pemikiran yang bertanggung jawab terhadap level tinggi androgen merugikan dalam mempengaruhi perkembangan folikel. Secara teoritis, blokade dari sekresi LH endogen oleh kombinasi antagonist dengan induksi ovulasi akan menghasilkan perkembangan folikular yang membaik. Sekresi LH abnormal