Journal of Medicine and Health (JMH) Vol. 6 No. 1 February 2024 e-ISSN: 2442-5257 https://doi.org/10.28932/jmh.v6i1.4788 Review Article Systematic Review: Pemodifikasi Genetik β-Thalassemia Systematic Review: Genetic Modifier β-Thalassemia Mutia Syafira1*, Yunia Sribudiani2, Ani M Maskoen3 1 Departemen Bioteknologi, Fakultas Sekolah Pascasarjana, Universitas Padjajaran 2 Departemen Biokimia dan Biologi Molekuler, Fakutlas Kedokteran, Universitas Padjadajran 3 Departemen Ilmu Kesehatan Gigi dan Mulut, Fakultas Kedokteran, Universitas Padjajaran Jl. Prof. Eyckman No. 38 Bandung, Kel. Pasteur, Kec. Sukajadi 40161 Jawa Barat Indonesia *Penulis korespondensi Email: mutia19003@mail.unpad.ac.id Received: May 9, 2022 Accepted: February 6, 2024 Abstrak Thalassemia merupakan penyakit herediter yang diturunkan secara autosomal resesif. Thalassemia dibedakan berdasarkan variasi mutasi pada gen globin yaitu gen α-globin (HBA) pada α-Thalassemia dan β-globin (HBB) pada β-Thalassemia. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi pemodifikasi genetik pada penderita β-Thalassemia. Data sistimatika review dengan pengumpulan jurnal terkait pada cangkupan kata kunci yang dikomplikasikan prinsip PRISMA. Beberapa hasil studi melaporkan polimorfisme dan atau mutasi pada gen KLF1, BCL11A dan region intergenik HBS1L-MYB sebagai pemodifikasi genetik pada β-Thalassemia, didapatkan sembilan jurnal yang masuk ke dalam kriteria inklusi. Berdasarkan hasil review yang dapat ditelaah bahwa pemodifikasi genetik pada kasus β-Thalassemia diketahui adanya mutasi atau polimorfisme pada gen-gen berikut KLF1, BCL11A, dan HBS1L-MYB cenderung meningkatkan produksi HbF dengan mengatur ekspresi γ-globin dan memperbaiki gejala klinis pasien β-Thalassemia. Simpulan dari kasus tersebut menjadikan peluang di kemudian hari untuk perawatan pasien yang dipersonalisasi disesuaikan dengan fenotipe yang meringankan gejala penderita β-Thalassemia. Kata kunci: β-Thalassemia; KLF1; BCL11A; HBS1L-MYB; pemodifikasi genetik How to Cite: Syafira M, Sribudiani Y, Maskoen AM. Systematic review: pemodifikasi genetik β-thalassemia. Journal of Medicine and Health. 2024; 6(1): 91-102. DOI: https://doi.org/10.28932/jmh.v6i1.4788 © 2023 The Authors. This work is licensed under a Creative Commons AttributionNonCommercial 4.0 International License. J Med Health.2024;6(1):91-102 91 Journal of Medicine and Health Vol. 6 No. 1 February 2024 Systematic Review: Pemodifikasi Genetik… e-ISSN: 2442-5257 Review Article Abstract Thalassemia is an autosomal recessive hereditary disease. Thalassemia is differentiated based on variations in mutations in the globin gene, namely the α-globin (HBA) gene in αThalassemia and β-globin (HBB) in β-Thalassemia. This study aims to determine the potential of genetic modifiers in patients with β-Thalassemia. Systematic review data collecting journals related to the scope of keywords complicated by the PRISMA principle. Several studies reported polymorphisms and/or mutations in the KLF1, BCL11A genes and HBS1L-MYB intergenic region as genetic modifiers for β-Thalassemia, nine journals were found that were included in the inclusion criteria. Based on the results of the review, it can be examined that genetic modifiers in β-Thalassemia cases are known to have mutations or polymorphisms in the following genes KLF1, BCL11A, HBS1L-MYB tend to increase HbF production to regulate γ-globin expression and improve clinical symptoms of β-Thalassemia. The conclusion from this case makes opportunities in the future for personalized patient care tailored to phenotypes that relieve symptoms in patients with β-Thalassemia. Keywords: β-Thalassemia; BCL11A; HBS1L-MYB, KLF1; genetic modifier Pendahuluan Hemoglobinopati merupakan kelainan pada Hemoglobin (Hb). Dua kelompok utama yang termasuk di dalamnya adalah perubahan struktur Hb yang menyebabkan varian Hb (varian utama adalah HbS, HbC dan HbE) serta gangguan sintesis Hb yang dengan satu atau lebih rantai globin tersupresi secara total atau parsial dan menyebabkan suatu kelainan yang disebut Thalassemia.1 Thalassemia merupakan penyakit genetik dengan pola penurunan penyakit autosomal resesif. Jenis kasus β-Thalasemia merupakan jenis yang paling umum terjadi di kawasan Asia Tenggara. Kondisi ini didapat sejak lahir dan akan terus dimiliki seumur hidup..2 Thalassemia ditandai dengan level Hemoglobin (Hb) yang rendah (Anemia). Derajat klinis pasien Thalassemia biasanya dikaitkan dengan usia pertama kali didiagnosis Thalassemia, frekuensi dan banyaknya jumlah transfusi darah yang menyebabkan beberapa gejala klinis muncul dengan kondisi fisik berubah seperti tanda tulang wajah abnormal kulit kekuningan disertai perut membuncit yang disebabkan pembesaran limpa (splenomegaly). Berdasarkan gejala klinis Thalassemia diklasifikasikan menjadi Thalassemia intermedia (TI) dan Thalassemia mayor (TM). Perubahan patofisiologis pada pasien Thalassemia sebagian besar ditentukan oleh jumlah rantai globin yang berlebihan, faktor yang mempengaruhi ketidakseimbangannya antara produksi rantai α atau β globin.2 Hemoglobin (Hb) pada individu dewasa (HbA) adalah suatu metaloprotein yang dibentuk dari 2 rantai α-globin dan 2 rantai β- globin (α2β2) serta zat besi (gambar 1). Protein komplek ini bertugas sebagai komponen pembawa oksigen dari sel darah merah. Jika tubuh tidak cukup memproduksi salah satu rantai globin maka Hb pada sel darah merah tidak terbentuk dengan benar dan tidak dapat membawa oksigen yang cukup.3 J Med Health.2024;6(1):91-102 92 Journal of Medicine and Health Vol. 6 No. 1 February 2024 Systematic Review: Pemodifikasi Genetik… e-ISSN: 2442-5257 Review Article Gambar 1 Struktur Hemogblobin Adult ( HbA: α2β2) terbentuk dari 2 rantai α-globin dan 2 rantai β-globin4 Pada pasien Thalassemia, terjadi ketidakseimbangan produksi kedua rantai globin tersebut diakibatkan mutasi pada salah satu gen pembentuk rantai α-globin (HBA) atau β-globin (HBB) (gambar 2), sehingga menyebabkan adanya rantai globin yang tidak berpasangan dan terjadi penumpukan atau pengendapan rantai globin yang tidak berpasangan dalam prekursor eritroid. Hal ini menyebabkan kematian dini atau eritropoiesis sel darah merah yang tidak efisien.5 Sel darah merah pada penyakit ini mudah rusak sehingga memiliki masa hidup yang lebih pendek yaitu kurang dari 100 hari dari pada sel darah normal yang secara umum memiliki masa hidup 120 hari.6 Gambar 2 Kluster gen β-globin (atas) dan kluster gen α-globin (bawah).8 Keterangan: Hemoglobin Adult (HbA) adalah haemoglobin yang mayoritas diproduksi setelah bayi lahir terbentuk dari 2 rantai α-globin dan 2 rantai β-globin (α2β2) serta Hemoglobin Adult 2 (HbA2) terdiri dari 2 rantai α-globin dan 2 rantai δ-globin (α2δ2). Hemoglobin Fetal (HbF) adalah haemoglobin yang mayoritas diproduksi pada fetus terbentuk dari 2 rantai α-globin dan 2 rantai γ-globin (α2γ2) Studi klinis telah menunjukkan bahwa keparahan penyakit Thalassemia berkorelasi positif dengan tingkat ketidakseimbangan antara rantai globin. Pada manusia normal masingmasing mendapatkan satu gen HBB yang diwariskan dari kedua orang tua sehingga masing- J Med Health.2024;6(1):91-102 93 Journal of Medicine and Health Vol. 6 No. 1 February 2024 Systematic Review: Pemodifikasi Genetik… e-ISSN: 2442-5257 Review Article masing individu memiliki 2 gen HBB. Sedangkan pada gen HBA, setiap individu memperoleh dua gen HBA dari masing-masing orang tua sehingga total setiap individu memiliki 4 gen HBA. Sebagian besar β-Thalassemia hasil dari mutasi titik yang melumpuhkan atau sepenuhnya menonaktifkan ekspresi dari gen HBB pada kromosom 1.7 Kasus yang membedakan antara α-Thalassemia dan β-Thalassemia adalah dari perbedaan titik mutasi pada gen globinnya. Mutasi homozygous atau double heterozygous (compounding heterozygous) pada gen β-globin (HBB) merupakan penyebab β-Thalassemia. Penyakit ini merupakan kelainan bawaan yang paling umum pada manusia dengan hampir 7% dari populasi manusia bertindak sebagai pembawa sifat (carrier) yaitu memiliki mutasi heterozygous pada gen β-globin (carrier). α-Thalassemia disebabkan oleh mutasi homozygous atau double heterozygous pada gen α-globin (HBA). Mutasi pada HBB dan HBA mungkin melibatkan mutasi substitusi, penghapusan (delesi), atau penyisipan (insersi) satu atau dua bahkan beberapa nukleotida dalam gen atau daerah flanking (sebelum atau sesudah ekson) yang mengakibatkan produksi hemoglobin berkurang atau tidak diproduksi sama sekali sehingga menyebkan anemia.3 α-Thalassemia mayor umumnya disebabkan oleh delesi seluruh kopi gen HBA dari kromosom sehingga menyebabkan terbentuknya abnormal hemoglobin yang mengandung 4 kopi rantai γ-globin (HBG1/HBG2) disebut juga sebagai Hemoglobin Barts (Hb Barts). Hemoglobin Barts memiliki kemampuan mengikat oksigen sangat kuat sehingga tidak dapat melepaskan oksigen ke dalam sel dan jaringan. Hal ini menyebabkan suatu kondisi klinis yang disebut hidrops fetalis. Bayi dengan kondisi ini umumnya meninggal di dalam kandungan atau sesaat setelah dilahirkan.10 Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) menyatakan bahwa tidak kurang dari 250 juta jiwa yang tercatat sebagai penyandang β-Thalassemia, kondisi geografis Indonensia terlatak di kawasan yang dilintasi oleh Thalassemia Belt, yaitu daerah yang frekuensi kejadian kasus Thalassemia yang tinggi dengan tinjauan dari sisi mortalitas semakin tinggi setiap tahunnya berbanding lurus dengan pertumbuhan penyandang Thalassemia di Indonesia 2-15%,11 serta pada proses perawatan memakan jangka waktu yang panjang atau seumur hidup yang menyebabkan tingginya biaya yang harus dikeluarkan pemerintah setiap tahunnya mencapai +400 milyar rupiah termasuk 5 terbesar pendanaan pada BPJS pada data Thalassemia Indonesia 2019 maka penting untuk dilakukan skrining Thalassemia pada populasi sehingga dapat mencegah pernikahan sesama pembawa sifat untuk dapat menekan laju peningkatan kasus terjadinya bayi lahir dengan Thalassemia yang tinggi. Kondisi klinis β-Thalassemia secara fenotipe homozigot atau heterozigot meliputi Thalassemia mayor (TM) dan Thalassemia intermedia (TI). Individu dengan Thalassemia mayor biasanya terdeteksi dalam dua tahun pertama kehidupan. Pada kondisi pasien J Med Health.2024;6(1):91-102 94 Systematic Review: Pemodifikasi Genetik… e-ISSN: 2442-5257 Journal of Medicine and Health Vol. 6 No. 1 February 2024 Review Article TM memerlukan transfusi sel darah merah seumur hidup secara berkala untuk bertahan hidup. Meskipun transfusi dapat mencegah kematian dan menurunkan mortalitas, akumulasi besi dari sel darah merah yang ditransfusikan dapat menyebabkan kegagalan organ seperti tulang yang berkembang secara abnormal atau berupa Face Cooley’s. Gejala yang muncul pada pasien TI lebih ringan dan tidak perlu transfusi sehingga gejala klinis yang muncul lebih sedikit.12 Pemodifikasi genetik (Genetic Modifier) HbF adalah variasi genetik dapat berupa polimorfisme atau mutasi pada gen-gen ataupun regio non-coding pada genom yang mempengaruhi ekspresi kluster gen β-globin sehingga dapat mengubah luaran fenotipiknya. Pemodifikasi genetik ini umumnya memberikan dampak terdahap meningkatnya ekspresi rantai γ-globin (bagian dari kluster gen β-globin) sehingga menyebabkan meningkatnya kadar hemoglobin fetal (HbF) yang terbentuk dari 2 rantai α-globin dan 2 rantai γ-globin (α2γ2). Hal ini menyebabkan perbaikan gejala klinis dikarenakan tingginya kadar HbF dapat menggantikan peran hemoglobin adult yaitu HbA (α2β2) dan HbA2 (α2δ2) sebagai oxygen carrier.13 Berdasarkan hal tersebut di atas perlu ditelaah kasus-kasus Thalassemia yang terjadi dan disinkronkan dengan laporan yang muncul di beberapa negara. Tujuan penulisan adalah untuk memperbaharui informasi terkait mutasi dan polimorfisme pada gen-gen yang telah diketahui merupakan pemodifikasi genetik pada kasus β-Thalassemia dalam perkembangannya pada dekade terakhir. Metode Metode yang digunakan dalam penelitian ini mengacu pedoman PRISMA diikuti untuk melakukan dan melaporkan hasil meta-analisis yaitu mengumpulkan dan menganalisis literatur review (systematic review) dengan data berupa jurnal-jurnal elektronik yaitu dari pencarian data penelitian dengan mengacu pada sumber database nasional dan internasional, PubMed, Springer Link (yang diakses melalui akses Institusi), dan Google Scholar. Pencarian artikel menggunakan kata kunci yaitu pemodifikasi genetik (Genetic Modifier) dan Thalassemia atau β-Thalassemia, KLF1, BCL11A dan HBSIL-MYB cakupan artikel yang lengkap dalam pembahasan dan topik bersangkutan dengan batasan kata kunci terkait. Artikel yang didapat dipilih berdasar atas kesesuaian dengan kriteria PICOS: Populasi (pasien yang mengalami penyakit β-Thalassemia), Intervention (gen yang berkaitan dengan pemodifikasi genetik), Comparation (kadar HbF setiap pasien β-Thalassemia dengan dengan adanya gen yang menjadi modifier), Outcome (pengurangan gejala klinis pada pasien βThalassemia). Cropping dilakukan dengan pembatasan kriteria eksklusi yaitu kondisi penyandang β-Thalassemia populasi di berbagai etnis, sedangkan kriteria inklusinya merupakan penyandang J Med Health.2024;6(1):91-102 95 Journal of Medicine and Health Vol. 6 No. 1 February 2024 Systematic Review: Pemodifikasi Genetik… e-ISSN: 2442-5257 Review Article β-Thalassemia dengan kondisi terdapat pemodifikasi genetik pada beberapa gen tertentu seperti KLF1, BCL11A dan HBSIL-MYB. Hasil Literatur yang diakses dalam proses penelitian ini diskrining berdasarkan kriteria berikut: artikel penelitian diterbitkan dalam rentang waktu 2012–2022; menampilkan artikel yang full-text dan dapat diakses secara gratis, artikel berbahasa Inggris dan berbahasa Indonesia. Hasil pencarian tersebut didapatkan Pubmed: 269 Result Google Scholar: 6230 artikel. Berdasarkan kriteria inklusi untuk BBT yaitu, DNA diperoleh dari penyandang β-Thalassemia Mayor yang sudah didiagnosis sesuai menurut kriteria diagnostik, serta pasien merupakan penyandang Thalassemia dari Departemen Ilmu Kesehatan Anak RSHS (berusia 1-≤18 tahun) orangtua/wali telah setuju mengikut sertakan anak setelah diberi penjelasan dan menandatangani formulir informed consent. Berdasarkan kriteria eksklusi yaitu, jika kualitas DNA BBT atau yang diisolasi dari darah pasien baru tidak memenuhi standar yaitu saat ratio absorbansi 260/230 dan 260/280 < 1.5 atau konsentrasi di bawah 25 ng/ul. Artikel yang terkait dengan kata kunci, enam puluh di antaranya yang menjelaskan secara konsisten mengenai hubungan pemodifikasi genetik pada kasus β-Thalassemia dengan menyortir beberapa artikel dengan bahasan dan cangkupan yang sesuai. Artikel yang diselektif kuantitatif atau kualitatif yang memenuhi syarat dan kriteria untuk dilakukan analisis lebih lanjut yaitu sebanyak sembilan referensi. Pengumpulan literatur dilakukan dengan memilih database yang diambil dari artikel yang dipublikasikan pada PubMed, Springer Link (yang diakses melalui Institusi), dan Google Scholar digambarkan pada alur gambar 3. Berdasarkan kriteria eksklusi dari sembilan artikel tersebut membahas mengenai penyandang β-Thalassemia diberbagai wilayah, namun secara umum mayoritas artikel yang banyak membahas pemodifikasi genetik yang termasuk kepada kritea inklusi, yaitu dengan gengen terkait KLF1, BCL11A dan HBSIL-MYB kebanyakan dibahas di wilayah Asia Tenggara seperti Thailand dan China, dan terdapat bebarapa bahasan kesamaan kasus pada wilayah India, Mesir dan juga London dengan ciri-ciri kondisi HbF tinggi serta terdapat pemodifikasi genetik pada gen-gen tertentu. Pada beberapa literatur, peneliti menemukan artikel penelitian dari jurnal nasional dan internasional yang berkaitan dengan judul peneliti yaitu Pemodifikasi Genetik pada kasus βThalassemia dengan gen yang sering muncul dibeberapa populasi yaitu gen BCL11A (CLL sel B/limfoma 11A), KLF1 (Kruppel Like Factor 1) dan regio intergenik HBS1L-MYB. Banyak yang melaporkan bahwa peralihan Hemoglobin (Hb) dari hemoglobin janin (Fetal haemoglobin atau J Med Health.2024;6(1):91-102 96 Systematic Review: Pemodifikasi Genetik… e-ISSN: 2442-5257 Journal of Medicine and Health Vol. 6 No. 1 February 2024 Review Article HbF) ke haemoglobin dewasa (adult haemoglobin yaitu HbA dan HbA2) dikendalikan oleh aktifitas gen-gen tersebut.15 Hasil systematic review: perbandingan kasus pemodifikasi genetik pada beberapa populasi ditunjukkan pada tabel 1. Gambar 3 Alur Diagram Prisma Tabel 1. Hasil Systematic Review Dilaporkan dalam Literatur Penelitian-penelitian dalam literatur berdasarkan Analisis PICO (Population, Intervetion, Compare, Outcome) dengan pedoman PRISMA yg digunakan: No Tahun Pop Gen HbF Temuan level 1 2013 China KLF1 HbF Mutasi KLF1 meningkatkan kadar HbF dan ditemukan (1,9-11) 2 mutasi KLF1 (G176AfsX179 dan (T302AfsX52). 2 201318 London KLF1, HbF Polimorfisme C→T SNP (rs7482144) pada posisi 158 BCL11A (1- 25) dari promotor Gγ, yang dikenal sebagai Xmn 1& polimorfisme HBG2, serta polimorfisme intergenik HBS1LHBS1L-MYB (HMIP) pada kromosom 6q, dan BCL11A MYB pada kromosom 2p, terbukti sebagai pengatur utama variasi ekspresi HbF. BCL11A diidentifikasi pada kromosom 2p16 sebagai lokus lain yang memodifikasi tingkat ekspresi γ-globin. Pada KLF1 juga terbukti menjadi aktivator langsung BCL11A dalam sel progenitor eritroid manusia. Sedangkan MYB, yang mengkode faktor transkripsi c-MYB, adalah pengatur utama hematopoiesis dan eritropoiesis. Salah satu dugaan tentang bagaimana MYB memodulasi kadar HbF adalah melalui efeknya pada keseimbangan proliferasi /diferensiasi eritroid. 3 201419 China KLF1 HbF Mutasi KLF1 memperbaiki klinis dan profil (Selatan (1-5) hematologic β-Thalassemia. dan Mutasi yang ditemukan (p. Gly176AlafsX179, p. Utara) Ala298Pro, p. Thr334Arg, dan c.91311G>A) dan 3 varian baru (p. His299Asp, p. Cys341Tyr, dan p. Glu5Lys) di Cina selatan. J Med Health.2024;6(1):91-102 97 Systematic Review: Pemodifikasi Genetik… e-ISSN: 2442-5257 Journal of Medicine and Health Vol. 6 No. 1 February 2024 Review Article No Tahun Pop Gen HbF level HbF (0>5) 4 201420 Thailand BCL11A & HBS1LMYB 5 201822 Thailand HbF (5-15) 6 201923 India BCL11A & HBS1LMYB KLF1 & BCL11A 7 201924 Thailand KLF1, BCL11A & HBS1LMYB HbF (6-10) 8 202125 India BCL11A & HBS1LMYB HbF (17,4) 9 2022 Mesir BCL11A HbF (5,611,7) HbF (1,515,5) Temuan Polimorfisme nukleotida tunggal (SNP) dalam kluster gen β-globin, Gen BCL11A dan HBS1L-MYB dan menentukan hubungannya dengan kadar HbF. Polimorfisme HBS1L-MYB (rs4895441) dan (rs9399137) dan BCL11A (rs4671393). Mutasi atau polimorfisme pada KLF1, BCL11A dan HBS1L-MYB meningkatkan produksi HbF dan memperbaiki gejala klinis pasien β-Thalassemia dengan peningkatan kadar HbF. Studi ekspresi gen mengungkapkan korelasi terbalik KLF1, BCL11A (berkurang) dengan ekspresi gen γglobin (meningkat) pada pasien yang memiliki mutasi gen KLF1, sehingga menunjukkan peran gen KLF1 dalam mengatur ekspresi gen γ-globin. Bahwa pemodifikasi genetik yang diwakili oleh beberapa kandidat gen yang menjelaskan ekspresi fenotifik. Sehingga menimbulkan gejala ringan dari semua kasus Thalassemia, khususnya pada Thalassemia intermedia. Analisis DNA lebih lanjut mengidentifikasi rs2297339 (CT), rs4895441 (AG), dan rs9399137 (TC) dari gen HBS1L-MYB dan rs4671393 (GA) dari gen BCL11A dalam hasil penelitian SNP teserbut. Beberapa pemodifikasi genetik telah diidentifikasi mempengaruhi keparahan hemoglobinopati. Peningkatan kadar hemoglobin janin (HbF), secara langsung mengurangi ketidakseimbangan rantai globin. Studi ini memperluas pengetahuan tentang frekuensi pengubah genetik (primer dan sekunder). Dengan hasil studi yang ditemukan polimorfisme pada promotor gen β-globin [− 158 C → T, + 25 G → A], BCL11A rs1427407 G → T, 3 bp HBS1L-MYB rs66650371 dan rs9399137 Polimorfisme T → C berkorelasi dengan HbF yang lebih tinggi. Haplotipe (rs7482144 dan rs11886868) dihubungkan dengan kadar HbF yang lebih tinggi antara pasien βThalassemia Mayor. Informasi tersebut dapat memberikan perawatan pasien yang lebih disesuaikan dengan fenotipe yang diharapkan. Pop: Populasi Diskusi β-Thalassemia merupakan suatu penyakit genetik yang rerata diidap sejak lahir hingga akhir hayat karena merupakan penyakit keturunan dengan sifat yang heterogen. β-Thalassemia adalah gangguan yang paling dipahami pada tingkat molekuler. Dengan demikian, protokol terapi berdasarkan basis molekuler β-Thalassemia telah dirancang sebagai contoh pendekatan baru dalam pengobatan penyakit.21 β-Thalassemia memiliki variasi genotipe dan spektrum klinis atau disebut keragaman gejala klinis dalam proses prognostik mungkin berbeda dari gejala klinis orang tuanya, yang mungkin terkait dengan penambahan atau pengabungan (polimorfisme) yang J Med Health.2024;6(1):91-102 98 Journal of Medicine and Health Vol. 6 No. 1 February 2024 Systematic Review: Pemodifikasi Genetik… e-ISSN: 2442-5257 Review Article muncul dengan kelainan mutasi herediter beragam lainnya, serta didasari pada diagnosis yang dipersonalisasi untuk keakuratan pengobatan selanjutnya. Oleh karena itu, hasil gejala klinis akan berbeda pada tingkat keparahan setiap individunya.27 Berdasarkan tingkat keparahan penyakit βThalassemia dikelompokan ke dalam β-Thalassemia minor/trait, Thalassemia intermedia (TI) dan Thalassemia mayor (TM). Terapi yang dilakukan saat ini khususnya di tingkat β-Thalassemia Mayor (TM) yaitu dengan transfusi darah yang berkesinambungan serta pemberian kelasi besi untuk membuang kelebihan besi yang disebabkan salah satunya oleh transfusi darah berulang. Para peneliti dari berbagai disiplin ilmu terutama biomolekuler dan medis telah mencoba menelaah apakah terdapat cara untuk mencegah terjadinya komplikasi serta karakterisasi memprediksi prognosis lebih dini agar dapat menentukan perawatan atau tindakan untuk dapat memperbaikan gejala klinis pada para penyandang β-Thalassemia.28 Level ekspresi hemoglobin Fetal (HbF) adalah salah satu modulator utama dari keragaman gambaran klinis (tingkat keparahan) pasien β-Thalassemia. Meskipun mekanisme yang mendasari proses terjadinya penyakit Thalassemia telah dipelajari secara ekstensif, pemahaman kita tentang faktor risiko yang mengatur heterogenitas klinis masih terbatas, dan hanya beberapa pemodifikasi genetik HbF yang telah berhasil diungkap.14 Dekade terakhir ini banyak penelitian yang mengacu kearah genetik untuk mengidentifikasi pemodifikasi genetik β-Thalassemia yang berperan pada munculnya gejela klinis yang lebih ringan. Pemodifikasi genetik yang dipersonalisasi untuk menginformasikan prognosis dan memandu terapi telah menjadi pendorong utama yang mendasari studi asosiasi genetik pada berbagai penyakit dan sifat, termasuk persoalan hemoglobinopati pada kasus gejala klinis β-Thalassemia. Variabilitas klinis antar pasien ini telah mendorong para peneliti untuk mengidentifikasi pengubah genetik untuk gangguan ini. Pengubah primer mengacu pada jenis perubahan yang mempengaruhi gen β-globin. Beberapa gen dan juga regio non-coding DNA telah diidentifkasi dan divalidasi sebagai pemodifikasi genetik diantaranya adalah gen KLF1, BCL11A dan regio intergenik HBS1L- MYB seperti pada literatur yang dicantumkan pada Tabel 1. Pemodifikasi genetik dari setiap artikel yang dibahas berbeda namun scooping dalam pembahasan yang dijadikan acuan literature review ada tiga jenis gen seperti pada dua artikel yang membahas menganai KLF1, BCL11A dan regio intergenic HSB1-MYB.24 Gen-gen tersebut berperan dalam fungsional gen modifier yang masing-masing dapat berfungsi sebagai gen inhibitor, gen enhancer dan gen suppressor. Oleh karena itu berbagai interaksi pengubah ini dapat mengakibatkan variasi yang cukup besar dalam kadar HbF dan keragaman tingkat keparahan βThalassemia. Enam laporan yang membahas mengenai kombinasi kedua gen serta intergenic J Med Health.2024;6(1):91-102 99 Systematic Review: Pemodifikasi Genetik… e-ISSN: 2442-5257 Journal of Medicine and Health Vol. 6 No. 1 February 2024 Review Article region tersebut di atas gen di antara ketiganya, serta tiga laporan lainnya hanya membahas satu gen saja seperti pada gen KLF1. 16,29,19 Setiap gen yang telah diketahui memilki aktivitas sebagai pemodifikasi genetik pada βThalassemia ini memiliki fungsi yang berbeda akan tetapi efek terkait satu dengan yang lainya. Gen KLF1 diketahui merupakan aktivator untuk haemoglobin switching dari hemoglobin fetal (HbF) ke haemoglobin dewasa (HbA) pada bayi setelah lahir. Hal ini menyebabkan knock down ataupun fungsi KLF1 yang terganggu akibat adanya polimorfisme ataupun mutasi menyebabkan ekspresi HbF yang tinggi. Hal ini lah penyebab penyandang β-Thalassemia dengan mutasi atau polimorfisme pada gen KLF1 serta mutasi berat pada gen HBB (misalnya mutasi homogzygous IVS1-nt5) memiliki gejala klinis yang lebih ringan daripada mereka yang tidak memiliki polimorfisme atau mutasi pada gen KLF1.30 Gen BCL11A memiliki fungsi sebagai repressor proses transkripsi pada pembentukan sistem hematopoietic serta pengatur utama dari peralihan perkembangan hemoglobin fetal (HbF) ke hemoglobin dewasa (HbA). Gen BCL11A berperan dalam hal silencing untuk menekan gen yang mengkode HbF dan mengatur perpindahan hemoglobin. Pada saat fungsi BCL11A menurun yang disebabkan oleh polimorfisme dan mutasi menyebabkan ekspresi HbF meningkat. Polimorfisme atau mutasi yang terjadi pada BCL11A disertai dengan adanya beberapa mutasi lain pada gen β-globin menjadi meringankan gejala klinis pada pasien Thalassemia dibandingkan dengan pasien Thalassemia yang tidak memiliki polimorfisme atau mutasi pada gen BCL11A dikarenakan peningkatan kadar HbF yang menunjang risiko pengurangan gejala klinis.31 Polimorfisme atau mutasi yang terjadi pada bebarapa gen pemodifikasi genetik (KLF1, BCL11A dan HS1L-MYB)32,33,15 berefek signifikan pada ekspresi peningkatan kadar HbF.34 Pernyataan tersebut didukung oleh beberapa referensi artikel yang menjelaskan dari berbagai jenis etnis yang menunjukan adanya pemodifikasi genetik disertai adanya mutasi lain pada lokus globin. Perubahan profil globin pada ekspresi globin switching menjadi menguntungkan untuk beberapa penyandang β-Thalassemia karena dapat meringankan gejala klinis yang dialami serta dapat memberikan prespektif pengobatan yang berbeda dengan penatalaksaanan pada saat terapinya.35 Dengan adanya celah dalam proses prognosis dan perbaikan tersebut di masa yang akan datang diharapkan bisa memprediksi dengan tepat kasus dan penatalaksanaan terapi βThalassemia. Peran genetic modifier (pemodifikasi genetik) ini, menjadi poin penting dari studi ini bahwa peningkatan kadar HbF dapat meringankan gejala klinis dari pasien β-Thalassemia mayor. Berdasarkan informasi tersebut, maka salah satu cara untuk meringakan gejala klinis pasien β-Thalassemia mayor adalah dengan memanipulasi ekspresi HbF (dalam hal ini J Med Health.2024;6(1):91-102 100 Journal of Medicine and Health Vol. 6 No. 1 February 2024 Systematic Review: Pemodifikasi Genetik… e-ISSN: 2442-5257 Review Article meningkatkan ekspresi HbF). Salah satu cara modifikasi secara molekular untuk meningkatkan kadar HbF dapat dilakukan dengan menggunakan miRNA atau anti-miRNA. Dalam ulasan beberapa artikel ini terdapat potensi yang luar biasa dalam pengembangan pemodifikasi genetik yang perlu ditinjau fokus pada kasus setiap varisi mutasi genetiknya agar dapat teridentifikasi dengan baik dari mulai tingkat genotip hingga keberagaman fenotip yang muncul sehingga informasi ini dapat dijadikan acuan penjelasan diagnosis yang tepat dan klasifikasi keparahan untuk penyakit β-Thalassemia juga menjadi semakin penting dalam memberikan penatalaksanaan β-Thalassemia yang lebih baik secara personal dan detail sehingga memberikan peluang solusi efektif sebagai acuan perawatan yang paling tepat.11,36 Simpulan Berdasarkan data yang dikumpulkan pengubah genetik pada kasus β-Thalassemia menunjukkan beberapa pembaruan, dan laporan penelitian dari sembilan artikel dalam pembahasan yang sama telah dibahas tentang gen KLF1, BCL11A, dan HS1LMYB dengan begitu di masa yang akan datang gen-gen tersebut dapat dijadikan sebagai target perawatan metode modifikasi ekspresi gen sebagai pemanipulasi pengaturan level ekspresi HbF. Ucapan Terima Kasih Penulis mengucapkan terima kasih kepada Program Studi Bioteknologi dan Fakultas Kedokteran Universitas Padjadjaran serta kepada pembimbing yang telah memberikan membiayai penelitian review ini melalui skema pembiayaan penelitian mandiri. Daftar Pustaka 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Kattamis A, Forni GL, Aydinok Y, Viprakasit V. Changing patterns in the epidemiology of β-thalassemia. Eur J Haematol. 2020;105(6):692–703. Munkongdee T, Tongsima S, Ngamphiw C, Wangkumhang P, Peerapittayamongkol C, Hashim HB, et al. Predictive SNPs for β0-thalassemia/HbE disease severity. Sci Rep [Internet]. 2021;11(1):1–7. Munkongdee T, Chen P, Winichagoon P, Fucharoen S, Paiboonsukwong K. Update in Laboratory Diagnosis of Thalassemia. Front Mol Biosci. 2020;7:1–12. Qadah T, Jamal MS. Computational analysis of protein structure changes as a result of nondeletion insertion mutations in human -globin gene suggests possible cause of -thalassemia. Biomed Res Int. 2019;29:1-8. Mettananda S, Higgs DR. Molecular Basis and Genetic Modifiers of Thalassemia. Hematol Oncol Clin North Am [Internet]. 2018;32(2):177–91. Chen D, Zuo Y, Zhang X, Ye Y, Bao X, Huang H, et al. A Genetic Variant Ameliorates β-Thalassemia Severity by Epigenetic-Mediated Elevation of Human Fetal Hemoglobin Expression. Am J Hum Genet [Internet]. 2017;101(1):130–8.. Rogers S, Lew VL. PIEZO1 and the mechanism of the long circulatory longevity of human red blood cells. PLoS Comput Biol [Internet]. 2021;17(3):1–22. Sabath DE, Bender MA, Sankaran VG, Vamos E, Kentsis A, Yi HS, et al. Characterization of Deletions of the HBA and HBB Loci by Array Comparative Genomic Hybridization. J Mol Diagnostics [Internet]. 2016;18(1):92– 9. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.jmoldx.2015.07.011. Mettananda S. Ameliorating β -thalassaemia by manipulating expression of the α -globin gene Doluweera Sachith J Med Health.2024;6(1):91-102 101 Journal of Medicine and Health Vol. 6 No. 1 February 2024 Systematic Review: Pemodifikasi Genetik… e-ISSN: 2442-5257 Review Article 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. Gopeetha Mettananda Weatherall Institute of Molecular Medicine. 2015;125(24) 3694-3701. 10.1182/blood2015-03-633594. Muktiarti D, Wahidiyat PA, Nainggolan IM, Setianingsih I. Thalassemia Alfa Mayor dengan Mutasi Non-Delesi Heterozigot Ganda. Sari Pediatr. 2016;8(3):244. Hernanda PY, Tursilowati L, Arkesteijn SGJ, Ugrasena IDG, Larasati MCS, Soeatmadji SM, et al. Towards a prevention program for β-thalassemia. the molecular spectrum in East Java, Indonesia. Hemoglobin. 2012;36(1):1–6. Giardine BM, Joly P, Pissard S, Wajcman H, K. Chui DH, Hardison RC, et al. Clinically relevant updates of the HbVar database of human hemoglobin variants and thalassemia mutations. Nucleic Acids Res. 2020;1–5. Thein SL. Genetic basis and genetic modifiers of β-thalassemia and sickle cell disease. Advances in Experimental Medicine and Biology. 2017. (1013) 27–57. 10.1007/978-1-4939-7299-9_2. Zakaria NA, Islam MA, Abdullah WZ, Bahar R, Yusoff AAM, Wahab RA, et al. Epigenetic insights and potential modifiers as therapeutic targets in β–thalassemia. Biomolecules. 2021;11(5)755. 10.3390/biom11050755 Thein SL. Genetic association studies in β-hemoglobinopathies. Hematology Am Soc Hematol Educ Program. Hemoglobinopathies : Fresh Ideas For Management.2013;354–361.10.1182/asheducation-2013.1.354. Liu D, Zhang X, Yu L, Cai R, Ma X, Zheng C, et al. Erythroid Kruppel-like factor mutations are relatively more common in a thalassemia endemic region and ameliorate the clinical and hematological severity of betathalassemia. Blood. 2014;124(5):803–12. Pakdee N, Yamsri S, Fucharoen G, Sanchaisuriya K, Pissard S, Fucharoen S. Variability of hemoglobin F expression in hemoglobin EE disease: Hematological and molecular analysis. Blood Cells, Mol Dis [Internet]. 2014;53(1–2):11–5. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.bcmd.2014.02.005. Prasing W, Mekki C, Traisathit P, Pissard S, Pornprasert S. Genotyping of BCL11A and HBS1L-MYB single nucleotide polymorphisms in β-thalassemia/HbE and homozygous HbE subjects with low and high levels of HbF. Walailak J Sci Technol. 2018;15(9):627–36. Hariharan P, Colah R, Ghosh K, Nadkarni A. Differential role of Kruppel like factor 1 (KLF1) gene in red blood cell disorders. Genomics [Internet]. 2019;111(6):1771–6. Phanrahan P, Yamsri S, Teawtrakul N, Fucharoen G, Sanchaisuriya K, Fucharoen S. Molecular analysis of nontransfusion dependent thalassemia associated with hemoglobin E-β-Thalassemia disease without α-thalassemia. Mediterr J Hematol Infect Dis. 2019;11(1):3–9. Hariharan P, Gorivale M, Sawant P, Mehta P, Nadkarni A. Significance of genetic modifiers of hemoglobinopathies leading towards precision medicine. Sci Rep [Internet]. 2021;11(1):1–10. Available from: https://doi.org/10.1038/s41598-021-00169. Pavlovic S, Ugrin M, Stojiljkovic M. Novel Therapy Approaches in β-Thalassemia Syndromes — A Role of Genetic Modifiers. Inherit Hemoglobin Disord. 2015; (8):1-24. Baruah A, Baruah MK. Phenotypic Diversity and Clinico-Hematological Profile of Hb E-Beta Thalassemic Children. Indian J Hematol Blood Transfus. 2020;36(1):117–22. Rujito L, Basalamah M, Siswandari W, Setyono J, Wulandari G, Mulatsih S, et al. Modifying effect of XmnI, BCL11A, and HBS1L-MYB on clinical appearances: A study on β-thalassemia and hemoglobin E/β-thalassemia patients in Indonesia. Hematol Oncol Stem Cell Ther. 2016;9(2):55–63. Sripichai O, Fucharoen S. Fetal hemoglobin regulation in β-thalassemia: heterogeneity, modifiers and therapeutic approaches. Expert Rev Hematol. 2016;9(12):1129–37. Wang T, Yi He, Jian-Ying Zhou, et al. Short communication klf1 gene mutations in chinese adults with increased fetal hemoglobin. Hemoglobin Research. 2013;37(5):501–506. 10.3109/03630269.2013.805304. Srivorakun H, Thawinan W, Fucharoen G, Sanchaisuriya K, Fucharoen S. Thalassemia and erythroid transcription factor KLF1 mutations associated with borderline hemoglobin A2 in the Thai population. Arch Med Sci. 2022;18(1):112–20. Basak A, Munschauer M, Lareau CA, Kara E, Ulirsch JC, Hartigan CR, et al. HHS Public Access. 2020;52(2):138–45. Azman NF, Abdullah WZ, Hanafi S, Diana R, Bahar R, Johan MF, et al. Genetic polymorphisms of HbE/beta thalassemia related to clinical presentation: implications for clinical diversity. Ann Hematol. 2020;99(4):729–35. Yu LH, Liu D, Cai R, Shang X, Zhang XH, Ma XX, et al. Changes in hematological parameters in α-thalassemia individuals co-inherited with erythroid Krüppel-like factor mutations. Clin Genet. 2015;88(1):56–61. Hariharan P, Gorivale M, Colah R, Ghosh K, Nadkarni A. Does the Novel KLF1 Gene Mutation Lead to a Delay in Fetal Hemoglobin Switch? Ann Hum Genet. 2017;81(3):125–8. Iarovaia O V., Kovina AP, Petrova N V., Razin S V., Ioudinkova ES, Vassetzky YS, et al. Genetic and Epigenetic Mechanisms of β-Globin Gene Switching. Biochem. 2018;83(4):381–92. Davis R, Gurumurthy A, Hossain MA, Gunn EM, Bungert J. Engineering Globin Gene Expression. Mol Ther Methods Clin Dev. 2019;12:102–10. J Med Health.2024;6(1):91-102 102