Senyawa Antagonis Reseptor Glukagon Baru Menginhibisi Proses Biologis yang Diinduksi Glukagon

1. Senyawa Antagonis Reseptor Glukagon Baru Menginhibisi Proses Biologis yang Diinduksi Glukagon PUTI SYAHRANI (20505015) A Novel Glucagon Receptor Antagonist Inhibits Glucagon-Mediated Biological Effects Sajjad A. Qureshi, Mari Rios Candelore, Dan Xie, Xiaodong Yang, Laurie M.Tota, et al., Diabetes. 53, 3267-3273 (2004).

2. Latar Belakang • Glukagon dan insulin mengatur kadar gula dalam darah • Glukagon merupakan respons turunnya kadar glukosa darah • Glukagon memberi sinyal dengan berikatan pada reseptornya (GCGR) • Aktivasi GCGR menginduksi glikogenolisis dan glukoneogenesis di hati

3. Glukagon • Polipeptida (29 asam amino) • Naiknya kadar glukagon menyebabkan hiperglikemia pada diabetes • Hiperglikemia akibat bertambahnya sekresi glukagon (fasting state) dan kurangnya supresi produksi glukagon yang dimediasi insulin (postprandial state) • Mengurangi kadar glukagon dan menginhibisi proses biologi yang dimediasi glukagon

4. Penelitian Terdahulu • Senyawa peptida antagonis analog glukagon • Imunonetralisasi glukagon • Molekul kecil non-peptida antagonis GCGR • Menghambat kenaikan kadar gula darah yang diinduksi glukagon • Berpotensi mengatur kadar gula darah

5. TUJUAN PENELITIAN Senyawa antagonis GCGR merupakan alternatif pengobatan diabetes Identifikasi dan karakterisasi jenis senyawa antagonis GCGR baru

6. Strategi Penelitian Identifikasi senyawa antagonis GCGR Screening pustaka senyawa dan Sintesis senyawa Cpd 1 dan Cpd 2 Karakterisasi • In vitro • Sel CHO-hGCGR • Hepatosit primer manusia • In vivo • Hati tikus hGCGR perfused • Tikus hGCGR

7. Karakterisasi • Uji pengikatan reseptor glukagon • Uji adenilil siklase - cAMP • Uji gen reporter b-laktamase • Uji sintesis glikogen pada hepatosit manusia • Inhibisi glikogenolisis pada hati tikus • Uji glukagon pada tikus dengan hGCGR

8. Uji pengikatan reseptor glukagon • Untuk mengetahui afinitas senyawa terhadap GCGR • Membran sel CHO-hGCGR diinkubasi dengan 125I-glukagon, dan variasi konsentrasi Cpd1 dan Cpd2 • Keradioaktifan pada membran sel dihitung dengan pencacah • Cpd1 menginhibisi dengan IC50 = 181 nmol/l • Cpd2 tidak menginhibisi dengan baik (20% inhibisi pada 10 mmol/l)

9. Uji adenilil siklase - cAMP • Naiknya konsentrasi Cpd1 menaikkan EC50 untuk aktivasi adenilil siklase • Cpd1 antagonis kompetitif • Cpd1 spesifik untuk GCGR • Cpd2 hanya menunjukkan <10% inhibisi • Untuk mengetahui aktivasi adenilil siklase yang diinduksi oleh glukagon • Sel CHO-hGCGR diinkubasi dengan Cpd1 • Distimulasi dengan glukagon, forskolin, atau GIP (glucose insulinotropic receptor) • Tingkat cAMP pada reseptor ditentukan dengan kit uji adenilil siklase • Jumlah 125I-cAMP pada tiap sampel ditentukan dengan pencacah

10. Uji gen reporter b-laktamase • Untuk mengetahui kemampuan Cpd1 untuk menekan ekspresi gen yang diinduksi oleh glukagon • Cell line CHO mengandung gen reporter b-laktamase dengan promoter responsif cAMP, ditransfeksi dengan hGCGR • Sel distimulasi dengan glukagon, forskolin, dan GIP • Aktivitas b-laktamase diamati (transkripsi  ekspresi  aktivitas)

11. Uji gen reporter b-laktamase • Glukagon menaikan aktivitas b-laktamase dengan EC50 = 250 pmol/l • Cpd1 menginhibisi naiknya aktivitas b-laktamase dengan IC50 = 1.569 nmol/l • Cpd2 tidak menunjukkan efek • Cpd1 tidak menunjukan aktivitas b-laktamase forskolin dan GIP • Cpd1 bersifat selektif dan kompetitif

12. Uji sintesis glikogen pada hepatosit manusia • Untuk mengetahui kemampuan Cpd1 menginhibisi glikogenolisis pada hepatosit manusia • Hepatosit primer manusia dalam medium rendah glukosa ditambah dengan insulin dan glukosa berlabel • Kemudian sel diberi glukagon masing-masing dengan DMSO, Cpd1, dan Cpd2 • Kandungan glikogen ditentukan

13. Uji sintesis glikogen pada hepatosit manusia • Glukagon menurunkan kandungan glikogen ke level basal • Cpd1 menghambat glikogenolisis • Cpd2 tidak efektif

14. Inhibisi glikogenolisis pada hati tikus • Untuk mengetahui efek inhibisi Cpd1 pada glikogenolisis in vivo • Digunakan 13C NMR untuk memonitor sintesis dan penguraian glikogen secara real time pada hati tikus hGCGR • Glikogen dilabel dengan 13C-piruvat • Cpd1 atau Cpd2 dan glukagon dimasukkan ke perfusat • Jumlah glikogen ditentukan

15. Inhibisi glikogenolisis pada hati tikus • Cpd1 menginhibisi glikogenolisis • Cpd2 tidak menunjukkan efek • Cpd1 dapat menghambat glikogenolisis pada kondisi fisiologis organ target

16. Uji glukagon pada tikus dengan hGCGR • Untuk mengetahui kemampuan inhibisi Cpd1 pada aktivitas glukagon in vivo • Tikus jantan dengan hGCGR • Diinjeksi dengan Cpd1 dan vehicle • Ditambah glukagon 1 jam kemudian • Kadar gula darah ditentukan

17. Uji glukagon pada tikus dengan hGCGR • 50 mg/kg Cpd1 menghambat efek glukagon • Cpd1 mampu menghambat efek glukagon in vivo

18. Rangkuman Hasil • Cpd1 menghambat pengikatan glukagon pada reseptor • Cpd1 berperan antagonis pada respon biologi yang diakibatkan glukagon pada hepatosit manusia • Cpd1 menghambat efek glukagon pada hati tikus hGCGR perfused • Cpd1 mengurangi kenaikan glukosa yang distimulasi glukagon pada tikus

19. Kesimpulan • Cpd1 merupakan senyawa antagonis GCGR baru yang dapat menghambat kerja glukagon • Dapat digunakan untuk mengendalikan produksi glukosa pada hati sehingga efektif untuk mengatasi hiperglikemia pada diabetes

20. TERIMA KASIH

21. Cpd 1 dan Cpd 2 Cpd 1 : N-[3-siano-6-(1, 1-dimetilpropil)- 4, 5, 6, 7-tetrahidro-1-benzotin-2-il]-2-etilbutanamida

22. Glucagon-signaling pathway

23. Regulasi metabolisme glikogen oleh glukagon

24. Regulasi metabolisme glukosa oleh glukagon