0877-6057-8845 s3biomedik@ui.ac.id
By: Dr. Luluk Yunaini, S.Si., M. Biomed

The growth of world population in general and Indonesia in particular continues to increase from year to year. The impact of this population increase is a decrease in people’s quality of life. To control population growth, it is necessary to increase the role of family planning through the use of contraception.

Until now, contraceptive methods are dominated by women and there is a lack of innovation to increase the role of men. The development of non-hormonal male contraceptives by targeting proteins or genes involved in the spenna maturation process in the epididymis is very promising for controlling male fertility. One candidate epididymis gene that can be used as a contraceptive is D4b20. The study results show that Defb20 has characteristics of an epididymal protein which plays a role in the sperm maturation process, such as being specifically expressed in the epididymis during puberty, regulated by androgens and is a secretory protein. This indicates a specific function of Defh20 in the epididymis, but data from previous studies have not yet confirmed the gene’s function in sperm maturation. The research was carried out by Luluk Yunaini (FKUI Biomedical Science Doctoral Program student and teaching staff at the FKUI Medical Biology Department) under the guidance of a team of promoters headed by Dwi Ari Pujianto Ph.D. carried out functional analysis of Dejb20 using in silico and in vitro study approaches. The in silico approach is by carrying out bioinformatic predictions of the interaction of Defb20 with other proteins, while the in vitro approach is carried out by suppressing Dejb20 gene expression using the Defb20 siRNA transfection method in mouse epididymis culture cells. Suppression of defb20 gene expression aims to stop the formation of DEFB20 protein, resulting in a decrease in Defb20 protein levels in mouse epididymal head culture cells.

The results of research using an in silico study approach illustrate the interaction between the Detb20 protein and the CatSper protein, which is an ion channel protein. The mouse defb20 protein can interact with both the mouse CatSper protein and the human CatSper protein. These results predict that Defb20 plays a role in spenna maturation through calcium signaling processes. Detb20 is thought to block the ion transfer region in the CatSper protein, thereby preventing premature capacitation and/or spontaneous acrosome reactions so that sperm can fuse with the egg cell optimally.

Human sperm cells co-cultured with mouse epididymal head epithelial cells transfected with Defb20 siRNA showed an increase in total calcium levels followed by a significant decrease in motility. In addition, there was a trend of decreasing tyrosine phosphorylation, increasing acrosome reaction and Caspase-3 activity. These results indicate that the absence of Defb20 protein can induce sperm cell death.

The results of this study provide a good understanding of the interactions of DEFB20 with other proteins and their implications for sperm function. Apart from that, this information opens up insight into the potential of DEFB20 as an important protein for overcoming fertility problems related to spenna cell motility and capacitation. On the other hand, inhibiting the Detb20 protein has the potential to be developed as a non-hormonal male contraceptive.

Dr. Luluk Yunaini, S.Sc., M.Biomed obtained a Doctorate degree with the title of Summa Cum Laude with a perfect GPA of 4.00. Apart from that, Dr. Luluk is the first graduate of the research class (degree by research) in the Biomedical Sciences Doctoral Program – Faculty of Medicine, University of Indonesia.

Oleh : Dr. Luluk Yunaini, S.Si., M.Biomed

Pertumbuhan penduduk dunia pada umumnya dan Indonesia pada khususnya dari tahun ke tahun terns meningkat. Dampak dari peningkatan penduduk ini adalah penurunan kualitas hidup masyarakat. Untuk mengendalikan pertumbuhan penduduk maka perlu dilakukan peningkatan peran keluarga berencana melalui penggunaan kontrasepsi.

Sampai saat ini metode kontrasepsi didominasi untuk kaum perempuan dan kurang ada inovasi untuk meningkatkan peran pria. Pengembangan alat kontrasepsi pria non hormonal dengan cara men-target protein atau gen yang terlibat dalam proses pematangan spenna di epididimis sangat menjanjikan untuk dapat mengendalikan kesuburan pria. Salah satu kandidat gen epididymis yang dapat dijadikan sebagai alat kontrasepsi adalah D4b20. Hasil studi menunjukkan bahwa Defb20 memiliki karakteristik protein epididimis yang berperan dalam proses pematangan sperma,seperti terekspresi spesifik di epididimis pada masa pubertas, di regulasi oleh androgen dan merupakan protein sekretori. Hal ini menunjukan fungsi spesifik Defh20 di epididymis, namun data dari penelitian sebelumnya ini belum mengkonfinnasi fungsi gen dalam pematangan sperma. Penelitian yang dilakukan oleh Luluk Yunaini (mahasiswi Program Doktor Ilmu Biomedik FKUI dan staf pengajar di Departemen Biologi Kedokteran FKUI) di bawah bimbingan tim promotor yang di ketua oleh Dwi Ari Pujianto Ph.D. melakukan analisis fungsional Dejb20 dengan pendekatan studi in silico dan invitro. Pendekatan insilico yakni dengan melakukan prediksi bioinformatik interaksi Defb20 dengan protein lain , sedangkan pendektan invitro dilakukan melalui penekanan ekspresi gen Dejb20 dengan metode transfeksi siRNA Defb20 pada sel kultur epididymis mencit. Penekanan ekspresi gen defb20 bertujuan untuk menghentikan pembentukan protein DEFB20, sehingga terjadi penurunan kadar protein Defb20 pada sel kultur kaput epididymis mencit.

Hasil penelitian dengan pendekatan studi in silico menggambarkan adanya interaksi antara protein Detb20 dengan protein CatSper yang merupakan protein kanal ion. Protein defb20 mencit dapat berinteraksi dengan protein CatSper mencit maupun protein CatSper manusia. Hasil ini memprediksi Defb20 berperan dalam pematangan spenna melalui proses persinyalan kalsium. Detb20 diduga memblok daerah ion transfer pada protein CatSper sehingga mencegah terjadinya kapasitasi prematur dan atau reaksi akrosom spontan sehingga sperma dapat melakukan fusi dengan sel telur secara optimal.

Sel Sperma manusia yang di kultur bersama dengan sel epitel kaput epididimis mencit yang ditransfeksi siRNA Defb20 menunjukkan adanya peningkatan kadar kalsium total yang diikuti dengan penurunan motilitas secara bermakna. Selain itu terjadi tren penurunan fosforilasi tirosin, peningkatan reaksi akrosom dan aktivitas Caspase-3. Hasil ini menunjukkan bahwa tidak adanya protein Defb20 dapat menginduksi terjadinya kematian sel sperma.

Hasil penelitian ini memberikan pemahaman yang baik tentang interaksi DEFB20 dengan protein lain dan implikasinya terhadap fungsi sperma. Selain itu Informasi ini membuka wawasan mengenai potensi DEFB20 sebagai salah satu protein yang penting untuk mengatasi masalah kesuburan yang terkait dengan motilitas sel spenna dan kapasitasi. Di sisi lain, penghambatan protein Detb20 berpotensi untuk dikembangkan sebagai kontrasepsi pria non-hormonal.

Dr. Luluk Yunaini, S.Si., M.Biomed memperoleh gelar Doktor dengan predikat Summa Cum Laude dengan IPK sempurna 4.00. Selain itu Dr. Luluk merupakan lulusan pertama kelas riset (degree by research) di Program Doktor Ilmu Biomedik – Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia.

Butuh bantuan?