Biomarker dan aplikasinya dalam penelitian kesehatan lingkungan memberikan informasi tentang tiga jenis biomarker (paparan, efek, dan suskeptibilitas) dan contoh penelitian biomarker untuk zat kimia dan metabolitnya seperti logam berat, pestisida, dan asap rokok. Dokumen ini juga membahas prospek dan tantangan penelitian biomarker di Indonesia.

1. BIOMARKER DAN APLIKASINYA
DALAM PENELITIAN KESEHATAN LINGKUNGAN
Bambang Wispriyono
Staf Pengajar Toksikologi Lingkungan
Departemen Kesehatan Lingkungan
Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Indonesia
Temu Ilmiah Nasional FKMUI, 18 – 21 Agustus 2004

2. Jenis Biomarker:
-marker pemajanan (marker of exposure)
-marker efek (marker of effect)
-marker suskeptibilitas (marker of susceptibility).
BIOMARKER
Temu Ilmiah Nasional FKMUI, 18 – 21 Agustus 2004
Biomarker atau Biological Marker:
Indikator terjadinya proses-proses signaling dalam sistem biologis
atau sampel dengan melakukan pengukuran-pengukuran kimiawi,
molekuler, seluler, fisiologi, imunologi, biologis atau genetik dari
sampel biologis
Penelitian Biomarker: Molekuler Toksikologi dan Molekuler Epidemiologi

3. Lingkungan dan Zat Kimia
• Lingkungan terkontaminasi dengan bahan-bahan kimia
• 70.000 bahan kimia digunakan secara komersial (EPA)
• 1500 zat kimia baru disintesa setiap tahun
• Manusia terpajan oleh sekitar 3000 bahan kimia
• Bahan kimia dan potensi risiko kesehatan
• Kurang dari 20% yang telah diuji toksisitasnya
• Hanya sedikit yang diketahui hubungan antara pemajanan dan risiko kesehatan
Temu Ilmiah Nasional FKMUI, 18 – 21 Agustus 2004

4. Potensial Metabolit Methyl Parathion
Environmental Health Perspectives • VOLUME 110 | SUPPLEMENT 6 | DECEMBER 2002

5. Environmental Health Perspectives • VOLUME 109 | NUMBER 2 | February 2001
Daging dan kandungan PCBs

6. Flowchart Kelompok Biomarker
1
BIOMARKER
Temu Ilmiah Nasional FKMUI, 18 – 21 Agustus 2004

7. APOPTOSIS FEATURES
Temu Ilmiah Nasional FKMUI, 18 – 21 Agustus 2004

8. APOPTOSIS FEATURES
Temu Ilmiah Nasional FKMUI, 18 – 21 Agustus 2004

9. Jalur Signaling, Gene Biomarker, dan Apoptosis
Temu Ilmiah Nasional FKMUI, 18 – 21 Agustus 2004
Light-Miroscope
Hoechst Staining
Apoptosis

10. Sel Tampakan Normal Sel Apoptosis/Nekrosis
Temu Ilmiah Nasional FKMUI, 18 – 21 Agustus 2004

11. Jalur Signaling, Gene Biomarker, dan Apoptosis
Temu Ilmiah Nasional FKMUI, 18 – 21 Agustus 2004
Signaling dan gene

12. ALTERED OF SIGNALING ELEMENT:
Death Signals and Survival Signals
Temu Ilmiah Nasional FKMUI, 18 – 21 Agustus 2004

13. ALTERED OF SIGNALING ELEMENT
Stress agents: contoh: chemicals, UV/Radiations,
osmotic shock, heat shock, mental stress
PKC Raf
MAPK/SAPK
ERK, JNK, P38
Immediate Early gene
Transcription Factors
Gene Products
(c-Fos, c-Jun, P53, ect)
Apoptosis
?
Ca2+
Ca2+-CM-Kinase
NUCLEUS
PLASMA
MEMBRANE

14. MAPK-gene-apoptosis
in LLC-PK1 cells induced by CdCl2
c-Fos protein
IEGs
MAPKs
Apoptosis

15. MAPK-gene-apoptosis
in LLC-PK1 cells induced by HgCl2
IEGs
c-Fos protein
MAPKs
Apoptosis

16. MAPK-gene-apoptosis
in CCRF-CEM cells induced by CdCl2
MAPKs Apoptosis

17. MAPK-gene-apoptosis
in CCRF-CEM cells induced by HgCl2
MAPKs

18. Marker Genetik dan Signaling:
Gene p53 as biomarkers of cancer process
Ctochrome P450, N-AcetylTransferase and Gluthathione S Transferase genes
Methyl mercury marker: ron-sulfur subunit of succinate dehydrogenase
dan human homeodomain-interacting protein kinase 3 (HIPK3)
70 kDa Heat Shock Protein Expression
Blood Mononuclear Cells and Cytokine Production
Mitogen Activated Protein Kinase (MAPKs)
Penelitian-Penelitian Biomarker:

19. Enzymatik dan spesimen lainnya:
RBC, D-Glucose, ATP
8-hydroxy-2'-deoxyguanosine
Aminolevulinic Acid Dehydratase (ALAD) Polymorphism
Hemoglobin and fibrinogen
Glutamyl semialdehyde in hemoglobin (HBGGS)
2-aminoadipic semialdehyde in hemoglobin (HBAAS)
plasma proteins (PLAAS)
Malondialdehyde (MDA)
Acetylcholinesterase
Penelitian-Penelitian Biomarker:

20. Penelitian-Penelitian Biomarker:
Marker Bahan kimiawi dan metabolitnya:
Logam:
Arsen dan metabolitnya:
monomethylarsonic acid (MMA), dimethylarsinic acid (DMA)
Merkuri (total, methyl dan anorganik merkuri)
Lead, Cadmium, logam-logam lain
Organothin: Trimethyltin, Tributyltin, Tripentyltin
Pelarut Organik dan Senyawa Aromatis:
PAH dan metabolitnye: 1-hydroxypyrene dan DNA adducts
Polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs)
Dibenzofurans (PCDFs)
Polychlorinated biphenyls (PCBs)
Polybrominated biphenyls (PBBs)
Ochratoxin A
Benzene dan metabolitnya:
trans,trans muconic acid, dan S-phenylmercapturic acid)

21. Marker Bahan kimiawi dan metabolitnya:
Environmental tobacco smoke (ETS):
Nikotin
NNK: 4-(methylnitrosamino)-1- (3-pyridyl)-1-butanone
Metabolite dari NNK: NNAL (4-(methylnitrosamino)-1-(3- pyridyl)-1-butanol)
Cotinine
Pestisida:
dimethylphosphate (DMP), dimethylthiophosphate (DMTP),
dimethyldithiophosphate (DMDTP), diethylphosphate (DEP),
diethylthiophosphate (DETP), dan diethyldithiophosphate (DEDTP)
cis-3-(2,2-dibromo-vinyl)-2,2-dimethylcyclopropanecarboxylic acid (Br2CA)
cis- and trans-3-(2,2-dichlorovinyl)-2,2-dimethylcyclopropane-carboxylic acid
(cis-Cl2CA and trans-Cl2CA)
4-fluoro-3-phenoxybenzoic acid (F-PBA)
Penelitian-Penelitian Biomarker:

22. Prospek dan Hambatan Penelitian Biomarker Di Indonesia
Prospek Perlunya Penelitian Biomarker:
• Pembangunan dengan penerapan teknologi
• Penggunaan zat-zat kimiawi yang terus meningkat kualitas dan kuantitasnya
• Pencemaran lingkungan oleh aktivitas manusia/industri/rumah sakit/dsb
• Masalah Kesmas masih masalah utama
• Pergeseran paradigma sakit (kuratif) menjadi paradigma sehat (prefentif)
• Ras dan Genetik yang bervariasi
• Biomarker yang ideal: sensitif, khas, biologically relevant, praktis, murah, mudah
• Riset Biomarker dengan pendekatan molekuler biologi (molekuler epidemiologi,
molekuler toksikologi)

23. Prospek dan Hambatan Penelitian Biomarker Di Indonesia
Hambatan-Hambatan Penelitian:
• Sumber daya manusia (?)
• Teknologi dan Referensi (?)
• Pendanaan
• Etika Penelitian (Komite Etik) dan penegakan hukum