bab i pendahuluan a. latar belakang...

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Kanker atau neoplasma ganas adalah penyakit yang ditandai dengan

kelainan siklus sel khas sehingga sel tumbuh tidak terkendali, menyerang jaringan

biologis di dekatnya dan bermigrasi ke jaringan tubuh yang lain melalui sirkulasi

darah atau sistem limfatik. Data Badan Kesehatan Dunia (WHO) tahun 2013

menunjukkan, pada tahun 2012 sebanyak 1,7 juta orang terdiagnosa kanker

payudara. GLOBOCAN 2012 memprediksi jumlah penderita kanker akan terus

meningkat sebanyak 19,3 juta pertahun sampai tahun 2025. Di Indonesia, kanker

menempati urutan ke-6 penyebab kematian terbesar didominasi oleh kanker

payudara sebesar 30% (Anonim, 2012).

Doxorubisin merupakan antibiotik golongan antrasiklin yang banyak

digunakan untuk terapi berbagai macam jenis kanker seperti leukemia akut, kanker

payudara, kanker tulang dan ovarium (Childs et al., 2002). Pemberian doxorubisin

dapat menimbulkan efek samping yang merugikan, yaitu menurunkan fungsi sistem

imun, diantaranya menurunkan fungsi sel makrofag (Asmis et al., 2006),

menurunkan proliferasi sel limfosit dan rasio CD4+/CD8+ (Zhang et al., 2005).

Doxorubisin dapat mempengaruhi pertumbuhan sel Vero dan sel HeLa (Phonnok

et al., 2010) dan sel T47D (Abdolmohammadi et al., 2008).

Mengkudu (Morinda citrifolia L.) adalah tumbuhan dari keluarga kopi-

kopian (Rubiaceae). Tanaman ini tumbuh hampir di seluruh wilayah kepulauan

POTENSI FRAKSI POLISAKARIDA BUAH MENGKUDU (Morinda citrifolia L.) SEBAGAIKO-KEMOTERAPI DOXORUBISINTERHADAP PERTUMBUHAN SEL VERO DAN SEL T47D SECARA IN VITROWAHYU PUJI PRATOMOUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/

2

Indonesia. Tanaman ini oleh masyarakat telah banyak digunakan sebagai tanaman

obat. Mengkudu juga dilaporkan memiliki efek antibakteri, antitumor, antivirus,

antihelmin, analgesik, hipotensif, antiinflamasi dan peningkat sistem imun (Wang

et al., 2002). Selain sebagai antitumor, mengkudu juga dapat digunakan sebagai

pencegahan kanker dengan cara mencegah pembentukan DNA-karsinogen dan

adanya aktivitas antioksidan (Wang et al., 2001). Berdasarkan penelitian yang

dilakukan Hirazumi & Furusawa (1999) menyatakan bahwa fraksi endapan alkohol

buah mengkudu dapat memperpanjang masa hidup tikus yang diberi sistem LLC

(Lewis Lung Carcinoma) sampai 75% dibandingkan dengan kelompok kontrol. Hal

ini disebabkan karena jus mengkudu mengandung banyak polisakarida yang dapat

mengaktivasi sistem imun inang sehingga menekan pertumbuhan tumor (Hirazumi

& Furusawa, 1999). Penelitian Ediati dkk., (2012) melaporkan fraksi polisakarida

buah mengkudu mempunyai efek imunostimulator, sehingga potensial untuk

dikembangkan sebagai ko-kemoterapi doxorubisin.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian kombinasi

polisakarida buah mengkudu dengan doxorubisin terhadap pertumbuhan sel Vero

dan sel T47D serta kemungkinan digunakan sebagai ko-kemoterapi doxorubisin.

B. Perumusan Masalah

1. Apakah fraksi polisakarida buah mengkudu (Morinda citrifolia L.) dapat

mempengaruhi pertumbuhan sel Vero setelah pemberian doxorubisin?

2. Apakah fraksi polisakarida buah mengkudu (Morinda citrifolia L.) dapat

mempengaruhi pertumbuhan sel T47D setelah pemberian doxorubisin?


3

C. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek pemberian fraksi

polisakarida buah mengkudu (Morinda citrifolia L.) terhadap pertumbuhan sel

Vero dan sel T47D setelah pemberian doxorubisin.

D. Tinjauan Pustaka

1. Mengkudu (Morinda citrifolia L.)

Tanaman mengkudu dalam sistematika tumbuhan termasuk dalam divisi

Spermatophyta, anak divisi Angiospermae, kelas Dicotyledonae, anak kelas

Sympatalae, bangsa Rubiales, suku Rubiaceae dan marga Morinda. Nama spesies

tanaman Mengkudu adalah Morinda citrifolia L. (Syamsuhidayat & Hutapea,

1991).

a. Deskripsi

Pohon mengkudu memiliki tinggi 3-8 m, tumbuh agak membengkok,

kulit kasar, memiliki cabang banyak dengan ranting muda bersegi empat.

Daunnya memiliki panjang 10-40 cm dan lebar 5-17 cm, berwarna hijau tua,

letaknya berhadapan dengan tangkai yang pendek, tebal mengkilap, berbentuk

bulat telur lebar sampai bentuk elips, ujung runcing, pangkal menyempit, tepi

rata dan bertulang menyirip (Wijayakusuma dkk., 1996).

Bunganya tumbuh di ketiak daun, berbentuk bongkol bertangkai, rapat,

berbunga banyak, berbau harum, mahkota bunga berbentuk tabung berwarna

putih, dalam lehernya berambut wol, panjang tabung bunga sekitar 1 cm, bertaji


4

sempit. Benang sari tumbuh jadi satu dengan mahkota hingga tinggi, berjumlah

5, tangkai sari berambut wol (Steenis et al., 1975).

Buah bongkol, bertangkai dengan bentuk bulat lonjong, berdaging,

panjang 5-10 cm, berwarna hijau kekuningan. Permukaan buah berbenjol-

benjol, keras, berdaging lunak dan berair, jika masak buah berwarna kuning

pucat atau kuning kotor, berbau busuk dan didalamnya terdapat banyak biji keras

segitiga dengan warna coklat kehitaman. (Syamsuhidayat & Hutapea, 1991;

Dalimartha, 2006).

Gambar 1. Buah mengkudu

b. Habitat

Mengkudu dapat ditemukan sampai ketinggian 1.500 m di permukaan

laut, biasa hidup di hutan sekunder atau dekat bebatuan. Tanaman ini juga dapat

tumbuh pada daerah yang berkapur tanpa tergantung keadaan tanah, umumnya

tumbuh dekat pantai, batuan limestone, dan banyak ditanam di kebun kopi

sebagai tanaman pelindung, atau di kebun lada sebagai pohon tempat merambat

(Steenis et al., 1975; Sudarsono dkk., 2002).

c. Sinonim

Mengkudu memiliki nama daerah eodu, mengkudu, bengkudu,


5

(Sumatera), kudu, cengkudu, kemudu, pace (Jawa), wangkudu, manakudu,

bakulu (Nusa tenggara) dan di Kalimantan dikenal dengan nama mangkudu,

wangkudu, dan labanan (Wijayakusuma dkk., 1996).

d. Kandungan kimia

Tanaman mengkudu mengandung minyak asam kapron dan asam

kaprilat yang sifatnya mudah menguap (Wijayakusuma dkk., 1996). Akarnya

mengandung morindin, morindon, aligarin d-metileter, soranjidiol. Daunnya

mengandung protein, zat kapur, zat besi, karoten, askorbin dan alkaloid

antrakinon. Sedangkan dalam bunganya terdapat glikosida antrakinon

(Dalimartha, 2006).

Buah mengkudu mengandung protein, polisakarida, skopoletin, asam

askorbat, prokseronin dan prokseroninase (Sjabana & Bahalwan, 2002). Wang

et al. (2002) juga melaporkan senyawa lain yang terkandung dalam buah

mengkudu adalah kalium, alkaloid, terpenoid, antrakinon, ester lemak

trisakarida dan asam asperulosidat. Polisakarida yang terkandung dalam buah

mengkudu merupakan gabungan dari arabinosa, asam glukoronat, galaktosa, dan

rhamnosa (Hirazumi & Furusawa, 1999).

e. Efek farmakologis

Mengkudu telah digunakan selama ribuan tahun untuk pengobatan oleh

bangsa Polinesia dan dilaporkan mempunyai efek terapeutik yang luas seperti

antibakteri, antitumor, antivirus, antihelmin, analgesik, hipotensif, antiinflamasi


6

dan peningkatan sistem imun (Wang et al., 2002).

Penelitian Wang et al. (2009) menunjukkan bahwa buah mengkudu

mampu menurunkan risiko terjadinya kanker pada perokok dengan cara

mengurangi keberadaan DNA adduct aromatik. Lebih lanjut Wang melaporkan

adanya efek sitotoksik buah mengkudu terhadap kultur sel leukemia pada

berbagai konsentrasi. Efek sitotoksik dari buah mengkudu terhadap sel leukemia

berkorelasi dengan kenaikan dosis (dose-dependent). Pada 1993, Hiramatsu

melaporkan damnacanthal yang diisolasi dari akar mengkudu dapat menghambat

fungsi dari Ras pada K-Ras-NRK sel. Ras oncogene dipercaya berhubungan

dengan transduksi sinyal dari beberapa kanker pada manusia, seperti kanker

paru-paru, kolon dan leukemia (Bushnell et al., 1950).

Penelitian Liu et al. (2001) menunjukkan bahwa dua glikosida yang

diekstraksi dari fraksi endapan alkohol buah mengkudu efektif menghambat

transformasi sel yang diinduksi TPA atau EGF pada epidermal JB6 cell line

tikus. Efek penghambatan ini diketahui berkorelasi dengan efek penghambatan

pada aktivitas AP-1. Glikosida ini juga memblok fosforilasi dari c-Jun, substrat

dari JNKs.

Buah mengkudu mengandung banyak polisakarida. Beberapa

polisakarida menunjukkan aktivitas imunomodulasi, antitumor, antikoagulansi,

hipoglikemik, dan antivirus. Efek imunomodulasi oleh polisakarida buah

mengkudu terjadi dengan dipengaruhinya beberapa mediator kekebalan tubuh,

yaitu terstimulasinya TNF-α, IL-1, IL-10, IL-12, p70, IFN-gamma, dan NO

(nitric acid), namun tidak memiliki efek pada produksi IL-2 dan menekan


7

pelepasan IL-4 (Sjabana & Bahalwan, 2002; Hirazumi & Furusawa, 1999).

Penelitian lebih lanjut oleh Furusawa et al. (2003) melaporkan fraksi

polisakarida dalam jus buah mengkudu mempunyai potensi sebagai antitumor

terhadap sistem tumor sarcoma 180. Aktivitas antitumor disebabkan adanya

peningkatan sistem imun inang.

2. Polisakarida

Polisakarida adalah molekul karbohidrat polimer yang terdiri dari rantai

panjang unit monosakarida terikat bersama oleh ikatan glikosidik. Contoh dari

polisakarida adalah amilum dan glikogen. Struktur dari polisakarida sendiri ada

yang amorf dan tidak larut air (Vanki, 2008).

Polisakarida yang apabila dihidrolisis menghasilkan satu jenis

monosakarida disebut homopolisakarida atau homoglikan, sedangkan jika

hidrolisisnya menghasilkan dua atau lebih monosakarida disebut heteropolisakarida

atau heteroglikan (Gunawan & Mulyani, 2004; Miller, 1973).

Polisakarida merupakan agen imunoterapi yang menjanjikan untuk terapi

kanker (Wong et al., 1994). Polisakarida merupakan antigen yang bersifat T-

independent, yaitu dapat meningkatkan proliferasi antibodi tanpa melalui

perantaraan sel T helper. Antigen polivalen seperti polisakarida mempunyai epitop

antigenik yang identik yang dapat menginduksi ikatan silang pada reseptor di

permukaan sel B sehingga dapat mengaktivasi sel B tanpa diperantarai sel T helper

(Abbas et al., 2007).

Buah Mengkudu mengandung banyak polisakarida yang berpotensi sebagai


8

imunostimulator yang memiliki efek antikanker dan dapat menghambat

pertumbuhan tumor. Polisakarida yang terkandung dalam buah mengkudu

merupakan gabungan dari arabinosa, asam glukoronat, galaktosa, dan rhamnosa

(Hirazumi & Furusawa, 1999). Polisakarida dari hasil ekstraksi dengan metode

yang dilakukan Ediati dkk. (2012) mengandung protein, fenolik, karbohidrat,

glukosa dan saponin.

Gambar 2. Komponen polisakarida yang terkandung dalam buah mengkudu menurut

Hirazumi & Furusawa (1999)

3. Doxorubisin

Doxorubisin banyak digunakan untuk terapi berbagai macam jenis kanker

seperti leukemia akut, kanker payudara, kanker tulang dan ovarium (Childs et al.,

2002). Doxorubisin merupakan golongan obat kemoterapi antrasiklin, yang bekerja

memperlambat atau menghentikan pertumbuhan sel kanker (Anonim, 2011). Obat-

obat golongan antrasiklin menghambat pertumbuhan sel kanker dengan cara

berinterkalasi dengan DNA, sehingga menyebabkan ketidakseimbangan fungsi

topoisomerase II dan menghambat replikasi dan transkripsi. Metabolit yang

dihasilkan dari metabolisme doxorubisin adalah doxorubisinol (Anonim, 2013).


9

Gambar 3. Struktur doxorubisin (diadaptasi dari Airley, 2009)

Efek samping yang biasa ditimbulkan dari terapi menggunakan doxorubisin

adalah meningkatkan kemungkinan terjadinya infeksi, pendarahan, kehilangan

nafsu makan, rambut rontok, mual dan muntah (Anonim, 2011). Efek samping pada

pemakaian kronisnya bersifat ireversibel, termasuk terbentuknya cardiomyopathy

dan congestive heart failure (Han et al., 2008). Toksisitas kronis doxorubisin

kemungkinan diperantarai oleh konversi metabolik doxorubisin menjadi

doxorubisinol yang melibatkan berbagai enzim antara lain karbonil reduktase.

Mekanisme utama toksisitas doxorubisinol terjadi karena interaksinya dengan besi

dan pembentukan ROS yang merusak makromolekul sel (Minotti et al., 2004).

Dewasa ini, doxorubisin menunjukkan penurunan efikasi pada terapi kanker

karena adanya fenomena resistensi obat. Mekanisme yang menyebabkan resistensi

doxorubisin adalah adanya overekspresi PgP yang menyebabkan doxorubisin

dipompa keluar sel dan konsentrasi doxorubisin dalam sel turun. Perubahan

biokimiawi lain pada sel yang resisten doxorubisin antara lain peningkatan aktivitas

glutation peroksidase, peningkatan aktivitas maupun mutasi topoisomerase II, serta


10

peningkatan kemampuan sel untuk memperbaiki kerusakan DNA (Bruton et al.,

2005). Umumnya doxorubisin digunakan dalam bentuk kombinasi dengan agen

antikanker lainnya seperti siklofosfamid, cisplatin dan 5-FU. Peningkatan respon

klinis dan pengurangan efek samping cenderung lebih baik pada penggunaan

kombinasi dengan agen lain dibandingkan penggunaan doxorubisin tunggal

(Bruton et al., 2005).

Berbagai penelitian mengenai mekanisme kerja doxorubisin telah

dilakukan. Antibiotik antrasiklin seperti doxorubisin memiliki mekanisme aksi

sitotoksik melalui empat mekanisme yaitu: (1) penghambatan topoisomerase II; (2)

interkalasi DNA sehingga mengakibatkan penghambatan sintesis DNA dan RNA;

(3) pengikatan membran sel yang menyebabkan aliran dan transport ion; (4)

pembentukan radikal bebas semiquinon dan radikal bebas oksigen melalui proses

yang tergantung besi dan proses reduktif yang diperantarai enzim. Mekanisme

radikal bebas ini telah diketahui bertanggungjawab pada kardiotoksisitas akibat

antibiotik antrasiklin (Bruton et al., 2005).

4. Sel Vero

Sel Vero merupakan sel yang didapatkan dari ginjal African green monkey

oleh peneliti Jepang pada tahun 1962 (Philips, 2013). Sel Vero sering digunakan

sebagai kontrol maupun objek pengujian pada uji sitotoksik. Terdapat beberapa tipe

sel Vero, yaitu Vero awal, Vero 76, dan Vero E6. Tiap tipe sel Vero memiliki

karakteristik dan sifat tertentu. Vero 76 memiliki karakteristik pertumbuhannya

lebih lambat daripada sel Vero awal (Anonim, 2013). Vero 76 biasa digunakan pada


11

deteksi dan penghitungan virus demam hemoragi dengan uji plaque. Vero 6

menunjukkan efek penghambatan kontak sehingga sesuai untuk propagasi virus

yang bereplikasi lambat (Anonim, 2013a).

Sel Vero dapat disimpan dalam nitrogen cair atau pada suhu 80oC dalam

waktu yang lama (Ammerman et al., 2009). Stok beku ini memerlukan

pengembangbiakan terlebih dahulu sebelum dilakukan eksperimen. Sel Vero bukan

merupakan sel kanker (Sheets, 2000). Mekanisme pertumbuhan dan

penghambatannya sama dengan sel normal, oleh karena itu terdapat pula

mekanisme penghentian pertumbuhan.

(a) (b)

Gambar 4. Sel Vero (ATCC CCL-81) (Anonim, 2014). (a) merupakan sel Vero dengan

kepadatan yang rendah, sedangkan (b) merupakan sel Vero dengan kepadatan tinggi.

Sel Vero yang terus berkembang lama kelamaan akan memenuhi seluruh

luas area media. Kemudian terjadi kontak antar sel yang mengakibatkan sel

menerima sinyal untuk melanjutkan perkembangan. Setelah tahap ini biasanya

perlahan-lahan muncul sel yang mati dan digantikan sel baru.


12

5. Sel T47D

Sel T47D merupakan continous cell line yang diisolasi dari jaringan tumor

duktal payudara seorang wanita berusia 54 tahun. Kultur sel T47D bersifat

ER/progesterone receptor-positif dan berasal dari cairan pleural. Sel ini

mengekspresikan suatu mutan dari protein p53 dan sel ini sangat sensitif terhadap

efek stimulan dari estradiol (Schafer et al., 2000). Continous cell line sering dipakai

dalam penelitian kanker secara in vitro karena mudah penanganannya, memiliki

kemampuan replikasi yang tidak terbatas, homogenitas yang tinggi serta mudah

diganti dengan frozen stock jika terjadi kontaminasi (Burdall et al., 2003).

(a) (b)

Gambar 5. Sel T47D (ATCC HTB-133) (Anonima, 2014). (a) merupakan sel T47D dengan

kepadatan yang rendah, sedangkan (b) merupakan sel T47D dengan kepadatan tinggi.

Sel T47D memiliki morfologi seperti sel epitel. Sel ini dikulturkan dalam

media DMEM + 10% FBS + 2 mM L-Glutamin, diinkubasi dalam CO2 inkubator

5% dan suhu 37oC (Abcam, 2007). Sel T47D mempunyai reseptor untuk berbagai

steroid dan kalsitonin. Sel kanker payudara T47D mengekspresikan protein p53

yang termutasi. Jika ditumbuhkan dibawah kondisi normal, sel T47D akan

mengekspresikan reseptor progesteron secara konstitutif dan responsif terhadap


13

estrogen (Abcam, 2007). Sel T47D merupakan sel yang sensitif terhadap

doxorubisin (Zampieri et al., 2002).

6. Ko-kemoterapi

Umumnya, kemoterapi kanker merupakan kombinasi dari beberapa obat.

Penggunaan kombinasi tersebut memungkinkan penggunaan obat dosis rendah

dengan aktivitas sama, namun toksisitas terhadap jaringan normal menurun (Alison,

2004). Salah satu upaya untuk menekan efek samping agen kemoterapi adalah

penggunaan agen pendamping yang kombinasinya bersifat sinergis, yang biasa

disebut ko-kemoterapi. Ko-kemoterapi merupakan suatu terapi kombinasi antara

agen kemoterapi dengan agen kemopreventif (senyawa non toksik tetapi

mampu mencegah pembentukan maupun menghambat perkembangan kanker).

Penelitian saat ini gencar dilakukan untuk mengeksplorasi senyawa

fitokimia sebagai agen ko-kemoterapi karena senyawa fitokimia terbukti dapat

meningkatkan sensitivitas sel terhadap agen kemoterapi dengan efek samping

relatif rendah (Sharma et al., 2004; Tyagi et al., 2004)

E. Landasan Teori

Agen kemoterapi yang umum digunakan untuk terapi kanker payudara

adalah doxorubisin. Potensi doxorubisin menurun pada sel kanker dengan p53

termutasi, karena p53 dibutuhkan untuk memicu terjadinya apoptosis dan

penghambatan siklus sel. Mekanisme doxorubisin sebagai pemicu kerusakan DNA

sebagian besar membutuhkan p53 untuk menginduksi apoptosis dan penghambatan


14

siklus sel. Akan tetapi, doxorubisin juga memiliki mekanisme sitotoksik melalui

jalur p53-independent, yaitu dengan peningkatan reactive oxygene species (ROS)

yang selanjutnya menginduksi apoptosis melalui aktivasi caspase-3.

Berdasarkan penelitian terdahulu, secara in vitro fraksi polisakarida buah

mengkudu hasil fraksinasi Asawimanda (2014) memiliki aktivitas antikanker

terhadap sel HeLa. Secara in vivo polisakarida buah mengkudu hasil fraksinasi

Hirazumi & Furuzawa. (1999) terbukti memiliki efek sitotoksik terhadap sel LLC1.

Polisakarida buah mengkudu memiliki efek sinergis jika dikombinasikan dengan

agen kemoterapi spektrum luas, seperti cisplatin, mitomycin-C, bleomycin,

etoposide, 5-fluorouracil, vincristine atau camptothecin (Furuzawa et al., 2003).

Oleh karena itu, fraksi polisakarida buah mengkudu perlu diteliti

kemampuannya sebagai ko-kemoterapi doxorubisin terhadap pertumbuhan sel

Vero dan sel T47D.

F. Hipotesis

Fraksi polisakarida buah mengkudu (Morinda citrifolia L.) dapat

mempengaruhi pertumbuhan sel Vero dan sel T47D setelah pemberian doxorubisin.


bab i pendahuluan a. latar belakang...

Documents