Sebagai penjaga sel, salah satu tugas dari p53 adalah untuk mengawasi stress dari sel dan menginduksi apoptosis. Pada jaringan yang mengalami stress dan kerusakan, p53 akan menginisiasi apoptosis yang akan menghancurkan sel yang rusak tersebut. 22
Produk hasil gen apoptosis yang diinduksi oleh p53 termasuk didalamnya adalah Bax (Bcl-2 associated protein), DR5/KILLER (death receptor), DRAL, Fas/CD95 (cel death signaling reseptor), PIG3 (
p53-10
inducible gen), Puma (p53-upregulated modulator of apoptosis), Noxa, PIDD (p53-induced protein with death domain), PERP (p53 apoptotis effector related to PMP-22),Apaf-1 (apoptotic protease-activating factor-1), Scotin, p53AIP1 (p53-regulated apoptosis-inducing protein 1), dll. 22
Proses apoptosis dapat dibagi menjadi tahap inisiasi, dimana terdapat beberapa caspases yang menjadi katalis aktif, serta tahap eksekusi atau pelaksanaan, dimana caspases lainnya memicu degradasi komponen seluler. Inisiasi apoptosis terjadi oleh karena sinyal dari dua jalur yang berbeda. Jalur intrinsik atau mitokondria dan ekstrinsik atau kematian reseptor. Jalur ini diinduksi oleh stimulus yang berbeda dan melibatkan set protein yang berbeda, walaupun terdapat beberapa persilangan jalur diantaranya. Kedua jalur bertemu untuk mengaktifkan caspases, yang merupakan mediator sebenarnya kematian sel. 24
2.2.1 Inisiasi apoptosis jalur intrinsik (mitokondria)
Sesuai dengan namanya, jalur intrinsik berlangsung di dalam sel. Jalur apoptosis intrinsik akan menghasilkan peningkatan permeabilitas mitokondria dan pelepasan dari molekul pro-apoptosis (death inducers) ke dalam sitoplasma . Mitokondria mengandung protein seperti sitokrom c yang penting bagi kehidupan, tetapi bila beberapa protein yang serupa terlepas ke dalam sitoplasma (merupakan indikasi bahwa sel tersebut tidak
sehat), akan menginisiasi program “bunuh diri” dari apoptosis. Pelepasan
protein mitokondria ini dikontrol secara seimbang melalui anggota keluarga protein Bcl antara pro dan antiapoptosis. Ada 2 kelompok Bcl-2, yang
11
pertama protein pro-apoptosis (Bax, Bak, Bad, Bcl-X, Bid, Bik, Bim, dan Hrk ) dan uang kedua adalah anti-apoptosis ( Bcl-2, Bcl-xl, Bcl-W, Bcl-1 dan Mcl-1). 24,25
Ketika protein anti-apoptosis mengatur apoptosis dengan cara menghambat pengeluaran sitokrom, sedangkan protein pro-apoptosis melakukan yang sebaliknya. Keseimbangan antara pro dan anti apoptosis akan menentukan apakah sel tersebut akan mati atau tidak. Faktor apoptosis lain yang dilepaskan oleh mitokondria ke sitoplasma yaitu :
apoptosis inducing factor (AIF),-derived second mitochondria Bindingderived activator of caspase (Smac), direct IAP binding protein with low pl (DIABLO) dan Omi/high temperature requirement protein A (HtrA2). Sitoplasma melepaskan sitokrom c akan mengaktifkan caspase 3 melalui pembentukan kompleks protein yang disebut dengan apoptosome (terdiri dari sitokrom c, Apaf-1 dan caspase 9. Dilain pihak, Smac/DIABLO atau Omi/HtrA2 ) akan menyebabkan pengaktifan caspase dngan melekat pada protein penghambat apoptosis (IAPs) yang akan merusak interaksi IAPs dengan caspase 3 atau 9. 24,25
2.2.2 Inisiasi apoptosis jalur ekstrinsik (inisiasi reseptor kematian)24 Jalur ini diawali melalui keterlibatan ligan kematian yang akan berikatan dengan reseptor kematian. Walaupun beberapa reseptor kematian telah banyak diketahui, namun reseptor kematian yang paling banyak dikenal yaitu TNF reseptor tipe 1 (TNFR 1) dan protein yang disebut
12
dengan Fas (CD 95) dan ligand mereka yang disebut dengan TNF dan Fas ligand (FasL).
Dengan berikatannya ligan kematian dengan reseptornya akan membentuk suatu kompleks yang disebut dengan death inducing signaling complex (DISC) yang akan mengaktifkan pro-caspase 8. Caspase ini merupakan suatu kaspase pencetus terhadap apoptosis. 24,25
Alur apoptosis ini dapat dihambat oleh protein yang dinamakan FLIP, yang dapat mengikat pro-caspase-8. Beberapa virus dan sel normal memproduksi FLIP dan menggunakan inhibitor ini untuk melindungi dirinya dari apoptosis yang dimediasi oleh Fas. 25
Gambar 3 Hubungan antara inisiasi apoptosis jalur ekstrinsik dengan jalur intrinsik24
13
2.2.3 Disregulasi Apoptosis,24,25,26
Apoptosis dan gen yang mengontrolnya mepunyai efek yang besar pada fenotip keganasan. Gangguan regulasi pada program apoptosis akan menyebabkan mortalitas sel. Mutasi onkogenik yang apoptosis mempengaruhi inisiasi tumor, progresifitas tumor dan metastase. Kanker merupakan hasil dari perubahan genetik dimana sel normal berubah menjadi ganas, dimana penghentian kematian sel sementara merupakan salah satu perubahan penting yang menyebabkan suatu transformasi kearah keganasan.
Pada awal 1970 Kerr dkk telah mengaitkan apoptosis untuk menghapus sel yang berpotensi ganas , sel yang mengalami hiperplasi dan perkembangan tumor. Oleh karena itu, pengurangan peran apoptosis dan resistensinya memainkan peran penting dalam karsinogenesis. Ada benyak cara sel menjadi tumor atau mengalami keganasan melalui proses pengurangan apoptosis dan rsistensi apoptosis. Umumnya, mekanisme perubahan apoptosis yang bisa meyebabkan kanker atau tumor dapat dibagi atas 3 bagian besar, yaitu
1. Gangguan keseimbangan protein proapotosis dan protein antiapoptosis
2. Berkurangnya fungsi caspase
14
Gambar 4 Mekanisme perubahan Apoptosis dan proses Karsinogenesis25
Pada proses apoptosis dapat terjadi kegagalan pada jalur , yang akan menyebabkan terjadinya kanker. Kegagalan ini lebih sering terjadi pada jalur intrinsik dibandingkan jalur ekstrinsik, karena jalur ekstrinsik ini lebih sensitif dan paling sering disebabkan oleh mutasi dari gen p53. Gen p53 ini merupakan tumor supresor gen yang terakumulasi bila DNA mengalami kerusakan. Fungsi dari p53 ini yaitu mencegah replikasi sel pada sel yang rusak secara genetik melalui penghentian siklus sel pada fase G1 atau interface, sehingga sel mempunyai waktu untuk repair. Selain itu gen ini juga berfungsi untuk mencetuskan apoptosis bila kerusakan sel cukup luas dan terjadi kegagalan repair.
Bila terjadi mutasi pada gen p53 dapat mengakibatkan disregulasi gen ini sehingga terjadi kegagalan apoptosis dan sel yang rusak terus mengalami replikasi dan akhirnya terjadi kanker.
15
Faktor lain yang berperan pada karsinogenesis adalah
keseimbangan antara proapotosis dan anti apoptosis dari kelompok Bcl2. Pada sel tumor, mutasi dari gen Bcl2 dapat meyebabkan peningkatan ekspresi yang dapat menekan fungsi normal dari protein proapotosis, seperti Bax dan Bak. Jika terjadi mutasi pada gen Bax dan Bak dapat meyebabkan penurunan regulasi, sehingga sel kehilangan kemampuan untuk regulasi apoptosis yang dapat menimbulkan kanker.