commit to user
TINJAUAN PUSTAKA
D. Hubungan antara Endometrioma dan Karsinoma Ovarii Berkaitan dengan Ekspresi p27
Gen p27 memiliki sekuens DNA mirip dengan anggota lain dari keluarga Cip/Kip yang meliputi p21Cip1/Waf1 dan p57Kip2 gen. Selain itu kesamaan struktural Cip/Kip protein berbagi karakteristik fungsional mampu mengikat berbagai kelas molekul cyclin dan CDK. Sebagai contoh, p27 mengikat cyclin D baik sendiri, atau ketika dikomplekskan untuk CDK4 subunit katalitik. p27 menghambat aktivitas katalitik CDK4, yang berarti mencegah CDK4 dari penambahan residu fosfat untuk substrat pokok nya, retinoblastoma (PRB) protein. Peningkatan kadar protein p27 biasanya menyebabkan sel untuk menangkap dalam fase G1 dari siklus sel. p27 juga mampu mengikat protein CDK lainnya ketika dikomplekskan untuk cyclin subunit seperti cyclin E/CDK2 dan cyclin A/CDK2 (http://en.wikipedia.org/wiki/CDKN1B , access on September 2010).
D. Hubungan antara Endometrioma dan Karsinoma Ovarii Berkaitan dengan Ekspresi p27
Endometriosis mempunyai gambaran campuran antara penyakit yang jinak dan keganasan. Patogenesisnya meliputi kehilangan kontrol proliferasi sel yang dihubungkan dengan penyebaran lokal atau jauh, dimana endometriosis tidak meyebabkan gangguan katabolisme, konsekuensi metabolisme atau kematian. Meskipun endometriosis tidak dapat dikategorikan suatu kondisi premaligna menurut data epidemiologi, histopatologi dan molekuler diduga bahwa endometriosis mempunyai potensial menjadi karsinoma.
Histopatologi dan epidemiologi menunjukkan bahwa terdapat hubungan yang kuat antara endometriosis dengan karsinoma ovarii didasarkan atas dua
commit to user
28
hipotesis, yaitu (1) implantasi endometriotik mengalami transformasi ke arah keganasan melalui fase transisi endometriosis atipik, (2) mekanisme yang mendahului atau faktor predisposisi baik endometriosis maupun kanker sama, seperti cacat genetik, disregulasi imunologi, paparan zat karsinogenik (Varma et al, 2004).
Korelasi spesifik endometriosis dan keganasan ovarium serta pola epidemologinya telah diteliti secara ekstensif. Beberapa mekanisme umum pada kedua penyakit tersebut mempunyai gambaran yang sama, diantaranya pada hal teori etiologi, faktor protektif, faktor risiko dan mekanisme patogenesis secara umum.
Tabel 2.1. Kesamaan faktor pada endometriosis dan karsinoma ovarii Similar theories on etiology Protective
factors Risk factors Common patho- genetic mechanism •Damaged ovarian epithelium •Oral contraceptive •Early menarche • Family predisposition
•Elevated gonadotropins •Tubal ligation •Late menopouse
• Immunobiological factors
•Androgen excess with progesterone deficiency
•Hysterectomy • Cell adhesion
factors
•Retrograde menstruation •Pregnancy • Angiogenic
factors
• Chronis inflamation
commit to user
29
Mekanisme patogenesis yang sama dari endometriosis dan kanker ovarium meliputi faktor predisposisi keluarga, faktor imunobiologi, perubahan genetik, faktor sel adhesi, angiogenik dan faktor hormon.
Molekuler dan ciri genetik dari hubungan endometriosis dengan karakteristik kanker dikenal dengan The Hallmarks of Cancer, yaitu (1) Menghasilkan sendiri sinyal pertumbuhan, (2) Insensitivitas terhadap sinyal penghambat pertumbuhan, (3) Resisten terhadap apoptosis, (4) Potensi replikasi tanpa batas, (5) Angiogenesis berkelanjutan, (6) Kemampuan invasi and metastasis, (7) Ketidakstabilan gen (Varma et al, 2004).
Ketidakstabilan genomik dikenal sebagai karakteristik sel kanker. Secara somatik endometriosis menunjukkan perubahan genetik serupa dengan yang ditemukan dalam kanker, menyebabkan ekspansi klon sel-sel yang abnormal secara genetik. Kista endometriosis adalah monoklonal yang dicirikan oleh hilangnya heterozigositas/ LOH (Loss of Heterozygosity) dalam 75% dari kasus kista endometriosis yang berhubungan dengan adenokarsinoma, dan 28% kasus tanpa karsinoma. Yang paling sering terkena lengan kromosom 9p, 11q, dan 22q. Loss of Heterozygotsity di 5q, 6q, 9p, 11q, 22q, p16 dan p53, menunjukkan
hilangnya tumor supressor gen, telah diidentifikasi dalam endometriosis, endometrioid karsinoma maupun clear cell carsinoma (Nehzat et al, 2008).
Gambar 2.2. Multistep Tumor Progression (Dikutip dengan modifikasi dari Varma et al, 2004)
Keterangan : sel endometriosis mengalami inisiasi oleh pengaruh lingkungan, metabolik, endokrin dan immunologi selanjutnya mengalami promosi menjadi premaligna sel oleh karena kerusakan gen, CLONALITY GENETIC CANCER HALMARKS
commit to user
30
terdapat gambaran atipikal endometriosis. Atipikal endometriosis akan mengalami progresivitas menjadi endometrioid dan clear cell carcinoma apabila kerusakan gen terjadi lebih lanjut dan lebih komplek
Beberapa penelitian mengenai LOH (juga disebut ketidakseimbangan alelik) pada DNA yang diperoleh dari jaringan endometriosis. Metode spesifik menggunakan analisis PCR (poliymerase chain reaction) berbasis mikrosatelit bagian kromosom yang berbeda dengan tujuan untuk mengevaluasi potensi calon inaktivasi lokus genetik yang terlibat dalam kerentanan terhadap penyakit. Studi allelotyping memiliki kelemahan bahwa gen atau bagian kromosom yang harus dipilih harus tepat. Gangguan terhadap bagian tersebut harus terdeteksi oleh metode yang dipilih. Selain itu, mereka dibatasi oleh keharusan untuk mengevaluasi jaringan endometriosis dengan kontaminasi minimal dan sampel endometrium normal dari pasien yang sama sebagai kontrol. Mengingat potensi asosiasi endometriosis dengan kanker ovarium, dari beberapa penelitian mengevaluasi sampel endometriosis pada lengan kromosom 6q, 9p, 11q, 17p, 17q dan 22q yang berpotensi terjadi delesi DNA yang teridentifikasi menyimpan TSG (tumor supressor gene) penting untuk pertumbuhan tumor ovarium. Sebanyak 27,5% kasus, jaringan endometriotik menunjukkan LOH pada satu atau lebih lokus pada kromosom 9p (18%), 11q (18%) dan 22q (15%) serta tidak menunjukkan adanya LOH pada endometrium normal (Thomas and Champbell, 2001). Dalam sebuah studi lainnya, kelompok yang sama diperiksa 14 kasus jaringan endometriotik sinkron dengan kanker ovarium. Adanya LOH pada 12 lengan kromosom (2q, 4q, 5p, 5q, 6q, 7p, 9p, 11q, 17p, 17q 22q dan Xq) dan 64% menunjukkan LOH pada satu atau lebih lokus. Sebuah penilaian komparatif dari
commit to user
31
perubahan ditemukan pada LOH di lengan kromosom tertentu pada endometriosis dan kanker ovarium endometrioid ditunjukkan dalam tabel 2.2 (Jiang et al, 1998) Tabel 2.2 Hasil LOH pada Endometriosis, EAOC (Endometriosis Associated
with Ovarian Carcinoma, Karsinoma Ovarium Tipe Endometrioid Lengan Kromosom Endometriosis
(%)
EAOC (%) Karsinoma Ovarii tipe Endometrioid (%) 1p 0 1p21-p31 0 1q21-q23 5 1q42-q43 0 2p 0 2q 0 0 40 2q21-q33 0 2q32 0 3p24.2-p22 0 4q 0 8 29 5p 0 0 14 5q 6 20 46 6q 0 27 29 7p 0 0 28 9 100 9p 0 9p21 0 31 64 9p22 0
Lengan Kromosom Endometriosis (%)
EAOC (%) Karsinoma Ovarii tipe Endometrioid
commit to user
32 9q22-q23 25 10q23.3 56 40 42 11p16 0 11q 18 20 37 13q14.1-q14.2 0 14q32 0 17 23 17p13.1 0 0 42 17q11.2-2-q12 0 17q21 0 0 46 17q22-q24 20 18q21.1 0 22q 15 20 45 Xq11.2-q12 0 0 38(dikutip dengan modifikasi dari Jiang et al, 1998)
Sebagian besar gen yang ditargetkan oleh LOH belum teridentifikasi, namun lokus genetik 9p21 diketahui sebagai labuhan TSG regulator siklus sel p16Ink4, gen reseptor progesteron terletak di 11q22 kromosom-q23, sedangkan gen reseptor estrogen dan TSG superoksida dismutase gen 2 terpetakan pada 6q meskipun minimal (Jiang et al, 1998).
LOH di lengan kromosom 10q23.3 telah dibuktikan dalam 56,5% dari 23 kasus kista endometriosis. Dilaporkan frekuensi dari LOH di daerah ini untuk endometrioid karsinoma ovarium dan karsinoma sel jernih adalah 42,1 dan 27,3%. Disimpulkan secara umum adanya LOH terdeteksi dalam kasus endometriosis sinkron dengan tumor ovarium. PTEN terletak di lengan 10q23 yang diketahui
commit to user
33
bahwa hilangnya fungsi hanya alel tunggal PTEN cukup untuk memberikan pertumbuhan berlebihan karena inaktivasi gen (Vigano et al, 2005).
Siklus sel dikontrol oleh beberapa cyclin dan cyclin-dependent kinase
(CDK) komplek dan kesemuanya diregulasi oleh famili inhibitor yang disebut CKIs (Patah et al, 2003). Dalam kata lain, cyclin dan cyclin-dependent kinase
merupakan hal yang paling penting dalam regulasi siklus sel. Keduanya membentuk kompleks yang bertanggung jawab dalam konduksi sel pada fase siklus sel. Aktivitas kompleks tersebut diatur oleh INK4 dan Cip/Kip family protein. Kelompok protein cip/kip diantaranya p21, p27 dan p57 dikenal sebagai
CKI. Dapat berinteraksi dengan cyclin A, E, D1, D2, dan D3, dan pada umumnya dengan kompleks cyclin D-CDK4/6 dan cyclin E-CDK2. Bertolak belakang dengan protein INK4 dimana secara langsung berikatan dengan beberapa cyclin, protein cip/kip dan menon-aktifkan kompleks cyclin-CDK. p27 sendiri berfungsi menghambat kompleks CDK2-cyclin E dengan regulasi check point pada G1 transisi ke S pada sel normal (Schor et al, 2009).
Gambar 2.3. Regulasi cyclin-CDK komplek pada siklus sel (Dikutip dengan modifikasi dari Abukhdeir dan Park, 2009)
Keterangan : p27 berperan menghambat aktivasi enzimatik kompleks cyclin E-CDK 2 dimana aktivitasnya memfosforilasi protein retinoblastoma (pRB) yang mengikat faktor transkripsi E2F sehingga tidak terjadi transkripsi berlebihan
Setelah stimulus mitogenic, keputusan untuk memasuki siklus sel diatur oleh komplek-komplek cyclin B-CDK1 dan cyclin C-CDK3. Selanjutnya selama fase G1, cyclin D dan E meregulasi dan merakit dengan pasangan Cdk
commit to user
34
masing. Cyclin D-CDK4 / 6 dan komplek cyclin E-CDK2 kemudian
memfosforilasi protein retinoblastoma (pRb) (Abukhdeir dan Park, 2009).
Progresi siklus sel secara normal terjadi bila pRb diinaktivasi oleh fosforilasi yang dikatalisis oleh cyclin-CDK komplek. pRb berisi 16 situs potensial untuk fosforilasi CDK, dan berosilasi antara bentuk hypophosphorylated dan hyperphosphorylated selama siklus sel. Setidaknya ada tiga cyclin-CDK kompleks dapat memfosforilasi pRb selama siklus sel. Diperkirakan bahwa cyclin D-CDK4 / 6 memfosforilasi pRb pada tahap awal G1, cyclin E-cdk2 memfosforilasi pRb pada tahap akhir G1, dan cyclin A-CDK2 dapat mempertahankan fosforilasi Rb selama fase S. Beberapa studi terbaru menunjukkan bahwa pRb tidak terfosforilasi dan tidak aktif di G0, dan fosforilasi yang terjadi pada awal tahap G1 oleh CDK4/6 mengarah pada hipofosforilasi. Dalam sebuah penelitian, fosforilasi berturut-turut oleh cyclin D-CDK4/6 dan cyclin E-CDK2 diperlukan untuk terjadinya hiperfosforilasi, sehingga menonaktifkan dan melepaskan faktor transkripsi E2F dari hambatan tersebut. E2F kemudian mengaktifkan berbagai faktor pertumbuhan dan promosi gen, yang mengirim siklus sel ke tahap sintesis (Harbour dan Dean, 2000).
Gambar 2.4. Mekanisme p27 pada siklus sel ( Dikutip dengan modifikasi dari Andrijono, 2004)
Keterangan : p27 termasuk dalam famili kinase inhibitory protein (KIP1) bersama dengan p21 dan p57 yang berperan sebagai tumor supressor gen dimana bekerja menghambat aktivasi enzimatik kompleks cyclin E-CDK2 sehingga menghambat transkripsi gen melalui pengendalian E2F di G1-S
commit to user
35
p27, sebuah cyclin-CDK inhibitor, adalah tumor suppressor gen. Pada jumlah yang sangat besar berkorelasi dengan besarnya tumor pada manusia. Pada hewan percobaan penurunan ekspresi p27 mendukung insiden terjadinya tumor. Inaktivasi sebagian besar tumor suppressor gen terjadi pada tingkat mutasi gen atau silencing, sedangkan p27 diatur posttranscriptionally (Koff, 2006). p27 dapat secara langsung menghambat aktifitas enzimatik CDK cyclin komplek. Proses regulasinya pada fase G1 ke S dan menjaga sel tetap dalam keadaan istirahat (Patah et al, 2003). Berkurangnya ekspresi dari cyclin-dependent kinase inhibitor, p27Kip1, terbukti berhubungan dengan prognosis buruk pada beberapa kasus keganasan (D’Andrilli et al, 2008).
Deregulasi tumor supresor gen, p27kip1 telah terlibat dalam berbagai kanker manusia, mungkin ini dapat menjadi sasaran terapi yang baik dengan adanya perkembangan pemahaman intervensi dan regulasi p27-spesifik pada sel normal maupun patologis. Karakteristik p27 sebagai cyclin dependent kinase inhibitor, gangguan fungsi inhibitor berperan dalam tumorigenesis. Sebuah
pemahaman yang lebih komprehensif p27 akan memfasilitasi perkembangan terapeutik terhadap gangguan p27 berkaitan dengan kanker pada manusia (Nho et al, 2003).
Mutasi gen atau silencing pada lokus p27 sangat jarang, dan ekspresi dari p27 tampaknya sebagian besar dikendalikan oleh mekanisme posttranskripsional. Mekanisme pengendalian ekspresi p27 didapat dari translasi dalam sel hingga mekanisme proteolitik yang bekerja pada tahap tertentu siklus sel atau di kompartemen spesifik subselular, seperti sitoplasma atau inti sel. Fokus pada
commit to user
36
pergantian protein dan lokalisasi, terdapat tiga jalur mekanisme. Yang paling mudah dipahami, melalui jalur ubiquination SCFskp2/cks1 dalam siklus sel di S dan G2/M. Dengan tidak adanya jalur ini, penurunan tingkat p27 menyebakan sel kembali masuk dan terakumulasi di siklus sel pada fase S yang akhirnya mengarah pada aneuploidi dan masalah progresi di G2 / M. Diduga mutasi treonin 187 menjadi alanin (187A) mencegah ubiquitination p27 oleh SCFskp2/cks1, tetapi sel-sel ini tidak bermitosis dari fenotipe skp2-deficient cells. Pembatasan jalur p27 untuk sel di S dan G2/M dijelaskan oleh pertumbuhan akumulasi skp2 dan bahan untuk cyclin A-cdk2 menampilkan p27 dalam SCFskp2/cks1 komplek. Yang kurang dipahami adalah jalur dimana p27 diekspor ke sitoplasma, diduga mungkin terdegradasi dalam KPC1/2-induced, ubiquitin-dependent manner. Di jalur ini, p27 difosforilasi pada serin 10, yang mempromosikan ikatan CRM1-dependet dan ekspor nuklir. Jalur ini bekerja di G1 atau distimulasi untuk masuk kembali ke siklus sel dari fase istirahat. Selain itu akt-dependent nuclear dapat dipicu oleh fosforilasi treonin 187. Namun sementara mekanisme ini hanya menjelaskan regulasi p27 pada tumor tertentu (Koff, 2006).
commit to user
37
E. Kerangka Teori
commit to user
38 F. Kerangka Konseptual Endometrioma p27 ↓↓ Keterangan :Adanya Loss of Heterozygosity (LOH) pada lengan kromosom, mengakibatkan hilangnya beberapa tumor supresor gen yang berada pada lokus tersebut ikut hilang. Diantaranya tumor supresor gen potensial, PTEN dan p53, perannya menurun dalam siklus sel. Sehingga fungsi PTEN menghambat protein Akt juga menurun. Hambatan protein Akt pada karsinoma ovarii lebih rendah dibandingkan endometrioma, maka Akt dapat memfosforilasi p27 yang menyebabkan p27 terdegradasi atau keluar dari inti. Menyebabkan p27 pada inti sel karsinoma ovarii lebih rendah dari pada endometrioma. Sedangkan inaktivasi p53 berakibat aktivasi oncogen yang mengirimkan tranduksi sinyal melalui PI3K yang berperan dalam peningkatan akt.
G. Hipotesis
Terdapat perbedaan ekspresi p27 antara endometrioma dan karsinoma ovarii, dimana ekspresi p27 pada karsinoma ovarii lebih rendah dari pada endometrioma.
BAB III