TINJAUAN PUSTAKA
2.1.1 Siklus Sel
2.1.1.1 Mekanisme Kontrol pada Siklus Sel
Ada dua mekanisme yang mengontrol jalannya siklus sel yaitu: cyclin dan checkpoint. Cyclin mengatur proses tiap fase dari siklus sel, sedangkan checkpoint bertugas mengawasi ada tidaknya penyimpangan pada DNA. Sistem checkpoint dalam siklus sel akan mengontrol lokasi kerusakan DNA dan menginformasikan untuk repair DNA. Kegagalan dari mekanisme pengontrol ini akan menyebabkan sel dengan kerusakan DNA melaju ke tahap mitosis (Corvianindya dan Auerkari,
2001). Checkpoint mengatur apakah suatu sel akan melanjutkan siklus selnya atau tidak. Terdapat tiga titik checkpoint pada siklus sel, yaitu G1/S, S, dan G2/M (Kastan dan Bartek, 2004). Apabila checkpoint tidak berfungsi dan perbaikan DNA belum selesai, akan terjadi sinyal apoptosis yang mengarah pada kematian sel (Schwarts dan Shah, 2005). Kesalahan pada checkpoint akan meloloskan sel untuk berkembang biak meskipun terdapat kerusakan DNA atau replikasi yang tidak lengkap atau kromosom tidak terpisah sempurna sehingga akan menghasilkan sel dengan kerusakan genetik. Aktivitas proliferasi sel yang berlebih pada sel yang telah termutasi akan meningkatkan laju kerusakan gen sehingga tingkat mutasi akan terus bertambah dan sel akan bertansformasi menjadi sel kanker seiring dengan berjalannya waktu. Oleh karena itu, proses regulasi siklus sel dapat menjadi salah satu target terapi oleh agen antikanker (Vermeulen, dkk., 2003).
2.1.2 Proliferasi
Proliferasi adalah pertumbuhan sel kanker yang tak terkendali sehingga berhasil membentuk kelompok (Utami, 2007). Proliferasi sel merupakan siklus pembelahan sel, dimana sel tersebut tumbuh, mereplikasi DNA-nya, dan kemudian membagi menjadi dua sel anak. Mekanisme pertumbuhan yang paling penting adalah perubahan sel-sel yang dalam keadaan istirahat atau quiescent cells ke sel yang berproliferasi dengan membuat sel tersebut memasuki siklus sel (Nirwana, 2015). Sel dalam keadaan istirahat, atau berada pada fase G0, dapat menginisiasi daur sel kembali jika sel merespon faktor pertumbuhan. Untuk mengawali kembali fase G1, sel memerlukan aktivasi berbagai kompleks cyclin-CDK dan faktor transkripsi yang akan memicu ekspresi protein-protein yang diperlukan untuk replikasi DNA. Kompleks cyclin-CDK dihambat oleh
protein-protein inhibitor, di antaranya p27 dan p21. Dengan adanya penghambatan kompleks cyclin-CDK, sel tidak dapat menyelesaikan daur selnya sehingga pertumbuhannya juga akan terhenti (King, 2000).
Proliferasi yang tidak terkendali pada kasus-kasus kanker disebabkan oleh adanya perubahan pada regulator siklus sel kanker (Hanahan dan Weinberg, 2011). Kanker mengalami mutasi pada gen-gen regulator proliferasi selnya. Proto-onkogen, seperti CDK, dan cyclin dapat termutasi dan mengalami peningkatan ekspresi sehingga dapat memacu proliferasi sel (Kumar, dkk., 2010). Proliferasi sel distimulasi oleh faktor pertumbuhan intrinsik, jejas, kematian dan kerusakan sel, mediator biokimiawi dari lingkungan. Kelebihan stimulus atau kekurangan inhibitor akan menyebabkan pertumbuhan sel yang tak terkontrol sehingga dapat menyebabkan terjadinya kanker (Nirwana, 2015).
2.1.3 Sel 4T1
Kanker payudara adalah keganasan yang bermula dari sel-sel payudara.
Kanker ini menyerang jaringan payudara, tumbuh di dalam kelenjar susu, saluran susu, dan jaringan lemak. Terjadinya karena ada pertumbuhan abnormal sel pada kelenjar payudara. Namun, pertumbuhan kanker payudara jauh lebih lambat dibandingkan dengan jenis kanker lainnya (Soebachman, 2011). Kanker payudara terjadi ketika sel berproliferasi secara tidak normal pada jaringan payudara, terutama pada ductus (saluran yang menyalurkan susu ke bagian puting) dan lobulus (kelenjar susu tempat produksi susu) (Hanahan dan Weinberg, 2011).
Sel 4T1 merupakan sel kanker payudara yang diisolasi dari jaringan tumor payudara mencit (Mus musculus) jenis BALB/c dan merupakan salah satu model sel kanker payudara metastasis yang sering digunakan dalam penelitian karena mempunyai kemiripan sifat dengan kanker payudara manusia stadium lanjut/tahap
IV (Tao, dkk., 2008). Morfologi dari sel 4T1 adalah berupa sel epitelial dan bersifat adherent apabila dikultur. Sel 4T1 ini bersifat triple negative, yaitu tidak mengekspresikan reseptor estrogen, progesteron dan HER2, sehingga memerlukan penanganan yang berbeda dengan jenis kanker payudara lain karena tidak responsif dengan terapi hormon maupun anti reseptor HER2 (Dent, dkk., 2009).
Ketika diinjeksikan ke tikus BALB/c, sel 4T1 secara spontan memproduksi tumor yang memiliki kemampuan metastasis yang tinggi terutama ke organ paru-paru, hati, kelenjar getah bening, dan otak, sementara tumor primernya bertumbuh secara in situ (di tempat tumor tersebut diinjeksikan) (Pulaski dan Ostrand-Rosenberg, 2001).
2.2 Antikanker
Cara terapi kanker ada bermacam-macam, seperti operasi, radioterapi, kemoterapi, hormonterapi, imunoterapi, bioterapi, dan lain-lain. Pada umumnya terapi yang diberikan kepada penderita kanker ialah secara sequential, yaitu setelah selesai dengan cara terapi yang satu, lalu diikuti cara terapi yang lain.
Terapi yang bermacam-macam tersebut jarang diberikan sekaligus dalam waktu yang bersamaan, karena umumnya penderita tidak mampu menahan efek samping dari pemberian terapi sekaligus. Selain itu, pemberian terapi baik operasi, radioterapi atau kemoterapi akan menurunkan imunitas penderita (Sukardja, 2000). Kemoterapi merupakan salah satu pengobatan yang bertujuan mematikan ataupun memperlambat pertumbuhan sel kanker. Obat kemoterapi yang biasanya diberikan dalam upaya penyembuhan kanker payudara ada dalam bentuk tunggal dan kombinasi. Beberapa bentuk tunggal yang biasanya diberikan antara lain taxol, dan doksorubisin (Mechetner, dkk., 1998).
Doksorubisin merupakan kemoterapi spektrum luas dari golongan antibiotik antrasiklin yang diisolasi dari Streptomyces peucetius var. caesius yang secara rutin telah digunakan dalam terapi berbagai jenis kanker seperti kanker payudara, paru-paru, ovarium, tiroid, limfoma non-Hodgkin dan Hodgkin, dan kanker pada anak (Thorn, dkk., 2011).
Mekanisme aktivitas antikanker doksorubisin diketahui melalui modulasi siklus sel. Doksorubisin menghambat enzim DNA Topoisomerase II dengan membentuk kompleks yang stabil dengan DNA sehingga mencegah pemotongan dan penyambungan untai DNA yang dikatalisis oleh DNA Topoisomerase II (Gewirtz, 1999). Kegagalan dalam penyambungan untai DNA menyebabkan siklus sel terhenti pada fase G0/G1 dan G2 serta memacu terjadinya apoptosis (Gewirtz, 1999; Minotti, dkk., 2004).
Doksorubisin adalah agen kemoterapi yang memiliki efek samping, antara lain, yaitu mual, muntah, ekstravasasi (kebocoran obat dari vena ke jaringan sekitar yang sehat selama pemberian obat kemoterapi), penurunan sumsum tulang, dan kerontokan rambut (BNF 58, 2009). Penggunaan jangka panjang dapat menimbulkan kardiomiopati dan gagal jatung, serta dapat melemahkan sistem imun (imunosupresi) (Martindle, 2009). Pada umumnya doksorubisin digunakan kombinasi dengan antikanker lain, seperti siklofosfamid, cisplatin, dan 5-FU.
Peningkatan respon klinis dan pengurangan efek samping cenderung lebih baik pada penggunaan kombinasi dengan agen lain dibandingkan penggunaan doksorubisin tunggal (Bruton, dkk., 2005). Oleh karena itu, pengembangan agen kemoterapi dengan efek samping yang rendah maupun agen ko-kemoterapi yang dapat meningkatkan efektivitas atau menurunkan efek samping doksorubisin perlu dilakukan.
2.3 Andaliman
Salah satu upaya mengatasi penyakit kanker adalah mengembangkan obat dari tumbuhan yang mengandung senyawa antikanker. Strategi penemuan obat antikanker salah satunya, yaitu dengan eksplorasi senyawa bahan alam (Zainal, 2016). Bahan alam banyak dieksplorasi untuk dikembangkan sebagai agen kemopreventif, karena satu bahan alam mempunyai kemampuan untuk menghambat kanker melalui beberapa jalur secara bersamaan (Sagar, dkk., 2006).
Bahan alam yang dimanfaatkan sebagai agen kemopreventif pada penelitian ini adalah buah andaliman. Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) merupakan salah satu jenis rempah dari tumbuhan liar yang dikenal oleh masyarakat batak, Sumatera Utara. Andaliman termasuk tanaman rempah yang tumbuh di pegunungan kawasan Danau Toba dan sekitarnnya. Penyebaran tanaman ini diduga secara umum melalui burung yang memakan buah andaliman, kemudian melalui kotoran burung tersebut biji andaliman tersebar kemana-mana dan tumbuh secara liar. Tanaman ini tumbuh liar pada berbagai tempat, yaitu daerah Angkola, Mandailing, Humbang, Silindung, Dairi, dan Toba Holbung (Parhusip, 2006).
Sistematika tumbuhan andaliman menurut Sharma (1993), sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta Kelas : Dicotyledoneae Ordo : Rutales
Famili : Rutaceae Genus : Zanthoxylum
Spesies : Zanthoxylum acanthopodium DC.
Andaliman merupakan tumbuhan perdu tegak dengan tinggi 3-8 m, batang dan cabang berwarna kemerahan, beralur, berbulu halus dan berduri. Buah andaliman berbentuk bulat kecil, perikarpnya berwarna hijau tua sampai kemerahan dan warna bijinya hitam, bila digigit mengeluarkan aroma wangi, dan ada rasa getir yang tajam dan khas, serta dapat merangsang produksi air liur.
Buahnya termasuk buah sejati berdiameter 3-4 mm yang terdiri dari satu bunga dengan banyak bakal buah yang masing-masing bebas dan kemudian tumbuh menjadi buah, tetapi berkumpul pada satu tangkai. Daunnya merupakan daun majemuk dengan panjang 2-25 cm, anak daun 1-6 pasang dengan tangkai yang pendek, tepi daun bergerigi, ujung daun runcing, warna daun hijau dan permukaan atas daun lebih tua dibanding permukaan bawah daun. Panjang bunganya 3 mm.
Tumbuhan ini berkembang biak dengan biji. Sistem akar tunggang dimana akar lembaga tumbuh terus menjadi akar pokok yang bercabang-cabang menjadi akar-akar yang lebih kecil dan sedikit berbulu halus di seluruh permukaannya (Parhusip, 2006).
Buah andaliman mengandung senyawa alkaloid, fenol hidrokuinon, flavonoid, steroid/triterpenoid, tanin, glikosida, dan minyak atsiri (Parhusip, 2006). Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Anggraeni tahun 2014, EEBA mengandung golongan senyawa alkaloid, glikosida, flavonoid, dan tanin., ENHBA mengandung senyawa steroid/triterpenoid., dan EEABA mengandung senyawa alkaloid, glikosida, flavonoid, tanin, dan saponin. Alkaloid merupakan senyawa yang sangat penting pada tumbuhan bergenus Zanthoxylum, karena alkaloid diketahui mempunyai aktivitas sebagai antikanker. Flavonoid pada tumbuhan bergenus Zanthoxylum memberi khasiat sebagai antitumor, antioksidan, antibakteri, antiinflamasi, dan antifungi (Patino, dkk., 2012).
Buah andaliman banyak digunakan sebagai bahan aromatik, tonik, perangsang nafsu makan dan obat sakit perut (Sirait, dkk., 1991). Selain itu, buah andaliman memiliki aktivitas fisiologi sebagai antioksidan, antimikroba, hepatoprotektif, antiplasmodial, sitotoksik, antiproliferatif, antelmintik, antivirus dan antikonvulsan. Secara tradisional, buah andalimann digunakan sebagai bumbu masak yang dapat mengobati asma dan bronkitis, menghilangkan rasa sakit, mengobati penyakit jantung, penyakit mulut, gigi dan tenggorokan (Wijaya, 1999).
2.4 Ekstraksi
Ekstraksi adalah penyarian zat-zat berkhasiat atau zat-zat aktif dari bahan alam. Prinsip ekstraksi, yaitu adanya perpindahan massa komponen zat ke dalam pelarut. Ektraksi biasanya dimulai dengan menggunakan pelarut organik secara berurutan dengan kepolaran yang semakin meningkat. Pemilihan pelarut dilakukan berdasarkan kaidah “like dissolve like”, yaitu suatu senyawa polar akan larut dalam pelarut polar dan sebaliknya senyawa non polar akan larut dalam pelarut non polar. Pelarut heksan, eter, petroleum eter, atau kloroform digunakan untuk mengambil senyawa yang kepolarannya rendah, sedangkan alkohol dan etil asetat digunakan untuk mengambil senyawa-senyawa yang lebih polar (Ma’mun, dkk., 2006).
Maserasi merupakan salah satu teknik penyarian yang dilakukan dengan merendam serbuk simplisia dalam cairan penyari selama beberapa hari pada temperatur kamar dan terlindung dari cahaya. Jumlah pelarut yang diperlukan cukup besar, yaitu berkisar antara 10 - 20 kali dari jumlah sampel. Prinsip metode maserasi adalah cairan penyari menembus dinding sel dan masuk ke dalam rongga
sel yang mengandung zat aktif. Zat aktif tersebut dapat larut karena adanya perbedaan konsentrasi antara larutan zat aktif didalam sel dengan yang ada diluar sel sehingga larutan yang pekat terdesak keluar dan diganti oleh cairan penyari dengan konsentrasi rendah (proses difusi). Peristiwa ini terjadi berulang-ulang hingga terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan di dalam sel dengan larutan di luar sel (Ma’mun, dkk., 2006).