TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Hallmarks Kanker
2.1.9. Menghindar dari perusakan immunitas
Hasil percobaan inokulasi kanker pada tikus dengan gangguan immunitas, (tikus tidak mampu menghasilkan CD8+ cytotoxic T lymphocyte (CTLs), CD4+ Th1 helper T sel atau sel natural killer (NK) pertumbuhannya lebih cepat dibanding dengan tikus kontrol. Dan pada tikus dengan kombinasi gangguan sel T dan sel NK, pertumbuhan kankernya lebih cepat lagi. Sehingga dapat dikatakan sistim immunitas inat dan adaptif berperan dalam eradikasi kanker, terutama kanker yang diinduksi oleh virus. (Hanahan dan Weinberg, 2011)
Peran immunologik dalam pertumbuhan kanker juga didukung oleh data epidemiologik klinik. Penderita kanker kolon atau ovarium yang banyak diinfiltrasi oleh CTLs dan sel NK mempunyai prognosis lebih baik. (Hanahan dan Weinberg, 2011)
Sel radang yang bekerja di sekitar kanker bekerja dengan dua cara berlawanan. Ada lekosit mempromosi kanker, dan ada lekosit melawan kanker.
Kedua kelompok lekosit inat ini dapat dijumpai dalam waktu bersamaan. Karena
sel radang selalu menetap disekitar kanker ini, sehingga kanker dianggap sebagai luka yang tidak pernah sembuh. (Hanahan dan Weinberg, 2011)
Sel radang yang berperan mempromosikan kanker antara lain subtipe makrofag, sel mast, neutrofil, limfosit T dan B. Sel radang ini mempromosikan kanker dengan menghasilkan faktor pertumbuhan seperti epidermal growth factor (EGF), VEGF, chemokine, cytosine. Sel radang ini juga menghasilkan enzim pro invasi seperti MMP9, protease sistim hatpsin dan heparanase. (Hanahan dan Weinberg, 2011). Gambar 2.11 menggambarkan kemungkinan pembentukan obat baru berdasarkan hallmarks kanker.
Gambar 2.11. Hallmarks dan pengobatannya. (Hanahan dan Weinberg, 2011)
2.2. Antosianin
Sejak dahulu kala tumbuh tumbuhan, rumput rumputan dan biji bijian kaya akan bahan fitokimia telah digunakan untuk menjaga kesehatan manusia.
Fitokimia adalah bioaktif asal tumbuhan dan mudah dijumpai di alam ini.
Diantara banyak manfaat bahan fitokimia ini salah satunya adalah sebagai
Dilaporkan lebih dari 1.000 fitokimia buah dan sayuran telah digunakan sebagai bahan kemopreventif karena adanya kandungan senyawa fenol, flavonoid, keratinoid dan lain lain. (Karikas, 2011)
Polifenol adalah fitokimia yang banyak dijumpai dalam sayur dan buah.
Dua dekade terakhir ini banyak dilakukan penelitian untuk mengetahui manfaatnya terhadap kesehatan. Data epidemiologik membuktikan adanya hubungan polifenol untuk menghambat penyakit kronis seperti kanker, penyakit jantung dan pembuluh darah, serebrovascular dan diabetes. (Ganesan dan Xu, 2017)
Polifenol juga disebut dengan polihidroksifenol karena strukturnya mengandung beberapa cincin fenol dan umumnya berikatan dengan glikosida.
Dikenal lebih dari 10.000 senyawa polifenol dengan struktur kimia berbeda.
Bekerja sebagai antikanker melalui berbagai mekanisme. (Alam, Almoyad dan Huq, 2018)
Polifenol mempunyai banyak pengaruh terhadap aktifitas sel, ia mampu mencegah karsinogen mencapai target sasarannya, membantu detoksifikasi molekul aktif, meningkatkan eleminasi sel tertransformasi, meningkatkan immunitas dan menghambat proliferasi sel. Juga penting dalam pengobatan dan pencegahan kanker serviks karena mampu menghambat proliferasi human papilloma virus (HPV) dengan cara menginduksi apoptosis, gangguan pertumbuhan dan menghambat sintesa DNA. (Moga, et al., 2016)
Polifenol mempunyai kemampuan untuk memodulasi aktifitas berbagai target dalam karsinogenesis, hingga polifenol dapat dipertimbangkan untuk menghambat pertumbuhan sel kanker. Masalah utama penggunaan polifenol
sebagai antikanker adalah bioavailabilitasnya buruk, absorpsi dan bio distribusinya jelek, dimetabolisme dan diekskresi dari tubuh dengan cepat.
Bioavailabilitas rendah ini berdampak pada dosis efektif yang sampai ke dalam sel. (Fantini, et al., 2015)
Polifenol dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok flavonoid dan non flavonoid. Kelompok flavonoid terdiri dari flavanol, flavonol, flavanones, flavone, isoflavon, anthocyanidin, proanthocyanidin, calkon dan catechin.
Kelompok non flavonoid terdiri dari stilbenes, lignan dan asam phenolic.
Kelompok flavonoid merupakan polifenol yang paling sering dijumpai, merupakan zat warna utama tumbuhan. (Li, et al., 2012; Moga, al., 2016; Ganesan dan Xu, 2017)
Tumbuh tumbuhan menghasilkan beberapa metabolit sekunder yang dapat dibagi menjadi tiga kelompok besar yaitu flavonoid beserta turunannya, terpenoid dan alkaloid yang mengandung nitrogen dan sulfur. Metabolit sekunder ini menjadi perhatian karena penggunaannya yang luas sebagai zat warna, serat, perekat, minyak, lilin, bahan perasa, pewangi dan potensinya sebagai bahan obat alamiah, antibiotik, insektisida dan herbisida. (Mateos, et al., 2014)
Flavonoid dikatakan sebagai metabolit sekunder karena ia tidak berperan langsung untuk kehidupan sel. Senyawa ini tidak dapat disintesa oleh sel hewani, hingga keberadaannya dalam tubuh semata berasal dari asupan makanan. Mampu menghambat ikatan ATP dengan berbagai kinase dan berdampak pada berbagai efek seluler diantaranya proliferasi sel kanker dan respon inflamasi. (Passamonti et al., 2009)
Senyawa flavonoid dijumpai melimpah di alam ini, termasuk dalam makanan. Efek antikanker senyawa flavonoid tergantung banyak faktor seperti struktur kimia dan kadarnya, disamping jenis kanker itu sendiri. Sel kanker dari suatu jaringan memberikan respon tersendiri untuk jenis flavonoid tertentu. (Sak, 2014). Struktur kimia flavonoid dalam dilihat dalam gambar 2.12.
Gambar.2.12. Stuktur molekul flavonoid. (Batra dan Sharma, 2013)
Bahan antiangiogenik yang digunakan saat ini mempunyai kelemahan karena efek sampingnya disamping harga yang cukup mahal. Karena itu penelitian bahan antiangiogenik sangat menjanjikan. Beberapa peneliti telah membuktikan fitokimia termasuk polifenol merupakan modulator angiogenik yang baik. (Mirossay, Viranska dan Mojzis, 2018)
Aktifitas antiangiogenik flavonoid melalui beragam mekanisme seperti menghambat ekspresi VEGF, menghambat migrasi sel endotel dan mengurangi MMP2 atau MMP9. Flavonoid mempunyai struktur kimia terdiri dari dua cincin
cincin heterosiklik teroksidasi (cincin C). (Li, et al., 2012; Mateos, et al., 2014;
Mirossay, Viranska dan Mojzis, 2018)
Beberapa penelitian membuktikan flavonoid mampu mencegah pertumbuhan berbagai jenis kanker melalui berbagai molekul sasaran dalam berbagai jalur. Namun mekanisme pastinya belum diketahui. Flavonoid mudah berikatan dengan membran sel, masuk ke dalam sel dan menimbulkan berbagai aktifitas metabolik sel seperti inaktifasi karsinogen, menginduksi apoptosis, menghambat proliferasi, mempengaruhi angiogenesis dan menekan metastase.
Dibutuhkan dosis tinggi untuk menimbulkan efek antikanker. Manfaatnya pada kesehatan manusia baru tampak setelah dikonsumsi dalam jangka panjang (Sak, 2014; Mateos, et al., 2014)
Kata antosianin berasal dari bahasa Yunani yaitu antos yang berarti bunga dan kyanos yang berarti biru. Antosianin merupakan zat warna alamiah, tidak toksik hingga dapat dipakai untuk berbagai keperluan. Banyak dijumpai dalam tumbuhan yang menyebabkan warna merah, biru dan ungu pada sayur dan buah.
Ia memegang peranan luas dalam aktifitas biologik manusia. Manusia biasanya mengkonsumsi 180-250 mg antosianin setiap hari. Dari data epidemiologik, mengkonsumsi antosianin akan mengurangi risiko menderita penyakit pembuluh darah, diabetes, artritis dan kanker. Pengurangan risiko ini diduga sebagai akibat dari aktifitas anti-oksidan dan anti-inflamasinya yang mampu mencegah mutagenesis dan karsinogenesis. (Felgines, et al., 2006; Wang dan Stoner, 2008;
Bilusic, et al., 2009; Aziz, et al., 2012; Turturica, et al., 2015)
Zat warna alamiah menampilkan beragam warna dan merupakan hasil metabolisme tumbuhan. Diantara berbagai zat warna alamiah, antosianin
merupakan zat warna larut air yang penting. Antosianin adalah flavonoid yang paling sering dijumpai. (Turturica, et al., 2015; Lin, et al., 2017)
Antosianin menjadi perhatian karena kadarnya tinggi dalam makanan berasal tumbuhan. Banyak dijumpai pada buah buahan berwarna seperti berri, ceri, persik, anggur, apel, plum dan buah berwarna gelap lainnya seperti bawang merah, lobak merah, kedelai hitam, terong, kol merah dan ubi jalar ungu.
Disamping itu juga dijumpai pada biji bijian seperti beras hitam, sorgum merah dan jagung ungu. (Turturica, et al., 2015)
Antosianin mempunyai berbagai manfaat farmakologik seperti mencegah penyakit jantung, pengendalian obesitas dan aktifitas antikanker. Aktifitas antikanker ini melalui berbagai aktifitas biologik seperti antioksidan, antiinflamasi, antimutagenesis, menghambat proliferasi sel, menghambat siklus sel, merangsang apoptosis, antiinvasi dan antimetastase. (Lin, et al., 2017)
Antosianin adalah zat warna alami asal tumbuhan yang paling banyak dijumpai. Dari banyak penelitian invivo dan invitro terbukti mempunyai manfaat terhadap kesehatan. Bekerja melalui berbagai jalur sinyal biologi seperti mitogen-activated protein kinase, nuclear factor κB, AMP-mitogen-activated protein kinase dan Wnt/β-catenin. Aktifitasnya berdampak terhadap siklus sel, apoptosis, authopagi dan metabolisme biokimia. (Daotong et al., 2017)
Antosianin merupakan kelompok flavonoid, salah satu dari sekian banyak senyawa fenol. Struktur dasarnya berupa kation flavylim (C6-C3-C6) yang berikatan dengan berbagai gula, hidroksil atau methoxyl. Dapat berikatan dengan satu, dua atau tiga senyawa gula, hingga menghasilkan lebih dari 365 jenis antosianin, tanpa senyawa gula dikenal sebagai antocyanidin. Ada 19 jenis
antocyanidin, enam diantaranya adalah cyanidin, peonidin, delphinidin, pelargonidin, malvidin dan petunidin. (Freeman, Sandhu dan Edirisinghe, 2016)
Sedangkan kata antosian meliputi antosianin dengan ikatan glukosidanya dan antocyanidin tanpa gugusan glukosida. Unsur gula ini dapat berikatan secara tunggal, dua atau tiga hingga menghasilkan lebih dari 500 komposisi antosianin.
(Fimognari, Lenzi dan Hrelia, 2008)
Antosianin merupakan senyawa larut air, secara alamiah dapat dijumpai dalam sayur dan buah. Senyawa antosianin ini selalu berikatan dengan glukosida seperti glukosa (Glu), galactosa (Gal), rhamnosa (Rham), xylosa (Xyl), rutinosa (Rut) atau arabinosa (Ara). Kehilangan unsur glukosida atau antosianin aglikon dikenal sebagai antocyanidin. Antocyanidin utama yaitu cyanidin, delphinidin, pelargonidin, malvidin, petunidin dan peonidin. Komponen glukosida antosianin biasanya berkonyugasi ke dalam rangka antocyanidin melalui ikatan pada atom C3. Dikenal beberapa ratus antosianin berdasarkan rangka dasar antocyanidin dan tempat perlekatan dengan glukosida. (Bilusic, et al., 2009; Wang dan Stoner, 2008; Khoo, et al., 2017)
Aglikon antosian dasarnya adalah struktur cincin polifenol berbasiskan difenilpropan terdiri dari delphinidin, cyanidin, petunidin, pelargonidin, peonidin dan malvidin. Distribusi alamiah delphinidin sekitar 50%, cyanidin 12%, petunidin 12%, pelargonidin 12%, peonidin 7% dan malvidin 7%. (Fimognari, Lenzi dan Hrelia, 2008)
Antosianin merupakan metabolit penting bagi tanaman untuk melindungi dirinya dari bahaya bahan patogen dan sinar ultra violet. Disamping itu memberikan warna pada bunga dan buah untuk menarik perhatian serangga
penyerbuk dan hewan untuk memakan buah sebagai usaha penyebaran benih.
Tumbuhan menyimpannya di vakuola dalam bentuk glikosilasinya disamping metilasi dan asetilasi. (Cheng, et al., 2014)
Substitusi gugusan hidroksil dan metoksil mempengaruhi tampilan warna antosianin. Peningkatan gugus hidroksil menjadikan tampilan lebih biru, sebaliknya peningkatan gugus metoksil tampilannya menjadi lebih merah. (de Castro dan Teodoro, 2015)
Banyak penelitian menunjukkan kemampuan kuat senyawa ini mengais radikal bebas dan aktifitas antioksidan alamiah. Antosianin mampu memperbaiki dan melindungi integritas DNA. Satu formula baru yang diberi nama Opti berry IH141 menunjukkan kapasitas tinggi mengabsorpsi radikal oksigen dan kemampuan anti angiogenik tinggi. Aktifitas biologik ini akan meningkat dengan mengurangi jumlah unit gula atau menambah jumlah gugus hidroksil pada rangka aglikonnya. (Bagchi, et al., 2004; Bilusic, et al., 2009)
Percobaan pada tikus penderita kanker oesofagus yang diinduksi dengan pemberian nitrosometilbenzilamine (NMBA), ternyata antosianin dari ekstrak buah raspberry hitam mampu mencegah pertumbuhan kanker dengan menghambat proliferasi sel, inflamasi, angiogenesis dan mencetuskan apoptosis.
Percobaan ini lebih sebagai kemopreventif karena tikus ini diberikan diet ekstrak antosianin dua minggu sebelum pemberian NMBA untuk menginduksi pertumbuhan tumor. (Wang, et al., 2009; Li, et al., 2012)
Data mengenai aktifitas biologik senyawa ini dalam berbagai jenis kultur sel kanker masih kontroversi. Beberapa penelitian juga mengevaluasi efek antosianin pada aktifitas NF-kB, suatu faktor transkripsi berhubungan dengan
inflamasi dan kasinogenesis. NF-kB ini meregulasi beberapa gen yang berhubungan dengan proliferasi, diferensiasi dan kesintasan sel. ROS dikenal sebagai aktifator NF-kB, artinya tumbuhan yang banyak mengandung antosianin merupakan penghambat NF-kB yang baik. Dibutuhkan konsentrasi cukup tinggi untuk menimbulkan efek sitotoksik serta kemampuan mengais radikal bebas.
(Bilusic, et al., 2009)
Efek biologik antosianin terhadap kesehatan manusia dengan mengkonsumsi langsung dari tumbuhan secara alamiah sering tersamarkan karena adanya efek potensiasi dari bahan fitokimia lain. Untuk mendapatkan antosianin murni tanpa tercampur unsur flavonoid lain dapat dilakukan esktraksi kromatografi. Namun tehnik kromatografi ini terkadang dapat menggradasi antosianin menjadi bentuk tidak aktif. Cara lain untuk mendapat antosianin murni dapat dilakukan melalui kultur sel tumbuhan yang diambil dari daun, tangkai daun atau batang. Kandungan antosianin dari tumbuhan secara alamiah hanya sekitar 1%, sementara dari kultur sel bisa didapat antosianin 20% hingga 30%. (Lila, 2004)
Kadar antosianin dari buah blueberry berbeda beda tergantung cara ekstraksinya. Ekstraksi air memberikan kadar antosianin tertinggi. Demikian juga efeknya terhadap sel kanker tergantung pada dosis, jenis sel kanker dan komposisi ekstraknya. (Kazan, et al., 2016)