POTENSI SITOTOKSIK EKSTRAK BATANG BUNGA
MATAHARI (
Helianthus annuus
L.) TERHADAP SEL
KANKER KOLON HCT 116
NASRUDDIN
DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Potensi Sitotoksik Ekstrak Batang Bunga Matahari (Helianthus annuus L.) terhadap Sel Kanker Kolon HCT 116 adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2013
Nasruddin
ABSTRAK
NASRUDDIN. Potensi Sitotoksik Ekstrak Batang Bunga Matahari (Helianthus annuus L.) terhadap Sel Kanker Kolon HCT 116. Dibimbing oleh MEGA SAFITHRI dan I MADE ARTIKA.
Kanker kolon merupakan salah satu penyakit yang menyebabkan kematian tertinggi di dunia. Penelitian pada tikus percobaan menunjukkan bahwa kandungan hemiselulosa batang bunga matahari mempunyai aktivitas anti tumor kolon. Penelitian ini bertujuan menganalisis senyawa fitokimia dan mengidentifikasi potensi sitotoksik ekstrak batang bunga matahari (Helianthus annus L.) pada sel HCT 116. Pengujian aktivitas antikanker dilakukan dengan menggunakan ekstrak air, ekstrak etanol 30% dan ekstrak etanol 70% dengan metode MTT assay untuk mengamati viabilitas sel HCT 116 secara kolorimetri, berdasarkan intensitas warna. Hasil penelitian menunjukkan bahwa batang bunga matahari mengandung alkaloid, saponin, flavonoid dan tanin. Selain itu, hasil pengukuran menunjukkan rendemen ekstrak air sebesar 7 ± 0.082%, rendemen ekstrak etanol 30% sebesar 6 ± 0.08%, sedangkan rendemen ekstrak etanol 70% sebesar 13 ± 0.06%. Hasil uji sitotoksisitas menunjukkan bahwa ekstrak batang bunga matahari tidak mempengaruhi perkembangan sel normal Chang. Selain itu, hasil pengujian aktivitas antikanker terhadap sel HCT 116 menunjukkan bahwa ekstrak air batang bunga matahari mempunyai aktivitas terbaik, dengan konsentrasi penghambat 50% proliferasi sel HCT 116 sebesar 200 ppm .
Kata kunci: kanker kolon, sel HCT 116, MTT assay, Helianthus annuus L.
ABSTRACT
NASRUDDIN. Citotoxicity Potency of Sunflower (Helianthus annuus L.) Stalk Extract on Cancer Colon Cell HCT 116. Supervised by MEGA SAFITHRI dan I MADE ARTIKA.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada
Departemen Biokimia
POTENSI SITOTOKSIK EKSTRAK BATANG BUNGA
MATAHARI (
Helianthus annuus
L.) TERHADAP SEL
KANKER KOLON HCT 116
NASRUDDIN
DEPARTEMEN BIOKIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Skripsi : Potensi Sitotoksik Ekstrak Batang Bunga Matahari (Helianthus annuus L.) terhadap Sel Kanker Kolon HCT 116
Nama : Nasruddin NIM : G84090001
Disetujui oleh
Dr Mega Safithri, S. Si, M. Si, Pembimbing I
Dr I Made Artika, M. App. Sc Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr I Made Artika, M. App. Sc Ketua Departemen
PRAKATA
Puji syukur atas kehadirat Allah SWT atas rahmat, hidayat, kesehatan dan kesempatan yang diberikan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi
yang berjudul “Potensi Sitotoksik Ekstrak Batang Bunga Matahari (Helianthus annuus L.) terhadap Sel Kanker Kolon HCT 116”.
Penelitian sebagai salah satu syarat untuk memulai penelitian dalam memperoleh gelar sarjana di bidang biokimia. Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret sampai bulan Agustus di Seafast Institut Pertanian Bogor, Laboratorium Biokimia Institut Pertanian Bogor dan Pusat Studi Stawa Primata (PSSP) Institut Pertanian Bogor.
Ucapan terima kasih yang setinggi-tingginya penulis sampaikan kepada Ibu Dr. Mega Safithri, S. Si, M. Si selaku pembimbing utama serta Bapak Dr. I Made Artika, M. App. Sc selaku pembimbing kedua yang telah membantu dan mendukung penyelesaian skripsi ini. Ucapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada Ibu Hj. Sitti Aminah, Bapak H. Salim AR, Saudara M. Syamsuri dan Helmi Amarullah, Saudari Atmarita dan kerabat-kerabat biokimia 46 khususnya Nurul Syifa, yang telah membantu, memberikan dukungan, doa dan semangat.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini sangat jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis berharap kritik dan saran yang membangun untuk memperbaiki skripsi ini.
Bogor, Juli 2013
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
BAHAN DAN METODE 2
Bahan 2
Alat 2
Analisis Data 4
HASIL DAN PEMBAHASAN 5
Hasil 5
Pembahasan 10
SIMPULAN DAN SARAN 12
Simpulan 12
Saran 12
DAFTAR PUSTAKA 12
LAMPIRAN 14
DAFTAR TABEL
1 Rendemen ekstrak batang bunga matahari (%) 5
2 Hasil uji fitokimia 5
DAFTAR GAMBAR
1 Morfologi sel Chang 6
2 Morfologi sel HCT 116 6
3 Hasil uji sitotoksisitas ekstrak air terhadap sel Chang 7 4 Hasil uji aktivitas antikanker ekstrak air terhadap sel HCT 116 7 5 Hasil uji sitotoksisitas ekstrak etanol 30% terhadap sel Chang 8 6 Hasil uji aktivitas antikanker ekstrak etanol 30% terhadap sel HCT 116 8 7 Hasil uji sitotoksisitas ekstrak etanol 70% terhadap sel Chang 9 8 Hasil uji aktivitas antikanker ekstrak etanol 70% terhadap sel HCT 116 9
DAFTAR LAMPIRAN
1 Tahapan penelitian 14
2 Korelasi antara konsentrasi dan daya inhibisi ekstrak pada uji
sitotoksisitas terhadap sel Chang 15
3 Hasil uji fitokimia 16
PENDAHULUAN
Kanker merupakan salah satu penyakit yang menyebabkan kematian tertinggi di dunia. Menurut WHO dan IARC (International Agency for Research on Cancer) (2013) yang dikemukakan pada World Cancer Day 2013 (tanggal 4 Februari) menjelaskan bahwa jumlah kematian penduduk dunia yang disebabkan oleh kanker mencapai 7.6 juta jiwa, 70% penderita mengalami kematian, sedangkan 30% penderita lainnya dapat disembuhkan. Jumlah ini diperkirakan mengalami peningkatan hingga mencapai 13.1 juta jiwa pada tahun 2030 (WHO 2013).
Salah satu jenis kanker yang sering diderita oleh penduduk dunia adalah kanker kolon (WHO 2013). Kanker kolon merupakan kanker yang berkembang pada salah satu organ pencernaan, yaitu usus (Rominiyi et al. 2011). Kanker kolon juga berperan dalam perkembangan kanker kolorektal, yaitu kanker yang menyerang kolon dan rektum (Nemoto et al. 2009). Kematian penduduk dunia yang disebabkan oleh kanker kolorektal mencapai 608 ribu jiwa (WHO 2013).
Biasanya, pengobatan dilakukan dengan menggabungkan beberapa perlakuan seperti kemoterapi, operasi, radioterapi, imunoterapi dan terapi fotodinamik (Adamson et al. 2005). Namun, resiko munculnya efek samping yang berbahaya terjadi apabila perlakuan-perlakuan dalam terapi kanker mempengaruhi metabolisme sel normal (Uzuner et al. 2012). Selain itu, peluang timbulnya resistensi obat kanker menjadi salah satu hal penting yang perlu diperhatikan, sebagai akibat dari efflux pump dan peningkatan jalur anti-apoptosis terhadap obat-obatan yang digunakan dalam terapi kanker (Creixell & Peppas 2012). Oleh sebab itu, pemanfaatan obat-obatan herbal dapat dijadikan sebagai salah satu pengobatan alternatif yang menimbulkan efek samping minimal, penghambatan
efflux pump dan penghambatan jalur anti-apoptosis dengan dosis yang relatif sedikit (Debbie et al. 2012).
Salah satu tanaman herbal yang dapat digunakan dalam pengobatan adalah bunga matahari. Pemanfaatan bunga matahari selama ini lebih cenderung pada bagian bunga atau biji, sedangkan batang bunga matahari jarang dimanfaatkan dalam pengobatan. Oleh karena itu, identifikasi metabolit sekunder batang bunga matahari serta potensinya sebagai antikanker perlu dilakukan untuk mengoptimalkan pemanfaatannya. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa kandungan hemiselulosa batang bunga matahari berperan sebagai anti tumor kolon pada tikus percobaan (Barlow et al. 2012). Namun, penelitian tentang potensi batang bunga matahari sebagai antikanker terhadap sel HCT 116 belum pernah dilakukan.
2
Hasil penelitian tentang potensi ekstrak batang bunga matahari sebagai antikanker kolon dapat memberikan penjelasan ilmiah tentang kemungkinan adanya aktivitas antikanker pada batang bunga matahari. Penelitian ini diharapkan mampu membuktikan bahwa ekstrak air, ekstrak etanol 30% dan ekstrak etanol 70% batang bunga matahari berperan sebagai antikanker. Selain itu, hasil uji sitotoksisitasnya diharapkan memberi informasi bahwa ekstrak batang bunga matahari dapat digunakan secara efisien (dengan dosis yang kecil).
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan Maret sampai bulan Agustus 2013. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Biokimia Institut Pertanian Bogor, Labotarorium Seafast Institut Pertanian Bogor dan Balai Pusat Studi Satwa Primata (PSSP) Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan pada tahapan ekstraksi adalah batang bunga matahari (Helianthus annuus L.), air, etanol 30% dan etanol 70%. Bahan yang digunakan pada uji fitokimia, yaitu kertas saring Whatmann No.1, kloroform, amoniak, H2SO4, etanol 30%, etanol 70 %, akuades, pereaksi Mayer’s, pereaksi
Wagner, etanol 95 %, logam Mg, FeCl3, dan anhidrida asetat. Bahan yang
digunakan pada uji sitotoksik dan antikanker, yaitu: sel Chang (pada uji sitotoksik), sel kanker kolon HCT 116 (uji antikanker), Fetal Bovine Serum
(FBS), Media Rosewall Park Memorial Institute (RPMI) 1640, kanamisin, 3-(4-,5 dimethylthiazol-2-yl)-2,5-difenil tetrazolium bromida (MTT), larutan SDS 10%, HCl, kristal formazan, alkohol 70%,
Alat-alat yang digunakan pada tahapan ekstraksi adalah neraca analitik dan alat pengilingan dan rotavapor. Alat yang digunakan pada tahapan uji fitokimia adalah penangas air. Alat yang digunakan dalam pengujian sitotoksisitas dan antikanker, yaitu: microplate 50 nm, perangkat sumur kultur, mikropipet, dan
microplate reader.
Metode Penelitian
Persiapan Sampel Batang Bunga Matahari (Tiwari 2011).
3
Penentuan Kadar Air
Penetuan kadar air dilakukan dengan menyiapkan 20 gram sampel simplisia ke dalam wadah tahan panas. Selanjutnya, pengukuran bobot wadah kosong juga dilakukan untuk mengetahui jumlah air yang menguap selama pemanasan dilakukan (Apriyantono et al. 2005). Pemanasan dilakukan selama 24 jam pada suhu 1050C. Pengukuran kadar air menggunakan rumus:
Kadar air = –
x 100%
Ekstraksi Batang Bunga Matahari
Ekstraksi serbuk batang bunga matahari dilakukan dengan metode maserasi. Serbuk batang bunga matahari sebanyak 20 gram dilarutkan ke dalam 200 mL air, etanol 30% dan etanol 70% (1:10) selama 24 jam (Depkes RI 2000). Ekstraksi dilakukan terhadap endapan batang bunga matahari dengan penambahan pelarut dalam jumlah yang sama (200 mL) untuk dua hari selanjutnya. Selanjutnya, penyaringan dilakukan untuk memisahkan filtrat dari ekstrak serbuk batang bunga matahari.
Analisis Fitokimia
Analisis fitokimia yang dilakukan terhadap ekstrak batang bunga matahari (Helianthus annuus L.) berdasarkan metode yang ditulis Tiwari et al. (2011).
Uji Alkaloid. Sebanyak 0.1 gram masing-masing ekstrak ditambahkan 3 mL kloroform dan 3 tetes amoniak. Fraksi kloroform dipisahkan dan diasamkan dengan 10 tetes H2SO4 2 M. Fraksi asam diambil, kemudian ditambahkan pereaksi
Meyer dan Wagner. Adanya alkaloid ditandai dengan terbentuknya endapan putih oleh pereaksi Meyer dan endapan coklat oleh pereaksi Wagner.
Uji Saponin dan Flavonoid. Sebanyak 1 gram masing-masing ekstrak dimasukan dalam gelas piala kemudian ditambahkan 100 ml air panas dan didihkan selama 5 menit, setelah itu disaring dan filtratnya digunakan untuk pengujian. Uji saponin dilakukan dengan pengocokan 10 mL filtrat dalam tabung reaksi tertutup selama 10 detik kemudian dibiarkan selama 10 menit. Adanya saponin ditunjukkan dengan terbentuknya buih/busa yang stabil.
Sebanyak 10 mL filtrat yang lain ditambahkan 0.5 gram serbuk air kemudian dididihkan selama beberapa menit. Lalu disaring dan filtratnya ditambah 1 tetes FeCl3 1% (b/v). Warna biru tua atau hitam kehijauan
menunjukkan adanya tannin.
Uji Terpenoid dan Steroid. Sebanyak 0.1 gram masing-masing ekstrak ditambah 2 mL etanol 30% lalu dipanaskan dan disaring. Filtratnya diuapkan kemudian ditambah eter 1:1. Lapisan eter ditambah pereaksi Lieberman Burchard (3 tetes asam asetat anhidrida dan 1 tetes H2SO4 pekat). Warna merah dan warna
4
Uji Sitotoksisitas dengan Metode MTT Assay menggunakan Sel Chang
Pengujian secara kolorimetri menggunakan
3-(4-,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-difenil tetrazolium bromida (MTT) sesuai metode Huang et al. (2010).
Ekstrak batang matahari sebanyak 10 µL pada berbagai konsentrasi (0, 0.008, 0.016 , 0.032, 0.063, 0.125, 0.25, 0.50, dan 1 mg/mL) ditambahkan ke dalam kultur sel Chang sehari setelah transplantasi. Sel Chang yang tidak diberi perlakuan digunakan sebagai kontrol negatif. Pada hari ketiga ditambahkan 20 µL reagen MTT sebanyak 5 mg/ml per sumur. Setelah 4 jam inkubasi ditambahkan 100 µL larutan 10% SDS-0.01 N HCl ke dalam tiap sumur. Selanjutnya kristal formazan ditambahkan dalam tiap sumur, dilarutkan dengan pengadukan menggunakan mikropipet. Kemudian, pengukuran densitas optik dilakukan
menggunakan microplate reader pada panjang gelombang 595 nm. Semua
tahapan dilakukan triplo.
Uji Antikanker dengan Metode MTT Assay menggunakan Sel HCT 116
Uji aktivitas antikanker dilakukan secara in vitro pada sel kanker (sel HCT 116) menggunakan metode yang dikembangkan oleh Yang et al. (2010). Sel kanker dibiakkan dalam media RPMI-1640, dilengkapi dengan 5% FBS (Fetal Bovine Serume) dan kanamisin (100 µg/ml). Sel (3x103 sel per sumur) di kultur dalam mikroplate berisi 100 µL media pertumbuhan per sumur dan diinkubasikan pada suhu 37oC selama 24 jam dalam kelembaban air 95% dan atmosfer 5% CO2.
Pengujian secara kolorimetri menggunakan 3-(4-,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-difenil tetrazolium bromida (MTT) digunakan untuk menentukan proliferasi dan viabilitas sel. Ekstrak batang bunga matahari sebanyak 100 µL pada berbagai konsentrasi (IC50, 1/2 IC50, 1/4 IC50, 1/8 IC50, 1/16 IC50 sel hct116) ditambahkan ke
dalam kultur sel sehari setelah transplantasi. Sel kanker yang tidak diberi perlakuan digunakan sebagai kontrol negatif. Setelah 48 jam ditambahkan 10 µL/sumur reagen MTT konsentrasi 5 mg/ml per sumur. Setelah 4 jam inkubasi, ditambahkan 100 µL larutan 0.01 N HCl dalam isopropanol ke dalam tiap sumur. Pengukuran densitas optik dilakukan menggunakan microplate reader pada panjang gelombang 595 nm. Semua tahapan dilakukan duplo.
Analisis Data
Rancangan percobaan pada penelitian ini adalah rancanan acak lengkap (RAL) satu faktor dengan tiga kelompok perlakuan dan tiga kali ulangan (Mattjik 2002). Analisis data menggunakan ANOVA dengan model rancang sebagai berikut:
Yij = μ + αi + εij Keterangan:
μ = Pengaruh rataan umum
αi = Pengaruh perlakuan ke-i, i = 1,2,3,4,5
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Kadar Air dan Rendemen Ekstrak Batang Bunga Matahari
Berdasarkan hasil penelitian, kadar air batang bunga matahari sebesar 18.58%. Hasil pengukuran rendemen menunjukkan nilai rendemen yang berbeda pada ekstrak yang dilarutkan dengan pelarut yang berbeda yang dapat diamati pada Tabel 1. Rendemen tertinggi terdapat pada ekstrak etanol 70% yang berbeda nyata dengan ekstrak air dan ekstrak etanol 30%, sedangkan nilai rendemen ekstrak air dan etanol 30% tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan.
Tabel 1 Rendemen ekstrak batang bunga matahari (%) Jenis Ekstrak Rendemen (%) Ekstrak air 7 ± 0.082*
Ekstrak etanol 30% 6 ± 0.08* Ekstrak etanol 70% 13 ± 0.06*
*n (ulangan) sebanyak tiga kali
Analisis Fitokimia
Tahapan penelitian selanjutnya adalah analisis fitokimia. Analisis fitokimia merupakan tahapan identifikasi metabolit sekunder secara kualitatif ekstrak batang bunga matahari dengan pelarut yang berbeda. Komponen bioaktif yang diidentifikasi, yaitu: alkaloid, saponin, flavonoid, tanin, terpenoid dan steroid. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstrak air, ekstrak etanol 30% dan ekstrak etanol 70% tidak mengandung terpenoid dan steroid. Selain itu, ekstrak air mengandung saponin, yang tidak terkandung pada ekstrak etanol 30% dan ekstrak etanol 70%. Hasil uji fitokimia dapat diamati pada Tabel 2.
Tabel 2 Hasil uji fitokimia
Jenis Uji Ekstrak
Air Etanol 30% Etanol 70%
Alkaloid* + + +
Saponin* + - -
Flavonoid* + + +
Tanin* + + +
Terpenoid* - - -
Steroid* - - -
*n (ulangan) sebanyak tiga kali
Uji Sitotoksisitas dan Antikanker
6
Chang. Pengujian ini berkaitan dengan keamanan penggunaan ekstrak). Selain itu, tahapan penting dalam penelitian tentang potensi antikanker ekstrak batang bunga matahari adalah pengujian aktivitas antikanker, yang dilakukan terhadap sel HCT 116. Pengujian sitotoksisitas dan antikanker dilakukan dengan metode MTT assay. Intensitas warna yang terbentuk digunakan untuk mengidentifikasi tingkat proliferasi sel Chang dan sel HCT116. Pengamatan morfologi sel Chang dan sel HCT116 merupakan tahapan penting untuk mengidentifikasi kondisi sel yang diberi perlakuan ekstrak. Pengamatan dilakukan terhadap kelompok perlakuan dan kelompok kontrol. Hasil pengamatan terhadap morfologi sel Chang dapat dilihat pada Gambar 1, sedangkan hasil pengamatan terhadap morfologi sel HCT 116 dapat dilihat pada Gambar 2. Perbedaan morfologi sel dapat diamati dari jumlah dan tingkat kerusakan sel. Tingkat kerusakan sel yang dialami oleh sel HCT 116 yang semakin besar pada kelompok perlakuan menunjukkan daya inhibisi proliferasi ekstrak.
(a) (b)
Gambar 1 Efek ekstrak terhadap sel Chang: (a) Morfologi sel Chang yang ditambahkan ekstrak (b) Morfologi sel Chang tanpa ekstrak (perbesaran 40 kali)
(a) (b)
7
Hasil pengujian terhadap ekstrak air ditampilkan pada Gambar 3 dan Gambar 4. Hasil uji sitotoksisitas ekstrak air batang bunga matahari terhadap sel Chang menunjukkan hubungan yang fluktuatif antara konsentrasi ekstrak dan persen inhibisi sel Chang yang dapat diamati pada Gambar 3. Selain itu, uji sitotoksisitas menunjukkan bahwa ekstrak air menghambat sebanyak 50% sel Chang dengan konsentrasi yang lebih besar dari 1000 ppm. Selanjutnya, pengujian ekstrak air batang bunga matahari terhadap sel HCT 116 (seperti yang dapat diamati pada Gambar 4) menunjukkan bahwa persen inhibisi sel HCT 116 berkorelasi positif dengan meningkatkan konsentrasi ekstrak air. Selain itu, kemampuan inhibisi sel HCT 116 sebanyak 50% oleh ekstrak air batang bunga matari berlangsung pada konsentrasi sekitar 200 ppm. Hasil uji statistik menunjukkan bahwa ekstrak air mempunyai galat yang lebih besar dari nilai α (p<0.104) pada selang kepercayaan 95%. Pengujian pada selang kepercayaan 95% dilakukan untuk mengidentifikasi kemungkinan kesalahan percobaan pada selang 5%. Hasil percobaan menunjukkan bahwa kemungkinan kesalahan yang terjadi selama percobaan bernilai lebih 5% dan kurang dari 10.4% (0.05<p<0.104).
Gambar 3 Hasil uji sitotoksisitas ekstrak air terhadap sel Chang Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada
taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
Gambar 4 Hasil uji aktivitas antikanker ekstrak air terhadap sel HCT 116 Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada
taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan). 0
Konsentrasi ekstrak air (ppm) 0
0 7.81 15.63 31.25 62.5 125 250 500 1000
Inh
ibi
si
(%)
8
Selanjutnya, ekstrak etanol 30% batang bunga matahari menunjukkan kuantitas persen inhibisi yang berbeda dengan ekstrak air. Hasil uji sitotoksik terhadap sel Chang menunjukkan bahwa persen inhibisi tidak menunjukkan korelasi positif yang stabil dengan konsentrasi ekstrak etanol 30%. Hal ini dapat diamati pada konsentrasi 31.25 ppm, yang merupakan titik balik hubungan variabel yang fluktuatif, yang dapat diamati pada Gambar 5. Hasil uji sitotoksik terhadap sel Chang juga memperlihatkan bahwa penghambatan proliferasi sel Chang sebanyak 50% berlangsung pada konsentrasi ekstrak etanol 30% yang lebih dari 1000 ppm. Selanjutnya, hasil uji aktivitas antikanker terhadap sel HCT 116 menunjukkan bahwa konsentrasi ekstrak etanol 30% mempunyai korelasi positif dengan persen inhibisi sel HCT 116 berdasarkan tingkatan kosentrasi, seperti yang terlihat pada Gambar 6. Selain itu, hasil pengukuran menunjukkan bahwa kemampuan menghambat proliferasi sel HCT 116 sebanyak 50% berlangsung pada konsentrasi ekstrak etanol 30% berkisar 300 ppm. Hasil uji statistik menunjukkan bahwa ekstrak etanol 30% mempunyai galat yang lebih besar dari nilai α (p<0.065) pada selang kepercayaan 95%.
Gambar 5 Hasil uji sitotoksisitas ekstrak etanol 30% terhadap sel Chang Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada
taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
Gambar 6 Hasil uji aktivitas antikanker ekstrak etanol 30% terhadap sel HCT 116 Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada
taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan). 0
0 7.81 15.63 31.25 62.5 125 250 500 1000
In
Konsentrasi ekstrak etanol 30% (ppm)
0
9
Hasil pengukuran persen inhibisi juga dilakukan pada ekstrak etanol 70% pada uji sitotoksik terhadap sel Chang dan uji antikanker terhadap sel HCT 116. Hasil pengujian sitotoksik terhadap sel Chang memperlihatkan bahwa persen inhibisi sel Chang bersifat fluktuatif selama konsentrasi ekstrak etanol 70% ditingkatkan, seperti yang dapat diamati pada Gambar 7. Selain itu, persen inhibisi sel Chang sebanyak 50% berlangsung selama konsentrasi ekstrak etanol 70% lebih dari 1000 ppm. Selanjutnya, hasil uji antikanker ekstrak etanol 70% terhadap sel HCT 116 memperlihatkan korelasi positif antara konsentrasi ekstrak etanol 70% dan persen inhibisi terhadap sel HCT 116. Selain itu, hasil uji antikanker terhadap sel HCT 116 menunjukkan bahwa kemampuan menginhibisi proliferasi sel HCT 116 sebanyak 50% berlangsung pada kisaran konsentrasi 400 ppm. Hasil uji antikanker dapat diamati pada Gambar 8. Hasil uji statistik menunjukkan bahwa ekstrak etanol 70% mempunyai galat yang lebih kecil dari nilai α (p<0.036) pada selang kepercayaan 95%.
Gambar 7 Hasil uji sitotoksisitas ekstrak etanol 70% terhadap sel Chang Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada
taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
Gambar 8 Hasil uji aktivitas antikanker ekstrak etanol 70% terhadap sel HCT 116 Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada
taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan). 0
0 7.81 15.63 31.25 62.5 125 250 500 1000
In
Konsentrasi ekstrak etanol 70% (ppm)
0
10
Pembahasan
Serbuk batang bunga matahari diukur kadar airnya. Tahapan ini merupakan salah satu tahapan penting untuk menentukan kualitas sampel yang digunakan. Kadar air menunjukkan persentase air suatu bahan. Berdasarkan hasil penelitian, kadar air batang bunga matahari yang diperoleh sebesar 18.58%. Kadar air simplisia yang dapat disimpan pada jangka waktu lama biasanya kurang dari 10%, karena kadar air yang lebih dari 10% merupakan tempat mikroba tumbuh lebih cepat dan merusak bahan dasar. Tingginya kadar air simplisia diduga karena kurang keringnya sampel batang bunga matahari. Oleh karena itu, pengeringan yang cukup mampu menurunkan kadar air (Apriyanto et al. 2005).
Selanjutnya, pengukuran rendemen ekstrak dilakukan setelah ekstraksi dilakukan beberapa hari. Rendemen menunjukkan rasio kuantitas metabolit sekunder yang terekstraksi oleh pelarut dan kuantitas ekstrak kasar sebelum diekstraksi. Nilai rendemen dapat digunakan untuk mengukur jumlah metabolit sekunder yang terdapat dalam suatu bahan alam yang dikaitkan dengan penerapannya, semakin besar rendemen yang terukur maka potensi penggunaan tanaman sebagai tanaman obat semakin besar (Tiwari et al. 2011). Berdasarkan hasil pengukuran rendemen, diperoleh rendemen ekstrak air sebesar 7%, rendemen ekstrak etanol 30% sebesar 6% dan rendemen ekstrak etanol 70% sebesar 13%. Rendemen ekstrak air batang bunga matahari dan ekstrak air kayu mahoni tidak berbeda jauh, berdasarkan laporan penelitian Nindita (2012) yang menyatakan bahwa rendemen ekstrak air kulit kayu mahoni sebesar 9%.
Salah satu tahapan penelitian yang paling penting dalam pengujian antikanker adalah uji fitokimia. Analisis ini dilakukan untuk menentukan golongan metabolit sekunder ekstrak batang bunga matahari. Analisis kualitatif dilakukan untuk mengidentifikasi keberadaan alkaloid, flavonoid, saponin, tanin, terpenoid dan steroid. Hal ini diduga karena air merupakan senyawa polar yang mampu mampu melakukan reaksi saponifikasi. Saponin sendiri merupakan golongan bioaktif turunan alkaloid yang mempunyai gugus glikosida dan mampu melaksanakan reaksi saponifikasi (Heldt 2005). Ekstrak batang bunga matahari juga mempunyai kandungan bioaktif yang hampir sama dengan kayu mahoni, berdasarkan laporan Zhang (2008) yang menyatakan bahwa batang mahoni mengandung alkaloid, tanin, saponin dan flavonoid.
11
Berdasarkan hasil uji sitotoksik terhadap sel Chang, korelasi persen inhibisi sel Chang dan konsentrasi ekstrak bersifat fluktuatif. Konsentrasi ekstrak air dan persen inihibisinya terhadap sel Chang bersifat fluktuatif, yang dapat dilihat dengan perubahan drastis nilai persen inhibisi pada konsentrasi ekstrak air sebesar 15.63 ppm. Hal yang sama juga diamati pada uji sitotoksik ekstrak etanol 30% terhadap sel Chang. Hasil pengukuran menunjukkan adanya perubahan kuantitas persen inhibisi yang signifikan pada konsentrasi ekstrak etanol 30% sebesar 31.25 ppm. Perubahan kuantitas persen inhibisi sel Chang yang terjadi secara signifikan juga teramati pada ekstrak etanol 70%, yaitu pada konsentrasi 7.81 ppm. Selain itu, kemampuan ekstrak melakukan penghambatan proliferasi sel Chang sebesar 50% membutuhkan konsentrasi ekstrak lebih dari 1000 ppm. Menurut NCI (2012), pengukuran kemampuan sitotoksisitas suatu bahan terhadap sel yang diuji, dapat diklasifikasi menjadi tiga kategori, yaitu aktif (konsentrasi <30 ppm), moderat aktif (kosentrasi 30-100 ppm) dan tidak aktif (konsentrasi >100 ppm). Oleh karena itu, ekstrak air, ekstrak etanol 30% dan ekstrak etanol 70% tidak berpengaruh secara signifikan terhadap sel Chang.
Tahapan terakhir adalah uji antikanker. Pengujian dilakukan dengan beberapa tingkat konsentrasi ekstrak batang bunga matahari. Prinsip uji antikanker hampir sama dengan uji sitotoksisitas, perbedaan hanya pada sel yang digunakan (sel HCT 116) (Yang et al. 2010; Huang et al. 2010). Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh korelasi positif antara konsentrasi ekstrak dan persen inhibisi (nilai R2 positif). Hubungan ini berlaku pada ekstrak air batang bunga matahari karena kenaikan konsentrasi ekstrak air diikuti oleh persen inhibisi terhadap sel HCT 116 (R2 = 0.504). Selain itu, korelasi positif antara konsentrasi ekstrak dan persen inhibisinya terhadap sel HCT 116 juga berlaku pada ekstrak etanol 30% (R2 = 0.693). Selanjutnya, ekstrak etanol 70% pun menunjukkan korelasi yang sama seperti yang ditunjukkan ekstrak air dan etanol 30% (R2 = 0.779). Namun, pengamatan terhadap hasil uji antikanker menunjukkan nilai yang berbeda pada konsentrasi ekstrak yang mampu menghambat proliferasi sel HCT 116 sebesar 50%: ekstrak air sebesar 200 ppm, ekstrak etanol 30% sebesar 300 ppm dan ekstrak etanol 70% sebesar 400 ppm. Hal ini menunjukkan bahwa ekstrak air batang bunga matahari mempunyai potensi paling kuat sebagai antikanker dibandingkan ekstrak etanol 30% dan ekstrak etanol 70%. Namun, ekstrak air batang bunga matahari mempunyai efek anti proliferasi sel kanker yang lebih rendah dibandingkan ekstrak air kayu manis sebesar 200 ppm (Kwon et al. 2009).
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Hasil uji fitokimia menunjukkan bahwa batang bunga matahari mengandung beberapa senyawa metabolit sekunder, yaitu: alkaloid, saponin, flavonoid dan tanin. Berdasarkan hasil pengujian sitotoksisitas, konsentrasi penghambatan 50% proliferasi sel Chang lebih dari 1000 ppm karena ekstrak batang bunga matahari tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap proliferasi sel Chang. Hasil uji sitotoksisitas terhadap sel Chang menunjukkan bahwa ekstrak air, ekstrak etanol 30% dan ekstrak etanol 70% batang bunga matahari tidak aktif terhadap sel Chang. Namun, Ekstrak batang bunga matahari aktif terhadap penghambatan proliferasi sel HCT 116. Ekstrak air batang bunga matahari mempunyai aktivitas antikanker yang paling tinggi, dengan konsentrasi penghambatan 50% proliferasi sel HCT 116 sebesar 200 ppm.
Saran
Penelitian tentang potensi sitotoksisitas batang bunga matahari terhadap sel HCT 116 memerlukan kontrol positif berupa obat antikanker yang efektivitasnya tinggi. Berdasarkan peninjauan hasil penelitian tentang potensi antikanker ekstrak batang bunga matahari, penelitian lebih lanjut perlu dilakukan untuk meningkatkan akurasi (ketepatan) dan presisi (tidak berbeda nyata setelah dilakukan pengulangan) hasil pengukuran. Selain itu, penelitian tentang peran ekstrak batang bunga matahari sebagai tanaman obat juga perlu dilakukan, seperti tahapan fraksinasi dan purifikasi metabolit sekunder.
DAFTAR PUSTAKA
Adamson PC et al. 2005. Making Better Drugs for Children with Cancer. Washington: The National Academies Press.
Apriyanto et al. 2005. Analisis Pangan. Bogor: IPB Press.
Barlow DJ et al. 2012. In-silico Studies in Chinese Herbal Medicines’ Research: Evaluation of In-silico Methodologies and Phytochemical Data Sources, and a Review of Research to Date. J Ethnopharmacology 140:524-534. Creixell M & Peppas NA. 2012. Co-delivery of siRNA and Therapeutic Agents
Using Nanocarriers to Overcome Cancer Resistance. Sciverse ScienceDirect. 7:367-379.
Das K, Tiwari RKS, Shrivastava DK. 2010. Techniques for evaluation of medicinal plant products as antimicrobial ant: Current methods and future trends. J Med Plants Res. 4(2):104-111.
Debbie S et al. 2012. Pharmacovigilance of Herbal Medicine. J Ethnopharmacology. 140:513-518.
13
Flavin P et al. 2011. RuvBl2 Cooperates with Ets2 to Transcriptionally Regulate hTERT in Colon Cancer. Fed European Biochem Soc. 586:3000-3007. Heldt HW. 2005. Plant Biochemistry. United Kingdom: Elsevier Academic Press. Huang FC et al. 2010. Synthesis, Human Telomerase Inhibition and
Anti-Proliferative Studies of Various Series of Peptidyl Anthraquinone Homologues. JMed Chem. 53 (5):200-210.
Kwon et al. 2009. Cinnamon extract suppresses tumor progression by modulating angiogenesis and the effector function of CD8+ T cells. Cancer Letters.
278: 174-182.
[NCI]. 2012. Breast Cancer. http://www.cancer.gov/cancertopics/types/breast. html/ (17 Juli 2013).
Nemoto S et al. 2009. Sphingosine Kinase Isoforms Regulate Oxaliplatin Sensitivity of Human Colon Cancer Cells through Ceramide Accumulation and Akt Activation. J Biol Chem. 284 (16):10422-10432.
Nindia DK. 2012. Sintesis dan Karakterisasi Nanopartikel Ekstrak Kulit Kayu Mahoni (Swietenia macrophylla King.) Sebagai Bahan Suplemen Antihiperkolesterolemia. [SKRIPSI]. Bogor: Program Sarjana, Institut Pertanian Bogor.
[NSA] National Sunflower Assosiation. 2013. History of the Amazing Sunflower. [terhubung berkala]. www.sunflowernsa.com/all-about/history/ [12 April 2013].
Ren W, Qiao Z, Wang H, Zhu L, Zhang L. 2003. Flavonoids: Promising AnticancerAgents. Med Research. 23 (4):519-534. Taiyun: Wiley Periodicals, Inc.
Romiyi O, Broman DM, Rajaganeshan R, Selvasekar CR. 2011. Colon Cancer Presenting with Polymyositis—A Case Report. J Surgery Case Reports. 2 (2011):225-227.
Tiwari P, Kumar B, Kaur M, Kaur G, Kaur H. 2011. Phytochemical screening and Extraction: A Review. IPS. 1(1):98-106.
Uzuner H et al. 2012. Traditional Chinese Medicine Research in the Post-Genomic Era: Good Practice, Priorities, Challenges and Opportunities. J Ethnopharmacol. 140 (2012):458-468.
[WHO] World Health Organization. 2013. World Cancer Day 2013. [terhubung berkala]. http://www.who.int/cancer/en/index.html. [15 April 2013]. Yang et al. 2010. Antiproliferative effect of Toona sinensis leaf extract on non
small cell lung cancer. J Trsl Res. 3: 305-314.
LAMPIRAN
Lampiran 1 Tahapan Penelitian
Persiapan Sampel
Batang Bunga
Matahari
Ekstraksi batang
bunga matahari (air,
etanol 30% dan etanol
70%)
Analisis Fitokimia
15
Lampiran 2 Korelasi antara kosentrasi dan daya inhibisi ekstrak pada uji sitotoksisitas terhadap sel Chang
- Ekstrak Air
0 200 400 600 800 1000 1200
%
0 200 400 600 800 1000 1200
%
0 200 400 600 800 1000 1200
16
Lampiran 3 Hasil uji fitokimia
Sampel Uji Hasil Gambar
Ekstrak air
Alkaloid +
Saponin +
Flavonoid +
Tanin +
Terpenoid -
Steroid -
Ekstrak etanol 30%
Alkaloid +
Saponin -
Flavonoid +
Tanin +
Terpenoid -
Steroid -
Ekstrak etanol 70%
Alkaloid +
Saponin -
Flavonoid +
Tanin +
Terpenoid -
17
Lampiran 4 Inhibisi ekstrak batang bunga matahari terhadap sel HCT 116
20
Lampiran 5 Persen inhibisi ekstrak pada uji sitotoksisitas terhadap sel Chang Ekstrak air
Ulangan Konsentrasi ekstrak air (ppm )
0 7.81 15.63 31.25 62.5 125 250 500 1000
Absorbansi (A)
1 0.399 0.322 0.192 0.312 0.309 0.280 0.272 0.277 0.250 2 0.399 0.363 0.322 0.346 0.338 0.343 0.292 0.284 0.213
3 0.383 0.369 0.278 0.363 0.361 0.334 0.363 0.302 0.299
Rata-rata 0.394 0.351 0.264 0.340 0.336 0.319 0.309 0.288 0.254
Inhibisi (%) 0 10.754 32.938 13.548 14.649 18.967 21.507 26.926 35.478
Ekstrak etanol 30%
Ulangan Konsentrasi ekstrak etanol 30% (ppm )
0 7.81 15.63 31.25 62.5 125 250 500 1000
Absorbansi (A)
1 0.399 0.373 0.344 0.338 0.360 0.333 0.321 0.308 0.283 2 0.399 0.389 0.359 0.330 0.344 0.342 0.356 0.297 0.283 3 0.383 0.332 0.398 0.315 0.347 0.372 0.345 0.297 0.273 Rata-rata 0.394 0.365 0.367 0.328 0.350 0.349 0.341 0.301 0.266
Inhibisi (%) 0 7.367 6.774 16.765 11.008 11.346 13.463 23.624 32.346
Ekstrak etanol 70%
Ulangan Konsentrasi ekstrak etanol 70% (ppm)
0 7.81 15.63 31.25 62.5 125 250 500 1000
Absorbansi (A)
1 0.399 0.369 0.393 0.349 0.332 0.302 0.371 0.310 0.247 2 0.399 0.369 0.351 0.400 0.308 0.360 0.281 0.322 0.262 3 0.383 0.319 0.379 0.361 0.346 0.321 0.332 0.281 0.245 Rata-rata 0.394 0.352 0.374 0.370 0.329 0.328 0.328 0.304 0.251
Inhibisi (%) 0 10.590 4.911 6.012 16.511 16.765 16.681 22.693 36.156
19
Lampiran 6 Persen inhibisi ekstrak pada uji antiknaker terhadap sel HCT 116 - Ekstrak air
- Ekstrak etanol 30%
Ulangan Konsentrasi ekstrak air (ppm)
0 112 225 450 900 1800
1 0.164 0.094 0.048 0.055 0.045 0.042 2 0.164 0.108 0.067 0.050 0.053 0.056 3 0.164 0.080 0.070 0.061 0.048 0.038 Rata-rata 0.164 0.094 0.062 0.055 0.049 0.045 Inhibisi (%) 0 42.683 62.398 66.260 70.325 72.358
- Ekstrak etanol 70%
Ulangan Konsentrasi ekstrak etanol 70% (ppm)
0 94 188 375 750 1500
1 0.164 0.135 0.120 0.075 0.038 0.044 2 0.164 0.112 0.097 0.083 0.055 0.052 3 0.164 0.160 0.150 0.104 0.071 0.047 Rata-rata 0.164 0.136 0.122 0.087 0.055 0.048 Inhibisi (%) 0 17.276 25.407 46.748 66.667 70.935 Ulangan Konsentrasi ekstrak etanol 30% (ppm)
0 106 212 425 850 1700
20
RIWAYAT HIDUP
Penulis adalah anak keempat dari Bapak H. Salim AR dan Ibu Hj. Sitti Aminah, berdomisili di Bima, Nusa Tenggara Barat. Penulis lahir di Bima, Nusa Tenggara Barat, pada tanggal 29 Desember 1992. Pendidikan SD di tempuh pada tahun 1998-2004 di SDN INPRES RASABOU I. Selanjutnya, pendidikan di SMPN I BOLO pada tahun 2004-2007. Jenjang pendidikan SMA ditempuh selama 2 tahun (2007-2009) pada program akselerasi di SMAN 1 BOLO. Selama kuliah, penulis mengikuti dua organisasi kemahasiswa, yaitu CREBs (Community Research and Education in Biochemistry) di bidang keilmuwan Metabolisme dan DPM (Dewan Perwakilan Mahasiswa) sebagai staf komisi 4. Prestasi yang pernah diraih penulis selama kuliah, yaitu juara kedua lomba karya tulis webometrik IPB
