POTENSI TAKOKAK (Solanum torvum) SEBAGAI
ANTI-PROLIFERASI DAN ANTI-INFLAMASI
SEL KANKER
NUR RAHMAN
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK
CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Potensi Takokak (Solanum torvum) sebagai Anti-proliferasi dan Anti-inflamasi Sel
Kanker 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, Maret 2014
Nur Rahman
RINGKASAN
NUR RAHMAN. Potensi Takokak (Solanum torvum) sebagai Anti-proliferasi dan
Anti-inflamasi Sel Kanker. Dibimbing oleh SRI ANNA MARLIYATI, FAISAL ANWAR dan MUHAMMAD RIZAL MARTUA DAMANIK.
Penyakit kanker sebagai penyebab kematian menduduki urutan pertama di dunia dengan jumlah kematian mencapai 7,4 juta jiwa atau 13 % dari total kematian. Sebanyak 72 % dari jumlah tersebut terjadi di negara-negara yang sedang berkembang termasuk Indonesia. Diantara penyakit yang tidak menular, penyakit kanker menduduki peringkat keempat setara dengan penyakit diabetes mellitus dengan prevalensi sebanyak 10,2 % setelah penyakit stroke, hipertensi, dan jantung iskemik. Penyakit kanker merupakan penyebab kematian keenam setara dengan penyakit diabetes mellitus.
Penelitian ini bertujuan untuk: (1) Mengetahui kandungan komponen kimia kualitatif takokak (Solanum torvum); (2) Mengkaji ekstrak takokak pada tingkat
kematangan buah takokak dan pelarut etanol; (3) Mengkaji daya toksisitas ekstrak takokak; (4) Mengkaji daya hambat ekstrak takokak (Solanum torvum);
(5) Mengkaji pengaruh pemberian ekstrak takokak (Solanum torvum) sebagai
anti-proliferasi sel kanker dan anti-inflamasi.
Penelitian ini dirancang dalam lima tahap yaitu: (1) Uji kualitatif komponen kimia takokak (Solanum torvum); (2) Ekstraksi takokak dengan pelarut
etanol; (3) Uji daya toksisitas ekstrak takokak metode brine shrimp lethality test;
(BSLT) (4) Uji daya hambat ekstrak takokak pada cancer cells line dengan
metode MTT (5-dimethylthiazol-2,5-diphenyltetrazolium bromide); (5) Percobaan
hewan untuk mengkaji pengaruh pemberian ekstrak takokak terhadap kadar TNF-α, IL-6, SOD, histopatologi, nodul dan proliferasi sel kanker pada tikus putih yang terpapar 7,12-Dimethylbenz(a)anthracene (DMBA).
Hasil penelitian uji kualitatif menunjukkan bahwa ekstrak akar takokak mempunyai komponen yang paling lengkap yaitu alkaloid, triterpenoid, tanin dan flavonoid. Daya toksisitas ekstrak yang paling kuat adalah ekstrak daun takokak yang segar dengan nilai LC50 yaitu sebesar 6,8 µg/ml.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstrak etanol 70 % buah takokak umur tua yang dikeringkan mempunyai rendemen yang paling tinggi yaitu sebesar 32,7 %. Ekstrak etanol 70 % buah takokak umur tua yang segar mempunyai kadar fenol yang paling tinggi yaitu sebesar 96.141,0 mg GAE/100 g. Ekstrak etanol 96 % buah takokak umur tua yang dikeringkan mempunyai aktifitas antioksidan paling tinggi yaitu sebesar 1.406,0 mg AEAC/100 g.
Ekstrak buah takokak menghambat sel kanker paru (A549) dengan nilai IC50 sebesar 335,7 µg/ml. Ekstrak buah takokak menghambat sel kanker payudara
(MCF-7) dengan nilai IC50 sebesar 1.153,5 µg/ml. Ekstrak buah takokak
menghambat sel kanker servik (Hela) dengan nilai IC50 sebesar 1.261,8 µg/ml.
Konsentrasi takokak berpengaruh signifikan terhadap peningkatan kadar TNF-α (p=0,000) dan kadar SOD (p=0,023) serta berpengaruh signifikan menurunkan kadar IL-6 (p=0,000).
SUMMARY
NUR RAHMAN. Potency of Takokak (Solanum torvum) as Anti-proliferation and
Anti-inflammation Cancer Cells. Guided by SRI ANNA MARLIYATI, FAISAL ANWAR and MUHAMMAD RIZAL MARTUA DAMANIK.
Cancer is the first ranks as the cause of death in the world, which is reaching out of total deaths number 7.4 million people or 13 % of total deaths. 72 % of total death in developing countries one of these is Indonesia. Among non infectious diseases, cancer rank is found equal to the prevalence of diabetes mellitus (4th rank) as much as 10.2 % after stroke, hypertension, and ischemic heart. Cancer is a leading cause of death equivalent diabetes mellitus which note as 6th rank.
This study aims to: (1). Study the qualitative chemical component content of takokak (Solanum torvum). (2). Analyse degree of ripeness of the takokak fruit
extracts ethanol on yield, total phenol and antioxidant activity (3). Analyse the toxicity of extracts takokak. (4). Analyse the inhibition mechanism of extracts takokak on cells line cancer. (5). Study effect of extracts takokak as a cancer cells anti-proliferative and anti-inflammatory.
The study was designed in five stages: (1) Qualitative test chemical components of takokak extracts. (2) Experimental studies of extraction ethanol of takokak fruit. (3) Evaluation of toxicity levels of takokak extracts using brine shrimp lethality test method. (4) Inhibition test of takokak extract using MTT ( 5-dimethylthiazol-2, 5-diphenyltetrazoliumbromide) method. (5) Experimental
studies to examine the effect of the extracts takokak as inflamation and anti-proliferation.
The results of the study indicated that the qualitative test takokak root extracts has the most complete component, that were alkaloids, triterpenoids, tannins and flavonoids. The highest toxicity levels of extracts was leaves takokak extracts with LC50 value is 6.8 μg/ml.
The results showed that extracts of dried dark fruit takokak ethanol 70 % had the highest yield that had 32.7%. The highest level of total phenol content was fresh dark fruit takokak extracts ethanol 70 % was 96,141.0 mg GAE/100 g. The highest level of antioxidant activity was takokak old dried fruit extracts 96 % ethanol was 1,406.0 g AEAC/100 mg.
Extracts takokak fruit inhibited lung cancer cells (A549) with IC50 was
335.7 μg/ml. Extracts takokak fruit inhibited breast cancer cells (MCF-7) with IC50 was 1,153.5 μg/ml. Extracts takokak fruit inhibited servic cancer cells (HeLa)
with IC50 was 1,261.8 μg/ml. Concentration takokak extracts significant effected
increasing levels of TNF-α (p=0.000) and levels of SOD (p=0.023). Concentration takokak extracts significantly effected decreasing levels of IL-6 (p=0.000).
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
vi
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor
pada
Program Studi Ilmu Gizi Manusia
POTENSI TAKOKAK (Solanum torvum) SEBAGAI
ANTI-PROLIFERASI DAN ANTI-INFLAMASI
SEL KANKER
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2014
Penguji pada Ujian Tertutup: drh Adi Winarto, PhD
Prof Dr Ir Evy Damayanthi, MS
Judul Disertasi : Potensi Takokak (Solanum torvum) sebagai Anti-proliferasi dan
Anti-inflamasi Sel Kanker. Nama : Nur Rahman
NRP : I162100071
Diketahui oleh Komisi Pembimbing
Ketua
Dr Ir Sri Anna Marliyati, MS
Prof Dr Ir Faisal Anwar, MS
Anggota Anggota
Prof drh M. Rizal M. Damanik, MRepSc PhD
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Ilmu Gizi Manusia
Prof Dr Ir. Ali Khomsan, MS Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
PRAKATA
Syukur Alhamdulillahirobbillaalamin, berkat rahmat dan hidayah ALLAH SWT penulis telah menyelesaikan disertasi dengan judul Potensi Takokak (Solanum torvum) sebagai Anti-proliferasi dan Anti-inflamasi Sel Kanker. Kami
mengucapkan banyak terimakasih kepada:
1. Ibu Dr Ir Sri Anna Marliyati, MS yang telah memilihkan judul serta membimbing dan mengarahkan untuk menghadapi tahap penyelesaian disertasi.
2. Bpk Prof Dr Ir Faisal Anwar, MS yang telah membimbing dan mengarahkan untuk menghadapi tahap penyelesaian disertasi.
3. Bpk Prof drh Muhammad Rizal Martua Damanik, MRepSc PhD yang telah bersedia sebagai ketua penelitian Unggulan Strategis Nasional serta membimbing dan mengarahkan untuk menghadapi tahap penyelesaian disertasi.
4. Ibu Prof drh Ekowati Handharyani, MSi PhD APVet yang bersedia dalam menguji pada ujian terbuka dan bersedia meluangkan waktu untuk berdiskusi.
5. Ibu Dr dr Noorwati Soetandyo, SpPD KHOM yang bersedia dalam menguji pada ujian terbuka dan bersedia meluangkan waktu untuk berdiskusi.
6. Bpk drh Adi Winarto, PhD yang telah meluangkan waktu untuk berdiskusi dan bersedia dalam menguji pada ujian tertutup.
7. Ibu Prof Dr Ir Evy Damayanthi, MS yang telah bersedia dalam menguji pada ujian tertutup dan bersedia sebagai pembahas pada ujian lisan dan meluangkan waktu untuk berdiskusi.
8. Ibu Dr Ir Dyah Iswantini Pradono, MAgr yang telah bersedia sebagai penguji pada ujian lisan.
9. Bpk Dr Ir Budi Setiawan, MS dan yang telah bersedia sebagai pembahas pada kolokium.
10. Ibu Dr Dra Nastiti Kusumorini yang telah bersedia sebagai pembahas pada kolokium.
11. Bpk Prof Dr Ir Ahmad Sulaeman, MS yang telah bersedia hadir dan memberikan masukan dan saran pada ujian tertutup dan ujian terbuka. 12. Bpk Prof Dr Ir Dodik Briawan, MCN yang telah bersedia hadir dan
memberikan masukan dan saran pada ujian lisan dan ujian terbuka.
13. Bpk Prof Dr Ir Dadang Sukandar, MSc yang telah bersedia diskusi terkait pengolahan data. dr Imam Sarwono, SpPA yang menyediakan waktu untuk berdiskusi terkait kanker. drh Analis Wisnu Wardhana, MBiomed yang telah menyediakan waktu untuk berdiskusi terkait penanganan hewan coba. 14. Ketua Program Studi Ilmu Gizi Manusia Prof Dr Ir Ali Khomsan, MS, seluruh Dosen pengajar dan Staf Program Ilmu Gizi Manusia Departemen Gizi Masyarakat Fakultas Ekologi Manusia Institut Pertanian Bogor. 15. Ketua Departemen Gizi Masyarakat Dr Rimbawan, seluruh Dosen dan
16. Direktur Politeknik Kesehatan Malang Bpk B Doddy Riyadi, SKM MM dan Staf Politeknik Kementerian Kesehatan Malang yang telah memberikan dana tugas belajar melalui Daftar Isian Pelaksanaan Anggaran Politeknik Kesehatan Kementerian Kesehatan Malang.
17. Ketua Jurusan Gizi Malang Bpk IDN Supariasa, MPS, seluruh Dosen pengajar dan Staf Jurusan Gizi Politeknik Kesehatan Kementerian Kesehatan Malang yang telah memberikan semangat. Bpk Ibnu Fajar, SKM MKes yang telah hadir dalam ujian terbuka mewakili staf Jurusan Gizi Malang. Ibu Isnaeni DTN, SKM MKes, Bpk Poedyasmoro, SKM yang telah memberikan semangat dalam menempuh studi Doktor. Pak Hasan Aroni, SKM Mkes, pak Sugeng Iwan, SKM Mkes, Ibu Diwe Sulistyorini, S.ST Mkes yang membantu dalam penambahan dana penelitian.
18. Kawan-kawan Program Studi Ilmu Gizi Manusia Ibu Tety, Ibu Nia, Ibu Betty, Pak Muksin, Pak Slamet, Pak Dadi atas dukungannya. Kawan-kawan Mas Abi, mas Taufik di Laboratorium Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang. Mas Didin, Mas Arie, Pak Satuman, Mbak Umi dan Mbak Kiki di Laboratorium Faal Universitas Brawijaya Malang. Ibu Silmi di Laboratorium Pusat Studi Satwa Primata Institut Pertanian Bogor. Ibu Titi, Mas Mashudi di Laboratorium Gizi Masyarakat Fakultas Ekologi Manusia Institut Pertanian Bogor. Seluruh Mahasiswa Pascasarjana khusus program Studi Ilmu Gizi Manusia dan Gizi Masyarakat angkatan Tahun 2011, angkatan Tahun 2012 dan angkatan Tahun 2013.
19. Ibunda yang tersayang Hj Dewi Mariah dan Ayahanda Muhadjir (Alm), Ibunda Mertua Hj Siti Zubaidah (Alm), Ayahanda Hj Asmuri (Alm) yang telah memberikan semangat, motivasi dan telah membesarkan anaknya tanpa pamrih, tanpa mengharap imbalan apapun demi keberhasilan putra-putrinya. Seluruh saudara kandungku: Kang Ahmad Said, Kang Zainal Arifin, Mbak Siti Rokhanah, Mbak Siti Khomariah (Alm), Kang Lutfi Ahmad, Muhammad Fauzan, Siti Rokhimah serta semua saudara iparku: Mbak Sri Rejeki, Mas Mahmudi, Mbak Siti Mariam, Mas Mahfud, Mas Amirul Mustofa, Mbak Mahmudahmawati, Mas Muhaimin. Keponakan-keponakanku Unggul, Hari, Diki, Kiki, Iin, Fitri, Novi Yuli, Rio, Iik dan seluruh Keponakan yang tidak dapat ditulis satu persatu.
20. Isteriku yang tercinta Chusnul Mar’ati, anak-anakku tersayang Nauval Falah Akbar dan Daffa Kemal Kautsar yang telah mengorbankan waktu dan kesempatan. Kami berharap disertasi ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu dan teknologi khususnya Ilmu Gizi Manusia.
Saran untuk penyempurnaan penulisan sangat kami harapkan.
Bogor, Maret 2014
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR GAMBAR xiv
DAFTAR LAMPIRAN xv
1 PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 2
Manfaat Penelitian 2
Hipotesis 2
Kerangka Pemikiran 3
2 TINJAUAN PUSTAKA 5
Takokak 5
Kanker 6 Tumor Supressor Gene (Gen p53) 8
Apoptosis 10
Kontrol Siklus Sel 10
7,12-Dimethylbenz(a)anthracene (DMBA) 12
Inflamasi 17
3 METODE 24
Waktu dan Tempat 24
Bahan dan Alat 24
Pelaksanaan Penelitian 24
Pengolahan Data 31
Ethical Clearance 31
4 TOKSISITAS EKSTRAK ETANOL TAKOKAK (Solanum torvum)
DENGAN METODE
Brine Shrimp Lethality Test
(BSLT) 32Pendahuluan 32
Metode 33
Hasil dan Pembahasan 35
Kesimpulan 37
5 AKTIFITAS ANTIOKSIDAN DAN KANDUNGAN TOTAL FENOL EKSTRAK ETANOL BUAH TAKOKAK (Solanum torvum) 38
Pendahuluan 38
Metode 39
Hasil dan Pembahasan 41
Kesimpulan 44
6 DAYA HAMBAT EKSTRAK ETANOL TAKOKAK (Solanum
torvum) TERHADAP SEL KANKER PAYUDARA (MCF-7), SEL
KANKER PARU (A549) DAN SEL KANKER SERVIK (HeLa) IN
VITRO 45
Metode 46
Hasil dan Pembahasan 48
Kesimpulan 53
7 POTENSI EKSTRAK ETANOL TAKOKAK (Solanum torvum)
TERHADAP KADAR TNF-α, KADAR IL-6, KADAR SOD DAN PROLIFERASI SEL KANKER PADA TIKUS YANG TERPAPAR 7,12-Dimethylbenz(a)anthracene (DMBA) 54
Pendahuluan 54
Metode 56
Hasil Pembahasan 59
Kesimpulan 66
8 PEMBAHASAN UMUM 67
9 SIMPULAN DAN SARAN 72
DAFTAR PUSTAKA 73 LAMPIRAN 81
DAFTAR TABEL
1 Mekanisme fitokimia sebagai dengan inflamasi 23 2 Hasil uji fitokimia bagian takokak ekstrak etanol 96 % 36 3 Nilai LC50 ekstrak etanol 96 % bagian takokak 36
4 Data rendemen ekstrak takokak berdasarkan jenis buah dan konsentrasi
etanol 41
5 Data kadar total fenol ekstrak takokak berdasarkan jenis buah dan
konsentrasi etanol 42
6 Data aktifitas antioksidan ekstrak takokak berdasarkan jenis buah dan
konsentrasi etanol 43
7 Persen kematian sel kanker 48
8 Jenis sel kanker dan nilai IC50 49
9 Kadar TNF-α tikus selama penelitian 62 10 Kadar IL-6 tikus selama penelitian 63 11 Kadar SOD tikus selama penelitian 65 12 Jumlah nodul, berat nodul, persentase nodul dan jumlah sel proliferasi
minggu ke-16 66
DAFTAR GAMBAR
1 Kerangka pemikiran 4
3 Diagram komponen fitokimia 6
4 Mekanisme karsinogen terhadap peran p53 10
5 Reaksi kerusakan DNA oleh karsinogen 13
6 Mekanisme fitokimia pada proses apoptosis oleh kemopreventif 16
7 Mekanisme NO* dengan inflamasi dan kanker 19
8 Bagan alir tahap penelitian 25
9 Pelaksanaan penelitian hewan coba 28
10 Foto sel kanker payudara (MCF-7), sel kanker paru (A549) dan sel kanker servik (Hela) baik dengan perlakuan maupun tanpa perlakuan ekstrak takokak 50
11 Berat badan perlakuan preventif 60
12 Berat badan perlakuan kuratif 61
DAFTAR LAMPIRAN
1 Hasil analisa sidik ragam pengaruh konsentrasi etanol terhadap rendemen pada berbagai jenis buah takokak 812 Uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi etanol terhadap rendemen pada berbagai jenis buah takokak 81
3 Hasil analisa sidik ragam pengaruh konsentrasi etanol terhadap kadar fenol pada berbagai jenis buah takokak 81
4 Uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi etanol terhadap pada berbagai jenis buah takokak 82
5 Hasil analisa sidik ragam pengaruh konsentrasi etanol terhadap aktifitas antioksidan pada berbagai jenis buah takokak 82
6 Uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi etanol terhadap aktifitas antioksidan pada berbagai jenis buah takokak 83
7 Hasil uji pengaruh konsentrasi takokak terhadap sel kanker payudara (MCF-7), sel kanker servik (Hela) dan sel kanker paru (A549) 83
8 Uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi takokak terhadap prosen inhibisi pada sel kanker payudara (MCF-7) 83
9 Uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi etanol terhadap prosen inhibisi pada sel kanker paru (A549) 84
10 Uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi etanol terhadap prosen inhibisi pada sel kanker servik (Hela) 84
11 Hasil analisa sidik ragam pengaruh konsentrasi takokak, penanganan dan nekropsi terhadap kadar TNF-α 85
12 Hasil uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi takokak terhadap kadar TNF-α 85
13 Hasil uji lanjut Duncan interaksi konsentrasi takokak dan penanganan terhadap kadar TNF-α 85
14 Hasil analisa sidik ragam pengaruh konsentrasi takokak, penanganan dan nekropsi terhadap kadar IL-6 86
16 Hasil uji lanjut Duncan interaksi konsentrasi takokak dan penanganan
terhadap kadar IL-6 86
17 Hasil analisa sidik ragam pengaruh konsentrasi takokak, penanganan Dan nekropsi terhadap kadar SOD 87
18 Hasil uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi takokak terhadap kadar SOD 87
19 Hasil uji lanjut Duncan interaksi konsentrasi takokak dan penanganan terhadap kadar SOD minggu ke-12 87
20 Hasil uji lanjut Duncan interaksi konsentrasi takokak dan penanganan terhadap kadar SOD minggu ke-16 88
21 Hasil uji lanjut Duncan interaaksi konsentrasi takokak, penanganan dan nekropsi terhadap kadar SOD. 88
22 Hasil uji Duncan pengaruh interaksi konsentrasi takokak dan penanganan terhadap kadar SOD 89
23 Hasil analisa sidik ragam pengaruh konsentrasi takokak, penanganan dan nekropsi terhadap berat badan tikus 89
24 Hasil uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi takokak terhadap berat badan tikus 89
25 Gambar sel kanker kulit tanpa pemberian preventif takokak (0 mg/kgBB) 90
26 Gambar sel kanker kulit tanpa pemberian preventif takokak (800 mg/kgBB) 90
27 Gambar sel kanker kulit tanpa pemberian kuratif takokak (400 mg/kgBB) 90
28 Gambar proses ekstraksi takokak 91
29 Gambar uji fitokimia 92
30 Gambar analisa toksisitas 92
31 Gambar analisa aktifitas antioksidan 92
32 Gambar analisa daya hambat 93
33 Gambar uji ekstrak pada hewan coba 94
34 Ethical Clearance 95
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kejadian penyakit kanker payudara pada negara-negara maju lebih tinggi dibandingkan dengan negara-negara sedang berkembang (Bray 2004). Data terakhir yang dikeluarkan oleh WHO pada Tahun 2008, menunjukkan bahwa penyakit kanker di dunia menduduki urutan pertama sebagai penyebab kematian dengan jumlah kematian mencapai 7,4 juta jiwa atau 13% dari total kematian. Berdasarkan data tersebut, sebanyak 72% terjadi di negara berkembang termasuk Indonesia. Kanker payudara merupakan penyebab kematian kelima (4 %) pada kelompok masyarakat berpenghasilan tinggi dan peringkat kedelapan (2,1 %) pada kelompok masyarakat berpenghasilan rendah (WHO 2008).
Di Amerika Serikat sebagai negara maju, kanker merupakan penyebab kematian yang kedua (23,1 %) setelah penyakit jantung (26 %). Pada kelompok wanita, kanker payudara merupakan penyebab kematian kedua (15 %) setelah penyakit kanker paru sebesar (26 %). Ada kecenderungan bahwa angka kematian yang disebabkan penyakit kanker terus meningkat yaitu mulai Tahun 1930 sebesar 50.000 orang dan pada Tahun 2006 menjadi 280.000 orang (Heron 2012).
Data Riskesdas Tahun 2010 menunjukkan bahwa prevalensi nasional penyakit tumor atau kanker adalah sebesar 0,4 %. Diantara penyakit yang tidak menular, penyakit kanker menduduki peringkat keempat setara dengan penyakit diabetes mellitus dengan prevalensi sebanyak 10,2 % setelah penyakit stroke, hipertensi, dan jantung iskemik. Penyakit kanker merupakan penyebab kematian keenam setara dengan penyakit diabetes mellitus sebesar 5,7 % setelah penyakit stroke, tuberkolosis, hipertensi, cedera dan perinatal.
Ada indikasi bahwa kanker diawali dengan adanya inflamasi kronis. Studi epidemiologi menunjukkan bahwa inflamasi kronis sering berhubungan dengan peningkatan resiko penyakit kanker. Hubungan antara kanker dan inflamasi terkait adanya reaktif oksigen dan nitrogen spesies, walaupun inflamasi dapat membunuh sumber infeksi, namun inflamasi juga dapat menyebabkan mutasi gen dan menyebabkan inisiasi tumor (Haitian et al. 2006).
Penanganan penyakit kanker selain dengan cara konvensional yaitu memakai obat-obat berbahan kimia, juga dengan menggunakan tanaman obat. Ada kecenderungan bahwa pemakaian tanaman obat terus meningkat dikarenakan hal-hal sebagai berikut; masyarakat mempunyai salah informasi tentang terapi farmasi, mengurangi resiko dari obat sintetik, mengurangi biaya perawatan, keanekaragaman hayati tanaman obat yang dimiliki Indonesia melimpah, obat sintetis mahal dengan efek samping yang cukup besar (Wasito 2008).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa beberapa jenis terong-terongan
(Solanaseae) termasuk didalamnya Genus Solanum mempunyai daya hambat
yang tinggi, dan memungkinkan sebagai anti-kanker (Silva et al. 2007). Ekstrak
Solanum linnaenum, Solanum sodomaeum dan Solanum hermannii mampu
membunuh sel kanker dan tidak membahayakan sel normal (Cham 2007). Ekstrak solasonin murni dari kentang mampu menghambat proliferasi sel dan menginduksi apoptosis sel tumor (Ming et al. 2010). Ekstrak solasonin dari
2
Komponen-komponen kimia yang terdapat pada kelompok terong-terongan (Solanasea) yang diduga sebagai anti-kanker antara lain adalah solasodin
glycoside, solamargin dan mono-glikosida atau di-glikosida, flavonoid, triterpenes, polifenol, sterol, alkaloid, terpenoid, solavilin, solasdamin, solanin, asam gallik, asam protokatekin, katekin, asam kafeat, epikatekin, rutin, naringenin (Nawab et al. 2011). Buah takokak (Solanum torvum) jenis terong-terongan mengandung
komponen solasodin, solamargin, solasonin dan fitokimia lainnya yang diduga sebagai anti-kanker dan anti-inflamasi. Oleh karena itu berdasarkan uraian diatas peneliti tertarik untuk mengkaji potensi takokak (Solanum torvum) sebagai
anti-proliferasi dan anti-inflamasi sel kanker.
Tujuan
Tujuan Umum
Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mengkaji potensi takokak (Solanum torvum) sebagai anti-proliferasi dan anti-inflamasi sel kanker.
Tujuan Khusus
1. Mengetahui kandungan komponen kimia takokak (Solanum torvum)
secara kualitatif.
2. Mengkaji ekstrak buah takokak (Solanum torvum) pada berbagai tingkat
kematangan dan pelarut etanol terhadap rendemen, kadar fenol dan aktifitas antioksidan.
3. Mengkaji toksisitas ekstrak takokak (Solanum torvum) dengan
menggunakan metode Brine Shrimp Lethality Test (BSLT).
4. Mengkaji daya hambat ekstrak takokak (Solanum torvum) terhadap cancer cells line dengan metode 5-dimethylthiazol-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT).
5. Mengkaji pengaruh pemberian ekstrak takokak (Solanum torvum) sebagai
anti-proliferasi dan anti-inflamasi sel kanker terhadap kadar TNF-α, kadar IL-6, kadar SOD, nodul dan proliferasi sel kanker pada tikus putih yang terpapar 7,12-Dimethylbenz(a)anthracene (DMBA).
Manfaat Penelitian
Memberikan informasi bahwa takokak berpotensi untuk pencegahan awal kanker dan inflamasi.
Hipotesis
1.Ho:Tingkat kematangan buah takokak dan konsentrasi etanol tidak berpengaruh terhadap kadar rendemen, kadar total fenol dan aktifitas antioksidan.
3 H1:Pemberian ekstrak takokak berpengaruh terhadap proliferasi sel kanker payudara (MCF-7), sel kanker servik (Hela) dan sel kanker paru (A549). 3.Ho:Pemberian ekstrak takokak tidak berpengaruh terhadap kadar TNF-α, kadar IL-6, kadar SOD, nodul dan proliferasi sel kanker pada tikus putih yang terpapar DMBA.
H1: Pemberian ekstrak takokak berpengaruh terhadap kadar TNF-α, kadar IL-6, kadar SOD, nodul dan proliferasi sel kanker pada tikus putih yang
terpapar DMBA.
Kerangka Pemikiran
Penyebab timbulnya penyakit kanker terdiri dari faktor lingkungan dan faktor genetik. Faktor lingkungan antara lain gaya hidup seperti merokok, diet yang tidak sehat dan sinar ultraviolet. Faktor lain yang secara tidak langsung mempengaruhi individu seperti tingkat radiasi, bahan kimia, dan infeksi. Selain itu proses alam yang tidak bisa dihindari seperti radikal bebas, hormon endogen dan cosmic rays (sinar radiasi) juga bisa menginisiasi terbentuknya kanker. Faktor
genetik antara lain terkait monogenik disorder yaitu penyakit yang diturunkan dari
orang tua, secara umum hal ini jarang terjadi dan terkait polygenik disorder yaitu
penyakit yang disebabkan oleh multiple varian gene, sering terjadi yang
dikombinasikan dengan pengaruh lingkungan.
Salah satu penyebab terjadinya inisiasi kanker adalah bahan kimia karsinogen, seperti DMBA. DMBA akan mengikat reseptor Aryl hydrocarbon
(Ahr atau reseptor pengikat bahan kimia dan phenol) yang kemudian akan berlanjut pada membran. Adanya ikatan DMBA pada membran tersebut akan mempengaruhi sistem oksidatif yaitu pada Cytochrom p450. Cytochrom p450
akan mengaktivasi karsinogen, dengan proses oksidasi. Reaksi akan berlanjut menghasilkan diol epoksi (karsinogen aktif) yang akan mengakibatkan terjadinya
pemotongan ikatan covalent DNA ( DNA adduct). DNA adduct tersebut akan
menyebabkan mutasi DNA misalnya pergantian basa dari G ke T.
Inisiasi tumor ditandai dengan adanya peningkatan biomarker misalnya; adanya peningkatan p53 (gen penekan tumor), HER2, cytotoxic dan T helper,
jumlah sel mitosis dan sintesis (plating dan seeding), IL-6, serta terjadi penurunan
ekspresi Bcl-2. Solasodine, β-karoten, fenol, terpene, tokoperol, coumaine, flavonoid, triterpenoid akan berfungsi untuk mencegah terjadinya inisiasi tumor dan inflamasi. Mekanisme tersebut melibatkan penghambatan proses seluler dengan beberapa cara antara lain: blocking activity yaitu melindungi karsinogen
bereaksi dengan target seperti melindungi aktivasi karsinogen, peningkatan detoksifikasi karsinogen dan menghambat terbentuknya karsinogen DNA adduct. Antioksidant activity merupakan unsur sebagai blocking atau suppressing agent,
4
Gambar 1. Kerangka pemikiran INISIASI
TUMOR
DMBA mengikat reseptor Ah, yg kemudian berlanjut
ke membran
Cytocrom p450 mrp system oksidatif akan
terpengaruh Diol epoksi e Produk oksidasi akan hasilkan DNA adduct (8-OhdG) Pr olif er as i Suppressor Anti-proliferasi a n t i o k s i d a n Blocking agent TN F-α IL -6 Karsinogen Gaya hidup; rokok, diet, ultraviolet Bahan alam;radikal bebas, hormon endogen, energi tinggi (cosmic ray)
5
2 TINJAUAN PUSTAKA
Takokak (Solanum torvum)
Genus takokak mengandung toxic alkaloid yang tersebar diseluruh bagian
tanaman. Beberapa Solanum species mengandung alkaloid glykosilat yang penting
untuk hormon steroid (Amador et al. 2007). Furostanol glycosides yang telah
diekstrak dari buah S. torvum mempunyai struktur yang unik yaitu seperti enzim
b-glucosidase yang spesifik (Arthan et al. 2005). Foto takokak (Solanum torvum)
dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Foto takokak (Solanum torvum)
Solasodin merupakan steroid alkaloid yang terdapat pada takokak. Komponen esensial adalah nitrogen analog yaitu steroidal saponin. Di alam alkaloid ini akan membantu mempertahankan tanaman dari predator. Aglycone
solasodine (senyawa alkohol yang bersenyawa dengan glikosida) mempunyai
struktur kimia yang hampir sama dengan diosgenin. Diosgenin merupakan sumber bahan untuk sintesis obat steroid. Solasodin merupakan nitrogen analog dari diosgenin dilaporkan dijual sebagai sumber cortisone dan progesterone.
Solasodin banyak ditemukan pada tanaman genus solanum (Cham 2007), (Makin dan Gower 2010). Solasodin diduga sebagai anti-spermatozoal, anti-mitochondria aktifity (Daunter dan Cham 1990), (Cham 2007).
Alkaloid pada umumnya tidak ditemukan atau jarang terdapat dalam tumbuhan biji terbuka (gymnospermae), paku-pakuan, lumut dan tumbuhan
6
Alkaloid seringkali beracun bagi manusia dan banyak mempunyai kegiatan fisiologis yang menonjol, sehingga banyak digunakan dalam pengobatan. Alkaloid dapat ditemukan dalam berbagai bagian tumbuhan seperti biji, daun, ranting dan kulit kayu. Alkaloid ditemukan pada tumbuhan tingkat tinggi dan tingkat rendah bahkan pada hewan (Simbala 2009). Diagram komponen fitokimia dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Diagram komponen fitokimia (Tiwari et al. 2013)
Kanker
Pengertian
Kanker merupakan pembawa penyakit yang menyebabkan kematian dan sumber penyakit pada orang dewasa. Kejadian penyakit kanker meningkat dengan meningkatnya umur. Pengaruh kuat dari gaya hidup, gender, etnik, infeksi dan genetik. Penyakit kanker banyak terjadi pada usia diatas 35 tahun.
7 Kanker memiliki potensi untuk menyerang dan merusak jaringan yang berdekatan dan menciptakan metastase. Tumor jinak tidak menyerang jaringan berdekatan dan tidak menyebarkan benih (metastase), tetapi dapat tumbuh secara lokal menjadi besar. Tumor disebabkan oleh mutasi dalam DNA sel. Sel memiliki mekanisme untuk memperbaiki DNA dan mekanisme lainnya yang menyebabkan sel untuk menghancurkan dirinya melalui apoptosis. Tumor ganas tidak mempunyai kapsul dan tumbuh menyerang pembulu darah, limpa, serta jaringan sekitar (Mccance et al. 2010). Tumor merupakan pola pertumbuhan sel yang tidak
normal dan berada dibawah kontrol mekanisme homeostasis normal (Dunlop dan Malbert 2004). Kanker merupakan pertumbuhan sel yang tidak normal akibat banyaknya perubahan dalam ekpresi gen yang membuat ketidakteraturan keseimbangan antara sel proliferasi serta kematian sel yang mengakibatkan populasi sel bertambah dan dapat menyerang jaringan lain dan menyebar ke beberapa tempat yang menyebabkan kesakitan dan bila tidak diobati akan menyebabkan kematian (Ruddon 2007).
Pengelompokan Jenis Kanker
Pemberian nama kanker berasal dari tipe sel dimana mereka berasal. Pemberian nama kanker antara lain sebagai berikut: Karsinoma yaitu kanker yang berasal jaringan epitel (lapisan luar). Adenokarsinoma yaitu kanker yang berasal dari ductal atau glandular, tumor ganas yang berasal dari jaringan glandular
payudara disebut mammary adenomakarsinoma. Sarkoma yaitu kanker yang
berasal jaringan penghubung, misalnya kanker otot rangka rhabdomyosarcomas. Lymphoma yaitu kanker dari limpa. Leukemia yaitu kanker yang terbentuk di sel darah (Mccance et al. 2010).
Tahap Terbentuknya Kanker
Proses terbentuknya kanker terdiri dari dua tahap utama, yaitu
diferentiation dan proliferasi. Pada sel normal proses pertumbuhan diatur dengan
sangat baik dan dibawah kontrol yang pasti. Jika salah satu atau keduanya kehilangan proses pengaturannya, resikonya akan meningkat dari sel normal menjadi tumor. Ada pertumbuhan jaringan baru, akan menyebabkan terjadinya proses pembentukan sel (diferentiation) dengan dua kemungkinan beresiko yaitu
hyperplasia atau neoplasia. Persamaan dari keduanya adalah sama-sama berhubungan dengan kontrol pertumbuhan. Hyperplasia adalah proses yang berguna dan dikontrol oleh stimulus, sedangkan neoplasia adalah pertumbuhan yang tak teratur dan tidak berguna. Berdasarkan hal tersebut pengertian proliferasi yang tidak terkontrol merupakan ciri-ciri neoplasma yang dapat menjadi tumor, baik ganas maupun tidak. Jika menghasilkan proliferasi yang tidak terkontrol akan membentuk formasi jaringan masa yang tidak normal (Henry 2001).
Perkembangan Kanker
Sel kanker merupakan fenotif tidak normal, yang ditandai hilangnya
differentiation, peningkatan motilitas atau invasi, penurunan sensitivitas terhadap
8
dari sel normal ke sel kanker tergantung dari mutasi gen yang mengontrol siklus sel untuk proses progresi. Jika kontrol siklus sel ini hilang maka akan terjadi hilangnya pengaturan pertumbuhan. Mutasi gen akan berakibat pada beberapa hal antara lain; peningkatan aktifitas oncogen, penurunan penghambatan siklus sel progresi (hilangnya gen penekan tumor), peningkatan signal anti-apoptosis (over ekspresi BCL-2), penurunan pro-apoptosis signal (penurunan BAX atau mutasi p53) (Vincent et al. 1997).
Faktor Resiko
1. Faktor lingkungan.
a. Gaya hidup seperti merokok, diet yang tidak sehat, sinar ultraviolet. b. Faktor lain yang secara tidak langsung mempengaruhi individu seperti
tingkat radiasi, bahan kimia, dan infeksi, virus, bakteri.
c. Proses alam yang tidak bisa dihindari seperti radikal bebas, hormon endogen, energi tinggi (cosmic rays).
2. Faktor genetik
a. Terkait monogenik disorder yaitu penyakit yang diturunkan dari orang tua, secara umum hal ini jarang terjadi.
b. Terkait polygenik disorder yaitu penyakit yang disebabkan oleh
multiple varian gene, sering terjadi yang dikombinasikan dengan
pengaruh lingkungan.
Tumor Suppressor Gene (Gen p53)
Gen penekan tumor diatur oleh gen p53. Gen p53 menghambat progresi siklus sel dengan cara menginduksi. Gen p53 menghambat progresi aktivasi transkripsi dengan penghambatan protein yang mengontrol progresi sel dalam siklus sel atau cyclin (cdk). Pada proses penghambatan cdk akan mengakibatkan
posphorilasi susbtrat tidak berjalan. Gen p53 berkontribusi pada checkpoint signal
transduksi siklus sel yang menyebabkan G1 berhenti atau sel apoptosis berhenti
setelah terjadi kerusakan DNA. Penurunan apoptosis akan berdampak ada proses malignant tranformasi. Sebesar 50 % tumor mempunyai gen p53 yang tak normal. Beberapa tumor berkembang dengan mekanisme menginaktivasi gen p53, dengan cara over ekspresi p53 mengikat protein yang mengatur p53 atau mdm2 (murine double minute) (Vincent et al. 1997).
Tumor suppressor gen p53 dipertimbangkan sebagai tahap kritis dalam perkembangan beberapa kanker pada manusia. Perubahan gen ini terdeteksi sangat luas pada tumor manusia, termasuk kanker payudara. Gen p53 berlokasi di kromosom 17p, dan menghasilkan sebuah nuclear phosphoprotein. Protein p53
diidentifikasi sebagai faktor transkripsi pada sekuen spesifik DNA dan pengatur masuknya tahap S pada siklus sel (cycle cell). Protein p53 diketahui juga sebagai
induksi apoptosis pada sel ganas. Pada penelitian pasien payudara tahap awal, tidak ada nodul, tetapi perubahan gen p53 berhubungan dengan prediksi adanya kanker (Sjogren 1995). Pada sel normal, p53 akan terekpresi dalam jumlah rendah (1.000 molekul/sel) tetapi akan meningkat jika terinduksi oleh kerusakan seluler (celluler stress) seperti: (kerusakan DNA, hypoxia atau kehilangan nukleotida),
9 sel yang mengalami transformasi. Pengaturan gen yang menyebabkan siklus pemberhentian sel (cell cycle arrest) pada G1 dimana gen dalam kondisi rusak.
Peningkatan nilai p53 juga akan menyebabkan apoptosis. Protein p53 akan mengikat DNA sebagai tetramer: ekspresi satu mutan allele dapat berpengaruh pada aktivitas p53 komplek dan sebagai catatan bahwa p53 tidak menunjukkan reaksi gen resesiv. Phosporilasi serin akan terjadi pada respon dimana terjadi kerusakan DNA yang akan menghambat interaksi dengan mouse double minute 2 homolog (MDM2) (pengatur negatif) dan menyebabkan promosi transactivation
oleh p53.
Gen p53 merupakan faktor trankripsi yang menahan pertumbuhan dan apoptosis. Gen p53 diidentifikasi sebagai ekspresi tumor manusia yang diklasifikasi sebagai oncogen. Gen p53 terekspresi rendah ditemukan pada jaringan normal. Dilaporkan bahwa protein ini berperan sebagai pengantar pesan (signaltransduction), pengatur proses transkripsi (regulation transcription),
kontrol siklus sel (cell cycle control), dan genomic instability. Pada keadaan
kerusakan seluler p53 akan terjadi peningkatan protein dan stabilitas protein. Beberapa mekanisme dilaporkan bahwa kenaikan termasuk induksi p14 mengambat interaksi MDM2-p53 seperti phosporilasi dan acetylasi p53. Peningkatan level p53 protein dapat meningkatkan aktivitas transkripsi dan menginduksi proses transkripsi CDK1 gen p21. Peningkatan protein p21 akan menyebabkan siklus sel berhenti (cell cycle arrest) di G1 dan G2. DNA yang
sudah mengalami kerusakan parah tidak dapat diperbaiki kembali. Protein p53 dapat menginduksi ekspresi gen yang menyebabkan apoptosis (apoptosis promoting gene) seperti protein proapoptosis atau BAX (Bcl-2-associated X protein) dan menginisiasi progam kematian sel (cell death). Protein p53
merupakan celluler gatekeeper yang berguna untuk pertumbuhan dan division.
Protein p53 merupakan contoh yang baik untuk analisis tumor suppresses gene. Hal ini karena p53 mengikat DNA sebagai tetramer untuk aktivasi gene expression, partial atau total deletions dan nonsense atau mutasi gen yang
memotong jumlah nukleotida pada tempat khusus dengan memotong intron yang terjadi selama proses prekusor messenger RNA ke dalam mature messenger RNA (splice site mutations) yang dapat melindungi molekul. Molekul tersebut terdiri
dari beberapa unit monomer (oligomerization) (Zarbl 2006).
Pembelahan sel normal diatur oleh protein p53. Protein p53 mengikat DNA kemudian menstimulasi gen lain untuk memproduksi protein p21 yang akan berinteraksi dengan protein yang memacu pembelahan sel (cell division stimulating protein) atau (CDK2) sehingga dihasilkan sinyal stop untuk
pembelahan sel. Protein p53 dapat mengalami mutasi oleh pengaruh radiasi, virus, kimiawi, karsinogen, bahkan spontan. Mutasi p53 tidak dapat mengikat DNA, sehingga tidak terbentuk protein p21 akibatnya sinyal stop tidak dihasilkan dan
pembelahan sel tidak terkontrol (Naziya 2006).
10
berhubungan dengan gen (Ruddon 2007). Mekanisme karsinogen terhadap peran p53 dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Mekanisme karsinogen terhadap peran p53 (Ruddon 2007).
Apoptosis
Apoptosis disebut juga progam kematian. Apoptosis dicirikan sebagai bentuk dari; kondensasi inti sel, fragmentasi, sel pertanda kematian (cell shrinke),
dan terjadi DNA fragmentasi. Proses apoptosis distimulasi oleh iradiasi, kemoterapi, infeksi virus, faktor pertumbuhan, hormon, serta matinya daya hambat sel darah putih (lymphocyt). Apoptosis terjadi ketika ada konflik pada
signal siklus sel yang terpacu aktif pada sel atau signal yang berasal dari peptida ekstra selluler survive terblokir. Disfungsi gen p53 atau over ekspresi protein pengatur apoptosis atau B-Cell Lymphoma 2 (BCL-2) secara genetik dapat
menghambat inisisasi respon kematian (Vincent et al. 1997).
Kontrol Siklus Sel
Mekanisme
11 Fase fungsional dalam siklus sel merupakan pengkopian yang tepat dari DNA yang diketahui sebagai fase S atau replikasi DNA, pemisahan yang tepat dari rangkain duplikat kromosom antara sel kembarannya disebut sebagai fase M atau mitosis. Persiapan sel secara biokimia dari fase S disebut fase G1, sedangkan
persiapan untuk mitosis disebut sebagai fase G2. Sel yang tidak melakukan
pembelahan disebut fase G0. Pengontrolan akan dilakukan secara intraseluler dan
dipengaruhi oleh faktor extraseluler. Faktor ekstraseluler yang berpengaruh adalah faktor pertumbuhan, mitogen, antimitogen, differentiation inducers, kontak antar
sel dan zat gizi. Koordinasi dari reaksi komplek tersebut menyebabkan adanya perubahan dari enzim ekstra seluler yaitu enzim protein yang mengontrol siklus sel atau Cyclin dependen kinases (CDK), dan beberapa protein seperti polimer
protein inti DNA yang mengatur proliferasi sel atau PCNA (proliferating cell nuclear antigen) dan CDK inhibitor (Kastan 1997).
Fase S (Sintesis)
Fase S (Sintesis) merupakan fase dimana terjadi proses pengaturan progresi siklus sel. Pada fase S, setelah sel mulai melakukan replikasi DNA, akan berlanjut sampai terjadi copi DNA. Pada umumnya sel tubuh manusia membutuhkan waktu sekitar 8 jam untuk menyesuaikan tahap ini. Enzim yang terlibat dalam proses copi DNA adalah DNA polymerase (lewis 2010).
Fase M (Mitosis)
Interval waktu fase M kurang lebih 1 jam. Fase M (Mitosis) merupakan tahap terjadinya pembelahan sel. Pada fase M, sel membelah diri membentuk dua anak sel yang terpisah. Dalam fase M terjadi beberapa jenjang fase yaitu profase, prometafase, metaphase, anaphase, telofase dan sitokinase (lewis 2010).
Fase G (gap)
Fase G yang terdiri dari G1 dan G2 adalah fase sintesis zat yang diperlukan
pada fase berikutnya. Pada sel mamalia, interval fase G2 berlangsung sekitar 2 jam,
sedangkan interval fase G1 sangat bervariasi antara 6 jam hingga beberapa hari.
Sel yang berada pada fase G1 terlalu lama, dikatakan berada pada fase G0 atau quiescent (diam). Pada fase ini, sel tetap menjalankan fungsi metabolismenya
dengan aktif, tetapi tidak lagi melakukan proliferasi secara aktif. Sebuah sel yang berada pada fase G0 dapat memasuki siklus sel kembali, atau tetap pada fase
tersebut hingga terjadi apoptosis. Pada umumnya, sel pada orang dewasa berada pada fase G0. Sel tersebut dapat masuk kembali ke fase G1 oleh stimulasi antara
lain berupa perubahan kepadatan sel, mitogen atau faktor pertumbuhan atau asupan nutrisi (lewis 2010).
Interfase
12
7,12-Dimethylbenz(a)anthracene (DMBA)
DMBA merupakan immunosupresor bahan kimia yang secara spesifik dapat menyebabkan karsinogen. DMBA banyak digunakan pada penelitian yang terkait kanker, karena DMBA diperlukan untuk mutasi pada inisiasi kanker atau kanker pada tahap awal (Gao et al. 2008).
Bahan kimia karsinogen akan bereaksi dengan sel untuk dimetabolisme dan hasil dari metabolisme akan dikeluarkan atau ditahan oleh sel. Komponen kimia karsinogen dapat mempengaruhi ekspresi gen baik secara langsung maupun tidak langsung. Beberapa karsinogen bersifat genotoksik, membentuk DNA
adduct atau membuat kromosom menjadi tidak normal. Contoh ion karsinogen
adalah; nikel, arsen, dan cadmium yang dapat menginduksi aneuploidy. Beberapa
karsinogen bersifat non-genotoksik, dengan mekanisme terjadi inflamasi, penekan imunitas atau suppressing immunity, terbentuknya kerusakan Reactive oxygen species (ROS) (bahan kimia reaktif yang mengandung O2), atau dengan jalan
mengaktifasi signal, seperti reseptor aryl hydrocarbon receptor (AhR), estrogen receptor, PKC, epigenetic silencing (Pelengaris dan Khan 2006).
Ada dua tahap terbentuknya kanker dengan DMBA, yaitu tahap initiation
dan promotion. Pada tahap initiasi melibatkan terbentuknya covalent adduct pada
metabolit epoxide dari DMBA ke basa guanine DNA, yang dapat menyebabkan mutasi. Beberapa bahan yang aktif pada minyak croton antara lain; phorbol ester,
tetradecanoyl phorbol acetat (TPA), yang dapat mengikat membrane reseptor, protein kinase C, aktivasi cytoplasmicserine atau threonine protein kinase cascade yang dapat meningkatkan transkripsi gen dan proliferasi sel. Pada tahap
promosi merupakan tahap sel mengalami proliferasi dan mulai terjadi pembentukan pembuluh darah baru (Pelengaris dan Khan 2006).
Aktivasi Karsinogen
Karsinogen dapat bereaksi baik dengan aktivasi maupun tidak. Sebagian besar karsinogen perlu aktivasi untuk bereaksi sebagai pro-karsinogen agar menghasilkan karsinogen. Karsinogen yang bereaksi secara langsung antara lain
alkylating agent, polycyclic hydrocarbon (rokok), aromatic amines dan nitrosamine yang diaktivasi oleh enzim katalase dengan mengoksidasi bahan
organic atau hepatic cytochrome p450 yang berfungsi pada proses sistem oksidasi
(Pelengaris dan Khan 2006).
Beberapa komponen karsinogen merupakan mutagenik yang dapat menginduksi mutasi DNA. Reaksi komponen elektrofilik dapat bereaksi secara langsung dengan DNA. Sebagian besar kimia mutagen dibentuk oleh aktivitas metabolik setelah terpapar oleh komponen donor elektron yang berikatan kimia atau inert nucleophilic procarcinogenes seperti aromatik, heterocyclic amine, aminoazo dyes, PAHs, dan N-nitrosamines (Pelengaris dan Khan 2006).
Konversi metabolik prokarsinogen melibatkan bagian enzim mikrosomal seperti cytochrome-P450-dependent monooxygenases (CYPs). Jenis CYP
13
sulfotransferases (SULTs) dan acetic acid oleh N-acetyltransferases (NATs).
Enzim-enzim ini berkontribusi mengaktivasi komponen prokarsinogen menjadi komponen yang berinteraksi dengan DNA. Turunan N-hydroxy pro-carcinogen
seperti arylamine atau amides, aminoazo dyes, atau heterocyclic amines
dikonversi oleh enzim NAT atau SULT menjadi komponen ester intermediates
[image:31.595.109.492.200.560.2]yang sangat reaktif mengikat DNA (Pelengaris dan Khan 2006). Reaksi kerusakan DNA oleh karsinogen dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Reaksi kerusakan DNA oleh karsinogen (Pelengaris dan Khan 2006).
Mekanisme Penghambatan Karsinogen
Klasifikasi penghambatan berdasarkan pada tahap karsinogen aktif. Ada 3 katagori penghambatan antara lain yaitu; a) Komponen yang melindungi terbentuknya karsinogen dari precursor (prevent agent). b) Komponen yang
menghambat karsinogen, melindungi agent karsinogen bereaksi dengan target seperti jaringan (blocking agent). c) Komponen yang menekan agent, sebab
komponen tersebut menekan ekspresi neoplasia dalam sel yang telah terekspos oleh karsinogen.
Blocking activity merupakan aktivitas melindungi karsinogen bereaksi
dengan target seperti melindungi aktivasi karsinogen, peningkatan detoksifikasi karsinogen dan menghambat terbentuknya karsinogen DNA adduct. Aktivitas
antioksidan juga merupakan agent sebagai blocking atau suppressing agent.
Enzim metabolit
DNArepair gene
Sensitif DNA damage Transport/uptake
elektron
Aktivasi
DNA damage
DNA repair
Karsinogen
14
Sebaliknya suppressing agent atau anti-proliferasi atau anti-progresi tidak secara
langsung mempengaruhi karsinogen. Mekanisme ini melibatkan penghambatan proses seluler.
Beberapa aktivitas blocking agent antara lain; Menghambat proses uptake
karsinogen, menghambat aktivasi pembentukan karsinogen, deactivation carcinogens, peningkatan detoksifikasi reaksi enzimatis, melindungi karsinogen
berikatan dengan DNA dan peningkatan perbaikan DNA. Mekanisme antioksidant aktiviy adalah sebagai berikut; menangkal reaksi electrophiles dan menangkal
oksigen radikal. Sedangkan mekanisme anti-proliferasi adalah sebagai berikut; mengatur signal transduction, mengatur faktor pertumbuhan, menghambat
aktivitas oncogen, menghambat polyamine metabolism, menginduksi terminal differentiation, restoration immunerespone, meningkatkan intercellular communication, restoration dari fungsi tumor suppressor, menginduksi program
apoptosis, mengkoreksi keseimbangan DNA methylasi serta menghambat
angiogenesis dan aktivasi anti-metastase (Arcos 1996).
Polifenol pada buah dan sayuran dapat memproteksi perkembangan kanker dengan cara: a) Berinteraksi dengan intermediate yang reaktif. b) Menginaktivasi karsinogen dan mutagen. c) Memodulasi protein khusus yang terlibat dalam siklus perkembangan sel. d) Mempengaruhi ekspresi gen yang terkait dengan kanker. e) Menginduksi apoptosis dan menghambat pertumbuhan sel kanker dengan cara mengekspresikan protein yang mengatur siklus sel dan protein yang mengatur signal yang terlibat dalam proliferasi, transformasi, metastase. f) Menginduksi pengaruh anti-karsinogen. g) Menghambat proses insiasi, promosi, metastase. h) Menurunkan ekspresi protein COX-2 dan BcL-2 yang mempunyai fungsi sebagai karsinogenesis. i) Penghilangan agent karsinogen. j) Memodulasi signal sel kanker. k) Memodulasi progresi siklus sel. l) Promosi apoptosis. m) Memodulasi aktifitas enzim, misalnya meningkatkan glutathione peroxidase, catalase, NADPH-quinone oxidoreductase, glutathione S-transferase dan aktifitas enzim cytochrome P450. n) Detoksifikasi agent karsinogen.
Polifenol juga dapat memodulasi aktifitas jalur signal MAPK kinase dan PI3 Kinase yang terlibat dalam proliferasi sel kanker. MAPK jalur signal yang menarik sebagai terapi anti kanker, yang didasarkan pada pusat pengaturan pertumbuhan dan survival sel kanker. Polifenol juga berfungsi sebagai pengatur aktifasi transkripsi dan pos transkripsi dari COX-2. Pada proses ini polifenol merupakan penghambat yang kuat dari pertumbuhan sel kanker kolon yaitu menghambat p38 atau signal CREB (cAMP Responsive Element Binding Protein)
(gen pengatur proliferasi), menurunkan ekspresi COX-2, menstimulasi fase G2/M pada siklus sel. Selain itu polifenol menghambat posphorilasi ERKI/2 dan menurunkan ekspreasi cyclin D1 yang menyebabkan siklus sel progresi terblokir (Vauzour et al. 2010).
Pengaruh Fenol Terhadap Growth Factor dan Receptor (GFRs) pada Kasus Inisiasi Kanker dan Progresi
Growth factor merupakan protein yang mengikat secara spesifik receptor
pada permukaan sel untuk membuang (elicit) respon signal cascade (apoptosis). Growth factor pada kondisi normal diperlukan untuk proliferasi dan differensiasi
untuk pertumbuhan dan perbaikan. Gangguan (Aberrant) growth factor
15 penekanan signal apoptosis yang akan menyebabkan pertumbuhan tumor atau progresi dan metastase (Vauzour et al. 2010).
Secara umum growth factor yang berhubungan dengan carcinogenesis
adalah epidermal growth factor (EGF), plate-derived growth factor (PDGF), fibroblast growth factor (FGFs), transforming growth factor-α dan β (TGFs α dan β), insulin-like growth factor (IGF), erythropoietin (EPO), inflamasi terkait
dengan sitokin interleukin 1, 2, 6 dan 8 (IL-1, 2, 6 dan 8), tumor necrosis factor-α
(TNF-α), interferon-γ (IFN-γ ), dan colony stimulating factor (CSFs). Bahan yang
dapat menurunkan (attenuate) growth factor dan attendant signal cascade secara
umum disebut sebagai excellent chemopreventive agents (Vauzour et al. 2010).
Fenol dalam tanaman seperti kurkumin, genistein, resveratrol dan catechins merupakan zat yang mempunyai potensi penghambatan pengikatan
growth factor dan signal terkait kanker. Kurkumin menghambat EGFR dan
menurunkan kemampuan invasi sel kanker. Kurkumin juga menghambat aktivitas EGF kinase pada sel kanker epidermoidal (A431) dan EGF dengan cara menghambat aktivitas tyrosinase kinase. Fenol juga akan mempengaruhi
penurunan (attenuate) receptor HER-2 (Human Epidermal Growth Factor Receptor-2) (protein yang diproduksi oleh gen yang potensial menyebabkan
tumor), dimana HER-2 sering terekspresi dalam jumlah tinggi pada kanker payudara, prostat, ovarium dan paru, dengan cara menghambat aktivitas
tyrosinase kinase. Demikian juga flavonoid apigenin, quercetin menunjukkan
kemampuan menginduksi apoptosis dengan cara meningkatkan phosphorylation
HER2 melalui PI3 atau Akt kinase pathway dan merusak proteosomal. Beberapa
studi juga menunjukkan flavonoid mampu menghambat jalur PTK (Protein Tyrosine Kinase). Resvatrol menghambat IL-6 dan IL-8, dan menekan proliferasi
dengan cara menurunkan pengaruh EGF (Vauzour et al. 2010).
Fenol yang terdapat pada teh hijau epigallocatechin gallate (EGCG) mampu mempengaruhi IL-6 dan IL-8, menurunkan produksi vasculer endothelial growth factor (VEGF) (glikoprotein proangiogenik yang berfungsi meningkatkan
proliferasi) pada sel kanker payudara dan menghambat VEGF-induction angiogenesis dengan cara menekan V-cadherin (adhessin molecule) phosphorilasi dan mengaktifkan aktifitas pathway. Epigallocatechin gallate juga menghambat aktivasi EGFR kanker kolon pada manusia dan juga menghambat secara langsung ERK1/2 dan Akt kinase. Selain itu teh hijau juga mampu menghambat FGF, VCAM-1 (vascular cell adhesion molecul-1) (protein sebagai adhesi limposit, monosit, eosinofil dan basofil terhadap vascular endotel) dan HER-2. Flavonoid juga mempengaruhi ekspresi ICAM-1, E-selectin dan E-cadherin, yang memungkinkan untuk menghambat metastase (Vauzour et al. 2010).
Pengaruh Fenol dalam Mekanisme Apoptosis dan Siklus Sel
Mekanisme kerusakan dari siklus normal sel dan mekanisme over ekspresi growth promoting ditandai dengan adanya cyclin D1 dan cyclin dependent kinases (CDKs) pada carcinogenesis. Komponen fenol seperti resvatrol mampu
16
[image:34.595.79.465.127.661.2]pada proses apoptosis jalur intrinsik dan ekstrinsik oleh kemopreventif dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Mekanisme fitokimia pada proses apoptosis oleh kemopreventif (Reuter 2006).
Keterangan c : Cytochromc
Resvatrol menunjukkan dapat menghentikan sel HL-60 (Human promyelocytic leukemia cells) pada S/G2 pada masa transisi, meningkatkan
jumlah sel pada phase G1/S dan menginduksi apoptosis dengan cara menurunkan ekspresi Bcl-2 (merupakan protein anti-apoptosis pada oncogen). Komponen fenol juga mengatur regulasi anti-apoptosis produk gen misalnya (BcL-2, Bcl-xl) dan menginduksi pro-apoptosis p53 dan Bax. Mekanisme apoptosis atau program kematian sel diperlukan dalam kondisi normal dan perkembangan anti-kanker. Proses apoptosis diatur oleh berbagai macam protein atau oncogen (gen penyebab kanker) yaitu protein pro-apoptosis p53 dan anti-apoptosis, cell survival Bcl-2 dan caspase (protein yang memainkan proses apoptosis, nekrosis dan inflamasi) serta cascade (He et al. 2009).
Ja lur M itokondr ia puma
c c c c c c c
Caspase 8 , 10 Caspase 9
Apoptosis tBid
Bak
c c c c c c c c c
P53 Ja lur Int rins ik TRIAL Kerusakan DNA
Bim Bak
Bad
Bcl-2, Bcl-xl, Mcl-1
Caspase 3 noxa Bid diablo IAP Ja lur eks tr ins ik DED Dr4 Dr5
ADD
Caspase10 Caspase 8
Kemopreventif
17 Beberapa fitokimia diketahui mampu menghambat NF-kB atau aktivasi AP-1 yang secara signifikan dapat menekan proliferasi sel dan sensitize
(merespon) sel untuk memacu apoptosis. Diketahui juga bahwa polifenol dapat menurunkan ekspresi protein penekan apoptosis seperti Bcl-2 dan BcL-X pada beberapa sel line kanker. Kurkumin juga diketahui menginduksi apoptosis melalui jalur mitokondria dengan melibatkan caspase-8 (protein sentral yang memainkan peran eksekusi fase apoptosis), pelepasan Cytochrom c dan aktivasi caspase-3
(Aggarwal 2006).
Inflamasi
Inflamasi merupakan suatu respon proses fisiologis terhadap kerusakan jaringan oleh mikroba, kimia, luka. Pada tahap awal inflamasi, neutrophil sel yg pertama bermigrasi untuk memproduksi molekul seperti makrofag dan mast cell
pada jaringan. Pada tahap selanjutnya beberapa jenis leukosit, limfosit, dan sel inflamatori diaktifkan ke lokasi inflamasi melibatkan signal jaringan faktor pertumbuhan, sitokin dan kemokin. Semua sel berkontribusi melindungi dan merawat jaringan yang rusak akibat infeksi (Haitian 2006). Inflamasi merupakan mekanisme bentuk perlindungan terhadap kerusakan jaringan oleh antigen endogenous dan exogenous (Khansari 2009).
Terdapat beberapa mekanisme saat terjadi kerusakan jaringan. Kerusakan jaringan sampai dengan terjadi perbaikan jaringan melibatkan pro-inflamasi dan anti-inflamasi. Prostaglandin (E2), tranformasi growth factor-β, reaktif oksigen dan nitrogen intermediated merupakan molekul yang akan mengatur dalam promosi dan menekan inflamasi. Beberapa sel yang terlibat dalam inflamasi seperti makrofag, sel dendrit, akan memfagosit dan menginduksi apoptosis serta menyebabkan fagositosis.
Inflamasi Kronis
Inflamasi kronis merupakan kondisi suatu penyakit yang dicirikan dengan infiltrasi mononuclear cell (monosite, makrofag, lymphosite, dan plasma sel) dan
kerusakan jaringan. Inflamasi kronis juga dapat disebabkan karena efek seluler dari ketidakseimbangan antara produksi radikal bebas dan kekurangan antioksidan (Khansari 2009).
Konsep Radikal Bebas
Radikal bebas didefinisikan sebagai bahan kimia yang mengandung elektron tidak berpasangan. Elektron yang tidak berpasangan biasanya menghasilkan radikal bebas yang reaktif. Pada sistem biologi, sumber radikal bebas adalah oksigen. Kerusakan biologi disebabkan oleh adanya ROS oksidative stress dan
RNS nitrosative stress. Pengaruh yang tidak menguntungkan bila terjadi ketika
18
ROS diproduksi baik secara endogenous maupun eksogenous. Sumber ROS endogenous adalah mitokondria, cytokrom p450, peroxisome, dan aktivasi sel inflamatori. Mitokondria lebih banyak menghasilkan H2O2 karena
mitokondria 90 % menggunakan O2 secara seluler. Selama mitokondria mereduksi
O2 menghasilkan air, beberapa beberapa produk akan dihasilkan seperti superoxide (O2*), hidrogene peroxide (H2O2) dan hidroksi radikal (OH*).
Sumber ROS endogenous yang lain berasal dari neutrofil, eosinophil, makrofag. Aktifasi makrofag dengan menginisiasi oksigen akan menyebabkan peningkatan ROS yang meliputi O2, nitric oxide (NO) dan hidrogen peroksida (H2O2).
Pembentukan radikal bebas dari intraseluler dapat berasal dari lingkungan seperti ultraviolet, radiasi dan polutan (Khansari 2009).
Mekanisme Pertahanan Melawan Radikal Bebas.
Mekanisme pertahanan melawan stress oksidatif dibagi menjadi: antioksidan, preventif, mekanisme perbaikan dan pertahanan fisik. Beberapa enzim yang terlibat dalam netralisasi radikal bebas antara lain: superoxide dismutase (SOD), glutathion peroxidase (GTx), dan Catalase (CAT),sedangkan
non enzimatik antioksidan adalah: vitamin C, vitamin E, karotene, flavonoid, glutathion (GSH). Pada kondissi normal ada keseimbangan antara produksi radikal bebas dengan molekul antioksidan (Khansari 2009).
Pada proses fagositosis apoptosis sel akan mempromosikan anti-inflamasi seperti meningkatkan produksi anti-inflamasi membentuk growth factor beta
(protein yang mengontrol proliferasi). Jika inflamasi ini tidak bisa berjalan dengan baik, akan terjadi inflamasi kronis (Khansari 2009).
Makrofag dan inflamatori sel akan memacu growth factor, sitokin, RO dan Nitrogen spesies menyebabkan kerusakan DNA. Jika makrofag aktif, makrofag
akan menyebabkan kerusakan jaringan secara terus menerus. Semua proses ini secara terus menerus akan menimbulkan neoplasma (Khansari 2009).
Inflamasi kronis didominasi oleh makrofag. Makrofag bersama leukosit akan menghasilkan Reaktive oksigen dan Nitrogene species yang tinggi. Proses
selanjutnya akan merusak jaringan dan terjadi proliferasi sel. Inflamasi kronis akan menghasilkan komponen mutagen seperti peroxynitrit yang bereaksi dengan DNA dan menyebabkan mutasi pada sel ephitel dan stroma (Haitian 2006).
Inflamasi kronis berkontribusi 25% terjadinya kanker (Hussain 2007). Inflamasi melibatkan respone immune innate dan adaptif terkait dengan adanya
infeksi atau kerusakan jaringan. Adanya kerusakan jaringan akan mengaktivasi sel imun untuk mempertahanan dari serangan infeksi. Sel imun inat seperti makrofag, sel mast, sel dendrit, Natural Killer (NK) dapat menginisiasi respon inflamasi dengan mengeluarkan sitokin, kemokin, reactive oxygene dan nitrogene species,
untuk menghilangkan patogen dan memperbaiki kerusakan jaringan. Apabila proses tersebut tidak berhasil akan menyebabkan inflamasi kronis yang dapat menimbulkan penyakit kanker. Sitokin, kemokin, NF-kB, nitric oxide synthase-2
(NOS-2), cyclooxygenase-2 (COX-2), hypoxia inducible factor-1 (HF1- ), signal tranducer dan activator of transcription 3 (STAT3), nuclear factor erythroid2- related factor 2 (Nrf2) dan nuclear factor of activated T cells (NFAT) merupakan
19
Mekanisme ROS dan RNS dalam Proses Inflamasi dan Karsinogen
Adanya ROS dan RNS seperti OH*,NO*, OONO-, berkontribusi terhadap inflamasi kronis yang dapat menimbulkan penyakit. ROS dan RNS diproduksi dari aktifasi sel inflamatori dari mutasi gen penekan tumor sampai translational modifikasi protein terkait (apoptosis, perbaikan DNA, pemberhentian siklus sel). RNS akan berlanjut menghasilkan aldehide yang reaktif yaitu MDA (malondialdehid) dan 4-hydroxynonenal (4-HNE) (second massanger free radical/toxic). MDA dan 4HNE dapat menginduksi mutasi gen penekan tumor.
Hal tersebut dapat meningkatkan resiko timbulnya kanker yang terkait inflamasi kronis. RNS sebagai mediator signal transduction, termasuk MAPK signal
cascade, memacu induksi protooncogen, c-Fos, C-Jun dan AP-1 yang akan melibatkan proliferasi, differensiasi, apoptosis dan tranformasi (Hussain 2007). Mekanisme NO terkait dengan inflamasi dan kanker dapat dilihat pada Gambar 7.
[image:37.595.112.501.285.638.2].
Gambar 7. Mekanisme NO* dengan inflamasi dan kanker (Hussain 2007). NO* merupakan komponen yang terlibat dalam respon inflamasi. NO* diperlukan dalam proses fisiologi seperti vasodilatasi, neurotransmisi, dan mempunyai sifat pertahanan sel. NO* dalam konsentrasi tinggi akan menyebabkan perubahan DNA dan protein modifikasi. NO* dihasilkan dari kelompok enzim nitrit oxide synthase (NOS), yang mengkatalis konversi
P53 Wnt
Lipid peroxidase
Hypoxia Prostaglandin
A
popt
os
is
K-ras n Wnt COX-2
NO* Sitokin :IL,
TNF-α
NOS2
M
ut
as
i p53
Hypoxia Gene instabil
P53
Clonal expansi
NF-kB
Kerusakan DNA
20
L-arginin menjadi citruline serta menggunakan oxygen dan NADPH sebagai ko-faktor. NO* pada konsentrasi rendah bertindak langsung pada jalur cyclic
Guanosine Monophosphate (Cgmp) dependent yang menyebabkan aktivasi
soluble guanylate cyclase (sGC) dan membentuk cGMP, yang dapat berefek pada
pengaturaan cGMP dependent protein kinase, cyclin nucleotide phosphodiesterase.
Sebaliknya NO* pada konsentrasi tinggi bertindak cGMP indepent, secara langsung berinteraksi dengan makromolekul atau secara langsung membentuk RNS yang berbeda seperti peroxynitrite (ONOO-), nitrosoperoxycarbonate
(ONOOCO2-) dan nitrogene dioxide (NO2). RNS dapat menginduksi
bermacam-macam mutasi gen terkait kanker. NO* akan menyebabkan p53 terakumulasi. NO* menginduksi P53 postranslational modification yang akan mengaktifkan
protein kinase ataxia telangiectasia mutated (ATM) dan ataxia telengiectasia and Rad3-related (ATR) (Hussain 2007).
Inflamasi akan menginduksi NOS2 dan COX-2 yang akan menyebabkan peningkatan kadar NO* dan prostaglandin E2 (PGE2). NO* dan aldehid yang reaktif akan menyebabkan perubahan DNA yang terkait dengan mutasi p53, hal ini berdampak pada pertumbuhan yang tak terkontrol. Prostaglandin E2 akan menyebabkan penghambatan apoptosis, dan lebih lanjut akan memproduksi lebih banyak COX-2 dengan aktivasi dari signal transduksi (Wnt). NO* setelah mengalami translational modifikasi akan menginduksi p53, sehingga p53 dapat aktif, hal ini dapat menghambat NOS2 dan menghambat atau mengaktifasi COX-2, selanjutnya NO* dapat menginduksi dan mengaktifasi COX-2. Proses ini dapat menyebabkan ketidakstabilan gen dan menyebabkan kanker (Hussain 2007).
Molekuler Berperan dalam Proses Inflamasi Menjadi Kanker
Interleukin-6 (IL-6)
Sitokin termasuk didalamnya adalah IL-6, TNF-α, faktor pertumbuhan, faktor differensiasi. Signal sitokin akan berkontribusi pada perkembangan tumor, dengan cara: menstimulasi pertumbuhan sel dan menghambat apoptosis. IL-6 merupakan interleukin yang bertindak sebagai pro-inflamatori sitokin dan anti-inflamatori mitokin. IL-6 dihasilkan oleh T sel dan makrofag untuk merangsang respon imun, selama infeksi atau trauma, kerusakan jaringan akan memacu timbulnya inflamasi. IL-6 juga memainkan peran melawan infeksi. IL-6 bertanggung jawab pada sintesis protein fase akut dan produksi neutrophil pada sumsung tulang. IL-6 mensuport pertumbuhan B sel dan merupakan antagonis dari regulator T sel. Sitokin pro-inflamasi IL-6 lebih stabil di dalam plasma dari pada yang lainnya. IL-6 adalah suatu limfokin yang merupakan mediator inflamasi yang dihasilkan oleh rangsangan sel granulosit, megakariosit dan monosit, yang berasal dari sel endotel, fibroblas dan makrofag (Nagasaki et al.
2014, Chun-Te et al. 2013 dan Madrigal et al. 2002).
IL-6 dapat menghinduksi STAT (signal transducer activator transkripsi),
PI3K (pospatidylinositol kinase), MAPK (mitogen activated protein kinase).
Aktifasi dari patway tersebut berdampak pada inflamasi, cell survival, proliferasi,
21
Tumor Necrosis Factor-α (TNF-α)
TNF-α mempunyai fungsi dalam perkembangan jaringan lymphoid dan mengatur homeoststatik dalam mempertahankan serangan infeksi (bakteri).
TNF-α disebut juga sentinel cytokine atau the body fire alarm. Sebagai respon
pertahanan innate pada local injury. TNF-α dengan konsentrasi rendah
mempunyai mekanisme pertahanan melawan infeksi. TNF-α pada konsentrasi tinggi dapat memicu inflamasi dan merusak organ. Banyak sel imun dan non sel imun menghasilkan TNF-α seperti makrofag, sel T, sel mast, granulosite, natural killer (NK), fibroblast, neuron, keratinocite dan sel otot polos. Produksi TNF-α
dalam makrofag diinduksi oleh bakteri, virus, sitokin, sel tumor, iradiasi dan trauma (Tracey 2008).
Mekanisme Fitokimia sebagai Anti-inflamasi
Beberapa tahun yang lalu sampai sekarang bahan alam atau herbal telah berkontribusi pada perkembangan obat modern. Ditemukan bahwa turunan obat dari herbal dapat memodulasi bermacam macam mediator inflamasi (misalnya metabolit asam arakhidonat, peptida, sitokin, asam amino dll), produksi atau berperan dalam memori pesan (cGMP,cAMP, protein kinase, dan calsium), ekspresi faktor trankripsi seperti AP-1, NF-kB, dan proto-oncogene (c-jun, c-fos, dan c-myc), dan ekspresi kunci molekul proinflamasi seperti inducible NO synthase (iNOS), cyclooxygenase (COX-2), sitokin (IL-1B, TNF-α), neuropeptida
dan protease (Bellik et al. 2013).
Fitokimia mempunyai spektrum yang luas dalam perannya sebagai anti-inflamasi yang menyangkut fenol, alkaloid dan triterpenoid. Mekanisme fitokimia sebagai anti-inflamasi adalah sebagai berikut:
1. Mempunyai aktifitas antioksidan dan menangkal radikal bebas.
2. Modulasi aktifitas seluler inflamasi terkait sel (mast sel, makrofag, limfosit dan neutrofil).
3. Modulasi aktifitas enzim pro-inflamasi seperti phospolipase A2(PLA2), cyclooxygenase (COX-2) dan lipoxygenase (LOX) dan enzim yang
memproduksi nitric Oxide (NO), nitric oxide synthase (NOS).
4. Modulasi produksi molekul pro-inflamatori.
5. Modulasi ekspresi gen pro-inflamatori (Bellik et al, 2013).
Cyclooxygenase (COX-2) adalah enzim yang bertanggung jawab pada
biosintesa prostaglandin dari asam arakidonat. Selama inflamasi COX-2 merupakan enzim yang utama meningkatkan pengaturan makrofag. Infeksi bakteri dan inflamasi sitokin akan meningkatkan ekspresi COX-2 (Khansari 2009).
Mekanisme polifenol sebagai anti-inflamasi antara lain: 1. Menghambat enzim pro-inflamasi seperti cyclooxygenase-2 (COX-2), loxygenase (LOX) dan
menginduksi Nitrit oxid synthetase (NOS), serta mengaktivasi peroxisome
proliferation activated receptor gamma (PPAR-γ). 2. Menghambat
phosphoinositide 3 kinase (PI3-Kinase), tyrosine kinase, nuclear factor-kappa B
(NF-kB), c-JUN. 3. Mengaktifasi enzim antioksidan detoxifying enzyme, mitogen activated protein kinase (MAPK), protein kinase C, serin atau threonin protein
22
menurunkan aktifitas enzim cyclooxygenase-2 (COX-2), lipoxygenase dan
menghinduksi nitrite oxide synthase (iNOS). Menghambat produksi sitokin
pro-inflamasi TNF-α, interleukin (IL) IL-1, IL-2, IL-6, IL-8 dan IL-12, monocite chemoattractan
