TUMBUHAN BAWANG HUTAN
(Scorodocarpus borneensis Becc)
DISERTASI
Oleh
RUDI KARTIKA
108103004/KIM
PROGRAM DOKTOR ILMU KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
TUMBUHAN BAWANG HUTAN
(Scorodocarpus borneensis Becc)
DISERTASI
Untuk memperoleh gelar Doktor dalam Ilmu Kimia pada
Universitas Sumatera Utara dibawah pimpinan Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM), Sp. A(K)
untuk dipertahankan dihadapan Sidang Terbuka Promosi Doktor di Universitas Sumatera Utara ,Medan
Oleh
RUDI KARTIKA
108103004/KIM
PROGRAM DOKTOR ILMU KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PROMOTOR
Prof. Dr. Tonel Barus
Guru Besar Kimia Bahan Alam
Fakultas MIPA USU
CO-PROMOTOR
Prof.Dr. Partomuan Simanjuntak MSc
Guru Besar Kimia Bahan Alam Puslit Bioteknologi
Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong
Panitia Penguji :
1. Prof. (Ris) Dr. Partomuan Simanjuntak MSc
Guru Besar Kimia Bahan Alam Puslit Bioteknologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong
2. Dr.H. Ribu Surbakti MS Lektor Kepala Biokimia
Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara
3. Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc Guru Besar Kimia Organik
Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara
borneensis Becc)
Nama Mahasiswa : RUDI KARTIKA
Nomor Pokok : 108103004/KIM
Program Studi : S3 Ilmu Kimia
Menyetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Tonel Barus Promotor
Prof. (Ris) Dr. Partomuan Simanjuntak MSc. Dr.H. Ribu Surbakti MS.
Co-Promotor Co-Promotor
Mengetahui
Ketua Program Studi S3 Ilmu Kimia Dekan FMIPA USU
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D Dr. Sutarman, M.Sc
ISOLASI DAN ELUSIDASI STRUKTUR KIMIA SENYAWA BIOAKTIF ANTI KANKER DARI BUAH TUMBUHAN BAWANG HUTAN
(Scorodocarpus borneensis Becc)
DISERTASI
Dengan ini saya nyataka nahwa saya mengakui semua kaya disertasi ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan, Juni 2013
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Rudi Kartika NIM : 108103004/KIM Program Studi : Ilmu Kimia Jenis karya Ilmiah : Disertasi
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Ekslusif (Non-Exclusive Royalty Free Right) atas Disertasi saya yang berjudul :
Isolasi Dan Elusidasi Struktur Kimia Senyawa Bioaktif Anti Kanker Dari Buah Tumbuhan Bawang Hutan (Scorodocarpus borneensis Becc)
Beserta perangkat yang ada. Dengan Hak Bebas Royalti ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, Juni 2013
ISOLATION AND ELUSIDATION OF BIOACTIVE COMPOUND CHEMICAL STRUCTURE OF ANTI-CANCER FROM FRUITS OF FORESTRY ONION
(Scorodocarpus borneensis Becc)
ABSTRACT
Forestry onion (Scrodocampus borneensis Becc) is growth in east kalimantan and riau which is a community used as diare medicine because of alkaloid compounds. That research was doing isolation and getting chemical structure from activity of anti cancer compound L1210. That isolation has been maseration process with fruit of
forestry onion. That result do partition and then be analyzed coloumn chromatography with stationary phase is silica gel and mobile phase is n-hexane and ethyl acetat. After that coloumn chromatography find two alkaloid compounds and then do identify with UV, FTIR, NMR-1H, NMR-13C DEPT, and NMR-2D (COSY, HMQC, and HMBC). That compounds called as Dehidroksi Scorordocarpin B had activity of anticancer L1210 with IC50 of 1,7053 µg/mL Scorodocarpin B had been
activity of anticancer L1210 with IC50 of 1,1061 µg/mL.
ISOLASI DAN ELUSIDASI STRUKTUR KIMIA SENYAWA BIOAKTIF ANTI KANKER DARI BUAH TUMBUHAN BAWANG HUTAN
(Scorodocarpus borneensis Becc)
ABSTRAK
Bawang hutan (Scorodocarpus borneensis Becc) adalah tanaman yang tumbuh di Kalimantan Timur dan Riau yang secara tradisional digunakan masyarakat sebagai obat diare dan diketahui mengandung senyawa alkaloid. Pada penelitian ini dilakukan isolasi dan penentuan struktur kimia pada senyawa yang memiliki aktifitas antikanker L1210. Isolasi dilakukan dengan maserasi buah bawang hutan, lalu dipartisi dan
dikromatografi kolom dengan fasa diam silika gel dan fasa gerak n-heksana dan etil asetat. Hasil kromatografi kolom ditemukan dua senyawa alkaloid yang dilanjutkan dengan identifikasi dengan analisis UV, FT-IR, NMR-1H, NMR-13C DEPT, dan NMR-2D (COSY, HMQC, dan HMBC). Senyawa yang ditemukan tersebut dinyatakan sebagai Dehidroksi Scorordocarpin B dengan memiliki aktivitas antikanker L1210 dengan IC50 sebesar 1,7053 µg/mL, dan Scorodocarpin B dengan
memiliki aktivitas antikanker L1210 dengan IC50 sebesar 1,1061 µg/mL.
KATA PENGANTAR
Pertama-tama penulis panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas
segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga disertasi yang berjudul “Isolasi
dan Elusidasi Struktur Kimia Senyawa Bioaktif Anti Kanker Dari Buah
Tumbuhan Bawang Hutan (Scorodocarpus borneensis becc)” ini dapat
diselesaikan.
Dengan diselesaikannya disertasi ini, penulis menyampaikan rasa hormat dan
terima kasih serta penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :
1. Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H,
M.Sc (CTM), Sp. A(K), yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk
mengikuti Program Studi S3 Ilmu Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara Medan ini.
2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera
Utara Dr. Sutarman, M.Sc, yang telah memberikan kesempatan dan kepercayaan
kepada saya untuk menjadi peserta Program Studi S3 Ilmu Kimia Angkatan
2010.
3. Ketua Program Studi S3 Ilmu Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, Universitas Sumatera Utara Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, dan
Sekretaris Program Studi Magister Ilmu Kimia Dr. Hamonangan, M.Sc yang
telah memberikan dorongan kepada saya untuk dapat segera menyelesaikan
Program Studi S3 Ilmu Kimia ini.
4. Dengan tulus dan ikhlas penulis mengucapkan terima kasih kepada Promotor
saya Prof. Dr. Tonel Barus, Co-Promotor Prof. (Ris) Dr. Partomuan Simanjuntak
MSc., dan Co-Promotor Dr.H. Ribu Surbakti MS., yang dengan segala kesabaran
dan tanpa bosan-bosannya telah banyak memberikan bimbingan dalam
5. Tim penguji saya Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc, Prof. Basuki Wirjosentono,
MS, Ph.D, dan Prof. Dr. Yunazar Manjang saya ucapkan terima kasih yang tidak
terhingga atas kesediaan beliau untuk memberikan penilaian maupun saran-saran
untuk perbaikan dan penyempurnaan disertasi saya.
6. Rektor Universitas Mulawarman Prof. Dr.H. Zamruddin Hasid, SU., yang telah
memberikan kesempatan kepada saya mengikuti Program Studi S3 Ilmu Kimia
serta bantuan biaya perkuliahan.
7. Dekan Fakultas MIPA Universitas Mulawarman Drs. Sudrajat SU., atas segala
bantuan, ijin, dan semangat yang diberikan kepada saya untuk dapat segera
menyelesaikan Program Studi S3 Ilmu Kimia.
8. Gubernur Kalimantan Timur yang telah memberikan bantuan stimulan penelitian
tugas akhir melalui program “Kaltim Cemerlang”.
9. Kepala Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI di Cibinong Dr. Witjaksono, M.Sc.,
yang telah memberikan ijin penelitian dan juga kepada Bustanussalam S.Si, M.Si
dan Fauzi Rahman STP staf di Laboratorium Kimia Bahan Alam, Puslit
Bioteknologi - LIPI yang telah membantu selama melakukan penelitian.
10. Prof. Hirotaka Shibuya yang telah membantu dalam penelusuran senyawa baru
melalui Scifinder pada Chemical Abstract Society (CAS) secara online.
11. Dra. Ernawati Simanjuntak M.Si dan Yumna staf Laboratorium KESDA Propinsi
DKI Jakarta yang telah membantu dalam penelitian pengambilan data LC-MS.
12. Pimpinan beserta staf di Laboratorium Kimia, Pusat Penelitian Kimia LIPI
Serpong yang telah membantu dalam penelitian pengambilan data NMR.
13. Pimpinan dan staf PPLH Universitas Mulawarman, Pimpinan dan staf
Laboratorium Terpadu Universitas Mulawarman yang juga telah membantu
selama penelitian.
14. Drs. Tuahta Tarigan M.Si staf Puslit Limnologi - LIPI Cibinong, Prof. Dr. Maria
Bintang, dr. Tjandra Sidarta, dan Eddyanto, Ph.D., yang telah memberikan
15. Kepala, staf, dan asisten laboratorium Biokimia Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam USU Medan.
16. Semua teman sejawat dan peserta Program Studi S2 dan S3 llmu Kimia Fakultas
MIPA Universitas Sumatera Utara yang memberikan dukungan sehingga
disertasi ini dapat diselesaikan dengan baik.
Pada saat ini tidak lupa saya mengucapkan rasa terima kasih yang
sedalam-dalamnya kepada orang tua saya Abdullah dan Sa’anah atas jasa-jasanya yang telah melahirkan, membesarkan, dan mendidik saya dengan sepenuh hati serta memberikan
dorongan kepada saya untuk terus belajar sehingga saya dapat mencapai tingkat
pendidikan seperti sekarang ini.
Kepada kedua mertua saya Alm. Tugiman K.S dan Kapsah, istri saya Hj.
Yusnelly, anak-anak saya Arya Pratama dan Liza Kartika yang telah memberikan
bantuan moril dan semangat sehingga saya dapat menyelesaikan disertasi ini.
Akhirnya kepada semua pihak yang telah banyak membantu baik langsung
maupun tidak langsung, hanya Allah SWT yang mampu memberikan balasan terbaik.
Mudah-mudahan disertasi ini dapat memberi sumbangan yang berharga bagi
perkembangan ilmu kimia. Semoga Allah SWT senantiasa memberikan rahmat dan
hidayah-Nya kepada kita semua. Amin.
Hormat Penulis,
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 5 Februari 1967 di Medan, anak dari Abdullah
dan Sa’anah merupakan anak pertama dari empat bersaudara. Penulis memiliki istri
bernama Hj. Yusnelly dan dua orang anak bernama Araya pratama dan Liza Kartika.
Penulis menjalani pendidikan SD Negeri 060822 di Medan dari tahun 1974
sampai dengan tahun 1980, kemudian pendidikan SMP Negeri 4 Medan dari tahun
1980 sampai dengan tahun 1983, dan selanjutnya SMA Negeri 6 Medan dari tahun
1983 sampai dengan tahun 1986. Penulis kemudian melanjutkan pendidikan
perguruan tinggi pada tahun 1986 di Universitas Sumatera Utara, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Jurusan Kimia. Penulis lulus sebagai
sarjana kimia dengan penelitian di bidang Biokimia dari tahun 1992, dan penulis
pernah menjadi koordinator assisten di Laboratorium Biokimia FMIPA USU.
Penulis melanjutkan pendidikan program pasca sarjana di Intitut Pertanian
Bogor dalam program studi Bioteknologi dari tahun 1997 sampai dengan 1999.
Selanjutnya pada tahun 2010 penulis mengikuti Program Doktor (S3) Ilmu Kimia
pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Penulis pernah bekerja sebagai tenaga pengajar di Bimbingan Test Bina Siswa
Jaya Medan pada tahun 1988 sampai dengan tahun 1994. Bekerja sebagai tenaga
pengajar dan Kepala Laboratorium Kimia Akademi Analis Kesehatan pada tahun
1990 sampai dengan tahun 1994. Dan sebagai tenaga operator PT. Aribhawana
Utama Medan pada tahun 1994. Selanjutnya pindah bekerja di Kalimantan Timur
sebagai tenaga pengajar kimia FKIP Universitas Mulawarman pada tahun 1994
sampai dengan 2001. Dan bekerja sebagai tenaga pengajar kimia FMIPA Universitas
DAFTAR ISI
2.1 Sistematika Tumbuhan Bawang Hutan (Scorodocarpus
borneensis Becc) 7
2.1.1 Kandungan Kimia Aktif Biologis Tumbuhan Bawang
Hutan 9
2.1.2 Ekstrak Bahan Alam Yang Memiliki Aktivitas Antikanker 11
2.1.3 Aktivitas Biologis Penghambatan Sel Kanker 12
2.3 Kanker Darah/Leukimia dan Jenis-Jenisnya 26
2.3.1 Leukimia Akut 27
2.3.2 Leukimia Kronis 29
2.3.3 Mekanisme Penghambatan Sel Leukimia 30
2.4 Lini Sel L1210 33
2.5 Peran Antioksidan Dalam Memutus Reaksi Berantai Radikal
Bebas Serta Jenis-Jenisnya 35
1. Obat Antikanker 37
2. Metode Penentuan Struktur Kimia 43
2.7.1 Spektrofotometri UV-Vis 43
2.7.2 Spektrofotometri Infra Merah 44
2.7.3 Spektrometri Resonansi Magnetik Inti (RMI) 44
2.7.4 Kromatografi Cair – Spektrometri Massa (KC-SM) 46
BAB 3 METODE PENELITIAN 47
3.1 Bahan-Bahan 47
3.2 Alat-Alat 47
3.3 Prosedur Kerja 48
3.3.1 Persiapan Sampel Buah Bawang Hutan, Isolasi dan
Pemurnian Senyawa Aktif 48
3.3.1.1Pembuatan Ekstraksi Etanol Dari Buah Bawang
Hutan Secara Maserasi 48
3.3.1.2Partisi Ekstraksi Etanol Dengan n-Heksana – Air 48
3.3.1.3Pemurnian Senyawa Aktif Dengan Kromatorafi
Kolom 49
3.3.1.4Kromatorafi Kolom Pertama Untuk Fraksi 8 49
3.3.1.5Kromatorafi Kolom Kedua Untuk Fraksi 9 50
3.3.1 Uji Fitokimia Pada Ekstrak 50
3.3.1.2Identifikasi Golongan Steroid dan Triterpenoid. 50
3.3.1.3Identifikasi Golongan Flavonoid, Saponin, Tannin,
Dan Kuinon 50
3.3.3 Uji Antioksidan 1,1-Di Phenil-2-Picryl Hidrazil (DPPH) Dengan Metode Peredaman Radikal Bebas 51
3.3.4 Uji Leukimia Ekstrak Buah Bawang Hutan Pada Lini
Sel L1210 53
3.3.4.1 Medium Untuk Pertumbuhan Sel 53
3.3.4.2 Cara Penyediaan Sel Untuk Uji Aktivitas
Antikanker 53
3.3.4.3 Uji Aktivitas Antikanker Ekstrak Buah Bawang
Hutan Pada Lini Sel L1210 54
3.3.5 Identifikasi Komponen Kimia Buah Bawang Hutan
Yang Memiliki Aktivitas Antikanker 54
3.3.6 Pengukuran Data UV, IR, NMR, dan MS 55
3.4 Skema Penelitian 56
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 58
4.1 Determinasi Tanaman 58
4.2 Pembuatan Ekstrak Etanol dan Partisi 58
4.3 Uji Antioksidan Dari Hasil Partisi Dengan Metode
Peredaman Radikal Bebas 59
4.4 Pemurnian Dengan Kromatografi Kolom 59
4.4.1 Hasil Kromatografi Kolom Pertama Untuk Fraksi 8 61
4.4.2 Hasil Kromatografi Kolom Kedua Untuk Fraksi 9 62
4.5 Identifikasi Struktur Kimia Isolat 8.4.1 64
4.5.1 Hasil Analisis Spektrofotometer Ultraviolet Isolat 8.4.1 64
4.5.2 Hasil Analisis Spektrofotometer FTIR Isolat 8.4.1 64
4.5.3 Hasil Analisis Data Spektra 1H–NMR dan 13C–NMR
Isolat 8.4.1 66
4.5.3.1 Spektra 1H – NMR Untuk Isolat 8.4.1 66
4.5.3.3 Spektra NMR 2 Dimensi (HMQC; COSY dan
HMBC) Untuk Isolat 8.4.1 84
4.5.4 Hasil Analisis Spektrometer Massa (MS) Isolat 8.4.1 104
4.6 Identifikasi Struktur Kimia Isolat 9.4.2 110
4.6.1 Hasil Analisis Spektrofotometer Ultraviolet Isolat 9.4.2 110
4.6.2 Hasil Analisis Spektrofotometer FTIR Isolat 9.4.2 110
4.6.3 Hasil Analisis Data Spektra 1H–NMR dan 13C–NMR
Isolat 9.4.2 112
4.6.3.1 Spektra 1H-NMR Untuk Isolat 9.4.2 112
4.6.3.2 Spektra 13C-NMR Untuk Isolat 9.4.2 118
4.6.3.3 Spektra NMR 2 Dimensi (HMQC, COSY dan
HMBC) Untuk Isolat 9.4.2 126
4.6.4 Hasil Analisis Spektrometer Massa (MS) Isolat 9.4.2 150
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 156
5.1 Kesimpulan 156
5.2 Saran 157
DAFTAR PUSTAKA 158
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Tabel Hal
2.1 Aktivitas antimikroba dari senyawa yang terdapat dalam tumbuhan
bawang hutan 9
2.2 Perbedaan antara sel normal dengan sel kanker 25
2.3 Obat antikanker dan penggolongannya 38
2.4 Beberapa obat antikanker yang dijual secara komersial 39
4.1 Hasil bobot sampel yang dipartisi 58
4.2 Hasil uji aktivitas antioksidan hasil partisi 59
4.3 Hasil kromatografi kolom menggunakan eluen (n-heksana : etil asetat) 60
4.4 Hasil uji aktivitas antioksidan pada fraksi n-heksana 60
4.5 Hasil fraksinasi kromatografi kolom 1 untuk fraksi 8 61
4.6 Hasil uji aktivitas antioksidan pada fraksi 8 61
4.7 Hasil fraksinasi kromatografi kolom 2 untuk fraksi 9 62
4.8 Hasil uji aktivitas antioksidan pada fraksi 9 62
4.9 Data hasil spektrum FTIR Isolat 8.4.1 65
4.10 Korelasi pergeseran kimia karbon 13C dan 1H – NMR untuk isolat
8.4.1 berdasarkan RMI 2 D HMQC 83
4.11 Perbandingan pergeseran kimia (proton dan karbon) untuk senyawa
isolat 8.4.1 dengan Scorodocarpin B 109
4.12 Data hasil spektrum FTIR isolat 9.4.2 111
4.13 Korelasi pergeseran kimia karbon 13C dan 1H – NMR untuk isolat
9.4.2 berdasarkan RMI 2 D HMQC 126
4.14 Perbandingan pergeseran kimia (proton dan karbon) untuk senyawa
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Gambar Hal
2.1 Tumbuhan bawang hutan (Scorodocarpus borneensis Becc) 8
2.2 Buah dari tumbuhan bawang hutan 8
2.3 Struktur kimia senyawa sesquiterpen dan beberapa alkaloid dari
tanaman Scorodocarpus borneensis 10
2.4 Struktur kimia β-amyrin 11
2.5 Struktur kimia Vinblastine dan Vincristine 12
2.6 Reaksi penghambatan rantai DNA yang mengandung Adenin, Guanin,
dan Sitosin 13
2.7 Mekanisme terbentuknya sel kanker 15
2.8 Pembelahan sel normal dengan metode semi konservatif 18
2.9 Pembelahan sel tidak terkendali dengan metode fragmentasi Okazaki 21
2.10 Pembelahan sel normal 24
2.11 Pembelahan sel kanker 24
2.12 Mekanisme reaksi 6-Merkaptopurin menjadi 6-Merkaptopurin ribosit 30
2.13 Mekanisme reaksi Folat menjadi Tetrahidrofolat (THF) 31
2.14 Reaksi dalam bentuk ion asam amino 32
2.15 Reaksi dalam bentuk asam amino 32
2.16 Struktur kimia Predmison 32
2.17 Struktur kimia D-4-amino-N10- metil pteroil asam glutamat 34
2.18 Struktur kimia a) Diphenylpicrylhydrazyl (radikal bebas) 37 b) Diphenylpicrylhydrazyl (tereduksi) 37
3.1 Diagram kerja isolasi buah bawang hutan 56
3.2 Diagram pemurnian hasil ekstrak partisi buah bawang hutan 57
4.1 Struktur molekul Doxorubisin 63
4.2 Spektrum UV Isolat 8.4.1 64
4.3 Spektrum FTIR Isolat 8.4.1 65
Nomor Judul Gambar Hal
4.24 Hasil analisis spektra COSY untuk senyawa isolat 8.4.1 90
4.25 Spektra RMI 2D COSY untuk isolat 8.4.1 (δH 0,0 - 8,0 dan δH
Nomor Judul Gambar Hal
4.29 Hasil analisis spektra HMBC untuk senyawa isolat 8.4.1 95
4.30 Spektra RMI 2D HMBC untuk isolat 8.4.1 (δH 0,0 - 8,0 dan δC
4.38 Spektra massa untuk isolat 8.4.1 (Instrumen LC-MS) 104
4.39 Pola fragmentasi senyawa isolat 8.4.1 106
4.40 Fragmentasi struktur kimia senyawa isolat 8.4.1 107
4.41 Struktur kimia Scorodocapine B dan Dehidroksil Scorodocarpine B 108
4.42 Spektrum Ultraviolet isolat 9.4.2 110
Nomor Judul Gambar Hal
4.60 Hasil analisis spektra COSY untuk senyawa isolat 9.4.2 131
4.61 Spektra RMI 2D COSY untuk isolat 9.4.2 (δH 2,00 - 5,65 ppm) 132
4.62 Spektra RMI 2D COSY untuk isolat 9.4.2 (δH 0 - 8 ppm) 133
4.63 Spektra RMI 2D COSY untuk isolat 9.4.2 (δH 6,80 - 8,00 ppm) 134
4.64 Spektra RMI 2D COSY untuk isolat 9.4.2 (δH 0,88 - 2,13 ppm) 135
4.65 Hasil analisis spektrum HMBC untuk senyawa isolat 9.4.2 136
4.66 Spektra RMI 2D HMBC untuk isolat 9.4.2 (δH 0,0 - 8,0 dan δC
Nomor Judul Gambar Hal
4.79 Spektra massa untuk isolat 9.4.2 (Instrumen LC-MS) 150
4.80 Pola fragmentasi senyawa isolat 9.4.2 152
4.81 Fragmentasi struktur kimia senyawa isolat 9.4.2 153
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Lampiran Hal
1 Tabel pergeseran kimia karbon isolat 8.4.1 dan isolat 9.4.2 dengan
senyawa Scorodocarpin B 162
2 Tabel IC50 dari uji aktivitas antikanker fraksi ekstrak n-heksana buah
bawang hutan terhadap sel leukimia L1210 163
3 Tabel IC50 dari uji aktivitas antikanker fraksi etil asetat buah bawang
hutan terhadap sel leukimia L1210 164
4 Tabel IC50 dari uji aktivitas antikanker fraksi n-heksana 8.4.1 buah
bawang hutan terhadap sel leukimia L1210 165
5 Tabel IC50 dari uji aktivitas antikanker fraksi n-heksana 9.4.2 buah
bawang hutan terhadap sel leukimia L1210 166
6 Tabel IC50 dari uji aktivitas antikanker doxorubisin (kontrol positif)
terhadap sel leukimia L1210 167
7 Tabel tes probit perhitungan IC50 pada uji aktivitas antikanker 168
8 Perhitungan penentuan nilai IC50 untuk uji aktivitas antikanker pada
fraksi n-heksana buah bawang hutan 169
9 Tabel IC50 dari uji aktivitas antioksidan tiga fraksi hasil partisi ekstrak
etanol pekat buah bawang hutan 170
10.1 Tabel IC50 uji aktivitas antioksidan pada fraksi n-heksana buah bawang
hutan 171
10.2 Tabel IC50 uji aktivitas antioksidan pada fraksi n-heksana buah bawang
hutan 172
11 Tabel IC50 uji aktivitas antioksidan pada fraksi 8 n-heksana buah
bawang hutan 173
12 Tabel IC50 uji aktivitas antioksidan pada fraksi 9 n-heksana buah
bawang hutan 174
13 Tabel IC50 dari uji aktivitas antioksidan Vitamin C (kontrol positif) 175
14 Perhitungan penentuan nilai IC50 untuk uji aktivitas antioksidan pada
fraksi n-heksana buah bawang hutan 176
15 Hasil identifikasi/determinasi tumbuhan 177
Nomor Judul Lampiran Hal
17 Kondisi alat spekroskopi massa (MS) 179
18 Kondisi alat HPLC 180
19.1 Foto penelitian 181
19.2 Foto penelitian 182
19.3 Foto penelitian 183
19.4 Foto penelitian 184
ISOLATION AND ELUSIDATION OF BIOACTIVE COMPOUND CHEMICAL STRUCTURE OF ANTI-CANCER FROM FRUITS OF FORESTRY ONION
(Scorodocarpus borneensis Becc)
ABSTRACT
Forestry onion (Scrodocampus borneensis Becc) is growth in east kalimantan and riau which is a community used as diare medicine because of alkaloid compounds. That research was doing isolation and getting chemical structure from activity of anti cancer compound L1210. That isolation has been maseration process with fruit of
forestry onion. That result do partition and then be analyzed coloumn chromatography with stationary phase is silica gel and mobile phase is n-hexane and ethyl acetat. After that coloumn chromatography find two alkaloid compounds and then do identify with UV, FTIR, NMR-1H, NMR-13C DEPT, and NMR-2D (COSY, HMQC, and HMBC). That compounds called as Dehidroksi Scorordocarpin B had activity of anticancer L1210 with IC50 of 1,7053 µg/mL Scorodocarpin B had been
activity of anticancer L1210 with IC50 of 1,1061 µg/mL.
ISOLASI DAN ELUSIDASI STRUKTUR KIMIA SENYAWA BIOAKTIF ANTI KANKER DARI BUAH TUMBUHAN BAWANG HUTAN
(Scorodocarpus borneensis Becc)
ABSTRAK
Bawang hutan (Scorodocarpus borneensis Becc) adalah tanaman yang tumbuh di Kalimantan Timur dan Riau yang secara tradisional digunakan masyarakat sebagai obat diare dan diketahui mengandung senyawa alkaloid. Pada penelitian ini dilakukan isolasi dan penentuan struktur kimia pada senyawa yang memiliki aktifitas antikanker L1210. Isolasi dilakukan dengan maserasi buah bawang hutan, lalu dipartisi dan
dikromatografi kolom dengan fasa diam silika gel dan fasa gerak n-heksana dan etil asetat. Hasil kromatografi kolom ditemukan dua senyawa alkaloid yang dilanjutkan dengan identifikasi dengan analisis UV, FT-IR, NMR-1H, NMR-13C DEPT, dan NMR-2D (COSY, HMQC, dan HMBC). Senyawa yang ditemukan tersebut dinyatakan sebagai Dehidroksi Scorordocarpin B dengan memiliki aktivitas antikanker L1210 dengan IC50 sebesar 1,7053 µg/mL, dan Scorodocarpin B dengan
memiliki aktivitas antikanker L1210 dengan IC50 sebesar 1,1061 µg/mL.
1
1.1 Latar Belakang
Masyarakat Indonesia telah mengenal dan menggunakan tanaman berkhasiat
obat sebagai salah satu upaya penyembuhan berbagai penyakit, jauh sebelum
pelayanan kesehatan formal yang menggunakan obat–obatan modern dikenal secara
luas. Pengetahuan tentang tanaman obat yang merupakan warisan budaya bangsa bisa
dijadikan modal dasar untuk terus mengembangkan potensi tumbuh–tumbuhan yang
begitu kaya di bumi Indonesia untuk dimanfaatkan sebagai tanaman yang berkhasiat
obat. Pengembangan pengetahuan akan tanaman berkhasiat obat di samping
memaksimalkan potensi sumber daya alam Indonesia yang kaya dengan floranya,
juga dapat meminimalkan efek samping yang banyak ditimbulkan dari pemakaian
obat–obat modern.
Pada tanaman ada dua metabolisme yaitu metabolisme primer dan sekunder.
Proses metabolisme primer menghasilkan senyawa-senyawa yang digunakan dalam
proses biosintesis sehari-hari, yaitu karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleat.
Sebaliknya proses metabolisme sekunder menghasilkan senyawa dengan aktivitas
biologis tertentu seperti alkaloid, terpenoid, flavonoid, tannin dan steroid. Kadangkala
senyawa yang dikandung oleh satu tanaman dari genus tertentu bersifat spesifik.
Misalnya tanaman dari genus papaver, Papaver somniferum dan Papaver septigerum
yang menghasilkan morfin dan berkhasiat menenangkan.
Senyawa hasil metabolisme sekunder lazim dikenal sebagai metabolit
sekunder yang diproduksi sebagai benteng pertahanan tumbuhan dari pengaruh buruk
lingkungan atau serangan hama penyakit. Metabolit sekunder tidak memiliki fungsi
khusus dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Senyawa-senyawa tersebut
Fungsi pertama metabolit sekunder adalah melindungi tanaman dari serangan
mikroba, contohnya tanaman akan membentuk fitoaleksin, senyawa khusus yang
disintesis di sekitar sel yang terinfeksi. Kedua, mempertahankan diri dari gangguan
predator. Ketiga, untuk melawan gangguan herbivora yaitu dengan membentuk
senyawa toksik yang menyebabkannya menjadi beracun. Keempat, perlindungan
terhadap lingkungan, misalnya antosianin diproduksi untuk melindungi tanaman dari
terpaan sinar UV. Kelima, memenangkan persaingan dengan cara menghasilkan
senyawa yang bersifat alelopati, beracun terhadap tanaman lain di sekitarnya.
Keenam, sebagai agen atraktan, menarik kehadiran serangga dan herbivora lain untuk
membantu penyebaran biji. Senyawanya berupa pigmen yang membuat organ
reproduksi berwarna cerah. Di dalam satu tanaman, tidak mungkin hanya
mengandung satu macam metabolit sekunder, hal itu yang menyebabkan mengapa
tanaman tertentu dapat memiliki beberapa macam khasiat terapi yang berbeda-beda
sesuai dengan metabolit sekunder yang terkandung di dalamnya (Hanani E, 2010).
Tumbuhan seperti benalu (Macrosolen cochinchinesis), buah makasar (Bruea
javanica (L.) Merr.), dan tapak dara (Catharanthus roseus) mengandung
senyawa-senyawa metabolit sekunder jenis alkaloid yang memiliki potensi sebagai antikanker.
Senyawa alkaloid yang berpotensi sebagai anti kanker pada tumbuhan benalu yaitu β -amyrin, yang berfungsi menghambat S180 dan sel kanker JTC-26. Sedangkan pada
buah makasar, alkaloid yang berpotensi sebagai antikanker yaitu jenis brucamarine
dan yatamine, dimana alkaloid jenis ini dapat mengobati kanker saluran pencernaan,
kanker payudara, dan kanker leher rahim. Sementara pada tumbuhan tapak dara
mengandung 70 jenis alkaloid, dimana ada beberapa jenis yang berpotensi sebagai
antikanker yaitu vinblastine dan vincristine yang dapat digunakan untuk mengobati
leukimia limfostik akut (LLA), leukimia monositik akut (LMA), kanker kelenjar
getah bening, dan lainnya (Fowler, 1983). Sedangkan menurut Montgomery (1993)
menyatakan bahwa metotraksat juga salah satu turunan alkaloid yang dapat berfungsi
sebagai antikanker, tetapi menurut beliau penggunaan obat antikanker sebaiknya
Beberapa jenis obat alternatif untuk antikanker yang sudah diperdagangkan secara
komersil di negara-negara Eropa adalah ekstrak benalu dengan merk dagang antara
lain Iscador, Eurixor, dan Isorel. Ekstrak benalu ini adalah spesies Viscum album L.
yang merupakan parasit pada tumbuhan apel, oak, dan pinus, dimana komposisi
kimia dari produk komersial ekstrak benalu tergantung pada jenis tumbuhan inang
(National Cancer Institute, 2001).
Salah satu tanaman khas Indonesia yang berkhasiat sebagai obat adalah
tumbuhan bawang hutan (Scorodocarpus borneensis Becc) yang banyak tumbuh di
hutan tropis seperti Sumatera dan Kalimantan. Bagian dari tumbuhan ini banyak
dimanfaatkan secara tradisional sebagai bumbu masak karena bau dan fungsinya
mirip dengan bawang putih (Allium sativa L). Selain itu, bawang hutan sering pula
digunakan sebagai obat tradisional. Menurut Kubota, et.al (1994), buah bawang hutan
dapat dimanfaatkan sebagai antibakteri maupun antifungi karena adanya kandungan
senyawa flavonoid, saponin, steroid, dan senyawa metiltiometil. Selain dari buah,
kulit batang dari tumbuhan bawang hutan juga mengandung senyawa yang dapat
berfungsi sebagai antibakteri (Kartika, 1999). Sementara pada bagian lain dari
tumbuhan bawang hutan adalah daun yang juga banyak dimanfaatkan sebagai obat
untuk penyakit diare. Abe dan Yamauchi (1993) melaporkan bahwa dalam daun
bawang hutan terkandung beberapa senyawa seperti metiltiometil dan flavonoid.
Hasil beberapa penelitian pada tumbuhan bawang hutan memberikan informasi awal
untuk dilakukannya penelitian lanjutan dalam rangka mengisolasi senyawa metabolit
sekunder pada fraksi aktif buah tumbuhan bawang yang diduga berpotensi sebagai
antikanker.
Isolasi komponen aktif antikanker dilakukan dengan cara mengekstrak bagian
buah tumbuhan bawang hutan. Hasil isolasi selanjutnya diuji secara fitokimia serta
dilanjutkan dengan uji aktivitas menggunakan metode brine shrimp lethality test, uji
antioksidan serta test terhadap lini sel kanker L1210. Isolat komponen yang
mempunyai daya aktivitas selanjutnya dielusidasi struktur kimianya berdasarkan data
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai
berikut :
1. Bagaimana cara mengisolasi senyawa bioaktif dari buah tumbuhan bawang hutan
(Scorodocarpus borneensis Becc).
2. Golongan senyawa apakah dari senyawa metabolit sekunder yang diperoleh
dalam buah tumbuhan bawang hutan (Scorodocarpus borneensis Becc).
3. Bagaimana aktivitas senyawa metabolit sekunder buah tumbuhan bawang hutan
sebagai antikanker.
4. Bagaimana struktur kimia dari senyawa metabolit sekunder buah tumbuhan
bawang hutan tersebut.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui cara mengisolasi senyawa bioaktif dari buah tumbuhan
bawang hutan (Scorodocarpus borneensis Becc).
2. Untuk mengetahui golongan senyawa metabolit sekunder yang diperoleh dalam
buah tumbuhan bawang hutan (Scorodocarpus borneensis Becc).
3. Untuk mengetahui aktivitas senyawa metabolit sekunder buah tumbuhan bawang
hutan sebagai antikanker.
4. Untuk mengetahui struktur kimia dari senyawa metabolit buah tumbuhan bawang
hutan sekunder tersebut.
1.4 Manfaat Penelitian
Memberikan informasi tentang struktur senyawa kimia yang memiliki
aktivitas anti kanker yang terkandung di dalam buah dari tumbuhan bawang hutan
1.5 Hipotesis Penelitian
Pada buah tumbuhan bawang hutan (Scorodocarpus borneensis Becc)
mengandung senyawa bioaktif yang berkhasiat sebagai antikanker.
1.6 Metodologi Penelitian
Penelitian ini merupakan eksperimen laboratorium yang dilakukan dengan
beberapa tahapan, yaitu :
1. Persiapan sampel
Buah tumbuhan bawang hutan yang diperoleh dari Kebun Raya Samarinda dan
dideterminasi di Herbarium Bogoriense, Bidang Botani Pusat Penelitian Biologi
LIPI Cibinong.
2. Ekstraksi dan partisi
Sampel buah bawang hutan yang telah dipotong kecil dimaserasi secara
berulang-ulang dengan etanol, dan disaring. Filtrat yang diperoleh dipekatkan dengan
rotavapor. Selanjutnya ekstrak etanol pekat yang diperoleh dipartisi berdasarkan
kepolarannya menggunakan tiga pelarut yaitu n-heksana, etil asetat, dan air. Hasil
partisi tersebut menghasilkan tiga fraksi yaitu n-heksana, etil asetat, dan air.
3. Pengujian aktivitas antioksidan dan antikanker
Ketiga fraksi yang diperoleh dilakukan pengujian aktivitas antioksidan dengan
metode peredaman radikal bebas menggunakan reagen DPPH dan pengujian
antikanker leukimia lini sel L1210. Hasil pengujian aktivitas antikanker diperoleh
nilai IC50 untuk n-heksana lebih kecil dari fraksi lainnya serta nilai IC50nya di
bawah 20 ppm, yang berarti memiliki potensi sebagai antikanker.
4. Pemurnian senyawa aktif
Pemurnian senyawa aktif untuk fraksi n-heksana dilanjutkan menggunakan
kromatografi kolom (SiO2; n-heksana-etil asetat = 20 : 1 ~ 1 : 1). Hasil
kromatografi terdiri dari beberapa fraksi yang selanjutnya dilakukan pengujian
aktivitas antioksidan dan pengujian antikanker terhadap fraksi-fraksi tersebut.
Sehingga pemurnian dengan kromatografi kolom (SiO2; n-heksana-etil asetat = 2 :
1, isokratik) kembali dilakukan terhadap kedua fraksi tersebut yang diketahui
bahwa fraksi 8.4 dan fraksi 9.4 memiliki aktivitas tertinggi diantara fraksi lainnya.
5. Elusidasi struktur kimia
Elusidasi struktur kimia dilakukan terhadap dua fraksi yaitu fraksi 8.4 yang
selanjutnya disebut dengan isolat 8.4.1 dan fraksi 9.4 yang selanjutnya disebut
dengan isolat 9.4.2 menggunakan data UV, FT-IR, NMR (1D, 2D), dan LC-MS.
1.7 Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Bahan Alam FMIPA Universitas
Sumatera Utara Medan dan Laboratorium Kimia Bahan Alam Puslit Bioteknologi
LIPI Cibinong. Pengujian dengan NMR dilakukan di Laboratorium Kimia Puslit LIPI
Serpong Tangerang. Pengujian LC-MS dilakukan di Laboratorium KESDA Propinsi
DKI Jakarta, dan Pengujian leukimia dilakukan di Laboratorium Kimia BATAN
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sistematika Tumbuhan Bawang Hutan (Scorodocarpus borneensis Becc)
Tumbuhan bawang hutan (Scorodocarpus borneensis Becc) termasuk
tumbuhan Olacaceae, tumbuhan ini mempunyai nama lokal antara lain :
Sumatera : Bawang, Kulim, Rengom.
Kalimantan : Ansam, Bawang, Bawang hutan, Cepeluk, Jauhi, Kudur, Marsindu,
Madudu, Sedau, Selaru, Seluru, Teradu, Sindu dan Kayu bawang.
Sistematika tumbuhan kayu bawang menurut Abe dan Yamauchi (1993)
adalah :
Jenis : Scorodocarpus borneensis Becc
Pohon ini merupakan tumbuhan yang sangat tinggi ( 36 m), seperti pada
Gambar 2.1. Banyak tumbuh di Sumatera dan hutan primer Kalimantan pada
ketinggian 300 m di atas permukaan laut, terutama pada tanah kering, tidak tumbuh di
rawa–rawa, tidak membentuk hutan murni, di hutan rimba tumbuh secara
berkelompok dan hanya di tempat–tempat tertentu tumbuh secara umum (Heyne,
1987).
Kulit batangnya berwarna abu–abu coklat atau merah coklat, beralur dangkal,
dan banyak mengelupas. Kulit hidupnya berwarna merah atau coklat. Tumbuhan ini
berdaun tunggal, licin berwarna agak hijau muda, seperti yang tercantum pada
Gambar 2.1 Tumbuhan bawang hutan (Scorodocarpus borneensis Becc)
2.1.1 Kandungan Kimia Aktif Biologis Tumbuhan Bawang Hutan
Tumbuhan bawang hutan mengandung senyawa polisulfida yang mirip
dengan jalur pembentukan senyawa polisulfida pada spesies Allium lainnya sehingga
mempunyai aktivitas sebagai anti mikroba, yaitu 2,4,5,7–tetrathiaoctane-4,4-dioksida
dan 5-thioxo-2,4,6trithiaheptane-2,2-dioksida. Tumbuhan ini juga diduga memiliki
senyawa O-etil S-metiltiometil tiosulfit (CH3SCH2SS(O)OCH2CH3) (3). Ekstrak
kasar kulit batang bawang hutan mengandung sesquiterpen saponin, steroid,
flavonoid, dan senyawa metiltiometil yang menyebabkan bau seperti bawang putih
dan mempunyai aktivitas anti mikroba (Kubota et al., 1999; Lim et al., 1998).
Tumbuhan bawang hutan sering dipergunakan sebagai bumbu untuk memasak
oleh penduduk lokal Kalimantan. Bau dan kegunaan dari kayu bawang sangat mirip
dengan bawang, sehingga dapat diperkirakan bahwa bawang hutan memiliki aktivitas
fisiologis yang sama dengan bawang. Aktivitas antimikroba dari ketiga senyawa yang
terkandung di dalam tumbuhan bawang hutan ditunjukkan pada Tabel 2.1
Tabel 2.1 Aktivitas antimikroba dari senyawa yang terdapat dalam tumbuhan bawang hutan (Lim, et al, 1998)
Mikroorganisme Microbacterium smegmatis ATCC 607 > 100 50 > 100 0.39
Escherichia coli NIHJ 50 50 > 100 6.25
Pseudomonas aeruginosa IFO 3080 50 > 100 > 100 > 100
Fungi
Candida albicans KF 1 50 50 > 100 1.56
Saccharomyces cerevisiae ATCC 9763 50 50 > 100 1.56 Mucor racemosus IFO 4581 50 25 > 100 0.39 Aspergillus niger KF 105 50 50 > 100 > 100 Senyawa kontrol : untuk bakteri adalah penisilin, untuk fungi adalah nistatin.
Wiart (2001) telah meneliti tentang tanaman Scorodarpus borneensis (Baill.)
Becc (Olacaceae) yang diperoleh dari negara Malaysia, dan dari hasil isolasi tanaman
tersebut diperoleh senyawa sesquiterpen, scodopin dan tiga senyawa alkaloid tipe
triptamin yaitu Scorodocarpine A-C. Berdasarkan hasil elusidasinya diperoleh
struktur kimia dari senyawa-senyawa tersebut seperti pada Gambar 2.3.
2.1.2 Ekstrak Bahan Alam Yang Memiliki Aktivitas Antikanker
Beberapa ekstrak bahan alam yang berpotensi sebagai anti kanker terdapat
dalam beberapa tumbuhan antara lain yaitu :
1. Benalu (Macrosolen cochinchinesis), ekstrak tumbuhan ini mengandung beberapa
senyawa metabolit sekunder seperti alkaloid (β-amyrin), glukosida, flavanoid,
saponin, asam oleanolat, lupeol, dan avicularin. Alkaloid jenis ini dapat
menghambat S180 dan sel kanker JTC-26.
Gambar 2.4 Struktur kimia β-amyrin
2. Buah makasar (Bruea javanica (L.) Merr.), ekstrak tumbuhan ini mengandung
beberapa senyawa metabolit sekunder seperti alkaloid (brucamarine, yatamine),
glukosida (Brucea javani, brucealiue, yatanosida), bruceosida A dan B, fenol
(brucenol dan asam bruceolat), dan brucetol. Alkaloid jenis brucamarine dan
yatamine ini dapat mengobati kanker saluran pencernaan (esophagus, lambung,
usus, dan rektum), kanker paru-paru, payudara, dan leher rahim (servik).
3. Tapak dara (Catharantus roseus L.) mengandung 70 jenis alkaloid seperti
vinblastine, vincristine, vincadioline, leurosine, leurosidine, catharanthine,
vindoline, vindolinine, locherinine, tetrahidroaestonine, dan lainnya. Alkaloid jenis
vinblastine dan vincristine mempunyai zat aktif yang dapat menghambat sel
kanker leukimia maupun sel kanker yang lain. Kedua zat aktif ini dapat
menghentikan pembelahan sel kanker pada tingkat metafase (mitosis),
menghambat sintesis basa purin DNA maupun RNA sel kanker sehingga
menghambat sel kanker linisel L1210 , P1534, HKR, EAC, S180 dan sel kanker
payudara. Sedangkan efektifitas antikanker dari vincristine lebih besar dari
vinblastine yang dapat menghambat ridge way osteosarcoma, mecca
limfosarcoma, dan kanker X563 sarcoma. Ekstrak air dan alkohol tumbuhan tapak
dara dapat menghambat sarcoma 180 dengan tingkat keberhasilan 95,7% dan
sudah tersedia dalam bentuk obat paten injeksi (Fowler, 1983).
Gambar 2.5 Struktur kimia Vinblastine dan Vincristine
2.1.3 Aktivitas Biologis Penghambatan Sel Kanker
Aktivitas biologis untuk penghambatan sel kanker dapat dilakukan dengan
mekanisme penghambatan sintesa DNA. Replikasi DNA dapat terjadi dengan adanya
sintesis rantai nukleotida baru dimana rantai nukleotida lama berfungsi sebagai patron
(cetakan ). Prosesnya dengan menggunakan komplementasi pasangan basa untuk
menghasilkan suatu molekul yang berfungsi sebagai cetakan (template) DNA baru
yang sama dengan molekul DNA lama. Proses yang terjadi tersebut dipengaruhi oleh
enzim helikase, enzim polimerase, ligase dan dNTP - dNTP. Adapun tahapan –
tahapan yang terjadi adalah sebagai berikut :
1. Denaturasi mol DNA utas rangkap (double helix) menjadi DNA utas tunggal
dilakukan oleh enzim unwindase.
2. Sintesa DNA baru dengan menggunakan DNA hasil denaturasi sebagai tamplate
3. Agar point 2 dapat berlangsung harus tersedia dNTP2, enzim DNA polimerase.
4. Setelah rantai DNA baru sempurna disintesis maka oleh enzim ligase dibentuk
DNA utas rangkap yang dapat terjadi melalui 2 metode yaitu :
a. Metode konservatif apabila DNA utas rangkap yang terbentuk hasil
penggabungan rantai DNA lama dengan rantai DNA lama.
b. Metode semi konservatif apabila DNA utas rangkap yang terbentuk
merupakan hasil penggabungan dari DNA lama dengan DNA baru.
5. Untuk sel kanker diperlukan unsur tambahan selain dari pada komponen –
komponen pada point 1 s/d 4 diatas yaitu enzim telomerase yang memotong
rantai DNA awal menjadi fragmen – fragmen dimana urutan nukleutidanya
sudah menemui unsur gen.
Dengan mekanisme tahapan sebagai berikut :
C T
Ada tiga kemungkinan terjadinya replikasi DNA, yaitu konservatif,
semikonservatif, dan dispersif.
1. Model konservatif, yaitu dua rantai DNA lama tetap tidak berubah, berfungsi
sebagai cetakan untuk dua rantai DNA baru. Replikasi ini mempertahankan
molekul dari DNA lama dan membuat molekul DNA baru.
2. Model semikonservatif, yaitu dua rantai DNA lama terpisah dan rantai baru
disintesis dengan prinsip komplementasi pada masing-masing rantai DNA lama.
Akhirnya dihasilkan dua rantai DNA baru yang masing-masing mengandung satu
3. Model dispersif, yaitu beberapa bagian dari kedua rantai DNA lama digunakan
sebagai cetakan untuk sintesis rantai DNA baru. Oleh karena itu, hasil akhirnya
diperoleh rantai DNA lama dan baru yang tersebar pada rantai DNA lama dan
baru. Replikasi ini menghasilkan dua molekul DNA lama dan DNA baru yang
saling berselang-seling pada setiap untai (Reggy, 2012).
Limus (2007) telah meneliti tentang mencegah kanker melalui mekanisme
DNA. Metilasi DNA dan penekanan produksi Histon Deacetylase (HDAC) akibat
rangsangan sulforaphane yang bekerja sama untuk mempertahankan fungsi sel
normal, makin tinggi kadar sulforaphane maka semakin efektif untuk melawan
kanker. Hal ini telah dibuktikan melalui penelitian terhadap kanker payudara pada
tikus-tikus percobaan serta mencegah perkembangan sel-sel yang baru tumbuh
(Munchberg, 2007).
Apabila gugus metil dari senyawa organo sulfida mensubstitusi gugus –OH
posisi C no 3 dari DNA, maka sintesa DNA pada sel kanker akan terhambat karena
tidak terjadi perpanjangan rantai DNA seperti pada Gambar 2.6. Akibatnya masuknya
metil pada Citosin, maka perpanjangan DNA berikutnya akan terhambat karena
pospat tidak dapat berikatan lagi pada atom C no. 3 sehingga sintesa DNA akan
terhenti (Munchberg, 2007).
2.2 Mekanisme Pembentukan Kanker
Pada dasarnya, pembelahan sel dibedakan menjadi 2 macam, yaitu
pembelahan sel secara langsung dan secara tak langsung. Pembelahan sel secara
langsung jika proses pembelahan tidak didahului dengan pembentukan gelondong
pembelahan dan penampakan kromosom disebut dengan amitosis.
Adapun pembelahan sel secara tak langsung jika proses pembelahan didahului
dengan pembentukan gelondong pembelahan dan penampakan kromosom.
pembelahan secara tidak langsung ini meliputi pembelahan mitosis dan pembelahan
meiosis.
Dari mekanisme pada Gambar 2.7 terlihat bahwa pembelahan sel diawali dari
terbentuk nya kompleks antara IGF1 dengan reseptor nya (IGF1 reseptor) lalu
mengaktifkan Tyrosin Kinase dengan bantuan ATP lalu PI3 akan aktif dengan
bantuan ATP untuk membentuk kompleks dengan RAS , kemudian kompleks PI3
Kinase – RAS akan mengaktifkan AKT Kinase dengan bantuan ATP selanjut nya
akan memberi sinyal kepada Nukleus untuk memulai melakukan pembelahan sel
sesuai dengan kebutuhan nya. Setelah keperluan sel yang dibutuhkan tercukupi maka
PTEN akan merebut ATP yang akan dipergunakan PI3 Kinase sehingga kompleksnya
dengan RAS tidak berlangsung dan sinyal selanjutnya juga akan terhenti maka
pembelahan sel berikutnya akan terhenti juga.
Proses terbentuknya sel kanker diawali terganggunya PTEN oleh faktor
inflamasi maupun paparan benda asing mengakibatkan PI3 Kinase akan mengikat
ATP secara tidak terkendali sehangga respon untuk pembelahan sel juga tidak
terkendali yang menghasilkan sel yang tidak dewasa dan tidak memiliki hubungan
antar sel sehingga sel tidak memiliki fungsi biologis sebagaimana mestinya yang
disebut sel kanker
Setiap makhluk hidup dibentuk oleh berjuta-juta sel dan setiap sel dibentuk
oleh organ-organ sel yang lebih dikenal dengan istilah organel sub selular. Salah satu
organel selular yang penting yang terlibat di dalam pembelahan sel
(perkembangbiakan sel) adalah inti sel. Inti sel terdiri dari 3 komponen yaitu :
a. Deoxyribonucleic Acid (DNA)
b. Ribonucleic Acid (RNA)
c. Nukleoprotein (Protein Inti)
Yang berperan penting dalam pembelahan sel adalah DNA yang mampu
menurunkan sifat baka (kekal) setiap mahkluk hidup dari generasi ke sekresi
berikutnya sehingga DNA ini lebih dikenal dengan unsur genetika. Komposisi DNA
secara umum dibagi menjadi 2 bagian yaitu intron dan exon. Intron biasa juga disebut
faktor pengendali di dalam pembelahan sel dan terdiri dari nuklueotida di dalam
nukleutida dalam jumlah tertentu yang berfungsi untuk mensintesis komponen sel di
dalam perkembangannya.
Penggambaran struktur DNA berdasarkan pernyataan diatas dapat
digambarkan sebagai berikut :
komponen intron. X, Y, dan Z ketiganya disebut dengan gen struktural yaitu gen yang
mensintesis komponen yang dibutuhkan oleh sel di dalam perkembangannya
misalnya gen pembentuk/mensintesis enzim atau komponen lain yang dibutuhkan
oleh sel. Di dalam proses pembelahan sel baik intron maupun exon semuanya
mengalami pembelahan/denaturasi sehingga DNA yang tadinya merupakan utas
rangkap (berbentuk untai ganda) terdenaturasi menjadi DNA utas tunggal. DNA utas
tunggal yang terbentuk ini akan menjadi cetakan pateron didalam sintesis DNA baru
dimana DNA baru dengan adanya dNTP2 serta enzim DNA polimerase. Baik intron
maupun exon mempunyai ciri dan jumlah nukleotida yang spesifik untuk setiap gen.
Jumlah nukleotida pada intron jauh lebih besar (banyak) dari jumlah nukleotida pada
exon.
Pembelahan mitosis berfungsi untuk menggandakan pertumbuhan (termasuk
mengganti sel-sel yang rusak atau mati), sedangkan pembelahan meiosis bertujuan
untuk membentuk sel-sel perkembangbiakan (gamet). Secara normal, pembelahan
mitosis menghasilkan dua bahan nukleus anak (sel anak) dengan perangkat
kromosom yang identik. Sel yang normal dalam tubuh akan tumbuh dan mati secara
terkendali, seperti pada Gambar 2.8. Di samping itu, kadangkala dapat juga terjadi
penyimpangan yaitu sekelompok sel yang tumbuh dan membelah secara abnormal
dapat membentuk tumor (benjolan). Beberapa tumor bersifat jinak, artinya sampai
kanker, yang sel-selnya terus menerus tumbuh dan membelah sehingga mendesak dan
merusak jaringan yang ada di sekitarnya (Plain, 2008).
Gambar 2.8 Pembelahan sel normal dengan metode semi konservatif
Kromosom organisme eukariotik memiliki struktur yang linier. Ujung
kromosom ini memiliki struktur yang dikenal sebagai Telomer. Telomer dari semua
kromosom eukariotik terdiri atas rangkaian nukelotida pendek yang cenderung
berulang pada ujung-ujung kromosomal DNA. Sebagai contoh, telomer dari manusia
(sperma dan sel telur) mengandung antara 100-1700 perulangan heksanukleotida
TTAGGG.
Telomer berkontribusi untuk memelihara integritas kromosomal dengan
melindungi DNA dari degradasi atau rearngement. Telomer ditambahkan ke ujung
DNA kromosomal oleh suatu RNA yang mengandung enzim yang dikenal sebagai
telomerase. Telomerase merupakan suatu sinusual DNA polimerase yang ditemukan
pada tahun 1985 oleh Elizabeth Blacburn dan Casol Creider dari Universitas
Namun, sebagian besar sel somatik mengunci telomerase. Akibatnya, pada
setiap siklus pembelahan sel ketika sel mereplikasi DNA nya, sekitar 50 porsi
nukleotida hilang dari ujung tiap telomer. Sehingga semakin lama telomer sel somatik
pada hewan semakin pendek, dan akhirnya berujung pada ketidakstabilan dan
kematian sel. Fenomena ini membuat beberapa ilmuan mendukung suatu “teori penuaan telomer” yang mengimplikasi pada pemendekan telomer sebagai faktor utama dalam sel, jaringan, dan bahkan pada penuaan organisme. Menariknya, sel
kanker tampak “kekal” karena dapat terus berproduksi secara tidak terbatas. Sebuah
survey dari 20 jenis tumor yang berbeda oleh Geron Corporation dari Meuto Pask,
California mengungkapkan bahwa semua tumor tersebut memiliki aktivitas Telomer.
Telomer pada kromosom manusia mengandung rangkaian heksanukleotida
TTAGGG yang berulang antara 100 hingga 1700 kali. Perulangan
rangkaian-rangkaian TTAGGG ini tersambung pada ujung-ujung 3’ dari untaian DNA dan
dipasangkan dengan rangkaian komplemen 3’-AATCCC-5’ pada untaian DNA yang lain. Sehingga daerah kaya-G terbentuk pada ujung 3’ dari tiap untaian DNA, dan
daerah kaya-C terbentuk pada ujung 5’ dari tiap untaian DNA. Secara khusus pada
tiap ujung kromosom dengan daerah kaya-G protucedes 12 hingga 16 nukleotida
diluar komplemen untaian kaya-C nya.
Seperti halnya telomerase lain, telomerase manusia adalah suatu
ribonukleoprotein. Asam ribonukleik pada telomerase manusia adalah suatu molekul
RNA dengan panjang 962 nukleotida. RNA ini berfungsi sebagai template untuk
aktivitas DNA polimerase dari enzim telomerase. Nukleotida ke 56 dari RNA ini
adalah CUAACCCUAAC dan menyediakan fungsi template (cetakan) untuk reaksi
adisi terkatalisasi-telomerase dari unit-unit TTAGGG pada ujung 3’ dari untaian
DNA (Watson, 1988).
Replikasi DNA bersifat semi diskontinyu. Penggabungan timin yang dilabeli
dengan unsur radio aktif kedalam DNA selama replikasi, diikuti oleh autorediografi
replikasi DNA mengungkapkan bahwa kedua untaian dari dupleks DNA tereplikasi
pada tiap replikasi lanjutan oleh DNA polimerase. DNA polimerase menggunakan
satu untaian DNA (single-stranded DNA/ssDNA) sebagai template dan membuat
suatu untaian komplemennya (pelengkapnya) dengan mempolimerisasi
deoksinukleotida yang sesuai dengan basa yang ada pada template. DNA polimerase
mensintesis DNA hanya pada arah 5’→3’, pembacaan untaian template antiparalel pada 3’→5’. Pertanyaan muncul pada bagaimana DNA polimerase mengkopi untaian induk yang terjadi pada arah 5’→3’ pada proses replikasi. Ini menunjukkan bahwa
replikasi bersifat semidiskontinue saat heliks DNA yang terbuka selama proses
replikasi dengan model 3’→5’.
Dengan demikian satu untaian induk dikopi secara kontinyu untuk
membentuk suatu kopian baru yang tersintesis yang disebut untaian utama pada tiap
percabangan replikasi. Untaian induk yang lain terkopi secara intermiten, atau
dengan model diskontinyu untuk menghasilkan seperangkat fragmen-fragmen.
Fragmen-fragmen ini tergabung untuk membentuk untaian pelapis utuh. Secara
keseluruhan masing-masing dari dua dupleks DNA menghasilkan satu DNA lama dan
satu DNA baru dalam suatu proses replikasi DNA (Watson, 1988).
Setengah dari untaian baru berasal dari proses sintesis untaian utama dan
setengah lainnya dengan sintesis untaian pelapis. Untaian pelapis berasal dari
verifikasi biokimia dari pola semidiskontinyu pada replikasi DNA yang baru saja
diubah. Okazaki memaparkan suatu biakan E. coli yang membelah dengan cepat
dengan thymidine yang dilabeli-3H selama 30 detik, dengan cepat mengumpulkan
sel-sel, dan menemukan bahwa setengah dari bahan terlabel tersebut telah bergabung
kedalam asam nukleat yang muncul dalam single strain DNA rantai pendek dengan
panjang 1000 hingga 2000 nukleotida (setengah radioaktif lainnya telah tertutup
dalam molekul DNA yang sangat besar). Fragmen Okazaki kemudian bergabung
secara kovalen membentuk rantai polinukleotida yang lebih panjang, sesuai dengan
replikasi model mikroskopik. Kebenaran dari model replikasi ini telah dikuatkan
dengan mikrografik elektron dari DNA yang sedang mengalami replikasi pada sel
eukariotik (902-904).
Umumnya sel kanker mempunyai sifat pertumbuhan yang berlebihan,
gangguan diferensiasi sel dan jaringan, bersifat invasif terhadap jaringan di
sekitarnya, dan menyebar ke jaringan lain (metastatis) yang menyebabkan
pertumbuhan baru, dan terjadi perubahan metabolisme ke arah pembentukan
makromolekul dari nukleosida serta asam amino juga peningkatan katabolisme
karbohidrat untuk energi sel, seperti pada Gambar 2.9 (Watson, 1987).
Kanker merupakan salah satu isu yang penting dalam bidang kimia medis.
Saiz-Urra (2005) melaporkan bahwa 7,6 juta kematian dari 58 juta kematian yang
tercatat disebabkan oleh kanker. Lebih dari 70% kematian yang disebabkan oleh
kanker ini terjadi di negara berkembang dengan pendapatan yang rendah serta
kurangnya atau bahkan tidak adanya akses untuk diagnosis dan pengobatan .
Kanker diklasifikasikan sesuai dengan jaringan atau tipe sel dari mana ia
timbul. Kanker yang timbul pada sel–sel epitelial (sel–sel permukaan) dinamakan
karsinoma (carcinoma), misalnya kanker payudara, kanker kulit, dan kanker lambung.
Kanker yang timbul pada jaringan konektif (penyambung) atau sel–sel otot disebut
sarkoma, misalnya fibrosarkoma (kanker jaringan ikat) dan kanker yang tidak
memenuhi salah satu dari dua kategori di atas adalah termasuk dalam berbagai jenis
leukimia yaitu kanker yang berasal dari sel–sel hemopoietik (sel darah) dan kanker
yang berasal dari sistem syaraf (Alberts, 1994).
Di alam banyak terdapat faktor-faktor penyebab kanker (karsinogen).
Karsinogen adalah zat atau bahan yang dapat merangsang pembentukan kanker.
Beberapa macam karsinogen dapat berbentuk senyawa kimia (karsinogen kimiawi),
faktor fisika seperti radiasi sinar X atau sinar UV, virus atau juga disebut virus
onkogenik serta ketidak setimbangan hormonal (Bulan, 2002).
Kanker umumnya didefinisikan sebagai suatu pertumbuhan atau tumor hasil
dari pembelahan sel yang tidak normal dan tidak terkendali. Sel-sel normal dalam
tubuh terus mengalami pembelahan sel-sel tua lalu menggantinya dengan sel yang
baru. Proses pertumbuhan dan kematian sel tua secara benar disebut sebagai
homeostasis, yang mana bertujuan untuk menjaga keseimbangan yang sehat dalam
kehidupan. Untuk mencapai tujuan ini, pertumbuhan sel dan pembelahan terjadi
dalam proses yang disebut siklus sel, dan langkah-langkah itu dikendalikan oleh
berbagai mekanisme genetik dan molekuler. Bila salah satu atau beberapa bagian
mekanisme itu mengalami kerusakan dalam siklus sel, itulah yang menyebabkan
Siklus sel merupakan urutan kejadian di dalam sel sejak sel muncul hingga
membelah menjadi dua (mengalami duplikasi atau replikasi) sedangkan reproduksi
sel merupakan bagian dari siklus sel, bagaimana sel tersebut membelah menjadi dua
sel anak dan mendistribusikan seluruh DNA (genom) dari sel induk ke sel anak.
Fungsi dasar dari siklus sel adalah menduplikasi secara akurat jumlah DNA dalam
kromosom yang kemudian dipisahkan ke dalam dua sel anak yang identik secara
genetik. Sel dari organisme eukariot mempunyai sistem pengendali siklus sel yang
sangat kompleks, yang dipengaruhi oleh faktor-faktor baik dari dalam maupun luar
sel. Sistem ini dapat mengendalikan perubahan biokimiawi, termasuk replikasi DNA,
segregasi pada duplikasi kromosom, dan duplikasi organel maupun makromolekul.
Bila sistem mengalami malfungsi antara lain dapat mengalami pertumbuhan
berlebihan yang menyebabkan kanker.
Transformasi keganasan sel terjadi akibat akumulasi mutasi pada sejumlah
gen tertentu, dan hal ini yang merupakan kunci terjadinya kanker pada manusia. Gen
terdapat dalam kromosom pada inti sel. Sebuah gen akan menentukan untaian asam
amino yang harus dirangkaikan antara satu dengan lainnya untuk membentuk suatu
protein, dan protein ini kemudian akan melaksanakan fungsi gen tersebut. Bila gen
diaktifkan, maka sel akan bereaksi dengan jalan mensintesis protein yang telah
disandinya. Sehingga mutasi gen dapat mengubah jumlah atau aktivitas produk
proteinnya (Soeng S dkk, 2009).
Pada pembelahan sel yang terjadi secara normal seperti pada Gambar 2.10
diketahui untuk daur hidup siklus sel melalui empat tahap proses, yaitu dengan
dimulai saat sel terlibat dalam fungsi normal, kemudian bersiap untuk membuat
duplikat dari dirinya sendiri dengan memasuki fase dimana materi genetik DNA
bereplikasi menjadi duplikat genetik. Yang selanjutnya kembali ke fungsi normal
untuk beberapa saat sebelum memasuki tahap akhir, ketika sitoplasma dan duplikat
genetik berpisah dan menghasilkan dua sel dan begitu seterusnya. Pada pembelahan
sel normal membutuhkan beberapa faktor eksternal dari lingkungannya untuk
Gambar 2.10 Pembelahan sel normal
Keterangan : 1 – Apoptosis
2 – Sel yang rusak (National Cancer Institute, 2008).
Sementara pada pembelahan sel yang terjadi secara tidak normal (sel kanker)
seperti pada Gambar 2.11 untuk daur hidup sel-sel kanker juga melakukan siklus
yang hampir sama dengan siklus sel normal tetapi mereka memotong salah satu
kontrol yang membuat dirinya ber-replikasi terlalu banyak sehingga menyebabkan
kematian dari sel kanker itu sendiri. Sel kanker ini tidak berhenti membelah diri
secara normal. Dan pada pembelahan sel kanker tidak membutuhkan faktor eksternal
untuk membelah dirinya dalam siklus sehingga proses pertumbuhannya sangat cepat
(Hendri, 2011).
Beberapa ciri spesifik sel kanker dibandingkan dengan sel normal antara lain:
sel kanker tidak mempunyai kontrol pertumbuhan; daya lekat sel kanker berkurang
atau bahkan sudah tidak ada. Inhibisi kontak sel kanker sudah tidak ada sehingga jika
ditanam pada media kultur jaringan akan diperoleh pertumbutan yang berlapis-lapis
dan tidak teratur.
Sel kanker mempunyai sistem enzim yang berbeda yaitu jumlah macam enzim
pada sel kanker lebih sedikit jika dibandingkan dengan sel normal, sebagai contoh sel
kanker tidak mempunyai enzim asparagin sintetase, sehingga tidak dapat mensintesis
asparagin. Enzim-enzim untuk pertumbuhan pada sel kanker lebih besar jika
dibandingkan dengan sel normal (Mulyadi, 1997)
Tabel 2.2 Perbedaan antara sel normal dengan sel kanker
Sel Kanker Sel Normal
a Kontrol pertumbuhan sudah hilang kendali Masih ada kontrol pertumbuhan b Daya melekat sel satu dengan yang lain
berkurang atau hilang
Masih ada daya lekat sel
c Inhibisi kontak sudah tidak ada*) Masih ada inhibisi kontak
d Sistem enzimnya lebih sedikit
jumlahnya/macamnya, sebagai contoh sel kanker tidak mempunyai asparagin sintetase
Sistem enzim masih normal
e Enzim-enzim untuk pertumbuhan lebih besar Sistem enzim masih normal
*) Inhibisi kontak dapat diketahui dengan menumbuhkan sel normal dan sel kanker pada media yang cocok, kemudian pertumbuhan diamati.
Sel normal akan tumbuh hanya satu lapis setelah sampai dinding tempat
media (dinding Petri jika di dalam cawan Petri) akan terhenti pertumbuhannya,
sedangkan untuk sel kanker akan tumbuh terus dan terbentuk lapisan-lapisan yang
2.3 Kanker Darah/Leukimia dan Jenis-Jenisnya
Leukemia merupakan kanker di dalam sel darah. Darah normal terdiri dari
cairan yang disebut plasma serta memiliki tiga jenis sel yaitu sel darah putih, sel
darah merah, dan keping darah (Platelets.) Sel darah putih atau leukosit, membantu
tubuh melawan infeksi dari penyakit.
Sel darah merah atau eritrosit berfungsi membawa oksigen dari paru-paru
menuju jaringan tubuh. Juga mengambil karbon dioksida dari jaringan tubuh untuk
dibawa ke paru-paru . Sel darah merah ini yang membuat darah berwarna merah.
Keping darah disebut juga trombosit berfungsi untuk membantu penggumpalan darah
ketika seseorang terluka. Dengan penggumpalan trombosit, pendarahan bisa
terkendali dan orang yang terluka tidak terlalu banyak kekurangan darah. Sel-sel
darah dibentuk di dalam spon yang lembut di dalam tulang yang disebut sumsum
tulang. Sedangkan sel-sel darah yang tidak terbentuk disebut blasts.
Beberapa blasts berada dalam sumsum hingga masak, sementara beberapa
yang lain menuju bagian tubuh yang lain hingga masak. Secara normal, sel darah
diproduksi secara terkendali, sebagaimana kebutuhan tubuh. Proses ini menjaga tubuh
agar tetap sehat. Ketika leukemia terbentuk, tubuh memproduksi sejumlah sel darah
putih secara abnormal. Sel-sel leukemia biasanya tampak berbeda dengan sel darah
putih normal dan tidak dapat berfungsi dengan baik.
Penyakit leukimia dikelompokkan atas penyakit leukimia akut dan leukimia
kronis, yaitu :
a. Leukemia akut, penyakit leukimia yang kondisinya akan semakin memburuk
secara cepat.
b. Leukemia kronis, penyakit leukimia yang kondisinya akan semakin memburuk
secara bertahap.
Leukemia juga dinamai sesuai dengan sel darah putih yang
mempengaruhinya. Lymphocytic leukemia dan myelogenous leukemia adalah 2 (dua)
2.3.1 Leukimia Akut
Leukimia akut menunjukkan gejala klinik suhu badan naik, ada tanda–tanda
infeksi, pendarahan karena trombositopenia, pucat, lesu, karena anemia dan nyeri
pada tulang. Pemeriksaan laboratorium menunjukkan kesamaan, kecuali jenis sel
leukemianya, yaitu kadar haemoglobin turun, jumlah leukosit naik, jumlah eritrosit
turun, ditemukan banyak sel muda (immature), jumlah trombosit turun dan waktu
pendarahan lama. Ada dua jenis leukimia akut yaitu Leukimia Mielositik Akut
(LMA) dan Leukimia Limfositik Akut (LLA).
Leukimia Mielositik Akut (LMA) adalah penyakit yang bisa berakibat fatal,
dimana mielosit (yang dalam keadaan normal berkembang menjadi granulosit)
berubah menjadi ganas dan dengan segera akan menggantikan sel-sel normal di
sumsum tulang. Sel-sel leukemik tertimbun di dalam sumsum tulang, menghancurkan
dan menggantikan sel-sel yang menghasilkan sel darah yang normal. Sel kanker ini
kemudian dilepaskan ke dalam aliran darah dan berpindah ke organ lainnya,
selanjutnya tumbuh dan membelah diri. Mereka bisa membentuk tumor kecil
(kloroma) di dalam atau tepat dibawah kulit dan bisa menyebabkan meningitis,
anemia, gagal hati, gagal ginjal, dan kerusakan organ lainnya.
Gejala pertama biasanya terjadi karena sumsum tulang gagal menghasilkan sel
darah yang normal dalam jumlah yang memadai, ditandai dengan lemah, sesak nafas,
infeksi, perdarahan, demam. Gejala lainnya adalah sakit kepala, muntah, gelisah dan
nyeri tulang dan sendi. Penyakit LMA terutama menyerang orang dewasa. Tanpa
pengobatan, jangka waktu bertahan hidup penderita dalam batas tiga bulan. Tujuan
pengobatan adalah menghancurkan semua sel leukemik sehingga penyakit bisa
dikendalikan. LMA hanya memberikan respon terhadap obat tertentu dan pengobatan
seringkali membuat penderita lebih sakit sebelum mereka membaik. Penderita
menjadi lebih sakit karena pengobatan menekan aktivitias sumsum tulang, sehingga
jumlah sel darah putih semakin sedikit (terutama granulosit) dan hal ini menyebabkan
