BAB II TINJAUAN PUSTAKA - BAB II YUVIKA NURMARETA FARMASI'14

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Alga Spirulina platensis

Alga Arthospora (Spirulina) platensis (Gambar 1) adalah mikroalga hijau biru (blue-green microalga) yang dapat tumbuh pada berbagai kondisi salinitas pada pH 8-11 (Panji et al., 2009). Mikroalga ini termasuk kelompok

Cyanobacteria dan digolongkan ke dalam kelas Cyanophyceae yang merupakan mikroalga berfilamen dan multiseluler (Tomaselli, 1997). Alga Spirulina platensis

menghasilkan berbagai senyawa aktif yang bernilai tinggi seperti protein, asam lemak esensial (γ Linoleic Acid), vitamin, mineral serta pigmen baik beta-karoten dan klorofil a maupun fikosianin (Spolaore et al., 2006; Henrikson, 2009). Ciri yang membedakan Spirulina dari alga lain adalah bentuk filamennya. Dapat dilihat pada Gambar 1, sel-sel Spirulina berbentuk silinder saling berlekatan satu sama lain membentuk filamen spiral (Ali dan Saleh, 2012).

Gambar 1. Spirulina platensis (kiri), dalam bentuk serbuk (kanan). [Sumber: Djalil dan Utami, 2013]

Secara garis besar, Arthospora (Spirulina) platensis diklasifikasikan sebagai berikut (www.microbewiki.kenyon.edu):

Domain : Bakteria

Order : Oscillatoriales Family : Phormidiaceae Genus : Arthospora Species : platensis

Dalam Belay (2002), Reddy et al., menyebutkan c-phycocyanin dari alga

Spirulina platensis merupakan suatu selektif inhibitor dari cyclooxygenase–2

(COX-2) dengan rentang IC50 COX-2/IC50 COX-1 sangat rendah apabila dibandingkan dengan celecoxib dan rofecoxib yang dikenal selektif terhadap inhibitor COX-2. Hayashi et al., mengisolasi senyawa sulfated-polysaccharide,

calcium spirulan (Ca-SP) dari alga Spirulina platensis yang menghambat replikasi

in vitro dari beberapa jenis virus termasuk Herpes simplex type I (HSV-1), human cytomegalovirus (HVMV), measles virus, mumps virus, virus influenza A, dan HIV-1 virus.

Salah satu pigmen yang terkandung dalam alga Spirulina platensis dan diduga berpotensi sebagai antikanker adalah klorofil a. Berdasarkan hasil identifikasi senyawa yang diperoleh dari penelitian uji aktivitas antiradikal dan analisis senyawa aktif dari alga Spirulina platensis oleh Rahman (2014), klorofil a

dan karotenoid merupakan pigmen dominan yang terkandung dalam ekstrak aseton alga Spirulina platensis. Dalam Djalil dan Utami (2013) menyebutkan terdapat beberapa laporan yang menunjukkan bahwa turunan klorofil a juga berpotensi sebagai antimutagen, induktor apoptosis, dan fotosensitizer untuk PDT (Fotodinamika Terapi Kanker). Klorofil dapat mencegah kanker dengan cara memblok metabolisme senyawa senyawa kimia yang diketahui sebagai prokarsinogen yang dapat menghancurkan DNA. Dengan melindungi DNA dari kerusakan, maka pertumbuhan kanker dapat dihambat dan dicegah (Donaldson, 2004).

B. Klorofil a

klorofil berasal dari bahasa Yunani yaitu chloros artinya hijau dan phyllos artinya daun. Istilah ini diperkenalkan pada tahun 1818 dan pigmen tersebut diekstrak dari tanaman dengan menggunakan pelarut organik (Song dan Banyo, 2011). Zat ini terdapat dalam kloroplas dalam jumlah yang relatif banyak, sering terikat longgar dengan protein tetapi mudah diekstraksi ke dalam pelarut lipid seperti aseton dan eter.

Secara kimia semuanya mengandung inti porfirin (tetrapirol) dengan satu atom magnesium terikat secara kelat di tengah dan satu rantai samping hidrokarbon panjang (fitil) tergabung melalui gugus asam karboksilat. Didalam tumbuhan sekurang-kurangnya terdapat lima klorofil, semuanya berstruktur dasar sama tetapi menunjukkan bermacam-macam sifat sesuai dengan rantai samping alifatik yang terikat pada inti porfirin.

Salah satu pigmen yang terkandung dalam alga Spirulina platensis yang diduga memiliki potensi antikanker yaitu klorofil a. Gambar 2 menunjukkan perbedaan antara struktur klorofil a dan klorofil b. Klorofil a bersifat kurang polar dan berwarna hijau sedangkan klorofil b bersifat polar dan berwarna kuning (Seafast Center IPB, 2013). Rumus empiris klorofil a adalah C55H72O5N4Mg sedangkan rumus klorofil b adalah C55H70O6N4Mg. Klorofil a berbeda dengan klorofil b karena klorofil a mempunyai gugus metil sedangkan klorofil b

mempunyai gugus aldehida yang terikat di kanan atas cincin pirol.

Sifat fisik klorofil adalah menerima dan atau memantulkan cahaya dengan gelombang yang berlainan (berpendar = berfluoresensi). Klorofil banyak menyerap sinar dengan panjang gelombang antara 400-700 nm, terutama sinar merah dan biru. Sifat kimia klorofil, antara lain (1) tidak larut dalam air, melainkan larut dalam pelarut organik yang lebih polar, seperti etanol dan kloroform; (2) inti Mg akan tergeser oleh 2 atom H bila dalam suasana asam, sehingga membentuk suatu persenyawaan yang disebut feofitin yang berwarna coklat.

C. Ekstrak dan Ekstraksi 1. Ekstrak

Dalam buku Farmakope Indonesia Edisi ke-4 disebutkan bahwa ekstrak adalah sediaan yang diperoleh dengan mengestraksi senyawa aktif dari simplisia nabati atau hewani menggunakan pelarut yang sesuai, kemudian semua atau hampir semua pelarut diuapkan dan massa atau serbuk yang tersisa diperlakukan sedemikian hingga memenuhi baku yang ditetapkan (Depkes RI, 1995).

2. Ekstraksi

Ekstraksi merupakan proses pemisahan bahan dari campurannya dengan menggunakan pelarut (Agoes, 2009). Menurut buku Parameter Standar Ekstrak, ekstraksi diartikan sebagai kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut sehingga terpisah dari bahan yang tidak dapat larut dengan pelarut cair. Simplisia yang akan diekstrak mengandung senyawa aktif yang dapat larut dan senyawa yang tidak dapat larut dan mempunyai struktur kimia yang berbeda-beda yang dapat mempengaruhi kelarutan dan stabilitas senyawa-senyawa tersebut terhadap suhu, udara, cahaya, dan logam berat (Depkes RI, 2000).

3. Ekstraksi Perkolasi

Ekstraksi perkolasi adalah ekstraksi dengan pelarut yang selalu baru sampai sempurna (exhausative extraction) yang umumnya dilakukan pada temperatur ruangan. Proses terdiri dari tahapan pengembangan bahan, tahap maserasi antara, tahap perkolasi sebenarnya (penetesan/penampungan ekstrak), terus-menerus sampai diperoleh ekstrak (perkolat) yang jumlahnya 1-5 kali bahan (Depkes RI, 2000).

4. Ekstraksi Ultrasonik

Getaran ultrasonik (> 20.000 Hz) memberikan efek pada proses ekstrak dengan prinsip meningkatkan permeabilitas dinding sel, menimbulkan gelembung spontan (cavitation) sebagai stress dinamik serta menimbulkan fraksi interfase. Hasil ekstraksi tergantung pada frekuensi getaran, kapasitas alat dan lama proses ultrasonikasi (Depkes RI, 2000).

D. Kanker

Kanker atau karsinoma (Yun. karkinos = kepiting) adalah pembentukan jaringan baru yang abnormal dan bersifat ganas (maligne). Suatu kelompok sel dengan mendadak menjadi liar dan memperbanyak diri secara pesat dan terus-menerus (proliferasi). Riset pada dasawarsa terakhir mengungkapkan bahwa kanker disebabkan oleh terganggunya siklus sel akibat mutasi dari gen-gen yang mengatur pertumbuhan (Tjay dan Rahardja, 2007).

Sifat umum dari kanker adalah:

1. Pertumbuhannya berlebihan umumnya berbentuk tumor. 2. Gangguan diferensiasi dari sel dan jaringan.

3. Bersifat invasif, mampu tumbuh di jaringan disekitarnya.

4. Bersifat metastatik, menyebar ketempat lain dan menyebabkan pertumbuhan baru.

6. Pergeseran metabolisme kearah pembentukan makromolekul dari nukleosida dan asam amino serta peningkatan katabolisme karbohidrat untuk energi sel. Dapat dilihat pada Gambar 3, proses timbulnya kanker terjadi melalui beberapa tahap, yaitu:

a. Fase Inisiasi

DNA dirusak akibat radiasi atau zat karsinogen (radikal bebas). Zat-zat inisiator ini mengganggu proses reparasi normal sehingga terjadi mutasi DNA dengan kelainan pada kromosomnya. Kerusakan DNA diturunkan kepada anak-anak sel dan seterusnya.

b. Fase Promosi

Zat karsinogen tambahan (co-carcinogens) diperlukan sebagai promotor untuk mencetuskan proliferasi sel. Dengan demikian sel-sel rusak menjadi ganas.

c. Fase Progresi

Gen-gen pertumbuhan yang diaktivasi oleh kerusakan DNA menyebabkan mitose dipercepat dan pertumbuhan liar dari sel-sel ganas. Tumor menjadi

manifestasi. (Tjay dan Rahardja, 2007)

E. Kanker Leukemia

Leukemia merupakan keganasan hematologi heterogen yang ditandai dengan proliferasi yang tidak diatur oleh sel pembentuk darah dari sumsum tulang. Pada sejarahnya, leukemia telah diklasifikasikan akut dan kronis didasarkan pada perbedaan dalam sel asal dan pematangan sel, presentasi klinis, kecepatan dari perkembangan penyakit yang tidak diobati dan respon terhadap terapi. Terdapat empat macam leukemia yaitu acute lymphocytic (or lymphoblastic) leukemia

(ALL), acute myeloid leukemia (AML), chronic lymphocytic leukemia (CLL), dan

chronic myeloid leukemia (CML) (Dipiro et al., 2008).

Hampir 90% dari kasus leukemia terdiagnosa pada orang dewasa usia 20 tahun atau lebih, diantara tipe yang lebih umum yaitu CLL (38%) dan AML (30%). Diantara anak-anak dan remaja, ALL yang paling umum, tercatat dari 75% dari kasus leukemia (Cancer Facts & Figures 2013).

F. Kanker Payudara

Kanker payudara adalah keganasan yang berasal dari sel kelenjar, saluran kelenjar dan jaringan penunjang payudara, tidak termasuk kulit payudara. Sebagian besar kanker payudara berhubungan dengan faktor hormonal dan genetik, yang berkaitan dengan:

1. Faktor yang berhubungan dengan diet yang berdampak negatif, seperti: a. Peningkatan berat badan yang berlebihan terutama setelah menopause. b. Peningkatan tinggi badan yang cepat pada puberitas.

c. Makanan cepat saji yang banyak mengandung lemak jenuh dan makanan yang terlalu manis.

d. Minuman beralkohol.

Beberapa faktor diet yang dapat mengurangi risiko terjadinya kanker payudara, seperti:

b. Peningkatan konsumsi makanan yang mengandung vitamin seperti Vitamin C dan Vitamin A.

2. Hormon dan faktor reproduksi

a. Menarche atau haid pertama pada usia muda (kurang dari 12 tahun). b. Melahirkan anak pertama pada usia lebih tua (di atas 35 tahun). c. Menopause pada usia yang lebih tua (di atas 50 tahun).

d. Pemakaian kontrasepsi oral dalam waktu lama (> 7 tahun). e. Infertilitas atau mandul, tidak menikah, dan

f. Tidak menyusui anak.

3. Terpapar radiasi pengion pada saat pertumbuhan payudara. 4. Adanya faktor genetik atau keturunan.

5. Pernah menderita penyakit tumor jinak payudara atau pernah menderita kanker payudara.

(Depkes RI, 2009)

G. Sel Kanker T47D

Sel T47D merupakan cell line yang pertama kali diisolasi dari pasien wanita dengan tumor duktal payudara(Suko, 2011). Cell line adalah sel yang disubkultur dari primary cultures, yaitu sel dari organ atau jaringan yang dikultur dalam media dan kondisi yang sesuai (www.biologyonline.net). Continous cell line

sering dipakai dalam penelitian kanker secara in vitro karena mudah penanganannya, memiliki kemampuan replikasi yang tidak terbatas, homogenitas yang tinggi serta mudah diganti dengan frozen stock jika terjadi kontaminasi (CCRC Farmasi UGM, 2013).

H. Sel Murine P-388

Sel murine P-388 merupakan sel leukemia tikus yang pada umumnya telah banyak digunakan untuk pengujian sitotoksisitas suatu obat. Model leukemia tikus adalah komponen utama dari program penemuan obat awal yang digunakan oleh

masing-masing memainkan peran utama dalam skrining dan evaluasi secara rinci calon agen antikanker. Dewasa ini, 40 tahun kemudian, model tersebut masih digunakan untuk mengevaluasi aktivitas antikanker, meskipun pada tingkat yang sangat berkurang, dan untuk mempelajari mekanisme resistensi obat (Dykes and Waud, 2008).

I. Apoptosis

Apoptosis adalah kematian sel terprogram yang terjadi baik pada beberapa proses fisiologik maupun pada neoplasma. Penumpukan sel pada neoplasma tidak hanya terjadi sebagai akibat aktivitas gen perangsang pertumbuhan atau tidak aktifnya antionkogen tetapi juga oleh karena mutasi gen pengatur apoptosis (Pringgoutomo et al., 2002).

Mekanisme apoptosis terjadi dalam dua jalur, yaitu jalur ekstrinsik yang dimulai dengan ligasi antara reseptor transmembran dengan ligan yang sesuai. Ligasi ini akan mengaktifkan caspase activator yang nantinya akan menembus dan mengaktifkan efektor caspase sehingga memacu terjadinya apoptosis. Jalur yang kedua yaitu jalur intrinsik. Jalur intrinsik ini akan terjadi jika terdapat disrupsi pada membran mitokondria sehingga akan melepaskan aktivator protease spesifik apoptosis, sitokrom c, dan AIF (Apoptotic Inducing Factor) yang akan menginduksi terjadinya apoptosis (Ravi et al., 2010).

Metode yang digunakan adalah double staining DNA dengan menggunakan