iv ABSTRAK
EFEK SITOTOKSIK EKSTRAK ETANOL KULIT MANGGIS (Garcinia Mangostana Linn.) TERHADAP KANKER NASOFARING PADA
KULTUR SEL HONE-1
Sylvania Franseda, 2013, Pembimbing I : Dr. Hana Ratnawati, dr., M.Kes, PA (K) Pembimbing II : dr. Widura, M.S.
Latar belakang: Kanker nasofaring merupakan keganasan tersering di bidang kepala leher dan menempati urutan ke-empat setelah kanker leher rahim, kanker payudara, dan kanker kulit di Indonesia. Zat aktif xanthone pada kulit manggis memiliki efek antikanker, antioksidan dan antiinflamasi, sehingga berpotensi sebagai agen terapi pada penyakit kanker.
Tujuan Penelitian: Untuk mengetahui efek sitotoksik Ekstrak Etanol Kulit Manggis (EEKM) terhadap kanker nasofaring pada kultur Sel HONE-1 dan mengetahui konsentrasi Inhibitory Concentration (IC50).
Metode Penelitian: Eksperimental laboratorik dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL). Data yang diperoleh yaitu rerata persentase kematian sel HONE-1 setelah pemberian EEKM dengan konsentrasi HONE-1,25 μg/ml, 2,5 μg/ml, 5 μg/ml, 7,5 μg/ml, 10 μg/ml, 15 μg/ml dan fluouracil 100 μg/ml sebagai kontrol positif. Data dianalisis menggunakan One Way Anova dan Post Hoc test-HSD. Nilai IC50
dihitung dengan persamaan regresi linear.
Hasil: Kosentrasi EEKM terendah 1,25 µg/ml menyebabkan kematian sel 7,94%, sedangkan dosis tertinggi 15 µg/ml menyebabkan kematian sel 47,52%. Nilai IC50 51,4 µg/ml.
Simpulan: Ekstrak etanol kulit manggis memiliki efek sitotoksik terhadap kultur sel HONE-1 dengan IC50 51,4 µg/ml.
Kata kunci: kanker nasofaring, ektrak etanol kulit manggis, efek sitotoksik, IC50
v ABSTRACT
CYTOTOXIC EFFECT OF ETANOL EXTRACT OF MANGOSTEEN (Garcinia Mangostana Linn.) PERICARP TOWARDS NASOPHARYNGEAL
CANCER CELLS IN HONE-1 CELL CULTURE
Sylvania Franseda, 2013, 1st Tutor : Dr. Hana Ratnawati, dr., M.Kes, PA (K) 2nd Tutor : dr. Widura, MS
Background: Nasopharyngeal cancer is the most common malignancy in the
head and neck, rating as the fourth most common cancer after cervical cancer, breast cancer, and skin cancer in Indonesia. Xanthones active compounds from mangosteen pericarp exhibit antiproliferative, antioxidant and antiinflamation effect. This finding shows that Mangosteen has a potention as cancer therapeutic agent.
Objective: The purpose of this study was to determine cytotoxic effect of etanol
extract of mangosteen pericarp (EEMP) towards nasopharyngeal cancer using HONE-1culture cell and to identify Inhibitory Concentration 50( IC50).
Methods: The research was conducted by a real experimental in vitro with
Completely Randomized Design. Data obtained by the average HONE-1 cell deaths after treatment of EEMP at concentration 1,25 μg/ml, 2,5 μg/ml, 5 μg/ml, 7,5 μg/ml, 10 μg/ml, 15 μg/ml and fluorouracil 100 μg/ml as positive control. Data analyzed using One Way Anova and HSD Post Hoc Test. The IC50 was determined using linear regression.
Result: The lowest concentration 1,25 µg/ml of ethanolic extract of
Mangosteen pericarp caused 7,94% cell death and the highest concentration 15 µg/ml caused 47,52% cell death. The IC50 was 51,4 µg/ml.
Conclusions: Etanol extract of Mangosteen fruit pericarp exhibit cytotoxic
effect towards HONE-1 cell culture with IC50 51,4 µg/ml.
Keyword: nasopharyngeal cancer, Garcinia mangostana Linn., cytotoxic effect
viii
1.4.1 Manfaat Akademis ... 3
1.4.2 Manfaat Praktis...3
1.5 Kerangka Pemikiran dan Hipotesis Penelitian ... 3
1.5.1 Kerangka Pemikiran ... 3
1.5.2 Hipotesis Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...5
2.1 Anatomi dan Histologi Nasofaring ... 5
2.2 Kanker Nasofaring ... 6
2.2.1 Definisi Kanker Nasofaring... ... 6
2.2.2 Insidensi dan Epidemiologi Kanker Nasofaring ... 6
2.2.3 Etiologi Kanker Nasofaring ... 7
2.2.4 Patogenesis Kanker Nasofaring ... 9
2.2.5 Gejala Klinis Kanker Nasofaring ... 11
2.2.6 Klasifikasi dan Stadium Kanker Nasofaring ... 11
2.2.7 Diagnosis Kanker Nasofaring ... 13
ix
2.2.8 Penatalaksanaan Kanker Nasofaring ... 13
2.2.9 Prognosis Kanker Nasofaring ... 14
2.3 Manggis (Garcinia mangostana Linn.) ... 14
BAB III BAHAN DAN METODE PENELITIAN...21
3.1 Alat dan Bahan Penelitian ... 21
3.2 Persiapan Penelitian. ... 22
3.2.1 Sterilisasi Alat ... 22
3.3 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 26
3.4 Metode Penelitian ... 26
x
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...31
4.1 Hasil Penelitian ... 31
4.1.1 Uji Sitoktoksisitas ... 31
4.1.2 Uji Statistik ... 33
4.1.2.1 One Way Anova ... 33
4.2 Pembahasan ... 36
4.3 Uji Hipotesis ... 37
4.3.1 One Way Anova ... 37
BAB V SIMPULAN DAN SARAN...39
5.1 Simpulan ... 39
5.2 Saran ... 39
DAFTAR PUSTAKA ... 40
LAMPIRAN ... 43
RIWAYAT HIDUP ... 50
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Anatomi Faring ... 6
Gambar 2.2 Patogenesis Kanker Nasofaring...10
Gambar 2.3 Manggis (Garcinia Mangostana Linn.)...15
Gambar 2.4 Struktur Kimia α-mangostin dan γ-mangostin...17
Gambar 2.5 Reaksi reduksi MTT menjadi Formazan oleh enzim reduktase...20
Gambar 3.1 Bagan Pembuatan Ekstrak Etanol Kulit Manggis... 25
Gambar 4.1 Grafik Persentase Kematian Sel HONE-1 pada Pemberian EEKM...32
Gambar 4.2 Grafik Persamaan Regresi Linear...35
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Prognosis Kanker Nasofaring ... 14
Tabel 4.1 Uji Sitotoksisias EEKM terhadap Sel HONE-1...31
Tabel 4.2 Hasil One Way Anova Pengaruh EEKM terhadap Sel HONE-1...33
Tabel 4.3 Hasil Post Hoc Tukey HSD...34
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kanker nasofaring adalah keganasan yang berasal dari epitel nasofaring (Brady L., Heilmann, Molls, & Neider, 2010). Infeksi Epstein-Barr Virus (EBV), kerentanan genetik dan faktor lingkungan merupakan tiga faktor risiko utama
terjadinya kanker nasofaring (Turner, 2014). Insidensi kanker nasofaring tertinggi
terdapat di provinsi Guangdong bagian Cina Selatan, dengan insidensi lebih dari
50 kasus per 100.000 populasi per tahun (Lin, 2009). Pada ras Kaukasia di
Amerika Utara dan Eropa insidensi kanker nasofaring kurang dari 1 kasus per
100.000 populasi per tahun (Union for International Cancer Control, 2014).
Insidensi yang tinggi juga terdapat di Asia Tenggara, daerah Arktik, Afrika Utara
dan Timur Tengah. Distribusi etnis dan geografik yang khas pada kanker
nasofaring menunjukkan keterlibatan faktor lingkungan dan genetik dalam
perkembangan kanker nasofaring (Chang & Adami, 2006).
Di Indonesia, kanker nasofaring menempati urutan keempat tumor tersering setelah kanker leher rahim, kanker payudara, dan kanker kulit, serta merupakan
tumor ganas tersering yang ditemukan di bidang kepala dan leher. Insidensi
kanker nasofaring di Indonesia diperkirakan 6.2/100.000 penduduk atau sekitar
12.000 kasus baru per tahun (Adham, et al., 2012).
Diagnosis dini kanker nasofaring sering sulit ditegakkan karena gejala awal
tidak jelas dan sulitnya pemeriksaan nasofaring (Haryanto, 2010). Radioterapi
dengan atau tanpa kemoterapi merupakan terapi utama pada kanker nasofaring,
tetapi terapi tersebut membutuhkan biaya yang besar dan memiliki banyak efek
samping. Hal ini menyebabkan masyarakat banyak memilih obat herbal dengan
harga yang lebih terjangkau dan efek samping yang lebih minimal.
Manggis (Garcinia mangostana Linn, GML) merupakan buah yang berasal dari kawasan tropis di Asia Tenggara. Kulit buah manggis mengandung zat aktif
xanthone, terpene, anthocyanin, tanin dan fenol. Pada tahun 2008 dilaporkan lebih
2
dari 68 jenis senyawa xanthone diturunkan dari GML, di antara senyawa tersebut yang paling banyak dan paling sering dipelajari adalah α-mangostin, -mangostin, -mangostin, garcinone E dan gartanin. Xanthone memiliki efek antioksidan,
antitumor, dan antiinflamasi. Aktivitas antitumor xanthone berperan dalam
penghentian siklus sel, penekan proliferasi sel, induksi apoptosis, mengurangi
inflamasi, menghambat adhesi, invasi dan metastasis (Shan, et al., 2010).
Penelitian Moongkarndi et al. menggunakan MTT assay menunjukkan bahwa ekstrak etanol kulit manggis memiliki efek antiproliferatif terhadap kultur sel
adenokarsinoma mammae SKBR3 (Lim, 2012). Alfa mangostin pada kulit buah
manggis telah diteliti bersifat sitotoksik terhadap kultur sel kanker leukemia
HL-60, kultur sel adenokarsinoma mammae dan kultur sel kanker serviks HeLa (Lim,
2012).
Berdasarkan latar belakang di atas maka penulis tertarik untuk meneliti efek
ekstrak etanol kulit manggis terhadap kanker nasofaring pada kultur sel HONE-1.
1.2 Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan identifikasi masalah sebagai berikut :
Apakah ekstrak etanol kulit manggis bersifat sitotoksik terhadap kanker nasofaring pada kultur sel HONE-1?
Berapa Inhibitory Concentration 50 (IC50) ekstrak etanol kulit manggis
terhadap kanker nasofaring pada kultur sel HONE-1?
1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian
Maksud dari penelitian ini adalah untuk mengetahui apakah ekstrak etanol kulit
manggis dapat bersifat sitotoksik terhadap kanker nasofaring pada kultur sel
HONE-1.
3 1.4 Manfaat Penelitian
1.4.1 Manfaat Akademis
Untuk menambah ilmu pengetahuan di bidang kedokteran mengenai manfaat ekstrak etanol kulit manggis sebagai antikanker khususnya pada kultur sel kanker
nasofaring dan memberikan informasi bagi penelitian selanjutnya.
1.4.2 Manfaat Praktis
Masyarakat dapat menggunakan ekstrak etanol kulit manggis sebagai obat alternatif untuk pengobatan kanker nasofaring setelah dilakukan uji praklinis dan
uji klinis.
1.5 Kerangka Pemikiran dan Hipotesis Penelitian 1.5.1 Kerangka Pemikiran
Zat aktif xanthone yang terdapat pada kulit buah manggis telah diteliti memiliki
efek antioksidan, antitumor, dan antiinflamasi. Aktivitas antitumor xanthone
berupa penghentian siklus sel, menekan proliferasi sel, induksi apoptosis,
mengurangi proses inflamasi dan menghambat metastasis. Watanapokasin et al.
mempelajari efek antiproliferasi dan efek sitotoksik xanthone secara in vitro
menggunakan kultur sel adenokarsinoma kolon COLO 205, hasilnya
menunjukkan bahwa xanthone tidak hanya menghambat proliferasi sel kanker
tetapi juga menginduksi apoptosis melalui aktivasi caspase cascade (Shan, Ma,
Liu, Li, Wang, & Wu, 2011). Caspase adalah enzim proteinase yang berfungsi
sebagai insiator dalam proses apoptosis (Zhivotovsky, 2003).
Alfa mangostin menginduksi apoptosis pada kultur sel leukemia promielositik
HL-60 dengan mengaktivasi caspase-9 dan caspase-3 yang mengakibatkan
perubahan pada mitokondria. Perubahan pada mitokondria tersebut berupa
penurunan ATP intraselular, berkurangnya potensial membran dan pembengkakan
sel. Selain itu, α-mangostin dan -mangostin dapat menginhibisi DNA
Topoisomerase I dan II yang berperan dalam pemisahan untaian DNA saat proses
replikasi (Shan, Ma, Liu, Li, Wang, & Wu, 2011).
4
Nakagawa et al. melaporkan bahwa xanthone memiliki efek antioksidan
dengan menurunan ekspresi Nitric Oxide Synthase (iNOS) dan produksi Nitric
Oxide (NO). Hung et al. dalam penelitiannya terhadap sel karsinoma prostat PC-3
menemukan bahwa α-mangostin dapat menghambat adhesi, migrasi dan invasi sel
kanker. Efek tersebut berhubungan dengan berkurangnya ekspresi matrix
metalloproteinase-2 (MMP-2) dan matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) (Shan,
Ma, Liu, Li, Wang, & Wu, 2011).
Sel HONE-1 adalah kultur sel kanker yang berasal dari spesimen biopsi pasien
kanker nasofaring berdiferensiasi buruk. Metode analisis Southern blot
mendeteksi adanya DNA EBV pada sel HONE-1 parental (Glaser, et al., 1989).
1.5.2 Hipotesis Penelitian
Ekstrak kulit manggis bersifat sitotoksik terhadap kanker nasofaring pada
kultur sel HONE-1.
39 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Ekstrak etanol kulit manggis berefek sitotoksik terhadap sel kanker nasofaring pada kultur sel HONE-1.
IC50 ekstrak etanol kulit manggis terhadap kanker nasofaring pada kultur
sel HONE-1 adalah 51,4 μg/ml.
5.2 Saran
Diperlukan penelitian lebih lanjut :
Uji sitotoksisitas ekstrak kulit manggis terhadap sel normal.
Uji sitotoksisitas ekstrak kulit manggis secara in vivo pada hewan coba.
EFEK SITOTOKSIK EKSTRAK ETANOL KULIT
MANGGIS (Garcinia mangostana Linn.) TERHADAP
KANKER NASOFARING PADA KULTUR
SEL HONE-1
KARYA TULIS ILMIAH
Karya Tulis Ilmiah ini Dibuat Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Kedokteran
SYLVANIA FRANSEDA
1310113
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA
BANDUNG
vi
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, berkat rahmat
dan karunia-Nya penulis berhasil menyelesaikan dengan baik dan tepat waktu
Karya Tulis Ilmiah yang berjudul “Efek Ekstrak Etanol Kulit Manggis (Garcinia
Mangostana Linn.) terhadap Kanker Nasofaring pada Kultur Sel HONE-1”.
Karya Tulis Ilmiah ini disusun sebagai salah satu syarat akademik untuk memperoleh gelar Sarjana Kedokteran di Fakultas Kedokteran Universitas Kristen
Maranatha Bandung.
Karya Tulis Ilmiah ini berhasil tersusun dengan baik berkat bantuan, dukungan
secara moral maupun materiil, bimbingan, dan saran-saran dari berbagai pihak,
maka penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :
1. Dr. dr. Hana Ratnawati, M.Kes, PA (K) selaku pembimbing pertama yang
selalu bersedia meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran, serta dengan sabar
telah membimbing, memberi dukungan, perhatian, saran, nasihat, solusi
permasalahan, dan bantuan ilmu pengetahuan kepada penulis selama
penyusunan Karya Tulis Ilmiah ini.
2. dr. Widura, M.S. selaku pembimbing kedua yang selalu bersedia
meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran, serta dengan sabar telah
membimbing, memberi dukungan, perhatian, saran, nasihat, solusi
permasalahan, dan bantuan ilmu pengetahuan kepadaa penulis selama
penyusunan Karya Tulis Ilmiah ini.
3. Petugas di Bagian Laboratorium ProStem Jakarta yang membantu penulis
untuk dalam melakukan penelitian sehingga Karya Tulis Ilmiah ini dapat
diselesaikan.
4. Kedua orangtua saya Dede Franseda dan Eha Haryati serta adik saya,
Revanza Franseda, yang selalu mendoakan, mendukung, memberi
semangat serta bantuan moral dan materiil kepada penulis.
5. Teman seperjuangan penulis dalam menyelesaikan Karya Tulis Ilmiah,
Stefanie Djoenneady dan Sherliana Kristanti yang telah saling membantu,
vii
Terima kasih atas kerjasama yang baik dan pengorbanan yang telah
diberikan selama ini.
6. Rekan-rekan Antidote angkatan 2013 yang selalu memberikan dukungan
dalam menyelesaikan Karya Tulis Ilmiah ini.
7. Kepada pihak – pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang
secara langsung maupun tidak langsung turut memberikan dorongan dan
semangat maupun bantuan kepada penulis dalam penyusunan Karya Tulis Ilmiah.
Penulis menyadari bahwa karya tulis ini masih memiliki banyak kekurangan
sehingga Penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun.
Penulis berharap karya tulis ini dapat berguna masyarakat Indonesia terutama
bagi perkembangan ilmu kedokteran di kemudian hari.
Bandung, Oktober 2016
Sylvania Franseda
40
DAFTAR PUSTAKA
Adham, M., Kurniawan, A., Roezin, A., Muhtadi, A., Hermani, B., Gondhowiardjo, S., et al. (2012). Nasopahryngeal Carcinoma in Indonesia : epidemiology, incidence, signs, and symptoms at presentation. Chinese
Journal of Cancer, 31(4), 186.
American Cancer Society. (2015, Maret). How is Nasopharyngeal Cancer
Staged? Retrieved Agustus 2016, from cancer.org: http://m.cancer.org/cancer/nasopharyngealcancer/detailguide/nasopharyng eal-cancer-staging
Brady, L., Heilmann, H., Molls, M., & Neider, C. (2010). Nasopharyngeal
Carcinoma Multidiciplinary Management. Springer.
Brennan, B. (2006). Nasopharyngeal Carcinoma. Orphanet Journal of Rare
Disease, 1.
CCRC. (2013). SOP Uji Toksisitas. Retrieved August 8, 2016, from Cancer
Chemoprevention Research Center:
http://ccrc.farmasi.ugm.ac.id/?page_id=240
Chang, E. T., & Adami, H.-O. (2006, October). Cancer Epidemiology,
Biomarkers & Prevention. Retrieved from http://cebp.accrjournals.org:
http//cebp.accrjournals.org/content/15/10/1765
Drake, R., Vogl, A., & Mitchel, A. (2012). Gray : Dasar-Dasar Anatomi. Elsevier.
Freshney, R. (2005). Culture of Animal Cells : A Manual of Basic Tehnique (5th ed.). John Wiley & Son, Inc.
Glaser, R., Zhang, H.-Y., Yao, K., Zhu, H.-C., Wang, F.-X., Li, G.-Y., et al. (1989). Two epithelial tumor cell lines (HNE-1 and HONE-1) latently infected with Epstein-Barr virus that were derived from nasopharyngeal carcinoma. The Proceedings of the National Academy of Sciences.
Gutierrez-Orozco, F., & Failla, M. L. (2013, Agustus). Biological Activities and Bioavailability of Mangosteen Xanthone : A Critical Review of Current Evidence. Nutrients, 3164.
Haryanto, R. (2010). Radiasi Eksternal Karsinoma Nasofaring sebagai Penyebab Gangguan Dengar Sensorineural. Majalah Kedokteran Bandung, 42.
41
Interangency Taxonomic Information System. (2016). Garcinia Mangostana l. Retrieved November 2016, from www.itis.gov: https://www..itis.gov/servlet/SingleRpt?search_topic=TSN&search_value
Retrieved Agustus 2016, from nature:
www.nature.com/nrclinonc/journal/v12/n1/fig_tab/nrclinonc.2014.192_F1 .html
Kumar, V., Abbas, A., & Fausto, N. (2009). Robins & Cotran Dasar Patologis
Penyakit (7 ed.). Jakarta: EGC.
Kusmardiyani, S., & Nawawi, A. (1992). Kimia Bahan Alam. Jakarta: Pusat Antar Universitas Bidang Ilmu Hayati.
Lim, T. (2012). Edible Medicinal and Non-Medicinal Plants (Vol. 1).
Lin, C.-T. (2009). Relationship betweenEpstein-Barr Virus and Nasopharyngeal Carcinoma Pathogenesis. Chinese Journal of Cancer, 28, 1.
Masfria, & Aswita, H. (2014). Cytotoxicity of "Ekor naga" Leaf (Rhaphidophora pinnata (Lf) Schott) Chloroform Extract against T47D Cancer Cells.
International Journal of PharmTech Research, 7, 238-242.
National Cancer Institute. (2016). Nasopharyngeal Cancer Treatment. Retrieved Agustus 2016, from www.cancer.org: ww.cancer.gov/types/head-and-neck/patient/nasopharyngeal-treatment-pdq#link/_89
Orwa. (2009). Garcinia Mangostana. Agroforesty Database, 1.
Paulino, Arnold C. (2015, Januari). Naopharyngeal Carcinoma. Retrieved
Agustus 2016, from emedicine.medscape:
http://emedicine.medscape.com/article/988165-overview?pa=j91CejW3kYUiKY%2BQKu1TkfUz9GJxOivJs6tAeEtGOnj vVyAy4h87PU9Og2pSopmdQaJjxqviqH9NWT9Fw27Pnk3B6KLODm2 MpyHuPkYf%2Bs0%3D
42
Shan, T., Ma, Q., Liu, J., Li, W., Wang, F., & Wu, E. (2011). Xanthones from Mangosteen Extracts as Natural Chemopreventive Agents: Potential Anticancer Drugs. Curr Mol Med, 666-677.
Turner, L. (2014). Disease of the Nose, Throat and Ear : Head and Neck Surgery (11th ed.). CRC Press.
Union for International Cancer Control. (2014). UICC EML
Review-NPC-2014-World Health
Organization/selections_medicines/committees/expert/20/applications/Nas opharyngealCarcinoma.pd?ua=1. Retrieved from www.who.int:
http://www.who.int
