ABSTRAK
EFEK SARI BUAH MERAH (Pandanus conoideus Lam.) TERHADAP
PENURUNAN KADAR NF-B SERUM PADA MENCIT MODEL KANKER
KOLOREKTAL
Melisa Chakravitha, 2010. Pembimbing I: Oeij Anindita Adhika, dr., M.Kes. Pembimbing II: Hana Ratnawati, dr., M.Kes.
Inflammatory bowel disease (IBD) merupakan faktor risiko terjadinya kanker kolorektal. Nuclear factor kappa B (NF-B) merupakan faktor transkripsi yang teraktivasi pada IBD maupun kanker kolorektal, dan diduga berperan penting dalam cancer-related inflammation karena fungsinya untuk meregulasi cell survival dan produksi sitokin proinflamasi. Buah merah (Pandanus conoideus Lam.) telah digunakan untuk pengobatan kanker karena mengandung antioksidan yang tinggi.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui efek sari buah merah terhadap penurunan kadar NF-B serum pada mencit model kanker kolorektal.
Penelitian ini bersifat prospektif eksperimental laboratorium sungguhan dengan rancangan acak lengkap (RAL), bersifat komparatif. Mencit jantan galur Balb/c dibagi dalam 4 kelompok secara acak (n=7). Kelompok kontrol negatif diberikan aquabidest dan kelompok kontrol buah merah diberi sari buah merah, masing-masing 0,1mL/ hari, tanpa diinduksi kanker kolorektal. Sedangkan kelompok kontrol AOM dan DSS dan kelompok perlakuan buah merah diinduksi kanker kolorektal dengan azoxymethane (AOM) 12 mg/kgBB dosis tunggal secara i.p., dilanjutkan dengan dextran sulfate sodium (DSS) 2,5% (w/v) melalui air minum. Kelompok kontrol AOM dan DSS diberikan aquabidest, sedangkan kelompok perlakuan buah merah diberikan sari buah merah, masing-masing 0,1 mL/hari.
Pada hari ke-69, semua mencit diambil darahnya melalui vena submandibularis, kemudian disentrifuga untuk diambil serumnya. Kadar NF-B serum diukur menggunakan metode enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). Data kemudian dianalisis menggunakan analisis varian (ANAVA) satu arah dilanjutkan dengan uji beda rata-rata Tukey HSD (p 0,05).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kelompok perlakuan buah merah memiliki rerata kadar NF-B serum yang lebih rendah dibandingkan kelompok kontrol AOM dan DSS (p=0,019). Sedangkan antar kelompok perlakuan buah merah, kelompok kontrol negatif, dan kelompok kontrol positif buah merah tidak terdapat perbedaan yang bermakna.
Maka dapat disimpulkan bahwa sari buah merah dapat menurunkan kadar NF-B serum pada mencit model kanker kolorektal.
ABSTRACT
THE EFFECT OF RED FRUIT OIL (Pandanus conoideus Lam.) TOWARDS NF-B SERUM LEVEL IN COLORECTAL CANCER MICE MODEL
Melisa Chakravitha, 2010. 1st supervisor: Oeij Anindita Adhika, dr., M.Kes. 2nd supervisor: Hana Ratnawati, dr., M.Kes.
Colorectal cancer (CRC) is a long-term complication of inflammatory bowel disease (IBD) and has become the leading cause of death worlwide. Constituvely activated transcription factor nuclear factor kappa B (NF-B) in IBD and CRC, revealed its role in colorectal carcinogenesis, via its ability to regulate cell survival and production of proinflammatory cytokines. Red fruit (Pandanus conoideus Lam.) is plant from Papua which contains large amount of antioxidant, and has been considered as chemopreventive agent for cancers. The aim of this research is to examine the effect of red fruit towards NF-B serum level in colorectal cancer mice model.
The method of this research was comparative, prospective laboratory experimental with complete randomized trial design. Eight week old Balb/c male mice were randomly divided into four groups (n=7). The negative control and red fruit control group were given aquabidest and red fruit oil 0.1 mL/day, respectively, without colorectal cancer induction. Whereas the other two groups were given a single intraperitoneal administration (12 mg/kg BW) of genotoxic colon carcinogen azoxymethane (AOM) followed by dextran sulfate sodium (DSS) administration (2,5% in drinking water to induce colorectal cancer, after that the AOM and DSS control group were given aquabidest while the red fruit treatment group were given red fruit oil, each 0.1 mL/day.
On 69th day, blood samples were collected from submandibular vein, and centrifuged to obtain the serum. NF-B serum level was measured using enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) method. Data were analyzed by One-Way ANOVA continued with Tukey-HSD (α = 0.05). The result showed that average NF-B serum level of red fruit treatment group was significantly decreased compared to the AOM and DSS control group (p=0.019). There is also no significant difference among negative and red fruit control groups and red fruit treatment group.
As conclusion, red fruit oil decreases NF-B serum level in colorectal cancer mice model.
DAFTAR ISI
Judul Dalam ... (i)
Lembar Persetujuan ... (ii)
Surat Pernyataan ... (iii)
Abstrak ... (iv)
Abstract ... (v)
Kata Pengantar ... (vi)
Daftar Isi ... (viii)
Daftar Tabel ... (xi)
Daftar Gambar ... (xii)
Daftar Lampiran ... (xiii)
BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1
1.2Identifikasi Masalah ... 3
1.3Maksud dan Tujuan Penelitian ... 4
1.4Manfaat Penelitian ... 4
1.4.1 Manfaat Akademik ... 4
1.4.2 Manfaat Praktis ... 4
1.5Kerangka Pemikiran ... 4
1.6Hipotesis Penelitian ... 7
1.7Metodologi Penelitian ... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Anatomi Usus Besar ... 8
2.2 Histologi Usus Besar... 9
2.3 Inflamasi dan Kanker ... 10
2.5 Colitis-associated Cancer (CAC) ... 15
2.6 Model Hewan Kanker Kolorektal ... 16
2.7 NF-B... 18
2.8 Peranan NF-kB dalam Kanker Kolorektal ... 20
2.9 Peranan Stres Oksidatif pada Karsinogenesis Kolorektal ... 22
2.10 Buah Merah ... 24
BAB III BAHAN DAN METODE PENELITIAN 3.1 Bahan/ Subjek Penelitian ... 28
3.1.1 Alat dan Bahan Penelitian ... 28
3.1.2 Subjek Penelitian ... 30
3.1.3 Tempat dan Waktu Penelitian ... 30
3.2 Metode Penelitian ... 30
3.2.1 Disain Penelitian ... 30
3.2.2 Variabel Penelitian ... 30
3.2.2.1 Definisi Konsepsional Variabel ... 30
3.2.2.2 Definisi Operasional Variabel ... 31
3.2.3 Perhitungan Besar Sampel ... 32
3.2.4 Prosedur Kerja ... 33
3.2.4.1 Pengumpulan Bahan ... 33
3.2.4.2 Penyiapan Bahan Uji ... 33
3.2.4.3 Penyiapan Hewan Coba ... 33
3.2.4.4 Sterilisasi Alat ... 34
3.2.4.5 Prosedur Penelitian ... 34
3.2.4.6 Cara Pemeriksaan ... 36
3.2.5 Metode Analisis ... 37
3.2.5.1 Hipotesis Statistik ... 37
3.2.6 Aspek Etik ... 37
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian ... 39
4.1.1 Kadar NF-B serum ... 39
4.1.2 Uji Statistik ... 40
4.2 Pembahasan ... 42
4.3 Uji Hipotesis ... 46
BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan ... 47
5.2 Saran ... 47
DAFTAR PUSTAKA ... 48
LAMPIRAN ... 54
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kandungan Buah Merah ... 26
Tabel 4.1 Rerata Kadar NF-B Serum ... 39
Tabel 4.2 Hasil Uji ANAVA ... 40
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Anatomi Usus Besar ... 8
Gambar 2.2 Histologi Usus Besar ... 9
Gambar 2.3 Karakteristik Sel Kanker ... 11
Gambar 2.4 Tahapan Karsinogenesis ... 12
Gambar 2.5 Perbedaan Crohn’s Disease dan Ulcerative Colitis ... 14
Gambar 2.6 Aktivasi NF-... 18
Gambar 2.7 Aktivasi NF-Melalui Jalur Klasik dan Jalur Alternatif... 19
Gambar 2.8 Peran NF-B pada Karsinogenesis Kolorektal ... 21
Gambar 2.9 Peran Stres Oksidatif dalam Karsinogenesis ... 24
Gambar 2.10 Buah Merah (Pandanus conoideus Lam.) dan Sari Buah Merah ... 25
Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Rerata Kadar NF-B ... 42
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Alat, Bahan, dan Cara Kerja ... 54 Lampiran 2. Perhitungan dosis ... 55 Lampiran 3. Uji Homogenitas Berat Badan Mencit Hari ke-1 ... 56
Lampiran 4. Hasil Pengukuran Kadar NF-B Serum dengan Metode ELISA.. 57 Lampiran 5. Hasil Analisis Rerata Kadar NF-B Serum Menggunakan Analisis
Varian (ANAVA) Satu Arah ... 58
54
Lampiran 1. Alat, Bahan, dan Cara Kerja
Pemberian DSS melalui air minum
Sari buah Merah Sonde Lambung
Pemberian Sari buah Merah
Mikrosentrifuga Freezer
Pengambilan Serum Pengukuran kadar NF-B dengan metode ELISA
55
Lampiran 2. Perhitungan Dosis Dosis azoxymethane (AOM)
Dosis AOM = 12 mg/kgBB
Untuk mencit 20 – 25 gram = 12mg/40 - 12mg/50 = 0,24 – 0,3 mg / mencit Untuk dosis intraperitoneal 0,4 mL mengandung 0,24 – 0,3 mg. Jadi setiap mencit disuntik 0,4 mL yang mengandung 0,24 mg AOM. Stok [AOM] = 1 gram / mL
Untuk pembuatan 0,24 mg AOM / 400 μL sebanyak 10 mL maka dibutuhkan
AOM dari stok sebanyak :
10 mL x 0,24 mg / 400 L : 1gr/mL = 6 L
AOM yang ditambahkan untuk mencit 20 g = 6 μL AOM yang ditambahkan untuk mencit 25 g = 7,2 μL
Dosis Dextran Sulfate Sodium (DSS)
Garam DSS yang dipakai adalah 2,5 g dilarutkan dalam aquadest 100 mL sehingga didapatkan larutan DSS 2,5 %. Larutan ini diberikan pada mencit
melalui air minum.
Dosis Sari Buah Merah
Dosis manusia 70 kg = 2x 15 mL (1 sendok makan) = 30 mL Dosis mencit 20 g = 30 mL x 0,0026 = 0,078 mL
56
Lampiran 3. Uji Homogenitas Berat Badan Mencit Hari ke-1
ONEWAY /STATISTICS DESCRIPTIVES HOMOGENEITY /POSTHOC=TUKEY ALPHA(0.05).
Oneway
Descriptives
N Mean
Std.
Deviation Std. Error
95% Confidence
Interval for Mean
Min Max
Lower
Bound
Upper
Bound
Kontrol negatif 7 21.62286 2.209477 .835104 19.57943 23.66628 18.110 24.220
Kontrol BM 7 21.99429 2.452902 .927110 19.72573 24.26284 17.280 24.750
Kontrol AOM + DSS 7 23.07571 2.663668 1.006772 20.61223 25.53920 19.000 27.420
Perlakuan BM 7 22.72286 3.115492 1.177545 19.84151 25.60421 19.570 28.000
Total 28 22.35393 2.549117 .481738 21.36548 23.34237 17.280 28.000
Test of Homogeneity of Variances
Levene Statistic df1 df2 Sig.
57
Lampiran 4. Hasil Pengukuran Kadar NF-B Serum dengan Metode ELISA
Kontrol Negatif (ng/mL)
Kontrol BM (ng/mL)
Kontrol AOM dan DSS
(ng/mL)
Perlakuan BM (ng/mL)
Rerata 10.15133333 9.814 49.30783333 9.9245
7.916 11.595 16.353 9.582
7.916 7.916 16.353 8.249
9.248 13.284 44.636 8.249
8.581 8.581 44.636 9.582
13.963 10.586 44.636 9.582
13.284 6.922 129.233 14.303
Sd 2.742910547 2.420545476 41.53444938 2.242221287
58
Lampiran 5. Hasil Analisis Rerata Kadar NF-B Serum Menggunakan Analisis Varian (ANAVA) Satu Arah
ONEWAY/STATISTICS DESCRIPTIVES HOMOGENEITY/POSTHOC=TUKEY ALPHA(0.05).
Descriptives
N Mean
Std.
Deviation Std. Error
95% Confidence
Interval for Mean
Min Max
Lower
Bound
Upper
Bound
Kontrol Negatif 6 10.15133 2.742911 1.119789 7.27283 13.02984 7.916 13.963
Kontrol BM 6 9.81400 2.420545 .988184 7.27379 12.35421 6.922 13.284
Kontrol
AOM+DSS
6 49.30783 41.534449 16.956368 5.72010 92.89556 16.353 129.233
Perlakuan BM 6 9.92450 2.242221 .915383 7.57143 12.27757 8.249 14.303
Total 24 19.79942 26.113408 5.330377 8.77269 30.82614 6.922 129.233
Test of Homogeneity of Variances
Levene Statistic df1 df2 Sig.
4.178 3 20 .019
ANOVA
Sum of Squares df Mean Square F Sig.
Between Groups 6966.328 3 2322.109 5.327 .007
Within Groups 8717.603 20 435.880
59
Lampiran 6. Hasil Analisis Rerata Kadar NF-B Serum menggunakan Uji Beda Rata-rata Tukey HSD
Multiple Comparisons
Tukey HSD
(I) Perlakuan (J) Perlakuan
Mean
Difference
(I-J) Std. Error Sig.
95% Confidence Interval
Lower
Bound
Upper
Bound
Kontrol Negatif Kontrol BM .337333 12.053771 1.000 -33.40040 34.07507
Kontrol AOM+DSS -39.156500* 12.053771 .019 -72.89424 -5.41876
Perlakuan BM .226833 12.053771 1.000 -33.51090 33.96457
Kontrol BM Kontrol Negatif -.337333 12.053771 1.000 -34.07507 33.40040
Kontrol AOM+DSS -39.493833* 12.053771 .018 -73.23157 -5.75610
Perlakuan BM -.110500 12.053771 1.000 -33.84824 33.62724
Kontrol
AOM+DSS
Kontrol Negatif 39.156500* 12.053771 .019 5.41876 72.89424
Kontrol BM 39.493833* 12.053771 .018 5.75610 73.23157
Perlakuan BM 39.383333* 12.053771 .019 5.64560 73.12107
Perlakuan BM Kontrol Negatif -.226833 12.053771 1.000 -33.96457 33.51090
Kontrol BM .110500 12.053771 1.000 -33.62724 33.84824
Kontrol AOM+DSS -39.383333* 12.053771 .019 -73.12107 -5.64560
*. The mean difference is significant at the 0.05 level.
Homogeneous Subsets
Tukey HSDa
Perlakuan N
Subset for alpha = 0.05
1 2
Kontrol BM 6 9.81400
AOM+DSS+BM 6 9.92450
Kontrol Negatif 6 10.15133
AOM+DSS 6 49.30783
60
61
RIWAYAT HIDUP
Nama : Melisa Chakravitha
NRP : 0710008
Agama : Kristen Protestan
Tempat / Tanggal Lahir : Bandung, 20 Juli 1989
Alamat : Jln. Leuwi Gajah no. 87, Cimahi
Riwayat Pendidikan :
- TKK BPK Penabur Bandung Sudirman 246 (1995-1996)
- SDK 6 BPK Penabur Bandung (1996-2001)
- SMPK 5 BPK Penabur Bandung (2001-2004)
- SMAK 3 BPK Penabur Bandung (2004-2007)
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Kanker merupakan kelainan hiperproliferatif yang melibatkan transformasi
morfologik selular, disregulasi apoptosis, proliferasi sel yang tidak terkontrol, invasi, angiogenesis, dan metastasis (Lin dan Karin, 2007). Dari berbagai penelitian diketahui bahwa inflamasi kronis memiliki peran penting dalam patogenesis kanker (Meira et al., 2008). Hubungan antara inflamasi kronis dan kanker telah dicetuskan sejak 150 tahun yang lalu, ketika Virchow menemukan bahwa kanker lebih sering terjadi pada bagian tubuh yang mengalami inflamasi kronis (Lu et al., 2006).
Salah satu contoh penyakit inflamasi kronis yang berhubungan dengan kanker adalah inflammatory bowel disease (IBD). IBD meliputi dua kelainan, yaitu
Crohn’s disease (CD) dan ulcerative colitis (UC) (Popivanova et al., 2008). IBD
kronis meningkatkan risiko terjadinya kanker kolorektal (Gommeaux et al., 2007; Burstein dan Fearon, 2008; Meira et al., 2008). Kolitis dengan onset dini, derajat berat, dan berlangsung dalam waktu lama akan semakin meningkatkan risiko terjadinya kanker kolorektal (Itzkowitz dan Yio, 2004; Burstein dan Fearon, 2008).
Kanker kolorektal merupakan penyebab kematian kedua akibat kanker pada orang dewasa (Markowitz dan Bertagnolli, 2009). Setiap tahunnya, + 1 juta kasus kanker kolorektal terdiagnosis di seluruh dunia dan sekitar 5% kasus UC
berkembang menjadi kanker kolorektal (Meira et al., 2008). Risiko kanker kolorektal pada pasien yang menderita kolitis kronis selama 10 tahun mencapai
2% dan 18% pada pasien dengan kolitis kronis selama 30 tahun (Wilson, 2009). Hubungan antara kolitis dengan kanker kolorektal juga telah diteliti pada model hewan untuk mendapatkan pengetahuan yang lebih baik tentang colitis-associated cancer (CAC). Pada penelitian dengan model hewan digunakan mencit
2
dilanjutkan dengan pemberian dextran sulfate sodium (DSS) selama 5-7 hari melalui air minum. Setelah perlakuan selama 3 siklus, atau sekitar 1-2 bulan, hampir 100% mencit menderita neoplasma kolon (Burstein dan Fearon, 2008; Tanaka, 2009). Pada induksi kanker kolorektal dengan AOM dan DSS, mencit galur Balb/c memiliki insidensi tumor tertinggi jika dibandingkan dengan galur C3H/He, C57BL/6, dan DBA/2 (Tanaka, 2009).
Nuclear factor κB (NF-κB) merupakan faktor transkripsi yang meregulasi sistem imun, respons inflamasi, proliferasi sel, dan apoptosis. Pada mulanya diketahui bahwa NF-κB berfungsi untuk mengatur respons imun baik yang innate maupun adaptive, kemudian ditemukan bahwa NF-κB juga berperan penting dalam proses inflamasi, bahkan dalam proses perkembangan inflamasi kronis menjadi kanker (Karin dan Greten, 2005; Ghosh dan Hayden, 2008). Dari berbagai penelitian, pada IBD dan kanker kolorektal ditemukan peningkatan aktivitas NF-κB, yang menunjukkan peranannya dalam patogenesis penyakit-penyakit tersebut (Karin dan Greten, 2005; Pasparakis, 2009; Wang et al., 2009).
Peranan NF-κB dalam tumorigenesis adalah dengan merangsang terjadinya inflamasi kronis (Yamamoto dan Gaynor, 2001), menekan apoptosis dan merangsang proliferasi sel tumor (Karin dan Greten, 2005; Lin dan Karin, 2007).
Karena perannya dalam inflamasi dan karsinogenesis, penghambatan NF- B
menjadi salah satu pilihan terapi untuk penyakit inflamasi dan kanker, termasuk diantaranya kanker kolorektal (Tak dan Firestein, 2001; Luo et al., 2005; Ghosh dan Hayden, 2008; Wang et al., 2009). Pada penelitian in vivo menggunakan mencit yang diinduksi kanker kolorektal dengan AOM dan DSS, delesi inhibitor
of NF- B kinase- (IKK- yang merupakan aktivator NF- B, pada sel epitel usus dan sel myeloid menurunkan insidensi dan ukuran tumor (Greten et al.,
2004; Karin, 2008).
Buah merah (Pandanus conoideus Lam.) berasal dari Papua dan dipercaya oleh masyarakat dapat meningkatkan daya tahan tubuh. Dewasa ini, buah merah banyak dipakai untuk pengobatan penyakit inflamasi dan kanker. Buah merah
merupakan sumber antioksidan eksogen yang banyak mengandung karoten,
3
terbukti tapi penelitian secara in vivo dan in vitro belum banyak dilakukan (I Made Budi, 2005; Machmud Yahya dan Bernard Wahyu Wiryanta, 2005; Ingrid Surono et al., 2008).
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa pemberian sari buah merah sebanyak 0,1 ml/hari selama 15 hari menyebabkan peningkatan proliferasi
limfosit dan terjadi penurunan kadar IFN- pada mencit yang diinokulasi dengan
Listeria monocytogenes (Hana Ratnawati dkk., 2008; Khie Khiong dkk., 2009).
Pemberian sari buah merah pada mencit yang diinduksi kolitis dengan DSS terbukti dapat meningkatkan proliferasi limfosit dan menurunkan derajat keparahan kolitis yang dinilai melalui clinical score colitis (Khie Khiong dkk.,
2008). Selain itu, -cryptoxantin dalam sari buah merah dapat menghambat
pertumbuhan sel kanker paru-paru secara in vitro (Ingrid Surono et al., 2008).
Pemberian -karoten dosis rendah (100-200 ppm) dapat menurunkan formasi
abberant crypt foci (ACF) pada tikus yang diinduksi dengan AOM (Raju et al.,
2005). Penelitian lain secara in vitro menunjukkan bahwa pemberian antioksidan
vitamin C dan -tokoferol pada sel dendritik dapat menghambat aktivasi NF- B
(Tan et al., 2005).
Berdasarkan hal-hal tersebut di atas, diharapkan sari buah merah yang berperan sebagai sebagai antioksidan dapat mencegah kanker kolorektal dengan
menghambat aktivasi NF- B pada mencit galur Balb/c yang diinduksi kanker kolorektal dengan AOM dan DSS.
1.2Identifikasi Masalah
Apakah sari buah merah (Pandanus conoideus Lam.) menurunkan kadar
4
1.3Maksud dan Tujuan
1.3.1 Maksud
Maksud penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi sari buah merah dalam mencegah kanker kolorektal yang didahului kolitis kronis.
1.3.2 Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui efek sari buah merah dalam
menurunkan kadar NF- B serum pada mencit model kanker kolorektal.
1.4Manfaat Karya Tulis Ilmiah
Manfaat akademis adalah untuk memperluas wawasan pembaca mengenai buah merah sebagai tanaman obat yang dapat mencegah terjadinya kanker kolorektal yang didahului kolitis kronis.
Manfaat praktis menunjukkan peranan sari buah merah dalam menghambat
aktivasi NF- B pada mencit model kanker kolorektal.
1.5Kerangka Pemikiran dan Hipotesis
1.5.1 Kerangka Pemikiran
Inflamasi kronis, baik yang disebabkan infeksi maupun iritasi kimia seringkali
5
memfasilitasi perkembangan kanker melalui berbagai signaling pathway (Lu et al., 2006; Bollrath dan Greten, 2009).
Karsinogenesis dapat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu inisiasi, promosi, dan progresi. Pada fase inisiasi tumor terjadi kerusakan DNA berupa mutasi yang menyebabkan aktivasi onkogen atau inaktivasi gen supresor tumor. Pada fase promosi terjadi peningkatan proliferasi dan penurunan kematian sel tumor.
Selanjutnya, invasi dan metastasis serta peningkatan masa tumor merupakan karakteristik fase progresi. Imunitas dan inflamasi dapat mempengaruhi ketiga proses ini melalui aktivasi sel-sel radang dan produksi sitokin-sitokin, faktor pertumbuhan, dan matrix metalloproteinases (MMPs), yang akhirnya meningkatkan proliferasi, invasi, dan metastasis sel tumor (Karin dan Greten, 2005).
Pada proses inflamasi kronis, neutrofil dan makrofag akan mengeluarkan reactive oxygen and nitrogen species (RONS) yang merupakan oksidan poten.
Sebenarnya, sel memiliki antioksidan endogen sebagai mekanisme pertahananan terhadap RONS yang pada keadaan fisiologis dihasilkan sebagai sisa metabolisme sel. Hanya saja pada proses inflamasi kronis terjadi akumulasi RONS yang berlebihan. Adanya ketidak-seimbangan antara oksidan dan antioksidan menyebabkan terjadinya stres oksidatif yang dapat menimbulkan kerusakan DNA, oksidasi protein, dan peroksidasi lemak (Asehnoune et al., 2004; Karin dan Greten, 2005; Surh et al., 2005; Gommeaux et al., 2007; Meira et al., 2008;
Oyagbemi et al, 2009). Selain itu, RONS juga diduga dapat mengaktivasi NF- B melalui jalur Toll-like receptor-4 (TLR-4) (Asehnoune et al., 2004; Frederico, 2007; Haliwell, 2007).
NF-κB merupakan faktor transkripsi yang bila teraktivasi dapat menginduksi transkripsi gen yang berperan dalam imunitas, inflamasi, proliferasi sel, dan
apoptosis (Gommeaux et al., 2007). NF-κB dapat merangsang terjadinya inflamasi dengan menginduksi transkripsi sitokin-sitokin proinflamasi, reseptor sitokin, kemokin, molekul adhesi, dan enzim-enzim seperti MMPs, cyclooxygenase-2 (COX-2), dan inducible nitric oxide (iNOS). Sitokin proinflamasi yang diinduksi
6
NF-кB (feedback positive mechanism), sehingga inflamasi dapat dipertahankan dalam waktu yang lama (inflamasi kronis) (Yamamoto dan Gaynor, 2001). NF-κB juga menekan apoptosis sel tumor, salah satu caranya adalah dengan menginduksi transkripsi gen antiapoptosis seperti Bcl-2 (Luo et al., 2005). Diduga mekanisme molekuler yang menghubungkan antara inflamasi dan kanker adalah aktivasi NF-κB yang terutama berperan pada fase promosi tumor (Karin dan Greten, 2005; Luo et al., 2005).
Penelitian menggunakan model hewan juga telah menunjukan hubungan antara inflamasi kronis dan kanker. Pada model kanker kolorektal, mencit diinjeksi secara intraperitoneal dengan prokarsinogen AOM yang kemudian akan mengalami aktivasi metabolik di sel epitel usus, dilanjutkan dengan pemberian DSS secara per oral, yang menginduksi kolitis kronis melalui toksisitas langsung terhadap sel, peningkatan permeabilitas membran sel, dan aktivasi makrofag (Kim et al., 2006; Tanaka, 2009). DSS juga menyebabkan kerusakan barier usus,
sehingga makrofag di lamina propria dapat berinteraksi dengan bakteri usus. Aktivasi makrofag oleh bakteri usus menyebabkan aktivasi NF-κB, yang kemudian menginduksi produksi dan sekresi sitokin proinflamasi pada sel epitel usus (Karin dan Greten, 2005). Aktivasi NF-κB pada sel epitel usus akan mengaktifkan jalur prosurvival, sehingga sel dapat menghindar dari apoptosis. Selain itu, aktivasi NF-κB pada sel imun akan merangsang produksi sitokin
proinflamasi seperti IL-1, IL-6, dan TNF- yang membantu pertumbuhan sel tumor (Karin dan Greten, 2005; Burstein dan Fearon, 2008; Meira et al., 2008).
Buah merah (Pandanus conoideus Lam.) merupakan tanaman yang berasal dari Papua, Indonesia. Dewasa ini, buah merah dipercaya dapat menyembuhkan
berbagai macam penyakit, termasuk diantaranya penyakit inflamasi dan kanker (I Made Budi, 2005). Buah merah merupakan sumber antioksidan eksogen,
mengandung karotenoid, alfa-tokoferol, asam oleat, asam linoleat, asam linolenat dan dekanoat, omega-3 dan omega-9 (I Made Budi, 2005). Kandungan rata-rata
antioksidan per 100 g buah merah termasuk tinggi, yaitu 1.980 g -karoten,
7
Selain mencegah akumulasi RONS, -tokoferol yang bersifat larut dalam
lemak juga mencegah terjadinya peroksidasi lipid akibat stres oksidatif, sehingga integritas membran sel tetap terjaga (Asehnoune et al., 2004). Penelitian secara
in vitro juga menunjukan bahwa -karoten dapat menghambat pertumbuhan sel
kanker kolon dengan cara menginduksi apoptosis (Raju et al., 2005). Selain itu,
pemberian antioksidan pada sel neutrofil yang diinduksi lipopolisakarida (LPS)
secara in vitro menghambat aktivasi NF- B dan produksi sitokin proinflamasi
(Asehnoune et al., 2004).
Pada penelitian ini, antioksidan yang terkandung dalam buah merah diharapkan dapat mencegah akumulasi RONS yang dihasilkan pada proses kolitis
kronis, dan menghambat aktivasi NF- B, sehingga dapat mencegah terjadinya
kanker kolorektal.
1.5.2 Hipotesis
Sari buah merah (Pandanus conoideus Lam.) menurunkan kadar NF- B
serum pada mencit model kanker kolorektal.
1.6Metodologi
Metode penelitian yang digunakan adalah prospektif eksperimental
laboratorium sungguhan bersifat komparatif dengan Rancang Acak Lengkap
(RAL). Kadar NF- B serum diukur dengan menggunakan metode enzyme-linked
immunosorbent assay (ELISA) dan dibaca menggunakan alat ELISA plate reader.
Analisis statistik menggunakan uji ANAVA satu arah dan dilanjutkan dengan uji beda rata-rata Tukey HSD, dengan tingkat kepercayaan 95% yang mana suatu
47
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa pemberian sari buah merah
dapat menurunkan kadar NF- B serum pada mencit model kanker kolorektal.
5.2 Saran
1. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui mekanisme
penghambatan NF- B oleh sari buah merah pada mencit model kanker kolorektal.
48
DAFTAR PUSTAKA
Abdul Mun'im, Retnosari Andrajati, Henis Susilowati. 2006. Uji hambatan tumorigenesis sari buah merah ( Pandanus connoideus Lam. ) terhadap tikus putih betina yang diinduksi 7,12 DimetilBenz(a)Antrasen ( DMBA). Majalah Ilmu Kefarmasian, 3(3): 153 - 161
Abraham C., Cho J.H. 2009. Inflammatory Bowel Disease. NJEM, 361(21): 2066-78.
Arain M. A., Qadeer A.A. 2010. Systematic review on vitamin E and prevention of colorectal cancer. J. Pharm. Sci, 23(2): 125-30.
Asehnoune K., Strassheim D., Mitra S., Kim J.Y., Abraham E. 2004. Involvement of reactive oxygen species in toll-like receptor 4-dependent activation of
NF-B. J Immunol, 172: 2522-29.
Bai S.K., Lee S.J., NaH.J., Ha K.S., Han J.A, Lee H., et al. 2005. β-Carotene inhibits inflammatory gene expression in lipopolysaccharide-stimulated macrophages by suppressing redox-based NF-κB activation. Exp. Mol. Med., 37(4): 323-34
Balkwill F., Mantovani A. 2001. Inflammation and cancer: back to Virchow?. The Lancet, 357 (9255): 539-545.
Bollrath J., Greten F.R. 2009. IKK/NF- B and STAT3 pathways: central signaling hubs in inflammation-mediated tumour promotion and metastasis. EMBO Reports, 10(12): 1314-19.
Bouma G., Strober W. 2003. The immunological and genetic basis of inflammatory bowel disease. Nat Rev Immunol, 3(7): 521-33.
Burstein E., Fearon E.R. 2008. Colitis and cancer: a tale of inflammatory cells and their cytokines. J Clin Invest, 118(2): 464-7.
Carrier J., Aghdassi E., Cullen J., Allard J.P. 2002. Iron supplementation increases disease activity and vitamin E ameliorates the effect in rats with dextran sulfate sodium-induced colitis. J. Nutr, 132: 3146-50.
Cho J.H. 2008. The genetics and immunopathogenesis of inflammatory bowel disease. Nat Rev Immunol, 8 (6): 458-66.
49
Colotta F., Allavena P, Sica A., Garlanda C., Mantovani A., 2009. Cancer-related inflammation, the seventh hallmark of cancer: links to genetic instability. Carcinogenesis, 30 (7): 1073–81.
Danese S., Mantovani A. 2010. Inflammatory bowel disease and intestinal cancer: a paradigm of the yin–yang interplay between inflammation and cancer. Oncogene, 29: 3313–23.
Drake R.L., Vogl W., Mitchell A.W.M. 2007. Gray’s anatomy for student. Philadelphia: Elsevier Inc. p. 279-283.
Dunn G.P., Koebel C.M., Schreiber R.D. 2006. Interferons, immunity and cancer immunoediting. Nat Rev Immunol, 6 (11): 839-48.
Federico A., Morgillo F., Tuccillo C., Ciardiello F., Loguercio C. 2007. Chronic inflammation and oxidative stress in human carcinogenesis. Int. J. Cancer: 121: 2381-6.
Gackowski D., Banaszkiewicz Z., Rozalski R., Jawien A., Olinski R. 2002. Persistent oxidative stress in colorectal carcinoma patients. Int. J. Cancer, 101: 395–7.
Gartner L.P, Hiatt J.L. 2007. Color Textbook of Histology. 3th ed. Philadelphia : W.B Saunders Company.p.398-409
Ghosh S., Hayden M. 2008. New regulators of NF- B in inflammation. Nature Rev Immunol, 8: 837-848.
Gommeaux J., Cano C., Garcia S., Gironella M., Pietri S., Culcasi M., et al. 2007. Colitis and colitis-associated cancer are exacerbated in mice deficient for tumor protein 53-induced nuclear protein 1. Mol Cell Biol, 27(6): 2215-28.
Greten F.R., Eckmann L., Greten T.F., et al. 2004. IKK links inflammation and tumorigenesis in a mouse model of colitis-associated cancer. Cell, 118:285-296.
Grivennikov S., Greten F.R., Karin M. 2010. Immunity, inflammation, and cancer. Cell, 883-99.
Halliwell B. 2007. Oxidative stress and cancer: have we moved forward?. Biochem. J, 401: 1–11
50
Disampaikan dalam KONAS XII dan PIN PAAI (Perhimpunan Ahli Anatomi Indonesia) Jakarta, 20-21 Juni 2008.
Hanahan D., Weinberg R.A., 2000. The hallmarks of cancer. Cell, 100: 57–70
Harpaz N., Polydorides A.D. 2010. Colorectal dysplasia in chronic inflammatory bowel disease. Arch Pathol Lab Med, 134: 876-91.
Hendra Wijaya., H.G. Pohan. 2009. Kajian teknis standar minyak buah merah (Pandanus conoideus Lam.). Prosiding PPI Standardisasi - Jakarta, 19 November 2009.
Husnil Kadri. 2007. Pengaruh pemberian minyak buah merah (Pandanus conoideus Lam.) terhadap tekanan darah, protein urin dan Fe3+-transferin plasma pada tikus model preeklampsia. Majalah Kedokteran Andalas, 31 (2).
I Made Budi. 2005. Seri agrisehat buah merah. Jakarta: Penebar Swadaya. Hal: 17-23.
Ika Wahyuniari, Marsetyawan H.N.E Soesatyo, Muhammad Ghufron, Yustina, Andwi Ari Sumiwi, Sri Wiryawan. Minyak buah merah meningkatkan aktivitas proliferasi limfosit limpa mencit setelah infeksi listeria monocytogenes. Jurnal Veteriner, 10 (3) : 143-9.
Inggrid S. Waspodo, Nishigaki T. 2007. Novel chemopreventive herbal plant buah merah (pandanus conoideus Lam.) for lung cancer. PATPI Conference in Bandung, July 17-18, 2007.
Inggrid Surono, Nishigaki, T., Anang Endaryanto, Priyo Waspodo. 2008. Indonesian Biodiversities, from Microbes to Herbal Plants as Potential Functional Foods.Shinshu Daigaku Nogakubu Kiyo, 44(1-2): 23-27.
Itzkowitz S.H., Yio X. 2004. Colorectal cancer in inflammatory bowel disease: the role of inflammation. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 287: 7-17.
Karin M. 2008. The I B kinase-a bridge between inflammation and cancer. Cell Research, 18: 334-342.
Karin M., Greten F.R. 2005. NF- B linking inflammation and immunity to cancer development and progression. Nature Rev Immunol, 5: 749-759.
Karin, M., Cao, Y., Greten. F.R., Li Z.W. 2002NF- B in cancer: from innocent bystander to major culprit. Nat Rev Cancer, 2: 301-310.
51
Khie Khiong, Hana Ratnawati, Sylvia Soeng, Shella Hudaya, Griselda. 2009. Pengaruh Buah Merah terhadap Proliferasi Limfosit dan Kadar IFN- pada Mencit yang Diinokulasi dengan Listeria monocytogenes. Simposium Penelitian Bahan Obat Alami XIV & Muktamar XI PERHIPBA. 11-12 Agustus 2009. Jakarta.
Khie Khiong, Hana Ratnawati, Sylvia Soeng, Sri Utami Sugeng, Elsa Angelie, dan Michelle Nasseri. 2008. Efek immunomodulator Buah Merah (Pandanus Conoideus Lam.) terhadap berat limpa, jumlah dan proliferasi limfosit pada mencit (Mus musculus) dalur DDY yang diinduksi colitis dengan DSS. Disampaikan dalam KONAS XII dan PIN PAAI (Perhimpunan Ahli Anatomi Indonesia) Jakarta, 20-21 Juni 2008.
Kim T.W., Seo J.N., Suh Y.H., Park H.J., Kim J.H., Kim J.Y., et al. 2006. Involvement of lymphocytes in dextran sulfate sodium-induced experimental colitis. World J Gastroenterol, 12(2): 302-5.
Kumar V., Abbas A.K, Fausto N., Mitchell R. 2007. Robbins Basic Pathology. 8th edition. Philadelphia : W.B Saunders Company. p.611-616; 617-630.
Liao L., Seril D.N., Yang A.L., Lu G.G., Yang G.Y. 2007. Inhibition of chronic ulcerative colitis associated adenocarcinoma development in mice by inositol compounds. Carcinogenesis, 28 (2): 446–454.
Lin W., Karin M. 2007. A cytokine-mediated link between innate immunity, inflammation, and cancer. J Clin Invest, 117(5): 1175-83.
Lu H., Ouyang W., Huang C. 2006. Inflammation, a key event in cancer development. Mol Cancer Res, 4(4): 221-33.
Luo J.L., Kamata H., Karin, M. 2005. IKK/ NF- B signaling: balancing life and death- a new approach to cancer therapy. J Clin Invest, 115(10): 2625-32.
Macmud Yahya H., Bernard T. Wahyu Wiryanta, 2005. Khasiat dan manfaat buah merah, si emas merah dari Papua. Jakarta: Agro Media Pustaka. Hal 24-34.
Mantovani A., 2009. cancer-related inflammation: the seventh hallmark of cancer. American Society of Clinical Oncology, p723-726.
Markowitz S.D., Bertagnolli M.M. 2009. Molecular basis of coloretal cancer. N Engl J Med, 361(25): 2449-60.
52
Oyagbemi A.A., Azeez O., Saba A.B. 2009. Interactions between reactive oxygen species and cancer: the roles of natural dietary antioxidants and their molecular mechanisms of action. Asian Pacific J Cancer Prev, 10: 535-44.
Palozza P., Serini S., Torsello A., Nicuolo F.D., Piccioni E., Ubaldi V., et al. 2003. -Carotene regulates NF-{kappa}B DNA-binding activity by a redox mechanism in human leukemia and colon adenocarcinoma cells. J. Nutr., 133:381-8.
Pasparakis M. 2009. Regulation of tissue homeostasis by NF- B signalling: implications for inflammatory diseases. Nature Rev Immunology, 9(11):778-88.
Popivanova B.K., Kitamura K., Wu Y., Kondo T., Kagaya T., Kaneko K., et al. 2008. Blocking TNF-α in Mice Reduces Colorectal Carcinogenesis Associated with Chronic Colitis. J Clin Invest, 118 (2): 560-70.
Potack J., Itzkowitz S.H. 2008. Colorectal Cancer in Inflammatory Bowel Disease. Gut and Liver, 2(2): 61-73
Raju J., Swamy M.V., Cooma I., Patiolla J.M.R., Pittman B., Reddy BS., et al. 2005. Low doses of -carotene and lutein inhibit AOM-induced rat colonic ACF formation but high doses augment ACF incidence. Int J Cancer, 113: 798-802.
Ribeiro M.L., Priolli D.G., Miranda D.C., Arcari D.P., Pedrazzoli J. Martinez C.A.R. 2008. Analysis of oxidative DNA damage in patients with colorectal cancer. Clinical Colorectal Cancer, 7 (4): 267-272.
Rohman A., Riyanto S., Yuniarti N., Saputra W.R., Utami R. Mulatsih W. 2010. Antioxidant activity, total phenolic, and total flavonoid of extracts and fractions of red fruit (Pandanus conoideus Lam.). International Food research Journal, 17: 97-106.
Rosenberg D., Giardina C., Tanaka T. 2009. Mouse models for the study of colon carcinogenesis. Carcinogenesis, 30(2): 183-96.
Seril D.N. Liao J., Yang G.Y., Yang C.S. 2003. Oxidative stress and ulcerative colitis-associated carcinogenesis: studies in humas and animal models. Carcinogenesis, 23(3): 353-62.
Snell R.S. 2008. Clinical anatomy. 8th Edition. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins. p. 204.
53
Surh Y.J., Kundu J.K., Na H.K., Lee J.S. 2005. Redox-sensitive transcription factors as prime targets for chemopreventive with anti-inflammatory and antioxidative phytochemicals. J Nutr, 135: 2993-3001.
Suzuki R., Kohno H., Sugie S., Nakagama H., Tanaka T. 2006. Strain differences in the susceptibility to azoxymethane and dextran sodium sulfate-induced colon carcinogenesis in mice. Carcinogenesis, 27(1): 162-9.
Swann J.B., Smyth M.J. 2007. Immune surveillance of tumors. J Clin Invest, 117(5) : 1137-46.
Tak P.P., Firestein G.S. 2001. NF- B: a key role in inflammatory diseases. J Clin Invest, 107:7-11.
Tan P.H., Sagoo P., Chan C., Yates J.B., Campbell J., Beutelspacher S.C., et al. 2005. Inhibition of NF- B and oxidative pathways in human dendritic cells by antioxidative vitamins generates regulatory T cells. J Immunol, 174: 7633-44.
Tanaka T. 2009. Colorectal carcinogenesis: Review of human and experimental animal studies. Journal of Carcinogenesis, 8(5): 1-19.
Tanaka T., Kohno H., Suzuki R., Yamada Y., Sugie S., Mori H.2003. A novel inflammation-related mouse colon carcinogenesis model induced by azoxymethane and dextran sodium sulfate. Cancer Sci, 24(11): 965-73.
Vakkila J., Lotze M.T. 2004. Inflammation and necrosis promote tumour growth. Nature Rev Immunol, 4: 641-648.
Valko M., Rhodes C.J., Moncola J., Izakovic M., Mazura M. 2006. Free radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced cancer. Chemico-Biological Interactions, 160: 1–40
Wang S., Liu Z., Wang L., Zhang X. 2009. NF- B signaling Pathway, inflammation and colorectal cancer. Cellular & Molecular Immunology, 6(5): 327-34.
Wilson A.P.J. 2009. Tumor Necrosis Factor- and Colitis-Associated Colon Cancer. N Engl J Med, 358(25): 2733-4.
Xavier R. J., Podolsky D. K. 2007. Unravelling the pathogenesis of inflammatory bowel disease. Nature, 448: 427-34.
Yamamoto Y., Gaynor R.B. 2001. Therapeutic potential of inhibition of the NF-B pathway in the treatment of inflammation and cancer. J Clin Invest, 107:135-42.
