PTKMR-BATAN, Universitas Indonesia, KEMENKES-RI, Universitas Pakuan 106
EKSPRESI MTOR DAN BAX PADA SEL KANKER SERVIK YANG DIOBATI
DENGAN RADIOTERAPI
Iin Kurnia1, Fajriansyah2, Budiningsih Siregar3, Setiawan Soetopo4, Refdanita2, Irwan Ramli3, Teja Kisnanto1 Tjahya Kurjana4, Andrijono3, Maringan DLT4, Bethy Suryawathy Hernowo4
1
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi, Badan Tenaga Nuklir Nasional, Jakarta 2Institut Sains dan Teknologi Nasional,Jakarta
3Rumah Sakit Cipto Mangun Kusumo,Jakarta 4Rumah Sakit Hasan Sadikin,Bandung
Korespondensi:kurnia@batan.go.id ABSTRAK
EKSPRESI MTOR DAN BAX PADA SEL KANKER SERVIK YANG DIOBATI DENGAN RADIOTERAPI. Adanya sel kanker yang bersifat radioresisten dan radiorensitif merupakan faktor yang menentukan respon radioterapi kanker servik. Akt cenderung menimbulkan resistensi radioterapi, sebaliknya apoptosis merupakan salah satu bentuk kematian sel kanker akibat radiasi pada radioterapi. Akt akan mengkativasi mTOR sedangkan apoptosis akan diinduksi oleh Bax. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui hubungan asosiasi antara ekspresi protein mTOR dan Bax dengan respon radioterapi kanker servik. Dua puluh satu sediaan mikroskopik jaringan kanker yang berasal dari dari biopsi pasien kanker servik sebelum menerima radioterapi dipulas dengan teknik immunohostokimia dengan biomarker mTOR dan Bax. Respon radioterapi diamati setelah selesai pengobatan dengan metoda pelvic control. Diperoleh data tidak ada hubungan asosiasi antara ekspresi Bax dan mTOR sebelum radioterapi (1,00) dan antara bax dan respon radioterapi (p=0,34) dan mTOR dengan respon radioterapi (p=0,64). Dapat disimpulkan bahwa ekpresi Bax, mTOR sebelum radioterapi tidak dapat dijadikan sebagai faktor prediksi respon radioterapi kanker servik.
Kata kunci : Bax, mTOR, kanker servik, radioterapi
ABSTRACT
EXPRESION OF MTOR AND BAX IN CERVICAL CANCER CELLS TREATED WITH RADIOTHERAPY. The presence of radiosensitive and radioresistant of cancer cells that are are the factors that determine the response of cervical cancer radiotherapy . Akt are likely to cause resistance radiotherapy, whereas apoptosis is a form of radiation-induced cancer cell death in radiotherapy . Akt will activate mTOR, whereas apoptosis induced by Bax . The purpose of this research was to determine the relationship between expression of mTOR and Bax protein with cervical cancer radiotherapy response. Twenty-one microscopic slide derived from cancer tissue from a biopsy of the cervix before cancer patients receiving radiotherapy techniques daubed with immunohostokimia with mTOR biomarkers and Bax . Radiotherapy response observed after completion of treatment with pelvic control method . Data showed no association between the expression of Bax and mTOR before radiotherapy ( 1.00 ) and between bax and response to radiotherapy ( p = 0.34 ) and mTOR in response to radiotherapy (p= 0.64) . It can be concluded that the expression of Bax, mTOR before radiotherapy can’t be used as a predictive factor of response to radiotherapy of cervical cancer .
Key words : Bax,mTOR, cervical cancer, radiotherapy
I. PENDAHULUAN
Kanker servik merupakan penyakit keganasan yang menempati urutan kedua setelah kanker payudara di Indonesia. Sebagian besar penderita datang ke rumah
sakit setelah berada pada stadium klinik lanjut
lokal (IIB–IIIB). Salah satu metode
pengobatan yang digunakan adalah
radioterapi dalam bentuk kombinasi dengan kemoterapi berupa concurrent kemoradioterapi
PTKMR-BATAN, Universitas Indonesia, KEMENKES-RI, Universitas Pakuan 107 [1-3].
Keberhasilan radioterapi ditentukan oleh respon sel kanker terhadap radiasi yang diberikan pada saat radioterapi. Kegagalan radioterapi salah satunya disebabkan oleh adanya sel atau jaringan kanker yang bersifat resisten terhadap radioterapi. Sel kanker yang bersifat radiosensitif akan lebih mudah mati akibat radiasi. Kematian sel kanker akibat radiasi dapat berupa apoptosis, nekrosis, kegagalan mitosis dan autopagi [4,5,6,7]
MTOR (mamalia target of rapamycin) merupakan protein yang berperan penting dalam proses karsinogenesis. Protein ini sangat aktif pada sel yang mengalami proliferasi tinggi dan banyak ditemukan pada sel kanker pada manusia. Ekspresi mTOR juga terkait dengan penekanan proses apoptosis dan resistensi terhadap beberapa pengobatan, disisi lain protein ini juga dapat menginisiasi kematian sel kanker secara autopagi [8]. Bax merupakan kelompok protein yang berperan merangsang proses apoptosis. Protein bax ini
menginisiasi proses apotosis dengan
sebelumnya diaktivasi oleh protein p53 sebagai ekspresi protein dari gen penekan tumor [9].
Sejumlah publikasi telah menjelaskan adanya hubungan antara apoptosis sebelum radioterapi dengan respon positif jaringan kanker terhadap radioterapi [10,12]. Masih sedikit publikasi yang membahas hubungan antara biomarker yang terkait dengan apoptosis dan respon radioterapi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan antara Bax dan mTOR serta hubungannya dengan respon kanker servik terhadap radioterapi.
II. METODOLOGI PENELITIAN 2.1. Sediaan Mikroskopik
Sediaan berasal dari 21 sampel jaringan biopsi yang diambil 3-5 hari sebelum pemberian radioterapi. Jaringan biopsi diambil dari mikroskopik penderita karsinoma sel skuamosa servik uteri (KSS) stadium lanjut lokal yang dirujuk oleh Departemen Obstetrik Ginekologi ke Departemen Radioterapi di RSCM (Rumah Sakit Cipto Mangun Kusumo, Jakarta) atau RSHS (Rumah Sakit Hasan Sadikin, Bandung) tahun 2010-2012 untuk
memperoleh tindakan kemoradioterapi.
Penelitian ini telah mendapat persetujuan dari Komisi Etik Penelitian Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia (PT 02.FK/Etik/2010).
Sebelum dipulas dengan teknik
immunohistokimia. jenis sel tumor diverifikasi oleh ahli patologi (BS, BSW).
2.2 Pulasan Immunohistokimia mTOR dan Bax
Jaringan mikroskopis dilakukan
deparafinasi dengan xilol, rehidrasi dengan etanol konsentrasi menurun. inkubasi dalam Buffer Antigen Retrieval suhu 94 oC 20 menit dan pendinginan 20 menit, inkubasi pada Blok Peroksidase dan diinkubasi over night dengan anti bodi mTORatau Bax suhu 4 oC,,diikuti dengan larutan post primary dan post protein 15 – 30 menit dan dengan antibodi ke 2 60 menit pada suhu ruang, counter stain, dehidrasi penjernihan dengan xilol, dan mounting [12].
PTKMR-BATAN, Universitas Indonesia, KEMENKES-RI, Universitas Pakuan 108 2.3 Pengamatan Ekspresi mTOR dan Bax
Ekspresi mTOR dan Bax dikelompokkan secara kualitatif bedasarkan kualitas ekpresi protein pada sitoplasma atau inti sel menggunakan mikroskop perbesaran 10 x 40 pada 3 lapangan pandang berbeda[13].
2.4 Respon kemoradioterapi.
Respon kemoradioterapi diamati secara langsung oleh dokter ahli radioterapi secara langsung melalui pengamatan pelvic control
dilakukan oleh dokter radioonkologi
(IR,TK,SS) dengan metode pelvic control, respons sebagian dimana pengurangan ukuran jaringan kanker terlihat lebih dari 50% (partial response) dan respon keseluruhan, jaringan kanker relatif tidak terlihat lagi (complete respons) [14].
2.5 Analisis Statistik
Hubungan antara mTOR dan Bax dengan respon radioterapi dengan Fisher-Test.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari pelaksaan penelitian didapatkan mTORm Bax dan respon kemoradioterapi terdiri dari stadium klinik IIB, IIIA dan IIIB masing- masing 14, 1 dan 6 orang.
3.1 Sebelum Kemoradioterapi
Pengamatan pada pulasan
Immunohistokimia mTOR, Bax dapat dilihat pada Gambar 1 a,b,c, dan asoasiasi antara mTOR, Bax dengan respon radioterapi dapat dilihat pada Gambar 2 berikut ini.
Gambar 1. Ekspresi mTOR berwarna coklat pada sitoplasma sel, (a,b), dan kontrol negatif dengan pewarnaan Hematoksilin (c) (perbesaran 10 x 40).
Ekspresi protein mTOR dijumpai dalam sitoplasma sel kanker berwarna coklat dengan intensitas lemah dan kuat, yakni 9 (42,8%) lemah 12 (57,2%) (1a). Ekspresi Bax dalam sitoplasma (1b), terdiri dari 8 (38%) lemah, 13 (62%) kuat. No et al., [15] ekspresi mTOR pada kanker endometrium hanya ditemukan pada sitoplasma dengan tingkat ekspresi yang rendah dibanding kontrol positif. Variasi
ekspresi mTOR disebabkan oleh perbedaan proliferasi atau pertumbuhan sel antara sel kanker endometrium dan kanker servik. Diarneri et al., [16] ekspresi protein Bax dijumpai pada sitoplasma sel pada inti sel jaringan kanker servik yang dikelompokkan pada sifat invasif dan non invasive.
PTKMR-BATAN, Universitas Indonesia, KEMENKES-RI, Universitas Pakuan 109 Gambar 2. Asosiasi antara mTOR dan Bax
pada sel kanker servik sebelum radioterapi.
Seperti Gambar 2 tidak dijumpai asosiasi antara ekspresi Bax antara ekspresi mTOR tinggi dan rendah (p=1,00). Sejauh ini belum ditemukan publikasi yang menjelaskan hubungan langsung antara ekspresi Bax dan mTOR pada jaringan kanker baik ataupun secara in vitro. Diduga peranan mTOR yang terkait dengan pembelahan sel kanker tidak terkait langsung dengan proses apoptosis yang diinisiasi oleh protein Bax.
Gambar 3. Ekspresi mTOR pada respon radioterapi berbeda
3.2 Setelah kemoradioterapi
Pada Gambar 3 walaupun tidak ditemui asosiasi (p=0,64) antara ekpresi mTOR dengan respon radioterapi, tetapi terlihat proporsi pasien respon radioterapi baik lebih besar pada ekspresi mTOR tinggi dibanding mTOR rendah. Diduga aktifitas protein mTOR akan memacu adanya proliferasi sel yang lebih tinggi yang membuat porsi sel yang lebih radiosensitive lebih banyak dibanding radiosresisten. Kemungkinan lain adanya kematian sel berupa autopagi yang disebabkan oleh aktivasi mTOR[17].
PTKMR-BATAN, Universitas Indonesia, KEMENKES-RI, Universitas Pakuan 110 Gambar 4. Ekspresi Bax pada respon radioterapi berbeda
Dari Gambar 4 terlihat tidak ada perbedaan statistik proporsi pasien antara ekspresi Bax respon radioterapi baik dan parsial (p=0,34). Pada ekspresi Bax rendah jumlah pasien yang memberikan respon radioterapi baik dan buruk sama, sedangkan pada ekspresi Bax tinggi proporsi pasien memberikan respon radioterapi baik lebih tinggi dibanding respon buruk. Ekspresi tinggi dari protein Bax sebelum radioterapi
akan berpotensi besar menginisiasi
terjadinya apoptosis pada saat sel kanker menerima radiasi pada radioterapi. Seperti pada sejumlah penelitian sebelumnya jelas apoptosis sebelum radioterapi terkait dengan respon jaringan kanker lebih baik terhadap radioterapi [11,12]. Kondisi seperti ini akan berbanding lurus dengan respon jaringan kanker yang baik terhadap radioterapi dibanding dengan ekspresi protein Bax yang lebih lemah. Yan et al., [18] rasio protein Bax yang lebih tinggi terhadap protein Bcl-2 akan
memberikan respon radioterapi yang lebih baik pada kanker prostat.
Walaupun ada kecendrungan ekspresi protein Bax barasoasiasi dengan respon
jaringan kanker yang baik terhadap
radioterapi, namun baik protein mTOR ataupun protein Bax belum dapat dijadikan sebagai salah satu biomarker prediksi respon jaringan kanker terhadap radioterapi kanker servik.
IV. KESIMPULAN
Ekspresi Bax yang kuat cenderung berasosiasi dengan response kanker yang lebih baik terhadap terhadap radioterapi dibanding ekspresi Bax yang lebih lemah.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini dibiayai oleh Dana Penelitian DIPA PTKMR-BATAN Tahun Anggaran 2011. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Kepala Bidang
PTKMR-BATAN, Universitas Indonesia, KEMENKES-RI, Universitas Pakuan 111 Teknik Nuklir Kedoteran dan Biologi Radiasi
atas kesempatan menjadi penanggung jawab penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Annonymous. Kanker di Indonesia Tahun 2009, Data Histopatologik, Direktorat Jenderal Pelayanan Medik, Departemen Kesehatan RI, Badan Registrasi Kanker, Perhimpunan Dokter Spesialis Patologi Indonesia, Yayasan Kanker Indonesia, Jakarta, 2013.
[2] Mufyala S, and Wofson AH. 2008. Cervical cancer. In: Lu JJ,and Brady
LW(eds). Radiation Oncology. An
Evidence Base Approach. Berlin: Springer Verlag. p 357-369.
[3] Delaney G, Jacob S, Featherstone C, Barton M. The role of radiotherapy in cancer treatment: estimating optimal
utilization from a review of
evidence-based clinical guidelines. Cancer 2005;104: 1129-1137.
[4] Brown JM, and Attardi L The role of apoptosis in cancer development and treatment response. Nat Rev Cancer 2005;5:231-238
[5] Belka C, Jendrossek V, Pruschy M, Vink
S, Verheij M, and Budach W.
Apoptosis-modulating agents in
combination with radiotherapy-current status and outlook. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2004;58:542-554.
[6] Liao X, Che X, Zhao W, Zhang D, Long H, Chaudhary P, and Li H. Effects of propranolol in combination with radiation on apoptosis and survival of gastric cancer cells in vitro. Radiat Oncol 2010, 5:98. [7] Belka C, Jendrossek V, Pruschy M, Vink
S, Verheij M, and Budach W. Apoptosis modulating agents in combination with radiotherapy-current status and outlook.
Int J Radiat Oncol Biol Phys
2004;58:542-554.
[8] Easton JB, Houghton PJ: mTOR and cancer therapy. Oncogene, 2006;
25: 6436–46.
[9] Myashita, T., Krajewski, S., Krajewska, M., Wang, H., Lin, H. K.Hoffman, B., Lieberman, D., and Reed, J. C. Tumor suppressor p53 isa regulator of bcl-2 and bax gene expression in vitro and in vivo.Oncogene 1994;9:1799-1805.
[10]Bhosley SM, Huilgol NG and Mishra KP. Apoptotic index as predictive marker for radiosensitivity of cervical carcinoma:
evaluation of membrane
fluidity,biochemical parameters and apoptosis after the first dose of fractionated radiotherapy to patients.
Cancer Detection and Prevention
2005;29: 369–75.
[11]Suzuki Y, Nakano T, Ohno T, Kato S, Niibe Y, and Morita S. Oxygenated and reoxygenated tumors show netter local control in radiation therapy for cervical cancer. Int J Gynecol Cancer 2006;16: 306-11.
[12]Kurnia I, Budiningsih S, Setiawan S, Irwan R, Tjahya K, Andriono, Maringan DLT, Bethy S, and Devita T. Korelasi antara MIB-1, AgNOR dan apoptosis
caspase-3 dengan respons
kemoradioterapi pada kanker servik. Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia 2013 ;Vol. 14, No 1; 51-64. [13]Lloret M, Lara PC, Bordon E,
Pinar B, Rey A, Falcon O, et al. IGF-1R expression in localized cervical carcinoma patients treated by radiochemotherapy. Gynecol Oncol 2007;106:8–11.
[14]Wong LC, Ngan ANY, Cheung DKL, Ng
TY, and Choy DTK. Chemoradiation and Adjuvant Chemotherapy in Cervical Cancer. J Clin Oncol 1999;17:2055-2060. [15]No HJ, Jeon YT, Park AI, Kang D,
Kim JW, Park NH, Kang SB, Song YS. Expression of mTOR protein and its clinical signifinance in endometrial cancer. Med Sci Monit, 2009; 15(10):301-305. [16]Giarnieri E, Mancini R, Pisani T,
Alderisio M, and Vecchione A. Msh2, Mlh1, Fhit, p53, Bcl-2, and Bax Expression in Invasive and in Situ Squamous Cell Carcinoma of the Uterine
PTKMR-BATAN, Universitas Indonesia, KEMENKES-RI, Universitas Pakuan 112
Cervix. Clin Cancer
Res.2000;6:3600-3606.
[17]Wouters BG. 2009.Cell death after irradiation:how when and why the cell die, in Joiner M, Kogel AVD (ed).Basic Clinical Radiobiology. Hodder Arnold An Hachete UK Company: 27-40
[18]Yan KL, Desilvio M, Rile L,
McDonnell JT, Hammond MEH, Sause WT, Pilepich MV, Okunieff P, Sandler HM, Pollack A., Bcl-2 And Bax Expression And Prostate Cancer Outcome In Men Treated With Radiotherapy In Radiation Therapy Oncology Group Protocol 86–10. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2006 September 1; 66(1): 25–30.
TANYA JAWAB 1. Penanya : Darlina
Pertanyaan :
- Untuk pemeriksaan IHC
kanker servik, antibody mana yang paling baik digunakan? Jawaban :
- Novolink dan Dako
2. Penanya : Maria Evalisa Pertanyaan :
- Apakah ada jenis kanker pada perbedaan bentuk sel?
Jawaban :
- Perbedaan bentuk sel
kemungkinan juga terkait dengan pendeteksian sel di keganasan sel kanker.
