BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Penyakit kanker merupakan penyakit kedua terbesar di dunia setelah penyakit jantung. Kanker termasuk penyakit yang sangat ditakuti karena sulit disembuhkan, bahkan tidak jarang menyebabkan kematian (Saputra, dkk., 2000).Menurut World Health Organization (WHO), penyakit kanker pada suatu saat akan menjadi masalah kesehatan utama baik di negara maju maupun di negara berkembang, termasuk Indonesia. Diperkirakan penyakit ini diderita oleh 15 orang pada setiap 100.000 penduduk dunia (Andriyani, 2010). Jumlah penderita kanker payudara di Amerika Serikat dan beberapa negara maju lainnya menduduki peringkat pertama (Luwia, 2009). Kasus kanker payudara di Amerika tercatat hampir 200.000 wanita yang terdiagnosis dan setiap tahunnya terdapat lebih dari 40.000 meninggal akibat penyakit ini (Chen, et al., 2010). Data terbaru dari American Cancer Society telah menghitung bahwa di tahun 2013, terdapat 64.640 kasus kanker payudara. Sekitar 39.620 wanita meninggal dunia setiap tahunnya karena kanker payudara. Data Pathology Based Cancer Registry bekerja sama dengan Yayasan Kanker Indonesia, menunjukkan kanker payudara di Indonesia menduduki peringkat kedua dari semua jenis kanker yang sering diderita (Luwia, 2009). Berdasarkan data Sistem Informasi Rumah Sakit (SIRS) tahun 2009, kanker payudara menempati urutan pertama pada pasien rawat inap di seluruh rumah sakit di Indonesia yaitu 21,69%, disusul kanker leher rahim 17% (Rasjidi, 2009).
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan data Global Burden of Cancer, angka kejadian kanker payudara di Indonesia sebanyak 26 per 100.000 perempuan (Bambang, 2010). Sel kanker pada awalnya adalah sel normal, karena adanya kerusakan komponen berubah menjadi sel ganas yang tumbuh tidak terkendali(Ruddon, 2007). Kerusakan sel bisa disebabkan oleh berbagai hal, antara lain infeksi virus, paparan senyawa karsinogenik (senyawa kimia yang dapat menimbulkan proses pembentukan sel kanker), paparan radiasi sinar radioaktif (sinar X dan ultra violet), faktor genetik dan gaya hidup (Mangan, 2003). Pengobatan kanker dapat dilakukan melalui operasi, radiasi atau kemoterapi. Obat antikanker ideal adalah yang memiliki toksisitas selektif, artinya menghancurkan sel kanker tanpa merusak sel jaringan normal. Antikanker yang ada sekarang umumnya menekan pertumbuhan atau proliferasi sel tetapi menimbulkan toksisitas karena menghambat pembelahan sel normal yang proliferasinya cepat antara lain sumsum tulang, mukosa saluran cerna, folikel rambut dan jaringan limfosit. Minat terhadap penggunaan obat tradisional khususnya untuk penyakit kanker akhir-akhir ini cenderung meningkat. Hal ini disebabkan adanya kekhawatiran efek samping yang ditimbulkan oleh obat-obat konvensional dan juga dengan alasan obat tradisional mudah didapat dan murah harganya (Kurnijasanti, 2008). Tanjung (Mimusops elengi L.) adalah sejenis pohon yang berasal dari India, Sri Lanka dan Burma yang temasuk dalam famili Sapotaceae (Gami, et al., 2012). Bagian tanamanini terutama kulit batangnya sudah dipakai secara tradisional oleh masyarakat sebagai obat kumur, antibakteri, antivirus, penurun demam, dan lain-lain (Gami, et al., 2012; Heyne, 1987). Sampai saat ini belum
Universitas Sumatera Utara
ada penelitian atau laporan yang menyebutkan kulit batang pohon Tanjung (KBPT) menimbulkan efek toksik terhadap manusia. Penelitian
menunjukkan
KBPT
mengandung
karbohidrat,
protein,
flavonoid, tanin, saponin, glikosida, serta steroid/terpenoid (Kadam, et al, 2012; Aulianshah, 2012). KBPT juga mengandung senyawa-senyawa sepertiTaraxerone, taraxerol, betulinic acid, α-spinasterol, quercitrol dan sodium ursolat (Gami, et al., 2012). Selain
penggunaan
secara
tradisional
beberapa
penelitian
juga
mengemukakan bahwa KBPT berkhasiat sebagai antibakteri, antiinflamasi, antioksidan, dan antikanker (Gami, et al., 2012; Kadam, et al., 2012).Penelitian Rangama, et al., (2009), menyimpulkan bahwa ekstrak etanol kulit batang Tanjung
(EEKBPT)
secara
signifikan
mampu
menghambat
bakteriStaphylococcus aureus menggunakan metode Agar Diffusion Bioassay. Ekstrak kloroform, etanol, metanol dan air juga diketahui memiliki aktivitas terhadap bakteri Gram negatif dan Gram positif (Murudkar, et al., 2007). Sifat antibakteri erat hubungannya dengan menghambat pertumbuhan tumor malignan. Hal ini disebabkan bakteri merupakan salah satu agen biologi yang bersifat karsinogen yang dapat menyebabkan timbulnya keganasan pada sel (Sudiana, 2008). Penelitian Chang, et al.,(2005) menyebutkan bahwa bakteri seperti Helicobacter pylorijuga dapat menyebabkan kanker terutama kanker gastric. EEKBPT juga memiliki aktivitas antiinflamasi dengan cara menghambat enzim Cyclooxygenase-2 (COX-2) (Amir, et al., 2013). Selain penginduksi pada proses inflamasi, ekspresi COX-2 yang berlebihan juga ditemukan pada banyak tipe pre-malignan dan malignan neoplasma pada manusia dan organisme lain,
Universitas Sumatera Utara
seperti pada kanker prostat, payudara, liver (Hu, et al., 2003), dan kolorektal (Moore dan Simmons, 2000). Aktivitas antioksidan KBPTtelah diteliti Ganu, et al.,(2010),dengan menguji ekstrak metanol KBPT menggunakan metode DPPH dan Hydroxyl Radical Scavenging Activity Assay secara in vitro. Pada penelitian tersebut disimpulkan bahwa dengan konsentrasi 100 µg/ml sampel mampu mengurangi kadar radikal bebas berturut-turut hingga 71,55% dan 82,11%. UjiEEKBPTterhadap larva Artemia salinadengan metodeBrine-Shrimp Lethality Bioassay (BST), ditemukanbahwa EEKBPTmemiliki aktivitas sitotoksik (Chaitali, et al., 2010). Penelitian Yadav, et al., (2013), menemukan bahwa EEKBPTmenghambat pertumbuhan sel-sel meristem bagian akar umbi bawang Bombay (Allium cepa), dimana pertumbuhan akar Allium cepaberkurang dalam waktu 48 dan 96 jam bergantung dosis. Pengujian antikanker secara in vitroyang lain adalah menggunakan biakan sel (Cell line). Pengujian dengan cara ini lebih baik dibandingkan pengujian secara in vivokarena lebih ekonomis, lebih aman, dan waktu pengujian relatif lebih singkat (Masters, 2000). Salah satu jenis cell line kanker payudara adalah sel T47D. Sel ini merupakan continous cell line yang diisolasi dari jaringan tumor duktal payudara seorang wanita berusia 54 tahun. Continous cell line sering digunakan dalam penelitian kanker secara in vitro karena penanganannyamudah, memiliki kemampuan replikasi yang tidak terbatas, homogenitas yang tinggi serta mudah diganti dengan frozen stock jika terjadi kontaminasi (Abcam, 2007).Sel T47D adalah model sel kanker payudara yang belum resisten terhadap agen kemoterapi
Universitas Sumatera Utara
doxorubicin, tetapi diketahui memiliki gen p53 yang telah termutasi (Junedi, et al., 2010). Gen p53 padaselini mengalamimissensemutation,sehingga kehilangan fungsinya. Jika p53 tidak dapat mengikat responseelement pada DNA, maka akan mengurangi atau menghilangkan kemampuannya dalam meregulasi siklus sel dan memacuapoptosis (Schafer,et al.,2000). Penelitian antikanker dari EEKBPT secara in vitro telah dilakukan terhadap cell line kanker payudara T47D menggunakan metode MTT. Pada penelitian ini ditemukan bahwa dengan konsentrasi 112,800 µg/mlEEKBPT mampu menghambat pertumbuhan 50% sel kanker payudara T47D (Aulianshah, dkk., 2012). Suatu ekstrak dikatakan aktif sebagai antikanker jika memiliki nilai IC 50 ≤ 100 µg/ml (Kamuhabwa, 2000). Namun, bukan berarti ekstrak tumbuhan yang memiliki IC 50 >100 µg/ml tidak berpotensi dikembangkan sebagai antikanker karena menurut Machana, (2011), ekstrak dikatakan tidak aktif sebagai antikanker jika nilai IC 50 > 500µg/ml.IC 50 yang kurang aktif diduga karena ekstrak yang menggunakan pelarut yang mampu menarik zat bersifat polar dan juga nonpolar kemungkinan menghasilkan efek antagonis atau sinergis. Penelitian untuk menemukan obat antikanker saat ini tidak hanya berdasarkan efek sitotoksik semata, namun bagaimana obat tersebut dapat mencegah perkembangan sel kanker (proliferasi) dan penyebaran sel kanker ke jaringan lain (metastasis). Menurut Sobolewski, et al., (2010), salah satu enzim yang saat ini diduga terlibat dalam kedua hal tersebut adalah enzim cyclooxygenase- 2 (COX-2). COX-2 merupakan enzim yang terinduksi pada sel yang mengalami
inflamasi oleh sitokin, endotoksin, dan faktor pertumbuhan
(growth factors). COX-2 juga berperan dalam proliferasi sel kanker. Prostaglandin
Universitas Sumatera Utara
yang dibiosintesis oleh COX-2 ternyata terlibat dalam karsinogenesis melalui dengan cara mendorong proliferasi sel, angiogenesis, dan penghambatan apoptosis (Koki dan Masferrer, 2002). Menurut Fosslien (2001), enzim COX-2 yang diproduksi oleh sel tumor malignan berkontribusi dalam pembentukan sel darah baru (angiogenesis). Berdasarkan pemaparan di atas, maka peneliti tertarik untuk melakukan fraksinasi dari EEKBPT yang bertujuan memisahkan senyawaaktif pada EEKBPT yang berkhasiat sebagai antikanker berdasarkan sifat kepolarannya, yaitu nonpolar, semipolar, polar dengan menggunakan pelarut yang sesuai. Selanjutnya fraksi tersebut diuji terhadap cell line kanker payudara T47D untuk mendapatkan fraksi yang memiliki aktivitas antikanker paling aktif, kemudian dilakukan pengujian efek antiproliferasinya melalui mekanisme penghambatan siklus sel kanker dan juga terhadap ekspresi enzim Cyclooxygenase-2 (COX-2) pada sel T47D. Selain itu juga dilakukan pengujian toksisitasnya terhadap sel normal (sel Vero) untuk mendapatkan bukti ilmiah tentang aktivitas antikanker fraksi aktif KBPT yang aman, selektif, dan berkhasiat sehingga semakin berpotensi untuk dikembangkan menjadi obat tradisional. 1.2 Perumusan Masalah Adapun perumusan masalah dari penelitian ini adalah: a. apakah simplisia dan EEKBPT memenuhi persyaratan karakterisasi serta golongan senyawa kimia apakah yang terkandung di dalam masing-masing fraksi EEKBPT? b. apakah fraksi aktif EEKBPT menunjukkan aktivitas antikanker terhadap sel kanker payudara T47D melalui efek sitotoksik fraksi n-heksana,
Universitas Sumatera Utara
etilasetat dan air EEKBPT terhadap sel T47D, nilai indeks selektifitas, mekanisme penghambatan siklus sel, serta efek menekan ekspresi enzim COX-2 fraksi aktif terhadap sel T47D? 1.3 Hipotesis Adapun hipotesis dari penelitian ini adalah: a. simplisia dan EEKBPT memenuhi persyaratan karakterisasisertafraksi EEKBPT mengandung golongan senyawa kimia seperti flavonoid, tanin, saponin, glikosida, dan steroid/triterpenoid. b. fraksi aktif EEKBPT memiliki aktivitas antikanker terhadap sel kanker payudara T47D yang ditunjukkan melalui efek sitotoksik fraksi n-heksana, etilasetat dan air EEKBPT terhadap sel T47D, nilai indeks selektifitas, mekanisme penghambatan siklus sel, serta efek menekan ekspresi enzim COX-2 fraksi aktif terhadap sel T47D. 1.4 Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk: a. mengetahui karakteristik simplisiadan EEKBPTsertamengetahui golongan senyawa kimia yang terkandung dalam masing-masing fraksi EEKBPT. b. mengetahui aktivitas antikanker fraksi aktif EEKBPT terhadap sel kanker payudara T47D melalui efek sitotoksik fraksi n-heksana, etilasetat dan air EEKBPT terhadap sel T47D, nilai indeks selektifitas, mekanisme penghambatan siklus sel, serta efek menekan ekspresi enzim COX-2 fraksi aktif terhadap sel T47D.
Universitas Sumatera Utara
1.5 Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini adalah menambah bukti ilmiah tentang kulit batang pohon Tanjung sebagai antikanker sehingga dapat dikembangkan sebagai obat tradisional. 1.6 Kerangka Pikir Penelitian Adapun kerangka pikir pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1.1 Variabel Bebas
Variabel Terikat
Simplisia Kulit batang pohon Tanjung
1. makroskopik 2. mikroskopik 3. kadar air 4. kadar abu total 5. kadar abu tidak larut dalam asam 6. kadar sari larut dalam air 7. kadar sari larut dalam etanol
Karakteristik Ekstrak etanol kulit batang pohon Tanjung
ECC
fraksi n-heksana, fraksi etilasetat, dan fraksi air
Parameter
1. Alkaloid 2. Flavonoida 3. Tanin 4. Saponin 5. Steroid/triterpenoid 6. Glikosida 7. Antrakinon
golongan senyawa
Sel T47D
Nilai IC50 dan SI
Sitotoksisitas Sel Vero
Fraksi paling aktif dan aman
Sel T47D
Efek penghambatan penekanan ekspresi COX-2
% Siklus sel Ekspresi COX-2
Gambar 1.1 Diagram kerangka pikir penelitian
Universitas Sumatera Utara
1.7 Alur Penelitian Penelitian ini didasarkan pada beberapa penelitian sebelumnya tentang aktivitas kulit batang pohon Tanjung sebagai antioksidan, antiinflamasi dan memiliki aktivitas sitotoksik. Pada penelitian untuk melihat efek sitotoksik KBPT terhadap sel T47D diperoleh nilai IC 50 yang kurang aktif, oleh karena itu peneliti mencoba melakukan fraksinasi dari ekstrak etanol KBPT dengan harapan diperoleh aktivitas sitotoksik yang lebih poten daripada sebelumnya. Selanjutnya dari fraksi-fraksi tersebut diuji efek sitotoksiknya terhadap sel kanker payudara T47D dan sel normal (Vero) sehingga diperoleh nilai IC 50 dan selectivity index (SI) masing-masing fraksi. Fraksi yang paling aktif dan selektif dilanjutkan untuk pengujian mekanisme penghambatan siklus sel dan efek penekanan ekspresi enzim COX-2 pada antikanker sel T47D. Sehingga dari rangkaian pengujian di atas diharapkan diperoleh aktivitas fraksi aktif dari ekstrak etanol kulit batang Tanjung terhadap sel kanker payudara T47D. Alur penelitian ini dapat dilihat seperti Gambar 1.2:
Universitas Sumatera Utara
Kulit Batang Pohon Tanjung (KBPT) Aktivitas antioksidan tinggi dari ekstrak methanol KBPT (Ganu, et al., 2010).
Aktivitas sitotoksik ekstrak etanol KBPT terhadap larva Artemia salina (Chaitali, et al., 2010) dan sel meristem Bawang Bombay (Yadav, et al., 2013).
Aktivitas sitotoksik dari ekstrak etanol KBPT terhadap sel T47D dengan IC50 112,800 µg/ml (Aulianshah, dkk., 2012)
Aktivitasekstrak etanol KBPT mencegah inflamasi dengan menghambat enzim COX2(Amir, et al., 2013).
Ekstrak etanol KPT
karakterisasi
ECC Skrining fitokimia
Fraksi
Etilasetat
n-heksana Uji Sitotoksik
IC50
Sisa (Air)
IC50 SI
SI
Uji Sitotoksik
Uji Sitotoksik
IC50 SI
Fraksi paling aktif dan aman
Sel kanker
Sel kanker
Imunositokimia Penekanan ekspresi COX-2
CellFase Cycle G1/S/G2/M
Aktivitas antikanker
Ket: Uji sitotoksik dilakukan terhadap sel kanker T47D dan sel normal (Vero)
Gambar 1.2 Diagram alur penelitian
Universitas Sumatera Utara
