JST Kesehatan, Oktober 2013, Vol.3 No.4 : 365 – 371
ISSN 2252-5416
EKSPRESI MATRIX METALLOPROTEINASE- 2 PADA ADENOKARSINOMA PROSTAT The Expression of Matrix Metalloproteinase- 2 in Adenocarcinoma Prostat Herawaty Mappagio, Gunawan Arsyadi, Upik A. Miskad Bagian Patologi Anatomi, Fakultas Kedokteran, Universitas Hasanuddin (E-mail:
[email protected]) ABSTRAK Adenokarsinoma prostat merupakan kanker tersering pada pria dan factor prognostic yang tersedia saat ini tidak cukup untuk menentukan apakah kanker akan agresif atau indolen. Penelitian ini bertujuan untuk menilai ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 pada adenokarsinoma prostat berdasarkan derajat histopatologinya. Desain penelitian adalah cross sectional dengan jumlah sampel 47 yang berasal dari sediaan blok paraffin dengan diagnosa adenokarsinoma prostat. Seluruh sampel dilakukan pulasan imunohistokimia Matrix Metalloproteinase- 2. Penilaian mikroskopik menggunakan mikroskop cahaya. Uji statistic menunjukkan hubungan bermakna antara umur dengan derajat histopatologi adenokarsinoma prostat,derajat histopatologi adenokarsinoma prostat dengan skor ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 dan derajat histopatologi adenokarsinoma prostat dengan ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 (p < 0,05),berarti semakin tinggi umur semakin tinggi derajat histopatologi adenokarsinoma prostat, semakin tinggi skor ekspresi Matrix Metalloroteinase- 2 dan semakin tinggi pula ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2. Disimpulkan bahwa derajat histopatologi adenokarsinoma prostat berkorelasi dengan ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 sehingga peningkatan ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 dapat dijadikan sebagai predictor dari derajat histopatologi adenokarsinoma prostat. Kata Kunci: Matrix metalloproteinase- 2, adenokarsinoma prostat ABSTRACT The adenocarcinoma prostate is the frequently occurring cancer on the males and the available prognostic factors at the moment are not sufficient to determine whether the cancer will be aggressive or indolent. The research aimed at assessing the expression of the Matrix Metalloproteinase- 2 on the adenocarcinoma prostate based on the histopathology. The research used a cross sectional design with as many as 47 samples derived from the paraffin block availability with the diagnosis of the adenocarcinoma prostate. The immunohistochemistry wringing of the Matrix Metalloproteinase- 2 was conducted on all samples. The microscopic assessment used the light microscope. The statistic test indicates the significant relationship between the age and the histopathology grade of the adenocarcinoma prostate, between the histopathology grade of the adenocarcinoma prostate and the score of the expression of the Matrix Metalloproteinase- 2 and the histopathology grade of the adenocarcinoma prostate and the expression of the Matrix Metalloproteinase- 2 (p < 0,05), meaning the higher the age, the higher the histopathology grade of the adenocarcinoma prostate, the higher the score of the expression of the Matrix Metalloproteinase2, and also the higher of the expression of the Matrix Metalloproteinase- 2. The research finds out that the histopathology grade of the adenocarcinoma prostate has the correlation with the expression of the Matrix Metalloproteinase- 2, so that the improvement of the expression of the Matrix Metalloproteinase- 2 can become the predictor for the histopathology grade of the adenocarcinoma prostate. Keywords: Matrix metalloproteinase- 2, adenocarcinoma prostate.
365
Herawaty Mappagio
ISSN 2252-5416
menurunkan angka kejadian metastasis. Penelitian ini bertujuan untuk menilai ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 pada adenokarsinoma prostat berdasarkan derajat histopatologinya.
PENDAHULUAN Adenokarsinoma prostat masih merupakan masalah kesehatan yang penting dan bersifat global. Adenokarsinoma prostat merupakan keganasan terbanyak ke- 6 dari semua jenis keganasan di dunia dan merupakan kanker tersering serta penyebab kedua kematian akibat kanker pada pria (Epstein,J.I. et al., 2004, Robbins et al., 2010, Rosai, J., 2011). Pada umumnya adenokarsinoma prostat metastasis ke tulang, dimana lebih dari 80% pasien adenokarsinoma prostat didiagnosa dengan metastasis tulang (Hwang, E.S, et al, 2010). Metastasis tumor merupakan penyebab utama kematian pada pasien kanker. Sel tumor ganas biasanya menghasilkan beberapa matriks yang aktif mendegradasi dengan substrat spesifik yang berbeda yang saling bekerjasama dalam degradasi ECM. Sebuah keluarga dari metalloproteinase memainkan peran penting dalam degradasi matriks dan produksi MMP berhubungan dengan invasi dan metastasis pada sel tumor (Hwang, E.S, et al, 2010). MMPs diketahui berperan dalam tahap awal karsinogenesis, pertumbuhan tumor dan terutama invasi dan metastasis.(Nabeshima, K et al., 2002, Nelson, A et al., 2000) Sampai saat ini telah ditemukan 23 macam MMP. Matrix Metalloproteinase- 2 (gelatinase A) merupakan matrixin kelompok gelatinase yang mencerna gelatin. Enzim ini mempunyai 3 domain fibronektin tipe II yang menempel pada domain katalitik yang terikat pada gelatin, kolagen dan laminin. Peningkatan ekspresi MMP- 2 berhubungan dengan prognosis jelek dan angka harapan hidup yang pendek (Boxler, S et al, 2010; Trudel, D et al, 2003, Wilson, M.J et al, 2004). Penghambatan aktivitas MMP penting dalam pencegahan pada tahap awal karsinogenesis, terutama proses promosi tumor. Penghambatan MMPs mungkin berguna untuk menghambat invasi sel kanker dan akibatnya dapat
BAHAN DAN METODE Lokasi dan rancangan penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Patologi Anatomi Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin. Jenis penelitian yang digunakan adalah observasi analitik dengan menggunakan desain cross sectional study. Sampel Sampel adalah jaringan asal kelenjar prosat yang dikirim ke Laboratorium Patologi Anatomi Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin dan didiagnosis sebagai adenokarsinoma prostat dengan pewarnaan H. E sejak Januari- Desember 2011. Metode pengumpulan data dan sampel Pengumpulan data dilakukan dengan mengambil seluruh populasi terjangkau yang memenuhi kriteria inklusi dan dipilih berdasarkan urutan masuk jaringan ke Laboratorium Patologi Anatomi Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin dan didiagnosis sebagai adenokarsinoma prostat dengan pengecatan H.E., sejak Januari sampai Desember 2011. Metode pewarnaan immunohistokimia Jaringan dalam blok parafin dipotong ukuran 3 mikron dan direkatkan pada kaca obyek poly-L-lysine dan kemudian dilakukan deparafinisasi. Pewarnaan imunohistokimia menggunakan metode standar protokol Detection Kit dari DAKO. Slide yang belum diwarnai dimasukkan dalam Target Retrieval Solution DAKO Kode S1700, California, USA, selama 30 menit dalam microwave bersuhu 93ºC dengan kecepatan 350 rpm, kemudian dilanjutkan dengan prosedur standar imunostaining menggunakan Novocastra- Lyophilized 366
Matrix metalloproteinase- 2, adenokarsinoma prostat
Mouse Monoclonal Antibody Matrix Metalloproteinase- 2, NCL- MMP2- 507 dengan dilusi 1:40. Hasil pewarnaan imunohistokimia dievaluasi dengan menggunakan mikroskop cahaya oleh dua orang ahli patologi anatomi dan peneliti.
ISSN 2252-5416
Tabel 1 memperlihatkan karakteristik dari umur, derajat histopatologi adenokarsinoma prostat, skor ekspresi MMP- 2 dan ekspresi MMP- 2. Dari penelitian ini didapatkan rentang umur antara 55 tahun hingga 94 tahun dengan frekuensi terbanyak pada kelompok umur 65 tahun sampai 74 tahun yaitu sebanyak 23 sampel (48,9%). Sedangkan sebaran derajat histopatologi yaitu adenokarsinoma prostat diferensiasi baik 15 sampel (31,9%), adenokarsinoma prostat diferensiasi sedang 15 sampel (31,9%) dan adenokarsinoma prostat diferensiasi buruk 17 sampel (36,2 %).
Analisis Data Semua data yang diperoleh dari hasil penelitian dicatat, kemudian dilakukan analisis yang sesuai. Analisis univariat digunakan untuk mendeskripsi karakteristik data dasar yang diperoleh berupa distribusi frekuensi, rentangan dan nilai rata- rata yang disajikan dalam bentuk tabel. Analisis bivariat dengan menggunakan uji X2 untuk sampel tidak berpasangan yang datanya berskala nominal dikotom. Uji ini untuk menganalisis variabel berskala nominal antara ≥ 2 kelompok yang tidak berpasangan. Dalam hal ini membandingkan ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 berdasarkan derajat histopatologi adenokarsinoma prostat. Uji Spearman’s rank correlation digunakan untuk sampel yang memiliki data berskala ordinal. Uji ini untuk mengetahui korelasi ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 dengan derajat histopatologi adenokarsinoma prostat. Analisis multivariate dengan menggunakan uji Kruskall Wallis digunakan untuk pengujian statistic non parametric pada beberapa (lebih dari 3) sampel bebas. Untuk menentukan apakah ada perbedaan skor ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 berdasarkan derajat histopatologi adenokarsinoma prostat. Penilaian hasil uji hipotesis dinyatakan bermakna, bila p ≤ 0,05.
Ada hubungan umur dengan derajat histopatologi adenokarsinoma prostat Tabel 2 memperlihatkan hubungan (p< 0,05) antara umur dengan derajat histopatologi adenokarsinoma prostat, berarti semakin tinggi umur maka semakin tinggi derajat histopatologi adenokarsinoma prostat. Perbedaan skor ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 Tabel 3 memperlihatkan nilai mean skor ekspresi MMP- 2 tertinggi pada adenokarsinoma prostat diferensiasi buruk (5,47) dan terendah pada adenokarsinoma prostat diferensiasi baik (2,33). Nilai median skor ekspresi MMP2 tertinggi pada adenokarsinoma prostat diferensiasi buruk (6,00) dan terendah pada diferensiasi baik (1,00). Nilai minimum skor ekspresi MMP- 2 sama pada adenokarsinoma prostat diferensiasi baik dan sedang yaitu (0,00) dan pada diferensiasi buruk (1,00). Nilai maksimum skor ekspresi MMP- 2 sama pada semua derajat histopatologi adenokarsinoma prostat yaitu (9,00). Dari analisa statistik dengan menggunakan uji Kruskall Wallis diperoleh (p < 0,05) yang berarti terdapat perbedaan nilai rerata median skor ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 pada adenokarsinoma prostat diferensiasi baik, sedang dan buruk, dimana skor ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2
HASIL Karakteristik sampel Sampel yang terkumpul sebanyak 47 sampel yang terdiri dari 15 sampel adenokarsinoma prostat diferensiasi baik, 15 sampel adenokarsinoma prostat diferensiasi sedang dan 17 sampel adenokarsinoma prostat diferensiasi buruk. 367
Herawaty Mappagio
ISSN 2252-5416
lebih tinggi pada adenokarsinoma prostat diferensiasi buruk dibandingkan dengan diferensiasi sedang dan baik. Dengan uji Spearman’s rho correlation diperoleh (p < 0,05) yang berarti terdapat korelasi antara skor ekspresi Matrix Metalloproteinase-2 dengan derajat histopatologi adenokarsinoma prostat dimana semakin tinggi skor ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 maka semakin tinggi derajat histopatologi adenokarsinoma prostat.
adenokarsinoma prostat diferensiasi buruk sejumlah 13 dari 17 sampel. Dengan uji Chi- Square diperoleh (p < 0,05) yang berarti terdapat hubungan bermakna antara derajat histopatologi adenokarsinoma prostat dengan ekspresi Matrix Metalloproteinase-2, dimana adenokarsinoma prostat diferensiasi baik sebagian besar ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 negatif sedangkan pada adenokarsinoma prostat diferensiasi buruk sebagian besar ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 positif. Dengan uji Spearman’s rho correlation diperoleh (p < 0,05) yang berarti terdapat korelasi antara derajat histopatologi adenokarsinoma prostat dengan ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 dimana semakin tinggi derajat histopatologi adenokar-sinoma prostat maka semakin tinggi ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2.
Ada hubungan derajat histopatologi adenokarsinoma prostat dengan ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 Tabel 4 memperlihatkan ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 yang positif pada adenokarsinoma prostat diferensiasi baik sejumlah 5 dari 15 sampel, adenokarsinoma prostat diferensiasi sedang sejumlah 10 dari 15 sampel dan Tabel 1. Karakteristik sampel penelitian Karakteristik
Keterangan
N
%
Umur (tahun)
55 - 64 65 - 74
20 23
42,6 48,9
75 - 84
2
4,3
85 - 94
2
4,3
Diferensiasi Baik
15
31,9
Diferensiasi Sedang Diferensiasi Buruk
15 17
31,9 36,2
Skor
0
10
21,3
Ekspresi MMP- 2
1
9
19,1
2
4
8,5
3
1
2,1
4
3
6,4
6
9
19,1
9
11
23,4
Ekspresi
Negatif
19
40,4
MMP- 2
Positif
28
59,6
Derajat Histopatologi NhHHistopatologi
368
Matrix metalloproteinase- 2, adenokarsinoma prostat
ISSN 2252-5416
Tabel.2 Hubungan umur dengan derajat histopatologi adenokarsinoma prostat Umur (th)
Derajat Histopatologi Diferensiasi Diferensiasi Sedang Buruk 7 2
Jumlah
55 - 64
Diferensiasi Baik 11
65- 74
4
8
11
23
75 - 84
0
0
2
2
85 - 94
0
0
2
2
15 p = 0,010 p = 0,000
17 (p < 0,05) (p < 0,05)
47
Total 15 Pearson Chi- Square df = 6 Spearman’s rho correlation
20
Tabel 3. Perbedaan skor ekspresi matrix metalloproteinase- 2 antara adenokarsinoma prostat berdasarkan derajat histopatologi Skor Ekspresi MMP- 2 N Mean Median Standar Deviasi Minimum Maksimum Kruskall Wallis Test Tabel 4.
Derajat Histopatologi Diferensiasi Diferensiasi Baik Sedang 15 15 2,33 3,80 1,00 2,00 3,37 3,42 0,00 0,00 9,00 9,00 p = 0,018 (p < 0,05)
Diferensiasi Buruk 17 5,47 6,00 3,22 1,00 9,00
Hubungan Derajat Histopatologi Adenokarsinoma Prostat dengan Ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2
Derajat Histopatologi Diferensiasi Baik
Eskpresi Matrix Metalloproteinase -2 Negatif Positif 10 5
Jumlah 15
Diferensiasi Sedang
5
10
15
Diferensiasi Buruk
4
13
17
Total Pearson Chi- Square df = 2 Spearman’s rho correlation
19 p = 0,037 p = 0,014
28 (p < 0,05) (p < 0,05)
47
sampel didapatkan rentang umur antara 55 tahun sampai 94 tahun. Penelitian ini menunjukkan hubungan bermakna antara umur dengan derajat histopatologi adenokarsinoma prostat, derajat histopatologi adenokarsinoma prostat dengan skor ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 dan
PEMBAHASAN Penelitian ini memakai 47 sampel yang terdiri dari 15 sampel adenokarsinoma prostat diferensiasi baik, 15 sampel adenokarsinoma prostat diferensiasi sedang dan 17 sampel adenokarsinoma prostat diferensiasi buruk. Pada 369
Herawaty Mappagio
ISSN 2252-5416
derajat histopatologi adenokarsinoma prostat dengan ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2. Hal ini sesuai dengan teori yang mengatakan bahwa kanker prostat terjadi pada pria yang berumur di atas 50 tahun dan resiko kanker prostat meningkat seiring pertambahan usia. (Epstein, 2010) Umur merupakan salah satu factor yang meningkatkan resiko kanker prostat, namun sampai sekarang belum ditemukan hubungan yang jelas antara umur dengan resiko kanker prostat. Beberapa penelitian terdahulu menyatakan bahwa hal ini mungkin dikarenakan oleh adanya fokus- fokus atrofi yang lebih banyak ditemukan pada prostat usia tua, adanya infiltrate sel-sel radang, adanya perubahan epithelial-stromal environment ataupun banyaknya mutasi gen yang mungkin terjadi pada prostat usia tua. Namun belum dapat dipastikan factor mana yang berhubungan langsung dengan kanker prostat dan hal ini masih dalam penelitian lebih lanjut. (BianchiFrias et al, 2010) Pada penelitian ini diperoleh korelasi antara derajat histopatologi adenokarsinoma prostat dengan ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2. Hal ini sesuai dengan laporan- laporan penelitian sebelumnya yang menyatakan bahwa Matrix Metalloproteinase- 2 berkorelasi dengan stadium penyakit dan Gleason score. (Trudel D et al, 2003) Ini mengarah pada teori bahwa agresif, invasif dan akhirnya metastasis sifat tumor disebabkan, setidaknya sebagian, ketidakseimbangan antara protease dan inhibitornya yang mengakibatkan degradasi proteolitik yang berlebihan. MMP-2 diyakini berperan penting pada invasi dan metastasis kanker, khususnya degradasi membrane basal kolagen dan regulasi angiogenesis.MTMMPs, khususnya MT1MMP merupakan activator utama pro- MMP- 2. Proses ini tampaknya fundamental pada regulasi aktivitas MMP- 2 dan berperan pada degradasi matriks. (Upadhyay J et al, 1999)
MMP- 14 (TIMP- 1) merupakan protein yang terdapat pada membrane sel dari sel stroma, berikatan dengan TIMP2 pada domain katalitik dan kemudian menggunakannya sebagai reseptor untuk proMMP- 2, yaitu protein yang awalnya diproduksi oleh sel stroma. MMP- 14 yang bebas kemudian memotong ikatan Asn³⁷- Leu³⁸ proMMP- 2 yang mengarah ke MMP- 2 autokatalitik intermolecular memotong ikatan Asn⁸⁰- Tyr⁸¹. Proses ini mengarah ke bentuk aktif dan soluble dari MMP- 2 yang disebut MMP- 2a. MMP- 2a dapat berikatan dengan sel- sel kanker melalui integrin. Dengan IHC, penggunaan antibody monoclonal diarahkan terhadap MMP- 2a, Stearns dan Stearns menemukan bahwa ekspresi MMP- 2a hanya pada epitel maligna. Mereka juga menunjukkan korelasi antara peningkatan ekspresi MMP- 2a dan skor Gleason tinggi.(Trudel D et al, 2003) Teori lain menyatakan bahwa aktivitas MMP diregulasi oleh ekspresi gen dan aktivasi proenzym. Beberapa laporan menyatakan bahwa ekspresi MMP- 2 dimediasi oleh MAPK dan jalur PI3K/Akt. MAPK dan jalur PI3K/Akt berperan penting pada perkembangan dan progresivitas tumor.(Chen P et al, 2011) Pemeriksaan dengan menggunakan metoda immunohistokimia memiliki keuntungan yaitu memberikan informasi mengenai lokalisasi protein ini, namun tergantung pada ketersediaan antibody yang berguna, tidak cocok untuk kuantifikasi dan memberikan sedikit informasi tentang aktifitas karena sangat sedikit dari reagen imunologi yang tersedia saat ini dapat secara akurat membedakan antara MMPs laten dan aktif. KESIMPULAN DAN SARAN Terdapat perbedaan skor ekspresi Matrix Metalloproteinase- 2 pada adenokarsinoma prostat diferensiasi baik, sedang dan buruk. Derajat histopatologi adenokarsinoma prostat berkorelasi dengan ekspresi Matriks Metallo370
Matrix metalloproteinase- 2, adenokarsinoma prostat
proteinase- 2. Peningkatan ekspresi Matriks Metalloproteinase- 2 pada keganasan kelenjar prostat dapat dijadikan sebagai predictor dari derajat histopatologi. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai peranan MMP- 2 dan TIMP- 1 dalam karsinogenesis prostat.
ISSN 2252-5416
Cells. Biosci. Biotechnol. Biochem, 74(5), 961-967. Nabeshima, K; Inoue, T; Shimao,Y. (2002). Matrix Metalloproteinase in Tumor Invasion: Role for Cell Migration. Pathol Int, 52, 255- 264. Nelson, A; Fingleton, B; Rothenberg M. (2000). Matrix Metalloproteinase: Biologic Activity and Clinical Implication. Clin Oncol, 18, 1135- 1149. Robbins, S; Cortran, R. & Kumar, V. (2010). The Prostat. Robbin’s Pathologic Basis of Disease. Philadelphia, WB Saunders Co. Rosai, J. (2011) .The Prostat. Rosai and Ackerman’s Surgical Pathology. 10th ed. China, Mosby Elsevier. Trudel, D; Fradet, Y; Meyer, F; et al. (2003). Significance of MMP-2 Expression in Prostate Cancer : an Immunohistochemical Study. Cancer Res, 63, 8511- 8515. Upadhyay, J; Shekarris, B; Nemeth, J.A; Dong, Z; Cummings, G.D; Fridman,R; Sakr; Grignon, D.J. & Cher, M.L. (1999). Membrane Type1- Matrix Metalloproteinase (MT1- MMP) and MMP- 2 Immunolocalization in Human Prostate: Change in Cellular Localization Associated with HighGrade Prostatic Intraepithelial Neoplasia, Clinical Cancer Research, 5, 4105- 4110. Wilson, M.J; Jiang, A; Wiehr, C; Wang, X; Sinha, A.A. & Pei, D. (2004). Limited Processing of Pro- Matrix Metalloprotenase- 2 (Gelatinase A) Overexpressed by Transfection in PC- 3 Human Prostate Tumor Cells: Association with Restricted Cell Surface Localization of MembraneType Matrix Metalloproteinase- 1, J Androl, 25, 274-285.
DAFTAR PUSTAKA Bianchi- Frias, D; Vakar- Lopez, V; Coleman, I. M; Plymate, S. R; Reed, M. J. & Nelson, P. S. (2010). The Effects of Aging on the Molecular and Cellular Composition of the Prostate Microenvironment. PloS One, 5, 16. Boxler, S; Djonov, V; Kessler, T; Hlushchuk, R; Bachmann, L; Held, U; Markwalder, R; & Thalmann, G.(2010). Matrix Metalloproteinases and Angiogenic Factors Predictors of Survival after Radical Prostatectomy for Clinically OrganConfined Prostate Cancer?. Am J Pathol, 177, 2216-2224. Chen, P; Shih, Y; Huang, H; Cheng, H.(2011). Diosgenin, a Steroidal Saponin, Inhibits Migration and Invasion of Human Prostate Cancer PC- 3 Cells by Reducing Matrix Metalloproteinases Expression. PloS One 6(5), e20164. Epstein, J.I. (2010). The Lower Urinary Tract and Male Genital System. IN SCHMITT, W. & GRULIOW, R. (Eds) Robbins and Cotran; Pathologic Basis of Disease. 8th ed. Philadelphia, Saunders Elsevier. Hwang, E.S; Park, K.K(2010). Magnolol Suppresses Matastasis via Inhibition of Invasion, Migration, and Matrix Metalloproteinase-2/-9 Activities in PC-3 Human Prostate Carcinoma
371
