perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH EKSTRAK AIR BUAH NANAS [Ananas comosus (L.) Merr.] TERHADAP EKSPRESI CASPASE-3 DAN FRAGMENTASI DNA SEL ADENOKARSINOMA KOLOREKTAL WiDr
SKRIPSI
Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Kedokteran
SINTIN KHOTIJAH PRIBADI G0010178
FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET Surakarta commit to user 2013
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGESAHAN SKRIPSI
Skripsi dengan judul: Pengaruh Ekstrak Air Buah Nanas [Ananas comosus (L.) Merr.] terhadap Ekspresi Caspase-3 dan Fragmentasi DNA Sel Adenokarsinoma Kolorektal WiDr
Sintin Khotijah Pribadi, NIM: G0010178, Tahun: 2013
Telah diuji dan sudah disahkan di hadapan Dewan Penguji Skripsi Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret Surakarta
Pada Hari Kamis, Tanggal 5 Desember 2013
Pembimbing Utama Nama : Dyah Ratna Budiani, Dra., M. Si NIP : 19670215 199403 2 001
(...................................)
Pembimbing Pendamping Nama : Riza Novierta Pesik, dr., M. Kes NIP : 19651117 199702 2 001
(...................................)
Penguji Utama Nama : Brian Wasita, dr., Ph. D NIP : 19790722 200501 1 003
(...................................)
Anggota Penguji Nama : Lilik Wijayanti, dr., M. Kes NIP : 19690305 199802 2 001
(...................................)
Surakarta, ………………………… Ketua Tim Skripsi
Dekan FK UNS
Ari Natalia Probandari, dr., MPH, Ph. D NIP. 19751221 200501 2 001
commit to user Prof. Dr. Zainal Arifin Adnan, dr., Sp.PD-KR-FINASIM NIP. 19510601 197903 1 002 ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN Dengan ini menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan peneliti juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka. Surakarta, 5 Desember 2013
Sintin Khotijah Pribadi G0010178
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
Sintin Khotijah Pribadi, G0010178, 2013. Pengaruh Ekstrak Air Buah Nanas [Ananas comosus (L.) Merr.] terhadap Ekspresi Caspase-3 dan Fragmentasi DNA Sel Adenokarsinoma Kolorektal WiDr. Skripsi. Fakultas Kedokteran, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Latar Belakang: Adenokarsinoma kolorektal merupakan neoplasma yang paling sering terdiagnosis ketiga di dunia. Berbagai pendekatan dalam penatalaksanaannya telah banyak dilakukan, terutama dalam penggunaan terapi target. Namun, kejadian resistensi masih muncul akibat aktivasi konstitutif jalur sinyal intraseluler. Di sisi lain, buah nanas [Ananas comosus (L.) Merr.] mengandung enzim bromelin yang secara spesifik mampu mempengaruhi sinyal intraseluler dan mengakibatkan hambatan proliferasi serta induksi apoptosis pada sel neoplasma. Konsumsi seharihari buah nanas tersebut yang dalam bentuk jus merupakan salah satu cara ekstraksi dengan pelarut air. Dalam penelitian kali ini, peneliti melihat pengaruh ekstrak air buah nanas terhadap ekspresi caspase-3 dan fragmentasi DNA dalam proses apoptosis sel adenokarsinoma kolorektal WiDr. Metode Penelitian: Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorik dengan metode the post test only control group design. Sampel berupa sel adenokarsinoma kolorektal WiDr yang dibagi dalam 6 kelompok: Kelompok Kontrol Negatif, Kelompok Kontrol Positif dengan pemberian obat doxorubicin 5 μg/ml dan 4 Kelompok Perlakuan dengan pemberian ekstrak air buah nanas 270 μg/ml, 202.5 μg/ml, 135 μg/ml dan 67.5 μg/ml. Sel kemudian diinkubasi selama 48 jam pada suhu 37oC dan 5% CO2. Ekspresi caspase-3 dinilai dengan menghitung skor sitologis melalui pengecatan imunositokimia antibodi antihuman caspase-3. Fragmentasi DNA dinilai dengan elektroforesis gel Agrose 1%. Data skor sitologis dianalisis dengan uji one way ANOVA dan dilanjutkan uji LSD, sedangkan data hasil elektroforesis disajikan dalam bentuk foto dan dideskripsikan dengan kalimat. Hasil Penelitian: Pada hasil uji one way ANOVA didapatkan p = 0.000, yang menunjukkan bahwa terdapat perbedaan skor sitologis yang bermakna. Pada hasil uji LSD didapatkan perbedaan bermakna skor sitologis antara kelompok kontrol positif dengan kelompok-kelompok lainnya, namun tidak terdapat perbedaan bermakna antara kelompok kontrol negatif dengan kelompok-kelompok perlakuan. Hasil elektroforesis menunjukkan tidak terdapat fragmentasi DNA sel WiDr. Simpulan Penelitian: Ekstrak air buah nanas tidak meningkatkan ekspresi caspase3 dan tidak menyebabkan fragmentasi DNA sel adenokarsinoma kolorektal WiDr pada 48 jam perlakuan.
Kata kunci: ekstrak air buah nanas, adenokarsinoma kolorektal, WiDr, ekspresi commit caspase-3, fragmentasi DNAto user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Sintin Khotijah Pribadi, G.0010178, 2013. The Effect of pineapple [Ananas comosus (L.) Merr.] Fruit Aqueous Extract to Caspase-3 Expression and DNA Fragmentation in WiDr Colorectal Adenocarcinoma Cell. Mini Thesis. Faculty of Medicine, Sebelas Maret University, Surakarta. Background: Colorectal adenocarcinoma is the third most diagnosed neoplasm in the world. Many approach has been taken for therapy, especially targeted therapy. However, the resistance event is still occur due to constitutive activation of intracellular signaling. In the other hand, pineapple fruit [Ananas comosus (L.) Merr.] has bromelain enzyme that can specifically influence intracellular signaling and not only lead proliferation inhibition but also lead apoptosis induction in neoplasm cell. People consume pineapple fruit by making juice that belongs to aqueous extraction method. The purpose of this study is knowing effect of pineapple fruit aqueous extract to caspase-3 expression and DNA fragmentation from apoptosis process in WiDr colorectal adenocarcinoma cell. Methods: This research was an experimental laboratory study with the post test only control group design. WiDr colorectal adenocarcinoma cell was divided into 6 group: Negative Control Group, Positive Control Group with doxorubicin 5 μg/ml and four Treatment Group with 270 μg/ml, 202.5 μg/ml, 135 μg/ml and 67.5 μg/ml extract concentration. Cell incubated for 48 hours in 37oC and 5% CO2. Caspase-3 expression was valued by cytologic score from immunocytochemistry staining with caspase-3 antihuman antibody. DNA fragmentation was valued by 1% gel Agarose electrophoresis. Cytologic score was analyzed by one way ANOVA test and LSD test. Data from electrophoresis was presented in photo and described in words. Result: The result from one way ANOVA test, with p value = 0.000 means there is cytologic score significant difference. From LSD test, we know that there is significant difference between Positive Control Group and another group, but there isn’t significant difference between Negative Control Group and Extract Treatment Groups. The result from electrophoresis shows that there isn’t DNA fragmentation in WiDr cell. Conclusion: Aqueous extract of pineapple fruit does not increase caspase-3 expression and lead DNA fragmentation in WiDr colorectal adenocarcinoma cell at 48 hours treatment.
Keywords: pineapple fruit aqueous extract, colorectal adenocarcinoma, WiDr, caspase-3 expression, DNA fragmentation commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PRAKATA Segala puji hanya bagi Allah. Sungguh, segala kekuatan dan karunia hanyalah berasal dari-Nya sehingga telah terselesaikan salah satu amanah yang penulis emban. Shalawat beserta salam semoga selalu tercurah kepada Rasulullah Muhammad Saw., pembawa risalah, kabar gembira dan peringatan dalam kebenaran yang tidak sedikitpun ada keraguan di dalamnya. Skripsi dengan judul “Pengaruh Ekstrak Air Buah Nanas [Ananas comosus (L.) Merr.] terhadap Ekspresi Caspase-3 dan Fragmentasi DNA Sel Adenokarsinoma Kolorektal WiDr” ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak dapat terselesaikan tanpa bantuan dari berbagai pihak, maka penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada: 1. Prof. Dr. Zainal Arifin Adnan, dr., Sp.PD-KR-FINASIM, selaku dekan Fakultas Kedokteran UNS. 2. Dyah Ratna Budiani, Dra., M. Si, selaku Pembimbing Utama. 3. Riza Novierta Pesik, dr., M. Kes, selaku Pembimbing Pendamping. 4. Brian Wasita, dr., Ph. D, selaku Penguji Utama. 5. Lilik Wijayanti, dr., M. Kes, selaku Penguji Pendamping. 6. Tim dan Staf Bagian Skripsi Fakultas Kedokteran UNS. 7. Staf Laboratorium Patologi Anatomi Fakultas Kedokteran UNS. 8. Staf Laboratorium Parasitologi Fakultas Kedokteran UGM. 9. Staf Bagian Biologi Farmasi Fakultas Farmasi UGM. 10. Saudara, keluarga, teman dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini terdapat banyak kekurangan dan kelemahan, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan pada khususnya dan dunia kedokteran pada umumnya.
Surakarta, 5 Desember 2013
Sintin Khotijah Pribadi
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI ABSTRAK .................................................................................................. PRAKATA .................................................................................................. DAFTAR ISI .............................................................................................. DAFTAR GAMBAR ................................................................................. DAFTAR TABEL ....................................................................................... DAFTAR SINGKATAN ............................................................................ DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ....................................................... B. Rumusan Masalah ................................................................. C. Tujuan Penelitian .................................................................. D. Manfaat Penelitian ................................................................ BAB II LANDASAN TEORI A. Ekstrak Air Buah Nanas ........................................................ B. Adenokarsinoma Kolorektal ................................................. C. Sel Adenokarsinoma Kolorektal WiDr ................................. D. Mekanisme Ekstrak Air Buah Nanas dalam Mempengaruhi Ekspresi Caspase-3 dan Fragmentasi DNA Adenokarsinoma Kolorektal ................................................. E. Mekanisme Apoptosis Sel ..................................................... F. Kerangka Pemikiran .............................................................. G. Hipotesis................................................................................ BAB III METODE PENELITIAN A. Jenis Penelitian ...................................................................... B. Lokasi Penelitian ................................................................... C. Subjek Penelitian................................................................... D. Variabel Penelitian ................................................................ E. Definisi Operasional.............................................................. F. Rancangan Penelitian ............................................................ G. Alat dan Bahan ...................................................................... H. Cara Kerja ............................................................................. I. Teknik Penyajian dan Analisis Data ..................................... BAB IV HASIL PENELITIAN A. Data Hasil Penelitian ............................................................. B. Tampilan Hasil Penelitian ..................................................... C. Analisis Data ......................................................................... BAB V PEMBAHASAN .......................................................................... BAB VI SIMPULAN SAN SARAN A. Simpulan ............................................................................... B. Saran ...................................................................................... DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. LAMPIRAN ................................................................................................ commit to user
vii
iv vi vii viii ix x xiii 1 4 4 4 5 10 17
18 24 28 29 30 30 30 31 31 32 32 34 44 45 46 49 53 63 63 64 69
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Struktur Tanaman (a), Bunga Tahap Awal (b) dan Susunan Bunga Tahap Akhir (c) Nanas................................................ Gambar 2.2 Rangkaian Adenoma-Karsinoma pada Adenokarsinoma Kolorektal ............................................................................... Gambar 2.3 Overview jalur EGFR dan efektor di bawahnya (a). Hasil yang diharapkan dari terapi anti-EGFR: tumor berespon (sensitif) ketika EGFR aktif dan efektor di bawahnya normal (wild type) (b); tumor tidak berespon (resisten) ketika efektor di bawahnya seperti KRAS, BRAF atau PI3K teraktivasi atau PTEN terinaktivasi (c) .................................. Gambar 2.4 Aktivasi siklus sel secara sinergis oleh jalur RAS-RAFMAPK dan jalur PI3K. Aktivasi oleh sinyal mitogenik (pojok kiri atas), interaksi jalur menstimulasi progresi siklus sel ke arah fase S. Regulator negatif pada siklus sel ternaungi. TFs = Transcription Factors, RB = Retinoblastoma ............. Gambar 2.5 Skema Kerangka Pemikiran .................................................. Gambar 3.1 Skema Rancangan Penelitian ................................................. Gambar 4.1 Grafik Rerata Skor Sitologis dan Makna Ekspresi Caspase-3 Tiap Kelompok...................................................................... Gambar 4.2 Tampilan mikroskopis prerparat K (-). Tampak dalam gambar: sel dengan ekspresi caspase-3 positif (anak panah hitam). Pengecatan imunositokimia caspase-3. 1000 X. ...... Gambar 4.3 Tampilan mikroskopis preparat K (+). Tampak dalam gambar: sel dengan ekspresi caspase-3 positif (anak panah hitam). Pengecatan imunositokimia caspase-3. 1000 X. ...... Gambar 4.4 Tampilan mikroskopis preparat K I. Tampak dalam gambar: sel dengan ekspresi caspase-3 positif (anak panah hitam) dan sel mengalami apoptosis (anak panah biru). Pengecatan imunositokimia caspase-3. 1000 X. .................. Gambar 4.5 Tampilan mikroskopis preparat K II. Tampak dalam gambar: sel dengan ekspresi caspase-3 positif (anak panah hitam) dan sel mengalami apoptosis (anak panah biru). Pengecatan imunositokimia caspase-3. 1000 X. .................. Gambar 4.6 Tampilan mikroskopis preparat K III. Tampak dalam gambar: sel dengan ekspresi caspase-3 positif (anak panah hitam) dan sel mengalami apoptosis (anak panah biru). Pengecatan imunositokimia caspase-3. 1000 X. .................. Gambar 4.7 Tampilan mikroskopis preparat K IV. Tampak dalam gambar: sel dengan ekspresi caspase-3 positif (anak panah hitam) dan sel mengalami apoptosis (anak panah biru). Pengecatan imunositokimia caspase-3. 1000 X. .................. Gambar 4.8 Hasil elektroforesis gel Agarose DNA total tiap kelompok. Lajur 1: DNA ladder 100 bp, lajur 2: K (-), lajur 3: K (+), to user lajur 4: K I, lajur 5: commit K II, lajur 6: K III dan lajur 7: K IV. ....
viii
7 15
21
23 28 32 45
46
46
47
47
48
48
49
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Stadium Adenokarsinoma Kolorektal dan Kelangsungan Hidup Pasien ........................................................................................ Tabel 3.1 Nilai Persentase Sel (P) ............................................................. Tabel 3.2 Nilai Intensitas Warna (I) .......................................................... Tabel 3.3 Makna Ekspresi dari Skor Sitologis .......................................... Tabel 4.1 Hasil Analisis Uji Normalitas ................................................... Tabel 4.2 Ringkasan Hasil Uji LSD .......................................................... Tabel 4.3 Ringkasan Hasil Analisis Uji One Way ANOVA dan LSD .......
commit to user
ix
16 41 42 42 50 51 52
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR SINGKATAN 1. 5-FU 2. AJCC 3. ANOVA 4. APAF-1 5. APC 6. ATCC 7. ATP 8. Bax 9. Bcl2 10. BH 11. BRAF 12. CARDI 13. CDC25A 14. CDK 15. CEA 16. CIN 17. Cox-2 18. CSAp 19. DCC 20. DD 21. DIABLO 22. DISC 23. DMSO 24. DNA 25. EDTA 26. EGFR 27. ELISA 28. ERK 29. FAO 30. FAP 31. FBS 32. Fox 33. GDP 34. GSK3 35. GTP 36. GTPase 37. HLA 38. hMLH 39. hMSH 40. HNPCC 41. hPMS 42. HRP 43. I 44. IK
= 5-Fluorouracil = American Joint Committee on Cancer = Analysis of Variant = Apoptosis Protease Activating Factor-1 = Adenomatous Polyposis Coli = American Type Culture Collection = Adenosin Triphosphat = B-cell-lymphoma-2 associated protein = B-cell-lymphoma-2 = Bcl-2 Homology = B Rapidly Accelerated Fibrosarcoma = Caribbean Agricultural Research and Development Institute = Cell Division Cycle 25 homolog A = Cyclin-Dependent Kinase = Carcinoembryonic Antigen = Chromosomal Instability = Cyclooxygenase-2 = Colon Spesific Antigen = Deleted in Colorectal Cancer = Death Domain = Direct IAP Binding Protein with Low pI = Death Initiation Signalling Complex = Dimethylsulfoxide = Deoxyribonucleic Acid = Ethylene Diamine Tetraacetic Acid = Epidermal Growth Factor Receptor = Enzym-Linked Immunosorbent Assay = Extracellular Regulated protein Kinase = Food and Agricultute Organization of United Nations = Familial Adenomatous Polyposis = Fetal Bovine Serum = Forkhead box = Guanine guanosine-5-Diphosphate = Glycogen Synthase Kinase 3 = Guanine Guanosine-5-Triphosphate = Guanine Triphosphatase = Human Leucosit Antigen = mult Homolog = mutS Homolog = Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer = postmeiotic segregation increased = Horeseradish Peroxidase = Intensitas = Intensitas Kuat commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
45. IkB 46. IKK 47. IL 48. IN 49. IS 50. K (-) 51. K (+) 52. K I 53. K II 54. K III 55. K IV 56. KRAS 57. LD 58. LSD 59. MAP2K 60. MAPK 61. MDM2 62. MOMP 63. MMP 64. MMR 65. MSS 66. mTOR 67. MTT 68. MSI-H 69. MSI 70. NCI 71. NFkB 72. P 73. PAR 74. PARP-1 75. PBS 76. PI3K 77. PIP2 78. PIP3 79. PK 80. PL 81. PN 82. PS 83. PTEN 84. RB 85. RPMI 86. SDS 87. SMAC 88. SMAD4 89. SPSS 90. SS
digilib.uns.ac.id
= I Kappa B = I Kappa B Kinase = Intensitas Lemah = Intensitas Negatif = Intensitas Sedang = Kelompok Kontrol Negatif = Kelompok Kontrol Positif = Kelompok Perlakuan I = Kelompok Perlakuan II = Kelompok Perlakuan III = Kelompok Perlakuan IV = Kristen Rat Sarcoma = Lethal Dose = Least Significant Difference = Mitogen-Activated Protein Kinase Kinase = Mitogen Activated Protein Kinase = Mouse Double Minute 2 = Mitocondrial Outer Membrane Permeabilization = Matrix Metalloproteinase = Mismatch Repair = Microsatellit Stable = Mammalian Target of Rapamycin = 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) = High Microsatellite Instability = Microsatellite Instability = National Cancer Institute = Nuclear Factor-kappa B = Persentase = Protease-Activated Receptors = Poly-Adenosine Diphosphate-Ribose Polymerase 1 = Phosphate Buffered Saline = Phosphatidylinositol 3-Kinase = Phosphatidyl-Inositol-4,5-Biphosphate = Phosphatidyl-Inositol-3,4,5-Triphosphate = Persentase Kuat = Persentase Lemah = Persentase Negatif = Persentase Sedang = Phosphatase and Tensin Homolog = Retinoblastoma = Rosewell Park Memorial Institute = Sodium Dodecyl Sulfate = Second Mitochondria derived Activator of Caspase = mothers against decapentaplegic homolog 4 = Statistical Product and Service Solution = Skor Sitologis commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
91. TFs 92. TGF 93. TGFBR 94. TKIs 95. TNFR 96. TNM 97. UGM 98. UNS 99. VEGF 100. XIAP
digilib.uns.ac.id
= Transcription Factors = Transforming Growth Factor = Transforming Growth Factor Beta Receptor = Tyrosine Kinase Inhibitors = Tumor Necrosis Factor Receptor = Tumor-Node-Metastasis = Universitas Gadjah Mada = Universitas Sebelas Maret = Vascular Endothelial Growth Factor = X-Linked Inhibitor of Apoptosis
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Foto Kegiatan Penelitian....................................................... Lampiran 2. Data Primer Skor Sitologis dan Makna Ekspresi Caspase-3 Lampiran 3. Hasil Uji Statistik Skor Sitologis Ekspresi Caspase-3 .......... Lampiran 4. Surat Keterangan Hasil Determinasi Sampel Buah Nanas ... Lampiran 5. Surat Ijin Penelitian Laboratorium Parasitologi Fakultas Kedokteran Universitas Gadjah Mada .................................. Lampiran 6. Surat Keterangan Selesai Penelitian Laboratorium Patologi Anatomi Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret ...
commit to user
xiii
68 71 72 74 75 76
