PERANGKAT LUNAK CABAS VERSI 2.0 UNTUK PREDIKSI DOSIS RADIASI BERDASARKAN ANALISIS ABERASI KROMOSOM

Daftar Isi Risalah Lokakarya Komputasi dalam Sains dan Teknologi Nuklir: 6-7 Agustus 2008(135-144)

PERANGKAT LUNAK CABAS VERSI 2.0 UNTUK PREDIKSI DOSIS RADIASI BERDASARKAN ANALISIS ABERASI KROMOSOM Dwi Ramadhani* , Yanti Lusiyanti* ABSTRAK PERANGKAT LUNAK CABAS VERSI 2.0 UNTUK PREDIKSI DOSIS RADIASI BERDASARKAN ANALISIS ABERASI KROMOSOM. Pengukuran frekuensi aberasi kromosom dalam sel limfosit manusia dapat digunakan sebagai dosimetri biologi untuk memperkirakan dosis serap radiasi pengion yang diterima seseorang. Biodosimetri memerlukan kurva respon dosis standar yang menggambarkan hubungan antara frekuensi aberasi kromosom khususnya disentrik pada sel limfosit dengan dosis radiasi. Laboratorium sitogenetik harus membuat perangkat lunak yang mudah digunakan untuk membantu pembuatan kurva respon dosis standar. Dengan alasan tersebut kini telah dikembangkan perangkat lunak untuk membantu pembuatan kurva respon dosis standar terhadap jumlah disentrik serta memprediksi dosis serap yang diterima tubuh. Perangkat lunak itu dinamakan Chromosomal Aberrations Calculation Software 2.0 (CABAS 2.0). Tujuan penelitian ialah mengetahui tingkat keakuratan CABAS untuk membuat kurva respon dosis standar dan memprediksi dosis serap tubuh. Data yang digunakan berasal dari penelitian sebelumnya yang dilakukan di laboratorium Sitogenetik PTKMR. Hasil penghitungan menggunakan CABAS menunjukkan bahwa tingkat keakuratan CABAS dalam membantu pembuatan kurva respon dosis standar dan memprediksi dosis serap tubuh cukup baik. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa CABAS dapat digunakan untuk membantu pembuatan kurva respon dosis standar yang menggambarkan hubungan antara frekuensi aberasi kromosom khususnya disentrik pada sel limfosit dengan dosis radiasi serta memprediksi dosis serap tubuh berdasarkan hasil analisis aberasi kromosom di laboratorium Sitogenetik. Kata-kata kunci: Biodosimetri, Aberasi Kromosom, Kurva Respon Dosis Standar, Disentrik, CABAS

ABSTRACT CABAS 2.0 PROGRAM AS A TOOL FOR ESTIMATING DOSES BASED ON CHROMOSOME ABERRATION ANALYSIS. The measurement of chromosome aberration frequencies in human lymphocytes can be used for assessing absorbed doses of ionizing radiation to individuals. Biodosimetry process needs dose response standard curve that illustrate relation between frequency of chromosome aberration especially dicentrics in human lymphocytes and radiation dose. Cytogenetic laboratories must produce their own program which used easily to make dose response standard curve. Because of this reason, now there’s been develop a software for helping researchers establish their own dose response standard curve based on the number of dicentrics and for estimating absorbed doses individually. The program called Chromosomal Aberrations Calculation Software 2.0 (CABAS 2.0). The aim of this research is to know the accuracy of CABAS in establishing dose response standard curve and estimating the absorbed doses. Data used in this research were those obtained from research that already done at PTKMR cytogenetic laboratory. The result with CABAS shows that the accuracy of CABAS in establishing dose response standard curve and estimating absorbed doses individually is relative good. Based on that it can be concluded that CABAS can be used to determine dose response standard curve that illustrated relation between chromosome aberration especially dicentrics in human lymphocytes and estimating individually absorbed dose at cytogenetic laboratory. Keywords: Biodosimetry, Chromosome Aberration, Standard Dose Response Curve, Dicentric, CABAS *

PTKMR-Batan, email:[email protected]

135

Risalah Lokakarya Komputasi dalam Sains dan Teknologi Nuklir: 6-7 Agustus 2008(135-144)

PENDAHULUAN Pengukuran dosis radiasi yang diterima seseorang dapat dilakukan dengan menggunakan dosimeter fisik. Dosimeter fisik seperti TLD dan film badge sangat sensitif terhadap parameter fisik seperti dosis serap. Namun pada banyak kasus kecelakaan nuklir seringkali pekerja radiasi lupa menggunakan dosimeter fisik sehingga pengukuran dosis radiasi yang di terima oleh pekerja tidak dapat dilakukan [1]. Selain itu pengukuran dosis pada kecelakaan nuklir dengan dosimeter fisik kurang otentik karena tidak selalu mencerminkan dosis radiasi sebenarnya yang diterima seseorang. Kekurangan tersebut dapat diatasi dengan penggunaan dosimeter biologi yang antara lain melalui pengamatan frekuensi aberasi kromosom pada sel limfosit darah tepi. Dosimetri biologis berperan penting sebagai dasar penilaian adanya efek stokastik dan deterministik pada kasus kecelakaan radiasi dengan mengestimasi dosis yang diterima korban [2]. Keberadaan aberasi kromosom atau perubahan struktur kromosom pada sel darah limfosit dapat digunakan sebagai dosimeter biologi tubuh yang terpajan radiasi. Perubahan struktur kromosom akibat pajanan radiasi antara lain ialah terbentuknya kromosom asentrik (fragmen kromosom yang tidak mengandung sentromer), kromosom cincin, disentrik (kromosom dengan dua sentromer), dan translokasi (perpindahan fragmen antar satu atau lebih kromosom). Perubahan struktur kromosom yang spesifik terinduksi pajanan radiasi pada tubuh ialah kromosom disentrik. Frekuensi terbentuknya kelainan pada struktur kromosom bergantung pada besar dosis, energi dan jenis radiasi yang diterima [3]. Penentuan nilai dosis serap radiasi pengion pada korban kecelakaan radiasi secara biologis (biodosimetri) dapat dilakukan dengan penggunaan kurva standar respon dosis yang menggambarkan hubungan antara frekuensi aberasi kromosom khususnya disentrik pada sel limfosit dengan dos is radiasi [3]. Hubungan tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan fungsi berikut [4]. Y = A + aD + ßD 2 Keterangan: Y = frekuensi disentrik per sel A = level radiasi latar a = koefisien linier terhadap dosis ß = koefisien kuadrat terhadap dosis D = dosis radiasi Khusus untuk nilai A yang merupakan nilai disentrik per sel pada pemberian dosis sebesar 0 Gy terdapat beberapa hal yang harus di ingat. Pertama ialah tidak ada nilai A yang mutlak dan berlaku umum serta dapat digunakan oleh seluruh laboratorium analisis aberasi kromosom. Nilai A pada suatu populasi sangat bergantung pada keragaman biologis, kondisi geografi, polusi atmosfir udara, dan penggunaan obat. Nilai Y pada persamaan di atas sangat ditentukan oleh jenis sumber 136


radiasi yang digunakan [5]. Nilai a merepresentasikan jumlah disentrik per sel sebagai akibat radiasi yang setara dosis, sedangkan ß merepresentasikan jumlah disentrik per sel akibat radiasi yang setara kuadrat dosis [4]. Dengan demikian jelas bahwa laboratorium yang akan melakukan biodosimetri melalui analisis aberasi kromosom khususnya disentrik harus memiliki kurva standar respon dosis terlebih dahulu [1]. Nilai dosis yang diperoleh melalui kurva standar respon dosis tidak sepenuhnya akurat. Untuk mengekspresikan ketidakakuratan tersebut maka batas kepercayaan 95 persen (%) dipilih sebagai tingkat kepercayaan terhadap nilai dosis yang diperoleh. Batas kepercayaan 95% mencerminkan interval besaran nilai dosis yang dapat merepresentasikan 95% dari nilai dosis sebenarnya [4]. International Atomic Energy Agency (IAEA) dalam buku penuntun analisis aberasi kromosom menjelaskan tiga metode untuk memprediksi dosis radiasi serta batas atas dan bawah kepercayaannya dengan menggunakan kurva standar respon dosis secara lengkap [4]. Saat ini telah banyak laboratorium yang membuat perangkat lunak untuk membantu pembuatan kurva standar respon dosis dan memprediksi dosis serap yang diterima tubuh secara lebih cepat. Tetapi umumnya perangkat lunak yang dibuat tidak mudah digunakan. Untuk mengatasi permasalahan tersebut telah dikembangkan perangkat lunak untuk membantu pembuatan kurva standar respon dosis dan memprediksi dosis serap tubuh yang mudah digunakan. Perangkat lunak tersebut dinamakan Chromosomal Aberrations Calculation Software 2.0 (CABAS 2.0). CABAS di buat untuk memudahkan penentuan nilai A, a dan ß, membuat secara otomatis kurva standar respon dosis, serta memprediksi dosis radiasi yang di terima tubuh. Nilai A, a dan ß diperoleh dengan memasukkan data dasar jumlah kromosom disentrik pada beberapa variasi dosis yang berbeda. Sangat disarankan agar memasukkan sembilan variasi dosis. Empat variasi dosis pertama berada pada rentang nilai 0 sampai 1 Gy dan selebihnya ialah dosis 2, 3, 4, dan 5 [6]. Tujuan dari kegiatan yang dilakukan ialah untuk mengetahui keakuratan CABAS dalam menentukan nila i A, a dan ß, membuat kurva standar respon dosis, dan memprediksi dosis serap tubuh serta batas atas dan bawah kepercayaannya. Hasil yang diperoleh akan dibandingkan dengan hasil penghitungan menggunakan perangkat lunak Microsoft Excel.

BAHAN DAN METODE Bahan yang digunakan adalah data aberasi kromosom dari penelitian sebelumnya menggunakan sinar gamma, sinar X 6 MeV (Tabel 1) [6-8], contoh kasus pada buku penuntun IAEA [4], serta perangkat lunak CABAS Versi 2.0 (Gambar 1) [6].

137


Tabel 1. Frekuensi aberasi kromosom akibat iradiasi sinar gamma dan sinar X 6 MeV [6-8].

Dosis

(Gy)

0 0,25 0,5 0,75 1 1,5 2 3 5 8

Data aberasi kromosom untuk pengujian CABAS [6]

Data aberasi kromosom oleh sinar Gamma [7]

Data aberasi kromosom oleh sinar X 6 MeV [8]

Jumlah sel metafase yang diamati

Aberasi kromosom per sel





2000 6883 4917 2366 462 494 173 89

0.0005 0.0069 0.0242 0.0600 0.2272 0.4898 1.3526 3.3820

2000 2000 2000 1500 -

0,0015 0,0333 0,0720 0,2413 -

1382 1500 1500 1500 1500 1298 -

0 0,0013 0,0020 0,0060 0,010 0,0208 -

Gambar 1. Tampilan awal perangkat lunak CABAS

138


HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengolahan data penelitian Syaifudin dan Chang-Mo Kang dengan CABAS menghasilkan nilai A, a dan ß masing-masing sebesar 0,0015; 0,030; dan 0,043. Pada CABAS ditampilkan secara langsung kurva standar respon dosis terhadap jumlah aberasi kromosom yang diperoleh melalui persamaan Y = 0,0015 + 0,03D + 0,043D 2 (Gambar 2).

Gambar 2. Hasil pengolahan data Syaifudin dan Chang-Mo Kang dengan CABAS Nilai A merupakan frekuensi aberasi kromosom pada dosis latar yaitu 0 Gy sedangkan nilai a dan ß didapatkan melalui penyelesaian sistem linear dari empat persamaan dengan dua bilangan tak diketahui. Berikut empat persamaan Y = A + aD + ßD2 berdasarkan dosis yang diberikan. 0,0015 = 0,0015 + a(0) + ß(0) 2 0,0333 = 0,0015 + a(0,5) + ß(0,5) 2 0,0720 = 0,0015 + a(1) + ß(1) 2 0,2413 = 0,0015 + a(2) + ß(2) 2 Nilai a dan ß yang diperoleh melalui CABAS tidak berbeda jauh dengan penghitungan menggunakan Microsoft Excel yang menghasilkan nilai masing-masing sebesar 0,0853 dan 0,0485. Perbedaan yang terjadi mungkin disebabkan terdapat satu nilai dosis yang tidak diikutsertakan dalam penghitungan dengan CABAS. Dosis 0,1 139


Gy tidak dapat diikutsertakan karena pada CABAS telah diatur agar variasi dosis yang dapat dimasukkan pada dosis di bawah 1 Gy memiliki varia si yang sama sebagaimana terlihat pada Tabel 1 [6]. Hal yang sama terjadi pada penghitungan nilai A, a, dan ß dengan CABAS menggunakan data penelitian Yanti Lusiyanti dkk. Nilai A, a dan ß yang diperoleh dengan menggunakan CABAS ialah masing-masing sebesar 0; 0,0014; dan 0,00179 (Gambar 3). Hasil penghitungan menggunakan Microsoft Excel menghasilkan nila i A, a dan ß masing-masing sebesar 0,0001; 0,0010; dan 0,00019. Terlihat bahwa hasil yang diperoleh dengan CABAS dan Microsoft Excel tidak berbeda jauh.

Gambar 3. Hasil pengolahan data Yanti Lusiyanti dkk dengan CABAS Prediksi dosis dengan program CABAS mengunakan contoh kasus pada buku penuntun IAEA dengan nilai A, a dan ß telah ditentukan terlebih dahulu yaitu masingmasing sebesar 0,000476; 0,01645; dan 0,04925. Kasus yang terjadi adalah ditemukannya 25 kromosom disentrik pada pengamatan 500 sel limfosit darah korban kecelakaan radiasi yang terekspos sinar Gamma. Prediksi dosis serap yang diterima tubuh korban dengan CABAS menghasilkan nilai sebesar 0,8496 Gy serta batas bawah kepercayaan sebesar 0,6547 Gy dan batas atas sebesar 1,0646 Gy (Gambar 4). Sedangkan prediksi besarnya dosis serap tubuh menggunakan kurva respon dosis standar menghasilkan nilai sebesar 0,8500 Gy dengan batas atas dan bawah kepercayaan sebesar 0,6450 dan 1,0600 Gy. Terlihat bahwa hasil yang diperoleh melalui CABAS tidak berbeda jauh dengan hasil penghitungan menggunakan kurva respon dosis standar. 140


Gambar 4. Hasil prediksi dosis menggunakan CABAS pada contoh kasus IAEA Hasil pengolahan data dengan CABAS untuk menentukan nilai A, a dan ß, membuat kurva standar respon dosis, dan memprediksi dosis serap tubuh serta batas atas dan bawah kepercayaannya menunjukkan tingkat keakuratan yang cukup baik. Hal ini mungkin disebabkan karena CABAS di buat oleh beberapa peneliti yang telah lama menekuni bidang sitogenetika serta telah diujicobakan pada masing-masing laboratorium peneliti tersebut untuk memastikan keakuratannya. CABAS selain dapat digunakan untuk menentukan nilai A, a dan ß, membuat kurva standar respon dosis, dan memprediksi dosis serap tubuh serta batas atas dan bawah kepercayaannya juga dapat digunakan untuk memprediksi dosis pada kasus pajanan lokal (partial body exposure) [6].

KESIMPULAN CABAS merupakan perangkat lunak yang dapat digunakan untuk menentukan nilai A, a dan ß, membantu pembuatan kurva standar respon dosis yang menggambarkan hubungan antara frekuensi aberasi kromosom khususnya disentrik pada sel limfosit dengan dosis radiasi, dan memprediksi dosis serap tubuh serta batas kepercayaannya secara akurat di laboratorium Sitogenetik PTKMR.

141


DAFTAR PUSTAKA 1. SILVA-BARBOSA, I., PERERIA-MAGNATA, S., AMARAL, A., SOTERO, G., dan MELO H.C., Dose Assessment by Quantification of Chromosome Aberrations and Micronuclei in Peripheral Blood Lymphocytes from Patients Exposed to Gamma Radiation. Genetics and Molecular Biology, 28(3) (2005)452-457. 2. SZLUINSKA, M., EDWARDS, A., LLYOD, D., Statistical Methods for Biological Dosimetry. HPA Report. 2005. 3. ALATAS, Z., Efek Paparan Radiasi Pada Manusia. http://serpong6.batan.go.id/ ptkmrReferensi/efek_radiasi.htm, Jakarta. 2005. 4. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY., Cytogenetic Analysis for Radiation Dose Assessment. Technical Reports Series No. 405, IAEA, Vienna. 2001. 5. TOP, A., COPKUM, M., dan ORTA, T., Biological Dosimetry of Co-60 Gamma Radiation. Turk J Haematol. 17(4) (2000)189-196. 6. DEPERAS, J., SZLUINSKA, M., DEPERAS-KAMISKA, M., EDWARDS, A., LLYOD, D., LINDHLOM, C., ROMM, H., ROY, L., MORAND, J., dan WOJCIK, A., CABAS: A Freely Avalaible PC Program for Fitting Calibration Curves in Chromosome Aberration Dosimetry. Radiation Protection Dosimetry 124(2)(2007)115-123. 7. SYAIFUDIN, M., dan KANG, C.M., Induksi Aberasi Kromosom dan Mikronuklei Dalam Limfosit Manusia Akibat Radiasi Sinar Gamma dan Keandalannya Sebagai Dosimeter Biologi. Prosiding Seminar Nasional Fisika Universitas Andalas. 2007. 8. LUSIYANTI, Y., INDRAWATI, I., BUDIANTARI, T., dan ALATAS, Z., Induksi Aberasi Kromosom Oleh Berkas Sinar X Dari Pesawat Akselerator Linier. Prosiding PPI-PDIPTN. 2004.

142


DISKUSI

ANTON BASRI Efek 2 sentromer pada kromosom apa efeknya bagi tubuh manusia ? apakah pada pria dan wanita sama dan bagaimana pengaruh terhadap keturunan YANTI LUSIYANTI Sifat aberasi kromosom disentral tidak permanen pada manusia, sel yang mengandung kromosom disentril akan mati dan akan tergantikan oleh sel yang baru. Kecuali bila yang terkena radiasi adalah sumsum tulang seperti pada kasus bom nuklir Hiroshima. Korban pemboman tersebut bila sekarang diperiksa tetap mengalami kerusakan pada kromosomnya. Efeknya pada pria dan wanita sama. Efek aberasi kromososm disentril pada pria dan wanita sama kecuali apabila radiasi mengenai materi genetik maka efeknya akan berpengaruh terhadap keturunan. AGUSTIAR 1. 2. 3.

Program perangkat cabas 2.0 yang digunakan dalam penelitian yang digunakan dalam kurva respon dosis, yang menjadi pertanyaan apakah telah dibandingkan dengan program yang lain, dimana kelebihannya ? Literatur yang digunakan IAEA mohon diperjelas IAEA yang mana, karena buku IAEA cukup banyak ? Berkenaan dengan pertanyaan no.1, sejauh mana penerapannya ? Di mana?

YANTI LUSIYANTI 1. 2. 3.

Untuk perhitungan kurva respon dosis perangkat lunak CABAS 2.0 dibandingkan dengan perhitungan menggunakan progran Microsoft Excell dll. Kelebihan program CABAS memudahkan dalam perhitungan lebih cepat dan akurat. Acuan untuk studi kasus penerapan Estimasi dosis yaitu buku Technical Reports SeriesNo. 405 “Cytogenetic Analysis for Radiation dose Assesment” . Untuk program CABAS yaitu Jurnal Radiation Protection Dosimetri 124

NURDIN EFFENDI Kenapa fungsinya dibatasi orde (pangkat) dua ? 143


YANTI LUSIYANTI Berdasarkan referensi dari IAEA Technical Reports Series 405 telah diterapkan bahwa model persamaan untuk tipe radiasi dengan LET rendah adalah model persamaan Linier Quadratic y = A + αD + βD2 , sedangkan untuk LET tinggi adalah linier y = A + αD

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

1. 2. 3. 4. 5.

Nama : Yanti Lusiyanti Tempat/Tanggal Lahir : Tasikmalaya, 6 September 1963 Instansi : PTKMR-BATAN Pekerjaan / Jabatan : Ajun Peneliti Madya Riwayat Pendidikan : (setelah SMA sampai sekarang) • S1 Biologi UGM 6. Pengalaman Kerja : • PTKMR – BATAN 7. Publikasi Ilmiah : • Apoptosis Dan respon Biologik Sel Sebagai Faktor Prognosa Radioterapi Kanker (Buletin ALARA,2006) • Pemeriksaan Aberasi kromosom stabil dengan Tehnik FISH (Buletin ALARA, 2006)

Daftar Isi

144

PERANGKAT LUNAK CABAS VERSI 2.0 UNTUK PREDIKSI DOSIS RADIASI BERDASARKAN ANALISIS ABERASI KROMOSOM

Recommend Documents