Uji Aktivitas Antikanker Protein Ekstraseluler dari Bakteri Simbion Alga Coklat Sargassum sp. ABSTRAK Bakteri simbion alga merupakan sumber metabolit bioaktif yang potensial sebagai bahan baku obat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi antikanker fraksi protein yang diisolasi dari bakteri Staphylococcus aureus SB -5(1) yang bersimbion dengan alga coklat Sargassum binderi yang dikumpulkan dari pulau Lae-lae, Sulawesi Selatan. Protein ekstraseluler diisolasi menggunakan metode fraksinasi amonium sulfat pada tingkat kejenuhan 0-20%, 20-40%, 40-60% dan 60-80%. Pemurnian protein dilakukan dengan cara dialisis menggunakan kantong selofan. Uji aktivitas antikanker menggunakan uji pendahuluan metode Brine Shrimp Lethality Test (BSLT). Hasil penelitian menunjukkan bahwa dua fraksi protein ekstraseluler dari bakteri Staphylococcus aureus SB -5(1) potensial untuk dikembangkan sebagai obat antikanker. Fraksi protein ekstraseluler dengan tingkat kejenuhan 60-80% merupakan fraksi yang paling berpotensi untuk dikembangkan sebagai obat antikanker dengan nilai LC50 sebesar 72,76 μg/mL. Kata Kunci: Alga, Antikanker, Staphylococcus aureus, Fraksi Protein. PENDAHULUAN
Salah satu bahan alam yang potensial
Kanker adalah pertumbuhan dan penyebaran sel yang tidak terkendali yang dapat mempegaruhi hampir setiap bagian tubuh (WHO, 2012). Saat ini kanker merupakan salah satu penyakit yang
mengancam
sebagian
besar
kehidupan dengan lebih dari 100 jenis yang
berbeda
(Depkes
RI,
2008).
Kurangnya obat yang efektif, mahalnya biaya kemoterapi dan efek samping obat antikanker
dapat
kematian.
Oleh karena itu pencarian
bahan
alami
antikarsinogen
menjadi yang dilakukan
penyebab memiliki untuk
mencegah, memperlambat atau menekan pertumbuhan kanker (Philip dkk., 2011).
untuk dijadikan bahan baku obat adalah biota laut seperti alga (Trianto dkk., 2004). Beberapa alga telah dilaporkan menunjukkan aktivitas antikanker, salah satu diantaranya adalah kelompok alga coklat terutama dari genus Sargassum dan Turbinaria.
Pemanfaatan bakteri
simbion alga sebagai bahan penelitian lebih dengan
menguntungkan penggunaan
dibandingkan alga
karena
pertumbuhan bakteri mudah dikontrol dan dapat diperbanyak dalam waktu yang cepat serta jumlah sampel yang dibutuhkan 2011).
sedikit Bakteri
(Abubakar simbion
dkk.,
biasanya
menghasilkan senyawa bioaktif yang
sama seperti inangnya (Perez-Matos dkk.,
antara BSLT dan uji sitotoksik.
2007).
penentuan aktivitas antikanker protein Studi yang dilakukan di Todos
Santos
Bay,
Mexico,
menunjukkan
Jadi,
ekstraseluler dari bakteri simbion alga dapat
diketahui
dengan
melihat
bahwa bakteri yang bersimbion dengan
kemampuan toksisitas fraksi protein
permukaan alga umumnya dari jenis
terhadap
Bacillus dan dilaporkan menunjukkan
menggunakan metode BSLT.
aktivitas
antikanker.
Salah
satu
Artemia
salina
Leach
METODE PENELITIAN
contohnya adalah bakteri simbion pada Sargassum muticum menunjukkan nilai
1. Isolasi Bakteri Simbion dan Seleksi
IC50 5,5 µg/ml mampu menghambat sel-
Isolat Penghasil Senyawa Antikanker
sel
kanker
usus
besar
Sampel yang telah disegarkan
(HCT-116)
pada media NB diambil sebanyak 1 mL
(Villareal-Gomez dkk., 2010). Hasil penelitian yang dilakukan
dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi
oleh Maya (2011) menunjukkan bahwa
yang berisi 9 mL air laut. Dilakukan
aktivitas toksisitas terkuat diberikan oleh
pengenceran bertingkat yaitu 10-5 hingga
fraksi protein 20-40% dari alga Gelidium
pengenceran
amansii dan fraksi protein 60-80% dari
ditumbuhkan pada media NA dengan
alga Turbinaria decurrens dengan nilai
suhu 37
LC50 sebesar 28,84 μg/mL dan 141,25
Selanjutnya dipilih beberapa koloni yang
μg/mL. Penelitian yang dilakukan oleh
mewakili kemudian digores beberapa
Usman dkk. (2011) juga menunjukkan
kali dengan metode kuadran hingga
adanya
bisa
diperoleh koloni tunggal. Seleksi isolat
menghambat pertumbuhan sel Hela pada
dilakukan dengan cara menguji toksisitas
kejenuhan protein 20-40% dengan nilai
ekstrak
LC50 sebesar 28,84 μg/mL dan IC50
menggunakan metode BSLT.
sebesar 26,49 μg/mL.
yang memiliki LC50 terendah merupakan
protein
bioaktif
Berdasarkan Carballo
dkk.,
yang
hasil
(2002),
penelitian penggunaan
o
10-10
kemudian
C selama 2 x 24 jam.
kasar
protein
ekstraseluler Isolat
isolat yang memiliki aktivitas terbesar dan
digunakan
untuk
prosedur
metode Brine Shrimp Lethality Test
selanjutnya.
(BSLT)
2. Identifikasi Isolat dan Penentuan Waktu Produksi Optimum Protein Ekstraseluler
untuk
farmakologi
pengujian
produk
bahan
aktivitas alam
menunjukkan adanya korelasi positif
Identifikasi isolat yang memiliki
menggunakan
amonium
sulfat
pada
toksisitas terbesar meliputi pewarnaan
tingkat kejenuhan masing-masing: 0-
gram dan uji biokimia.
20 %, 20-40 %,
Uji biokimia
40-60 %, dan 60-
yang dilakukan terdiri dari uji TSIA
80 %.
(Triple Sugar Iron Agar), SIM (Sulfid
diperoleh dari hasil fraksinasi dilarutkan
Indol Motility), uji fermentasi gula-gula,
menggunakan
sitrat, urea, VP-MR (Methyl Red-Voger
didialisis menggunakan buffer C.
Proskaur).
Penentuan waktu produksi
4. Uji Aktivitas Antikanker Melalui
optimum protein ekstraseluler dilakukan
Uji Toksisitas dengan Menggunakan
dengan cara mengambil 2-3 ose isolat
Metode BSLT
bakteri
4.1 Penyiapan Larva Udang
dan
dimasukkan
ke
dalam
Erlenmeyer yang berisi 100 mL media NB steril. Kemudian biakan diinkubasi o
Selanjutnya, endapan yang
Telur
buffer
udang
B
kemudian
dicuci
dengan
bayclin kemudian dibilas dengan air
pada suhu 37 C di atas shaker selama ±
sampai bersih lalu dimasukkan ke dalam
4 hari dan dilakukan sampling setiap 12
wadah
jam untuk mengukur optical density (OD)
ditetaskan. Selanjutnya diaerasi di bawah
dan kadar proteinnya.
cahaya lampu pijar 40-60 watt selama 48
3.
Produksi,
Fraksinasi
dan
Pemurnian Protein Ekstraseluler
yang berisi
air laut
untuk
jam. 4.2 Pelaksanaan Uji
Apabila waktu produksi optimum
Sampel uji (fraksi-fraksi protein)
protein telah diketahui, maka dilakukan
dipipet sesuai dengan perhitungan untuk
produksi protein dalam skala besar pada
konsentrasi 1, 10, dan 100 μg/mL dan
kondisi optimal tersebut.
dimasukkan
Selanjutnya,
ke
dalam
vial
lalu
media produksi yang mengandung kultur
ditambahkan sedikit air laut. Masing-
bakteri disentrifugasi pada kecepatan
masing konsentrasi dibuat dalam 3 vial
o
5000 rpm dan suhu 4 C selama 30 menit
(triplo). Larva udang sebanyak 10 ekor
untuk memisahkan filtrat dan sel. Filtrat
dimasukkan
yang merupakan ekstrak kasar protein
kemudian ditambahkan dengan air laut
ekstraseluler disimpan di dalam lemari
sampai volume 5 mL. Perlakuan yang
es untuk proses selanjutnya.
sama dilakukan untuk pelarut sampel uji
Ekstrak ekstraseluler
kasar difraksinasi
kedalam
sampel
uji
protein
(buffer
dengan
kontrol negatif. Jumlah larva yang mati
B)
yang
berfungsi
sebagai
dan yang hidup diamati dan dihitung
2. Identifikasi Isolat dan Penentuan
serta ditentukan nilai LC50 dengan
Waktu Produksi Optimum Protein
menggunakan analisis probit.
Ekstraseluler Berdasarkan
HASIL DAN PEMBAHASAN
data
hasil
identifikasi yang ada dan didukung oleh
1. Isolasi Bakteri Simbion dan Seleksi
ciri
morfologi
serta
fisiologi
dari
Isolat Penghasil Senyawa Antikanker
penelitian sebelumnya, isolat bakteri
Isolat bakteri diperoleh melalui
simbion SB -5(1) menunjukkan ciri-ciri
teknik pengenceran bertingkat mulai dari
yang mengarah pada Staphylococcus
10-5-10-10.
pengenceran
Pemilihan
aureus.
Oleh karena itu selanjutnya
pengenceran tersebut didasarkan pada
isolat ini diberi nama Staphylococcus
perkiraan
aureus SB -5(1).
jumlah
mikroba
tersuspensi dalam cairan.
yang
Dari kedua
optimum
Waktu produksi
protein ini
ekstraseluler
adalah
84
dari
jenis alga coklat tersebut diperoleh 8
bakteri
jam
yang
isolat bakteri yang dipilih berdasarkan
ditentukan dengan cara mengukur nilai
jenis koloni, 4 isolat berasal dari
OD dan kadar protein setiap 12 jam. Penelitian yang dilakukan oleh
permukaan alga dan 4 isolat dari dalam alga yang kemudian diberi kode BSP -
Swofford
10(1), BSP -10(2), BSB -9(1), BSB -9(2),
menunjukkan bahwa α-hemolisin dari
SB -5(1), SB -5(2), SP -6(1), dan SP -
Staphylococcus
6(2).
merupakan protein hasil sekresi yang
Diantara 8 isolat yang terpilih,
terdapat
3
isolat
yang
berpotensi
dkk.,
(2014) aureus
juga (SAH)
sangat berpotensi untuk dijadikan obat
menghasilkan senyawa antikanker yaitu
antikanker.
SB -5(1), SB -5(2) dan SP -6(2) dengan
dalam membunuh sel kanker karsinoma
nilai
MCF-7 adalah 7,1% per menit.
LC50
masing-masing
sebesar
91,7275 µg/mL; 862,62 µg/mL; dan 974,74 µg/mL. Semakin kecil nilai LC50 suatu
sampel
maka
semakin
toksisitasnya oleh karena itu isolat
besar SB
-5(1) dipilih dan dilanjutkan untuk proses penelitian selanjutnya.
3. Kadar Fraksi
Kemampuan α-hemolicin
Protein Protein
Masing-Masing
Ekstraseluler
dari
Bakteri Staphylococcus aureus SB -5(1)
Tabel 1. Distribusi kadar protein ekstraseluler dari masing-masing fraksi pada beberapa persen kejenuhan amonium sulfat Fraksi Protein (%)
Volume Setiap Fraksi (mL)
Kadar Protein (mg/mL)
Total protein (mg)
0 - 20
8,57
0,745
6,384
20 - 40
8,39
0,173
1,451
40 - 60
7,27
0,244
1,773
60 - 80
9,45
0,325
3,071
bersifat toksik yaitu fraksi 20 - 40% kejenuhan
dan
fraksi
60
-
80%
kejenuhan. Fraksi protein ekstraseluler yang memiliki toksisitas tertinggi yaitu fraksi 60 - 80% kejenuhan dengan nilai LC50 sebesar 72,76 μg/mL. KESIMPULAN Sebanyak
3
isolat
bakteri
simbion penghasil senyawa antikanker berhasil diisolasi dari dua jenis alga
Perbedaan kadar protein pada
coklat
fraksi
adanya
Sargassum binderi dan 1 isolat dari
perbedaan kelarutan protein dalam air
Sargassum policystum. Bakteri simbion
sehingga
yang
tiap
terjadi jumlah
karena protein
yang
yaitu
isolat
menghasilkan
toksisitas
mengendap juga berbeda.
2
terbesar
berasal
dari
protein
dengan
terhadap
Artemia
salina Leach berasal dari bagian dalam 4. Uji Aktivitas Antikanker Melalui Uji Toksisitas dari Setiap Fraksi Protein Ekstraseluler Bakteri Staphylococcus aureus SB -5(1) Tabel 2. Nilai LC50 masing-masing fraksi protein ekstraseluler dari bakteri Staphylococcus aureus SB -5(1)
alga coklat Sargassum binderi dan teridentifikasi
sebagai
bakteri
Staphylococcus aureus SB -5(1). Fraksi protein yang memiliki aktivitas terbesar adalah fraksi 60 - 80% kejenuhan dengan nilai LC50 sebesar 72,76 μg/mL.
Fraksi protein (%)
Nilai LC50 (μg/mL)
Toksisitas
0 - 20
3589,7
Tidak Toksik
20 - 40
337,11
Toksik
40 - 60
408722
Tidak Toksik
60 - 80
72,76
Toksik
SARAN Protein yang diperoleh sebagai antikanker sebaiknya dimurnikan dan dikarakterisasi
lebih
lanjut
untuk
mendapatkan informasi yang lebih jelas tentang urutan asam aminonya dan fraksi
Berdasarkan nilai LC50 yang diperoleh
maka
dapat
disimpulkan
bahwa terdapat dua fraksi protein yang
yang memiliki aktivitas terbesar diuji langsung pada sel kanker tertentu.
DAFTAR PUSTAKA Abubakar, H., Wahyudi, A.T., dan Yuhana, M., 2011, Skrining Bakteri yang Berasosiasi dengan Spons Jaspis sp. Sebagai Penghasil Senyawa Antimikroba, Ilmu Kelautan, 16 (1): 35-40. Carballo, J.L., Hernandes-Inda, Z.L., Perez, P., dan GarciaGravalos, M.D., 2002, A Comparison Between Two Brine Shrimp Assays to Detect In-Vitro Cytotoxicity in Marine Natural Products, BioMed, 2 (17): 1472 - 6750. Depkes RI, 2008, Riset Kesehatan Dasar, Laporan Nasional 2007, Jakarta. Maya, I.S., 2011, Isolasi dan Karakterisasi Protein Bioaktif dari Alga Merah (Gelidium amansii) dan Alga Hijau (Turbinaria decurrens) sebagai Antibakteri dan Antikanker, Skripsi tidak diterbitkan, Jurusan Kimia FMIPA Universitas Hasanuddin, Makassar. Pérez-Matos, A.E., Rosado, W., Govind, N.S., 2007, Bacterial Diversity Associated with the Caribbean Tunicate Ecteinascidia turbinata, Department of Marine Sciences University of Puerto Rico, 92 (2): 155 - 164. Philip, Deepa, Kaleena P.K., dan Valivittan K., 2011, In Vitro Cytotoxicity and Anticancer Activity of Sansevieria roxburghiana, 3 (3): 2 - 4.
Swofford, C.A., Jean, A.T.S., Panteli, J.T., Brentzel, Z.J., dan Forbes, N.S., 2014, Identification of Staphylococcus aureus αHemolysin as Protein Drug that is Secreted by Anticancer Bacteria and Rapidly Kills Cancer Cell, Biotechnol Bioeng, 111 (6): 1233 - 1245. Trianto, A., Ambariyanto, dan Retno, M., 2004, Skrining Bahan Anti Kanker pada Berbagai Jenis Gorgonian Terhadap L1210 Cell Line, Ilmu Kelautan, UNDIP, 9 (3): 120 - 124. Usman, H., Natsir, H., dan Dali, S., 2011, Isolation and Characterization of Bioactive Protein from Green Algae Turbinaria decurrens as Antibacterial and Anticancer Agent, Tekno-Sains, UNHAS Repository. Villarreal-Gomez, L. J., SoriaMercado, I. F., Guerra-Rivas, G., dan Nahara E. AyalaSanchez, 2010, Antibacterial and Anticancer Activity of Seaweeds and Bacteria Associated with Their Surface, Revista de Biología Marina y Oceanografía, 45 (2): 267 - 275. World Health Organization, 2012, Cancer, (online), (http://www.who.int/ mediacentre/factsheets/fs297 /en/index.html), diakses tanggal 05 Oktober 2012.
