STUDI POTENSI EKSTRAK BRUCEA JAVANICA SEBAGAI BIOAKTIFANTIKANKER PAYUDARA TERHADAP SEL T47D

Rina Andriyani dan Zalinar UdinPusat Penelitian Kimia-LiPI

JI. Cisitu - Sangkuriang Bandung 40135e-mail: zalinarudin@yahoo.com

INTISARI

Meningkatnya penderita kankerdi Indonesia danlangkanya obat untuk pengobatan pasien-pasientersebut, memicu para ahli untuk melakukanserangkaian penelitian yang' berhubungan denganpencarian obat kanker baru. Buah makasar (Bruceajavanica) merupakan tanaman yang diketahui memilikiaktivitas sebagaiantikanker.

Pada penelitian ini akan diuji bioaktivitasantikanker ekstrak Brucea javanica terhadap sel kankerpayudara T47D dengan metode SRB secara in vitro.Selain itu juga di pelajari mekanisme interaksi antaraekstrak tersebut dengan DNA yang diisolasi dari selkanker T47D. Dalam rangka mempelajari mekanismetersebut di atas, telah dilakukan metode Hdot blotting"untuk mengamati interaksi antara molekul DNA selkanker T47D dengan eksirak Brucea javanica. Hasilinteraksi dianalisis menggunakan Kromatografi CairKinerja Tinggi (KCKT).

Hasil pengujian bioaktivitas antikanker, dalammenghambat pertumbuhan sel T47D menunjukkanbahwa ekstrak Brucea javanica memiliki aktivitasdengan ICso 2,69 g/mL, sedangkan hasil interaksiantara ekstrak Brucea javanica dengan DNA sel yangdiamati dengan KCKT terdeteksi pada waktu retensi2,26; 3,63 dan 3,94 menit. Data ini menunjukkanbahwa diduga ketiga kandidat senyawa dengan wakturetensi tersebut yang menyebabkan adanya bioaktivitas

~----I.11./(J~kerrrE:da~n!·4ekstrak Brucea javaniea-.

research. Buah makasar (Brucea javanica) known hasanticancer activity.

This research would bioassay the anticanceractivity ofBrucea javanica extract toward T47D breastcancercell by in-vitro method, using SRB dyed.In orderto study the mechanism, a dot blotting method wascarried out to observe the interaction between theBrucea javanica extract with the chromosomal DNAmolecule of T47D Cell Line. The interaction resultswere analyzed with High Performance Liquii:Chromatography (HPLC)methods.

The result of anticancer activity assay iouxm;T47D cell showed that Brucea javanica extract hasactivity with ICso 2.69 g/mL, whereas, the interactionresult was analyzed with High Performance Liquu;Chromatography (HPLC) methods, exhibited tJ:reduction peaks with the retention time 2.26; 3.63 ana3.94 minutes. It was concluded that the bioactiueactivity ofBrucea javanica due to the presenceof thesi!candidates.

Keyword: Anticancer bioactivity, DNA ofT47D ceIl,Brucea javanica extract, molecular Interaction

PENDAHULUAN

Kanker adalah suatu penyakit yangdisebabkan oleh pertumbuhan jaringan yangtidak normal akibat hilangnya mekanisme kontrolsel. Ada beberapa faktor yang menyebabkan

an a mekanismeKataKunci:

ABSTRACI'

The high level of cancer deseasein Indonesia andthe scarcity of anticancer drugs haveencouraged manyscientists to do a series of cancer-drug discovery

8

diantaranya virus dan beberapa proses fisika dankimia termasuk reaksi radikal bebas. Akibatadanya serangan dari faktor-faktor tersebut, suatusel normal dapatmengalami transformasi menjadisel kanker. Sel kanker yang terbentuk dapatmembelah diri dan selanjutnya membentuk selkanker yang lain (Syari/ et al., 1995).

JKTI, VOL. 12, No.1, Juni 2010

Dewasa ini kanker masih merupakanpenyakit yang mengerikan karena sifatnya yangmematikan. Jumlah penderita kanker semakinlama sernakin meningkat, dan ini terjadi pula diAmerika Serikat yang diperkirakan pada tahun1996 lebih dari 1.350.000kasus telah didiagnosapositif kanker dengan lebih dari setengah jutapasien penderita kanker berada pada stadiumlanjut (Atta-ur-Rahman et al., 1998). Di negara inipenyakit kanker merupakan pembunuh nomordua setelah penyakit jantung pada orang dewasadan akibat kecelakaan pada anak. Sedangkan diIndonesia data masih belum sempurna, tetapidibeberapa rumah sakit besar, penyakit inimerupakan penyebab kematian peringkat keduaatau ketiga.Menurut WHO, penyakit kanker padasuatu saat akan menjadi masalah kesehatan utamabaik di negara maju maupun di negaraberkembang, termasuk Indonesia. Diperkirakanpenyakit ini diderita oleh 15 orang pada setiap100.000penduduk dunia.

Penyakit kanker diderita oleh lebih dari6juta orang diseluruh dunia setiap tahunnya, satudari lima orang Indonesia akan memiliki riwayatpemah terjangkit penyakit kanker dan satu daritiga orang Indonesia akan meninggal akibatkanker.Meskipun telah miliaran dolar dihabiskandalam penelitiaan pencarian obat kanker dalambeberapa dekade ini, tetapi kemajuan dalamrangka mereduksi angka statistik pengidapkankermasih cukup sedikit.

Menurut data Departemen KesehatanRepublik Indonesia, sampai sat ini telahditemukan sekitar 7.500 jenis tanaman obat.Sekitar 10% di antaranya merupakan tanamanobat untuk penyakit kanker (Hariana, 2006).

Namum sangat disayangkan bahwa belumdilakukan penelitian secara mendalam tentan.gkhasiatnya dalam mencegah proses pembelahansel kanker. Juga belum jelas cara kerja obat bahanalam ini, apakah menghambat kerja enzim ataulainnya. Sampai saat ini belum ada jamu instanyang mampu menyembuhkan penyakit kankeryang hasilnya dapat dipertanggung jawabkansecara medis atau ilmiah. Akan tetapi, yang jelasobat bahan alam ini dapat diperoleh dengan harga

JKTI, VOL 12, No.1, Juni 2010

murah, bermanfaat, dan efeksamping yang cukupringan, karena merupakan bahan makanan sehari-hari yang dapat dikonsumsi setiap waktu.Pemanfaatan bahan alam, khusus tumbuhansebagai obat atau bahan baku obat merupakansalah satu alternatif penanggulanganpermasalahan kebutuhan bahan baku obat diIndonesia, dimana 90%masih merupakan produkimpor (Endo, A., 1987; Hariana, 2006). Penelusurankhasiat tumbuh-tumbuhan obat tradisionalterhadap penyakit kanker akan memberikan nilaitambah bagi kekayaan alam Indonesia, antara lainsebagai bahan baku substitusi impor dan dapatdikembangkan lebih lanjut sebagai sediaanfitofarmaka. Adanya potensi sumber dayatumbuhan obat Indonesia, juga dikaitkan dengankrisis ekonomi saat ini, maka khasiat tumbuhanobat dalam penanggulangan penyakit kankerperlu diteliti.

Tujuan dari penelitian ini adalah untukmengetahui ekstrak Brucea javanica yang memilikipotensi aktivitas biologi antikanker yang selektifterhadap kanker payudara dan juga mempelajariinteraksi antara ekstrak tersebut dengan DNAyang diisolasi dari selkanker T47D.Brucea javanicamerupakan tanaman dari famili Simaroubaceae, ordosapindales, divisi angiosperms, kingdom plantae.Tanaman ini digunakan bagian buahnya sebagaiantikanker pada kanker kerongkongan (esofagus),lambung, rektum, paru-paru, leher rahim(serviks),dankulit (Sumber:Iptek.net).Sedangkanuntuk bagian daunnya, penulis tidak menemukanpenelitian yang meneliti kearah tersebut.

Penelitian yang telah dilakukan olehMuriel Mucendet dkk (2004)juga menunjukkanbahwa senyawa brucatol yang terkandung dalambuah Brucea javanica menginduksi diferesiensi selHL60meliputi pengaktifan Nuclear Factor kappa f3(NF-KP).NF-KPmerupakan suatu protein yangmengontrol transkripsi DNA. Protein inimemegang peranan penting dalam sistemregulasirespon imun akibat infeksi. Apabila sistemregulasi NF-Kp terganggu, hal ini akanmengakibatkan timbulnya beberapa penyakitbarn, diantaranya kanker. Luyengi dkk. (1996)menemukan sebuah lignan dan empat buah

9

terpenoid yang terkandung dalam Brucea javanicadan mempunyai indikasi dalam menginduksidiferesiensi sel HL60. Senyawa-senyawa tersebutdiantaranya adalah guaiacylglycerol-fJ-O-6'-(2-methoxy)cinnamyl alcohol ether, simaroubolides,brusatol, dehydrobrusatol, yadanziolide C danblumenolA,

Buah Brucea javanica dalam pengobatanCina, Lau dkk (2008), mengemukakan buahtersebut diperkirakan merniliki sifat antikankerdan telah terbukti merniliki aktivitas sebagaiantiproliferasi dan proapoptosis pada sel kankermanusia.

Aktivitas antikanker terhadap sel murineleukemia P388, meskipun lemah ditunjukkan olehsenyawa-senyawa quassinoids yang terkandungdalam biji Brucea javanicaI. Senyawa-senyawatersebut adaJah Javanicolides A (I) dan B (II), danJavanicolidesA (III) (Kim,et alL, 2003).

Berdasarkan data yang diperoleh dari situssentraipteknet mengenai Tanaman ObatIndonesia, Brucea javanica mengandung alkaloid(brucamarine, yatanine), glikosida (brucealin,yatanoside A dan B, kosamine), dan phenol (brucenol,bruceolic acid). Bijinya mengandung brusatol danbruceine A, B, C, E, F, G, H. Daging buahnyamengandung minyak lemak, asam oleat, asamlinoleat, asam stearat, dan asam palrnitoleat. Buahdan daunnya mengandung tanin.

BAHAN DAN METODA

Bahan dan AlatBahan sirnplisia yang digunakan yaitu

Brucea javanica (1.), diperoleh dari BALITRO-Bogor. Determinasi dilakukan di LembagaHerbarium Bogoriense-LIPI, Bogor.

Sel kanker T47D ditumbuhkan dalammedia DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium)yang ke dalamnya ditambahkan NaHC03 0,4 %,NAA (Non-essential Amino Acid) 1%, PSF (PenicillinSodium Fungizone) 1,0 % dan BCS (Bovine CalfSerum) 1,0 %. Media diinkubasi pada CO2

inkubator selama 3 hari (mengandung 107- 108

cell) (Rina, 2009). DNA cell diisolasimenggunakan DNA Easy Kit dari Invitrogen.

300 g daun kering Brucea javanica kering

10

diekstraksi dengan etanol 95 % kualitas teknispada suhu kamar selama 3x24 jam dan dipekatkanmenggunakan rotary vacuum evaporator hinggadiperoleh ekstrak etanol kering .

MetodaMetoda untuk mempelajari interaksi antara

ekstrak Brucea javanica dengan molekul DNA selT47D, digunakan suatu metoda dot bloting.Adanya interaksi antara kedua molekul tersebutdilakukan analisis menggunakan kromatograficair kinerja tinggi (KCK1). Alat yang dipakaiuntuk analisa adalah KCKT merk Hitachi L7300.Fasa geraknya mengunakan campuran metanolp.a dan air (70:30), kolomnya menggunakankolom bundapak C - 18 yang panjangnya 30cm,kecepatan alirnya 0,8 mljmenit, panjanggelombangnya 254 nm, dan detektor yangdigunakan adalah detektor uv / vis (Rina, 2009).

HASIL DAN PEMBAHASA.l'l

Dalam uji bioaktivitas antikanker IDl

digunakan senyawa cis-Diamrnineplatinum errdichloride (Cisplatin) sebagai standar. Dari hast.pengamatan uji bioaktivitas antikanker sepert;yang terlihat pada Gambar 1, maka diketahuibahwa ekstrak etanol turnbuhan Brucea jaoanimemiliki potensi sangat tinggi dal arnmenghambat pertumbuhan sel kanker payudaraT47D (ICso= 2,69 g/mL), karena ekstrak tumbuha::tersebut memiliki rcsomendekati senyawa standarantikanker cisplatin (ICso = 0,82 g/mL). Suaz;ekstrak dinyatakan aktif dan merniliki pobesar untuk dijadikan obat kanker apabila nrCso-nya kurang dari 100 g/mL. Nilai terseu::-menunjukkan bahwa dengan konsentrasi :cukup kecil sudah mampu menghambat :perturnbuhan dari sel kanker. Tetapi bukan bez-==:dengan nilai ICso yang sangat kecil,tersebut semakin berpotensi. Hal ter<:.;:.~dikarenakan kekhawatiran dari sifat to"",,-:::-..:=yang berlebih akan menyebabkan kematian _sel jaringan yang lain, sehingga ekstrak terse:bukan hanya menghambat pertumbuhan -kanker tetapi juga menghambat pertumbuhz; ~yang lain.

JKTI, VOL. 12, No.1, Jun. ::

IC50 Cisplatin dan EkstrakBruceajavanica - Sel T47D

.c

.5>

-2.00 -1.50 -1.00

Logaritma Konsentrasi (ug/mL)-0.50 0.00 0.50 1.00 1.50

----+- Cisplatin---k- Ekstrak Brucea javanica I

Gambar 1. ICsoCisplatin sebagai senyawa standar antikanker dan ekstrak Brucea javanicayang diuji menggunakan sel kanker payudara T47D

Pengamatan interaksi antara ekstraktumbuhan dengan target molekul DNA sel T47Ddilakukan dengan metode dot bloting yangdimodifikasi dari metode Southern blotting.Metode ini merupakan teknik pemindahanfragmen DNA yang telah dipisahkan secaraelektroforesis dan didenaturasi dari gel ke suatumembran sebagai tempat pengikatan DNA. Padapenelitian ini, membran yang digunakan adalahmembran nilon Hybond +, dan fiksasi DNA padamembran dilakukan dengan sinar UV. SetelahDNA terfiksasi dengan baik pada membran, makaDNA diinteraksikan dengan ekstrak tumbuhandengan cara memasukkan membran berisi DNAyang sudah diterapkan pada reagen interaksi kedalam larutan ekstrak. Adanya interaksi dapatdiketahui dari perubahan puncak kromatogramlarutan ekstrak tumbuhan sebelum interaksi dansesudah interaksi.

JKTI, VOL. 12, No.1, Juni 2010

Kromatogram larutan ekstrak etanol Bruceajavanica sebelum berinteraksi memperlihatkanadanya 3 puncak utama dengan waktu retensimasing-masing 2,26; 3,63 dan 3,94 menit(Gambar 2, Tabel 1), dan kromatogram larutanekstrak etanol ini setelah berinteraksi denganmembran kosong (Gambar 3) memperlihatkan 3puncak yang identik dengan puncak padakromatogram ekstrak sebelum berinteraksi, hanyaterjadi perubahan luas masing-masing puncaktersebut. Untuk luas puncak dengan waktu retensi2,26menit mengalami penurunan sebesar 42,08%,sedangkan untuk luas puncak dengan wakturetensi 3,63 dan 3,94 menit masing-masingmengalami perunurnan luas sebesar 29,5 % dan30,03% (Tabel1). Hal ini menunjukkan bahwa adakemungkingan ketiga kandidat senyawa yangterkandung dalam ekstrak etanol Brucea javanicaberikatan denganmembran.

11

.......................................................................................... ' :.:-:.:.:.:-:-:-:.: .

.N

Gambar 2. Kromatogram ekstrak etanol Brucea javanicasebelum diinteraksikan dengan membraneyang mengandung DNA. T47D.

G) N~ IJ) CD• .e- G) CD•(f)...t

Gambar 3. Kromatogram ekstrak etanol Brucea javanicasetelah diinteraksikan dengan membran.

12

•

..

Gambar 4. Kromatogram ekstrak etanol Brucea jaoania:setelah diinteraksikan dengan membranyang mengandung DNA T47D.

Kromatograrn larutan ekstrak etanol Bruceajavanica setelah diinteraksikan dengan DNA setT47D ternyata memperlihatkan polakromatograrn yang berbeda, bila dibandingkandengan kromatograrn ekstrak Brucea jflVtl1fiG

sebelum diinteraksikan ataupun dengankromatograrn Brucea javanica setelah direaksfkandengan membran kosong (Gambar 4), yaitu +ari~"i

penghilangan puncak kromatograrn dengaawaktu retensi 2,26 menit. Sedangkan halsarna terjadi untuk puncak kromatogram 3,633,94 menit, yaitu adanya perubahan luas IIl.C[~~

masing kromatograrn. Untuk luas puncak <l.e!lgg::waktu retensi 3,63 serta 3,94 menit mengaiare;penurunan sekitar 41% (Tabell).

JKTI, VOL. 12, No.1, Juni

Tabel1. Luas dan %kromatogram hasil interaksi ekstrak Brucea javanica dengan DNA sel T47D

Bruce Javanice - DNA sel T47D

tR Ekstrak Ekstrak + membran Ekstrak + membran + DNA

Menit Luas % Luas % Luas %

2.26 225434 100 130575 57.92 - -

3.63 118865 100 83267 70.05 69822 58.74

3.94 228135 100 159618 69.97 135972 59.60

Hal ini juga memberikan arti bahwa ketigakandidat senyawa tersebut berinteraksi denganDNA sel T47D. Jika kromatogram inidibandingkan dengan kromatogram larutanekstrak etanol Brucea javanica yang diinteraksikandengan membran kosong, maka akan terlihattidak ada perubahan pola kromatogram. Data inimempunyai arti bahwa ekstrak etanol bruceatidak hanya berinteraksi dengan membran, tetapijuga berinteraksi dengan DNA.

[ika dilihat dari besarnya penurunan luaspuncak ketiga kandidat senyawa yangterkandung di dalam ekstrak etanol Brucea javanicamenunjukkan bahwa kandidat senyawa denganwaktu retensi 2,26 menit lebih baik berikatandengan DNA sel T47D. Hal ini ditandai denganbergesemya nilai tR puncak kromatogram darikandidat senyawa tersebut, sedangkan kandidatsenyawa dengan waktu retensi 3,63menit dan3.94menit masing-masing hanya memberikanpenurunan luas puncak kromatogram 40%sampai dengan 41%. Data ini menunjukkanbahwa diduga ketiga kandidat senyawa dengan

JKTI, VOL. 12, No.1, Juni 2010

waktu retensi tersebut yang menyebabkan adanyabioaktivitas antikanker dari ekstrak Bruceajavanica.

Reseptor metabolit sekunder aktif biologi(obat) adalah komponen makromolekular tubuhyang berinteraksi secara kimiawi dengan molekulobat yang menyebabkan perubahan fisiologis.Komponen yang paling penting dalam reseptorobat ialah protein dan asam nukleat (DNAJRNA).Fungsi DNA sebagai pembawa informasi genetikmerupakan dasar pemilihan DNA sebagai targetutama yang berinteraksi dengan obat, karenakemampuannya untuk megganggu prosestranskripsi serta replikasi DNA sebagai tahaputama dalam proses pertumbuhan danperkembangan sel. Mekanisme terjadinyapenghambatan pertumbuhan sel adalah karenahilangnya stabilitas struktur DNA dari sel tersebut(Kensal, et. al., 1998). Hilangnya stabilitas strukturDNA ini dapat terjadi karena dua hal yaitupemisahan struktur helik DNA yang disebabkanoleh pemanasan, dan interkalasi molekul planarke dalam struktur helik DNA.

13

............................... -:.:.:-:.:.:.:.:.:-:.:.:-:-:-:-:-:-:-:-:-:.:-:-:-:.:-:.:.:.:.:.:.:.:.: ' : .

KESIMPULAN

1. Ekstrak etanol Brucea javanica menunjukkanadanya bioaktivitas antikanker payudarayang ditunjukkan dengan ICso = 2,69 g/ mLterhadap sel kanker payudara T47D

2. Interaksi antara kandidat senyawa yangterdapat dalam ekstrak etanol Brucea javanicadengan DNA sel T47D, ditandai denganbergesernya puncak kromatogram yangmempunyai waktu retensi 2,26 menit, sertaadanya perubahan luas puncak kromatogram3,63 dan3,94 menityang mencapai 41%

3. Bioaktivitas antikanker ekstrak Bruceajavanicaini diduga disebabkan oleh ketiga kandidatsenyawa yang terkandung di dalam ekstrakBrucea [aoanica, khususnya kandidat senyawadengan waktu retensi 2,26menit.

DAFfAR PUSTAKA

1. Atta-ur-Rahman&M.I. Choudary,1998,NewTrends in Natural Product Chemistry, HarwoodAcademic Publishers, Switzerland, pp. 79-94.

2. Cuendet, Munel, Juell J.Gills and JohnM.Zzoto, 2004, Brusatol-induced HL-60 celldifferentiation involves NF-kB activation,Cancer letters 206;43-50.

3. Endo, A., 1987, International Encyclopedia ofPharmacologyand Therapeutics, 31 :257-267.

4. Hariana, A., 2006, Tanaman Terpilih untukPengobatan Berbagai Jenis Kanker, SeriAgrisehat, Tumbuhan Obat dan Khasiatnya,Seri 1,2, dan 3, Penebar Swadaya.

5. http://www.iptek.net.id/ind/ pd_tanobatjview. php?mnu=2&id=208,

6. Kensal, E. van Holde, W. C. Johnson, and P. S.Ho, 1998, Principles of Physical Biochemistry,Printice-Hall, Inc., Upper Saddle River, NewJersey, 122-123.

7. Kim, I.H., Suzuki R., Hitotsuyanagi, Takeya,2003, ThreeNovel Quasinoids, JavanicolidesA (I)

and B (II) and JavanicosideA (III) From Seeds ofBrucea javanica, Tetrahedron 59; 50, 9985-9989,Sch. Pharm, Univ Pharm Life.

8. Lau, Sin Ting, Zhi-Xiu Lin, Ming Zhao and PoSing Leung, 2008,Bruceajavanica Fruit InducesCytotoxicity and apoptosis in PancreaticAdenocarcinoma Cell lines, Phytotherapyresearch, Phythother .Res.22;477 -486,DOI.10.1002/ptr-2344.

9. Luyangi, Lumanadio, Nanjoo Suh, HarryH.S.Fong, John M. Pezzuto, and A. DouglasKinghorn, A Lignan And Four TerpenoidsFrom Brucea Javanica That InduceDifferentiation With Cultured Hl-60Promyelocytic Leukemia Cells,Phytochemistry, Vol. 43, No.2, pp. 409-412.

10. Rina, A., Zalinar Udin, Vienna Saraswaty,Ratnaningsih, 2009, Pusat Penelitian Kimia-LIPI, Laporan Penelitian dan Pengembangan.Senyawa Potensial untuk Penyakit KankerPayudara, Prostat dan Kulit dari TumbuhanIndonesia.

11. Syarif, A.1995. Farmakologidan Terapi,J~Bagian Farmakologi Fakultas KedokteranUniversitas Indonesia, edisi-4.

14 JKTI, VOL. 12, No.1, Juni