BAB II TINJAUAN PUSTAKA

5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Kanker dan Kanker Payudara
Kanker
adalah
suatu
penyakit
yang
ditandai
dengan
adanya
abnormalitas regulasi pertumbuhan sel dan meyebabkan sel dapat berinvasi ke
jaringan serta menyebar ke organ lain. Kanker terjadi karena adanya
perubahan mendasar dalam fisiologi sel yang akhirnya tumbuh menjadi
maligna. Perubahan tersebut didasari oleh ekspresi gen yang menyebabkan
disregulasi terutama siklus sel dan apoptosis (Ruddon, 2007)
Menurut Hanahan dan weinberg tahun 2000, secara umum ciri-ciri sel
kanker meliputi:
a. Sel kanker dapat mencukupi kebutuhan sinyal pertumbuhan sendiri yang
dapat memacu daur sel.
b. Tidak peka terhadap antifaktor pertumbuhan, sehingga menyebabkan daur
sel tidak terhenti.
c. Hilangnya kemampuan apoptosis (kemampuan melakukan program bunuh
diri ) sehingga sel tersebut terus bertambah.
d. Dapat berinvasi ke jaringan lain dan masuk dalam pembuluh darah,
sehingga dapat mengalami metastasis.
e. Berpotensi replikasi diri yang tak terbatas (immortal)
f.
Memiliki
kemampuan
membentuk
saluran
darah
ke
sel
kanker
(angiogenesis).
Kanker payudara merupakan penyakit dimana terjadi perubahan dan
pertumbuhan yang tidak terkendali pada sel-sel dalam jaringan payudara.
Jaringan ini terdiri dari kelenjar susu, jaringan lemak, jaringan ikat, serta
jaringan limfatik. Sebagian besar jenis sel kanker payudara membentuk
5
Uji Sitotoksisitas Antikanker..., Fuji Marsela Erlita, Fakultas Farmasi UMP, 2016
6
benjolan atau massa yang disebut tumor, yang merupakan tanda dimulainya
pertumbuhan sel kanker payudara dimulai (ACS, 2012).
Gambar 1. Kanker payudara dalam jaringan (ACS, 2014)
Semua wanita berada pada risiko untuk terkena kanker payudara.
Terdapat 5-10% wanita yang memiliki resiko terkena kanker payudara karena
mewarisi sifat mutasi dalam gen (ACS 2012, NCI 2006). North American
Association Central Cancer Registries memperkirakan total kejadian kanker
payudara yang terjadi pada tahun 1995 - 2007
adalah di 46 negara (ACS,
2011).
Kemoterapi
merupakan terapi yang paling banyak dipilih, dan
menjadi salah satu terapi untuk kanker payudara
dengan bahan sitotoksik.
Namun terapi dengan menggunakan kemoterapi pada pasien akan mengalami
efek samping obat yang membahayakan sel tubuh. Hal
saat ini
inilah yang sampai
masih menjadi permasalahan yang tidak kunjung tuntas, sehingga
membutuhkan
penemuan
yang
dapat
mendukung
pengobatan
kanker
payudara yang aman dan efektif.
Uji Sitotoksisitas Antikanker..., Fuji Marsela Erlita, Fakultas Farmasi UMP, 2016
7
B. Sel T47D
Sel kanker T47D merupakan continous cell line yang diisolasi dari
jarigan tumor payudara seorang wanita berusia 54 tahun. Sel ini sering
dipakai dalam penelitian kanker payudara secara in vitro karena mudah dalam
penanganannya, memiliki kemampuan replikasi yang tidak terbatas, memiliki
homogenitas yang tinggi, serta mudah diganti dengan frozen stock jika terjadi
kontaminasi. Sel ini dikulturkan dalam media RPMI, dan 10% FBS, serta 2
mM L-Glutamin, diinkubasikan dalam CO 2 inkubator 5% dan suhu 37 ºC
(CCRC, 2000).
Gambar 2. Morfologi sel T47D 24 jam inkubasi (kiri) dan
72 jam inkubasi (kanan) (ATCC, 2009)
Sel kanker payudara T47D mengekspresikan protein p53 yang
termutasi. Sel kanker payudara T47D merupakan sel kanker payudara ER/PRpositif (Estrogen Reseptor/Progesteron Reseptor). Induksi estrogen eksogen
mengakibatkan peningkatan proliferasinya. Sel T47D merupakan sel yang
sangat sensitif terhadap doksorubisin (CCRC, 2000).
C. Terapi Fotodinamik (PDT)
PDT merupakan prosedur terapi sitotoksik terhadap sel-sel ganas.
Terapi ini memiliki potensi untuk memenuhi kebutuhan pengobatan kanker
Uji Sitotoksisitas Antikanker..., Fuji Marsela Erlita, Fakultas Farmasi UMP, 2016
8
saat ini. PDT adalah kombinasi obat dan perangkat yang telah disetujui oleh
US Food and Drug Administration (FDA). PDT terdiri dari 3 komponen
penting yaitu; fotosensitizer, cahaya dan oksigen. Ketiganya tidak berbahaya
secara individual namun dapat bereaksi secara fotokimia dan menghasilkan
produk
reaktif
disebut
oksigen
singlet
yang
secara
signifikan
dapat
menyebabkan kematian sel melalui apoptosis dan nekrosis (Agostinis et al.,
2011). Proses ilustrasi PDT dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Proses fotodinamik terapi dengan senyawa fotosensitizer pada pasien
penderita kanker (Agostinis et al., 2011)
Prosedur
Fotodinamik
fotosensitizer (obat) diinjeksikan
tersebut
akan
terdistribusi ke
Terapi,
yaitu:
mula-mula
senyawa
kepada pasien, kemudian fotosensitizer
seluruh
tubuh.
Setelah beberapa lama
fotosensitizer hanya akan terakumulasi ke dalam sel tumor, hal ini dapat
terjadi karena fotosensitizer memiliki kemampuan untuk melokalisasi lesi
neoplastik. Hal ini menjadikan PDT sebagai terapi yang selektif terhadap
Uji Sitotoksisitas Antikanker..., Fuji Marsela Erlita, Fakultas Farmasi UMP, 2016
9
kanker dan tidak mempengaruhi sel normal di sekitarnya. Kemudian lokus
tumor disinari dengan panjang gelombang yang tepat. Iradiasi mengaktifkan
fotosensitizer dengan adanya molekul oksigen memicu reaksi fotokimia yang
menghasilkan singlet oksigen (Agostinis, 2011).
Perusakan sel kanker melalui sekuen DNA terjadi karena reaksi DNA
sel kanker dengan oksigen singlet yang terbentuk dari penyinaran suatu
fotosensitizer senyawa interkalor DNA (treatment of tumor). Proses ini terjadi
karena perpindahan energi triplet dari senyawa kompleks yang tereksitasi
akibat penyinaran ke singlet oksigen (3 O2 ) (Armitage, 1998).
Absorbsi
foton
oleh
fotosensitizer
menyebabkan
fotosensitizer
mengalami satu atau lebih transisi dan biasanya muncul dalam keadaan
eksitasi triplet. Spesies triplet dapat terlibat dalam reaksi oksidasi reduksi satu
elektron (fotokimia tipe I) menghasilkan intermediet radikal bebas yang dapat
bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan radikal peroksi dan berbagai
spesies oksigen reaktif (ROS). Atau, fotosensitizer keadaan triplet dapat
mentransfer energi ke oksigen dalam keadaan dasar (fotokimia tipe II),
menghasilkan singlet molekular. Mekanisme ini dapat dilihat pada Gambar 4.
Umumnya fotosensitizer untuk PDT merupakan penghasil singlet oksigen
yang efisien dalam sistem kimia sederhana, dengan demikian diasumsikan
fotokimia tipe II adalah mekanisme dominan untuk PDT dalam sel dan
jaringan (Dougherty et al., 1998).
Uji Sitotoksisitas Antikanker..., Fuji Marsela Erlita, Fakultas Farmasi UMP, 2016
10
Gambar 4. Mekanisme fotofisika dan fotokimia PDT (Bonnett, 1995).
D. Fotosensitizer
Sebagian besar fotosensitizer yang digunakan dalam terapi kanker
didasarkan
pada
struktur
tetrapirol,
mirip
dengan
protoporfirin
yang
terkandung dalam hemoglobin. Menurut Agostinis tahun 2011, fotosensitizer
idealnya merupakan senyawa murni tunggal untuk pengendalian kualitas
analisis dengan biaya produksi yang rendah dan stabilitas yang baik selama
penyimpanan. Fotosensitizer harus memiliki serapan yang tinggi antara 600800 nanometer (nm) (merah ke merah tua), karena penyerapan foton dengan
panjang gelombang lebih dari 800 nm tidak memberikan energi yang cukup
untuk eksitasi oksigen ke daerah singlet dan membentuk subtansi reaktif
oksigen.
Sedangkan karakteristik fotosensitizer menurut Castano tahun 2004,
kandidat potensial dari fotosensitizer biologis untuk fotodinamik terapi harus
Uji Sitotoksisitas Antikanker..., Fuji Marsela Erlita, Fakultas Farmasi UMP, 2016
11
memenuhi beberapa kriteria. Senyawa tersebut harus memiliki toksisitas
rendah dalam keadaan tanpa cahaya dan terakumulasi secara selektif dalam
jaringan tumor.
Absorpsi dalam daerah spektrum radiasi merah dengan serapan molar
yang tinggi (ε ≥5x104 M-1 cm-1 ) juga merupakan kriteria penting. Hal ini
berguna untuk meningkatkan jumlah foton yang diserap dan meningkatan
kedalaman penetrasi cahaya ke jaringan. Di samping itu, pita absorpsi
fotosensitizer sebaiknya tidak tumpang tindih dengan pita absorbsi kromofor
lain yang ada dalam jaringan.
Absorpsi radiasi yang ideal adalah pada
panjang gelombang 675-800 nm, karena akan memungkinkan penetrasi
cahaya sampai kedalaman 2-3 cm (Pandey dan Zheng, 2000).
Pada penelitian ini digunkan Meso-tetraphenylchlorin (MTPC) yang
dihasilkan dari reduksi 1 cincin pirol senyawa meso-tetraphenylporphine
(MTPP) dapat dilihat pada Gambar 5. Keduanya tersedia secara komersial,
sehingga dipilih sebagai model untuk melihat pengaruh reduksi cincin pirol
terhadap efektivitasnya sebagai fotosensitizer untuk membunuh sel kanker.
A
B
NH
N
NH
N
N
HN
N
HN
Gambar 5. Struktur senyawa Meso-tetraphenylporphine (A) dan
meso-tetraphenyl chlorin(B).
Uji Sitotoksisitas Antikanker..., Fuji Marsela Erlita, Fakultas Farmasi UMP, 2016