Uji Aktivitas Antikanker Protein Ekstraseluler dari Bakteri Simbion
advertisement
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.
