7 7 BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Struktur Normal Prostat 2.1.1

7
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Struktur Normal Prostat
2.1.1 Anatomi Makroskopik Prostat
Prostat merupakan organ retroperitoneal yang memiliki berat 30 gram dengan
bentuk menyerupai corong dan posisi melingkari kandung kemih serta uretra.
Bagian apeksnya terletak di atas diafragma urogenital sementara bagian basal
prostat terletak tepat dibawah leher kandung kemih. Pada bagian posterior, prostat
dipisahkan dengan rektum oleh selapis jaringan ikat tipis yang disebut sebagai
Denonvilliers fascia. Uretra pars prostatika berjalan secara vertikal pada bagian
tengah prostat yang kemudian berbelok ke anterior setingkat verumontanum
(Eipstein dan Netto, 2010; Eipstein et al., 2011).
Parenkim prostat dewasa dibagi menjadi empat zona anatomi dan biologi
yang berbeda yaitu zona perifer, sentral, transisional dan area stroma
fibromuskular anterior (Gambar 2.1). Perbedaan zona ini mempengaruhi jenis lesi
pada prostat. Lesi hiperplasia paling sering terjadi di zona transisional sedangkan
keganasan lebih sering terjadi di zona perifer (Eipstein dan Netto, 2010; Eipstein
et al., 2011; Eipstein dan Lotan, 2015).
Aliran darah pada prostat berasal dari arteri vesika inferior yang merupakan
cabang dari arteri iliaka interna dan berakhir pada arteri uretral dan kapsular
(Eipstein et al., 2011).
7 7
53
Aliran limfatik pada prostat terdiri dari jaringan limfatik intraprostatika yang
mengalir menuju kelenjar getah bening obturator kemudian ke kelenjar getah
bening iliaka interna. Sejumlah kecil drainase limfatik mengalir ke kelenjar getah
bening presakral dan kelenjar getah bening iliaka eksterna. Pada 4% kasus
prostatektomi radikal ditemukan adanya aliran limfatik yang tidak umum yang
menuju ke kelenjar getah bening periprostatika maupun ke kelenjar getah bening
perivesikula seminalis (Eipstein et al., 2011).
Gambar 2.1
Zona pada prostat (PZ: peripheral zone/zona perifer;TZ: transisional zone/zona
transisional; CZ: central zone/zona sentral) (Eipstein et al., 2011)
Prostat memiliki persarafan simpatis dan parasimpatis yang berasal dari
pleksus pelvis. Nervus-nervus ini berjalan bersama-sama dengan arteri kapsularis
yang kemudian menembus prostat. Serat parasimpatis berjalan menuju asini dan
menstimulasi sekresi sedangkan serat simpatis menyebabkan terjadinya kontraksi
dari outer band capsular dan otot polos intraprostatika (Eipstein et al., 2011).
54
2.1.2 Anatomi Mikroskopik Prostat Dewasa
Prostat terdiri dari epitel kelenjar dan stroma fibromuskular. Sistim duktus dan
kelenjar prostat tersusun dalam pola arsitektur yang kompleks. Duktus terdiri dari
struktur tubular bercabang yang memanjang yang kemudian berakhir pada asini.
Duktus pada potongan melintang tidak dapat dibedakan dengan asini. Permukaan
luminal dari kelenjar prostat yang jinak memiliki kontur yang bergelombang
dengan papillary infolding (Gambar 2.2) (Eipstein dan Netto, 2010; Eipstein et
al., 2011).
Epitel normal kelenjar prostat memiliki dua lapis sel yaitu lapisan sel luminal
atau sel sekretori dan lapisan sel basal. Pada epitel normal kelenjar prostat juga
terdapat tipe sel lainnya yaitu sel neuroendokrin, namun sel ini jarang ditemukan
dan biasanya hanya dapat ditemukan dengan pewarnaan khusus dan
imunohistokimia. Sel sekretori berbentuk kolumnar yang menghadap ke lumen
kelenjar dan memiliki sitoplasma yang jernih karena mengandung vakuola
sekretori yang jernih serta memiliki inti berukuran kecil berbentuk bulat dengan
kromatin halus yang tesebar dan biasanya tidak terlihat memiliki anak inti. Sel
basal terletak di bagian tepi dari kelenjar diantara sel sekretori dan membrana
basalis, biasanya berbentuk bulat namun dapat pula berbentuk flat, kuboid,
triangular atau menyerupai cerutu (cigar-shaped) dengan aksis panjangnya paralel
dengan membrana basalis. Sel basal memiliki sitoplasma yang sedikit dan
memiliki inti yang hiperkromatik dan berukuran kecil (Eipstein dan Netto, 2010;
Eipstein et al, 2011).
55
Gambar 2.2
Kelenjar prostat normal dengan lapisan sel sekretori dan sel basal
(Eipstein dan Lotan, 2015)
2.1.3 Fungsi Prostat
Fungsi utama kelenjar prostat adalah membentuk sekret yang menyusun setengah
dari volume cairan ejakulasi. Manfaat biologis yang pasti dari substansi biokimia
yang disekresikan ke dalam plasma seminal masih belum diketahui dengan jelas
(Eipstein et al., 2011).
2.2 Karsinoma adenum asinus prostat
2.2.1 Epidemiologi
Karsinoma adenum asinus prostat merupakan tumor ganas epithelial yang
mengandung sel sekretori (Sakr et al., 2004). Karsinoma ini paling sering terjadi
pada laki-laki dan merupakan peringkat kedua penyebab kematian yang
disebabkan karena karsinoma pada laki-laki. Setiap tahunnya tercatat 10.000
pasien meninggal dunia akibat karsinoma adenum asinus prostat
di Inggris
(Bickers dan Aukim-Hastie, 2009). Diperkirakan terdapat 28.600 kematian yang
disebabkan oleh karsinoma adenum asinus prostat di Amerika Serikat pada tahun
56
2008. Pada tahun 2007, karsinoma adenum asinus prostat menempati urutan
pertama dari seluruh keganasan pada laki-laki yaitu sebanyak 29% di Amerika
Serikat (Eipstein dan Netto, 2010). Di seluruh dunia, karsinoma adenum asinus
prostat berada pada peringkat keenam penyebab kematian karena keganasan pada
laki-laki (Eipstein et al., 2011). Di Indonesia sendiri, berdasarkan data dari
Direktorat Jenderal Pelayanan Medik Departemen Kesehatan RI tahun 2009,
karsinoma adenum asinus prostat berada di peringkat ke sepuluh dari seluruh
keganasan dan merupakan peringkat pertama dari keganasan yang paling sering
terjadi pada laki-laki. Berdasarkan data registrasi kanker berbasis patologi pada
tahun 2009 di Denpasar, karsinoma adenum asinus prostat berada pada peringkat
ketujuh dan merupakan peringkat pertama keganasan pada laki-laki (Anonim,
2009).
Insiden karsinoma adenum asinus prostat sangat berubah pada dua abad
terakhir terutama dua puluh tahun terakhir. Pada pertengahan abad kedua puluh,
terdapat peningkatan insiden karsinoma adenum asinus prostat
di Amerika
Serikat. Hal ini disebabkan karena meningkatnya lama hidup individu,
penggunaan digital rectal examination (DRE) untuk mendeteksi karsinoma
adenum asinus prostat , dan penggunaan mikroskop cahaya untuk mendiagnosis
keganasan pada jaringan biopsi prostat atau jaringan prostat yang didapatkan dari
transurethral resection of the prostate (TURP) dan open prostatectomy sebagai
tatalaksana untuk BPH. Pada akhir abad kedua puluh jumlah pasien karsinoma
adenum asinus prostat
di Amerika Serikat meningkat secara drastis dimana
insidennya meningkat sebanyak 85% yang kemudian diikuti penurunan sebanyak
57
28%. Hal ini disebabkan karena adanya pentapisan menggunakan prostate-spesific
antigen (PSA). Penurunan insiden dianggap dikarenakan deteksi karsinoma pada
stadium awal (Eipstein et al., 2011).
Secara keseluruhan terdapat peningkatan insiden karsinoma adenum asinus
prostat di seluruh dunia. Peningkatan yang paling menonjol terjadi pada negaranegara dengan insiden karsinoma adenum asinus prostat
yang tinggi seperti
Amerika Serikat, namun peningkatan juga terjadi pada negara-negara dengan
insiden rendah seperti Cina dan Jepang (Eipstein et al., 2011).
Terdapat perbedaan insiden karsinoma adenum asinus prostat yang sangat
bermakna diantara negara-negara dan wilayah di dunia. Insiden tertinggi terjadi di
Amerika Utara, Australia, Selandia Baru, Eropa dan Karibia. Insiden tertinggi
terjadi pada laki-laki Jamaika dengan angka kejadian 300/100.000 laki-laki.
Angka kejadian karsinoma adenum asinus prostat jauh lebih rendah di Asia
dengan perbedaan insiden di Amerika Utara dengan Cina lebih dari 80 kali lipat.
Faktor genetik dan lingkungan memiliki peranan pada perbedaan ini (Eipstein et
al., 2011).
Tingginya prevalensi karsinoma adenum asinus prostat terutama pada lakilaki berusia lanjut menimbulkan anggapan bahwa karsinoma adenum asinus
prostat
merupakan suatu fenomena normal yang berkaitan dengan peningkatan
usia (Hughes et al., 2005).
Karsinoma adenum asinus prostat sebagian besar terdapat pada zona perifer
di bagian posterolateral atau posterior yaitu sebanyak 70%. Tujuh persen kasus
karsinoma adenum asinus prostat terjadi pada zona perifer bagian anterior dan
58
hanya lima persen terletak pada zona sentral. Fokus-fokus karsinoma adenum
asinus prostat juga dapat dijumpai pada zona transisional dan perifer (Eipstein et
al., 2011).
2.2.2 Etiologi dan Faktor Risiko
Karsinoma adenum asinus prostat merupakan keganasan multifaktorial dengan
penyebab yang masih belum diketahui sampai saat ini. Faktor risiko yang telah
diakui selama ini antara lain usia, ras, dan riwayat keluarga penderita kanker.
Sementara kemungkinan faktor risiko yang lain berupa diet dan hormonal
(Eipstein et al., 2011).
Risiko karsinoma adenum asinus prostat meningkat seiring usia. Karsinoma
adenum asinus prostat paling sering terjadi pada usia diatas 64 tahun dan jarang
pada usia dibawah 50 tahun. Tercatat sekitar lima kasus terjadi pada usia dibawah
10 tahun dan 21 kasus terjadi pada usia antara 10 dan 21 tahun (Eipstein et al.,
2011). Perubahan gaya hidup termasuk pola diet juga memiliki implikasi terhadap
perkembangan karsinoma adenum asinus prostat . Terdapat banyak sekali faktor
lingkungan yang diduga terlibat dalam peningkatan insiden karsinoma adenum
asinus prostat namun belum satupun terbukti. Diet tinggi protein hewani terutama
daging merah dikatakan berhubungan kuat dengan risiko karsinoma adenum
asinus prostat . Beberapa penelitian menduga pria yang mengkonsumsi makanan
atau suplemen kaya kalsium
adenum asinus prostat
mungkin memiliki risiko menderita karsinoma
lebih tinggi. Bahan makanan lain yang diduga dapat
mencegah atau memperlambat perkembangan karsinoma adenum asinus prostat
antara lain lycopenes di dalam buah tomat, selenium, produk olahan dari kedelai
59
dan vitamin D (Eipstein dan Lotan, 2015). Namun faktor diet ini tidak mampu
menjelaskan perbedaan tingginya risiko karsinoma adenum asinus prostat antara
pria kulit hitam dan kulit putih (Anonim, 2015).
Faktor genetik dan ras tampaknya memainkan peranan penting pada insiden
karsinoma adenum asinus prostat . Terjadi 5 hingga 11 kali peningkatan risiko
karsinoma adenum asinus prostat pada pria dengan riwayat karsinoma adenum
asinus prostat
pada keturunan pertamanya. Penelitian yang membandingkan
karsinoma adenum asinus prostat pada pria kulit putih, kulit hitam dan asia
menemukan prevalensi riwayat keluarga menderita karsinoma adenum asinus
prostat lebih rendah pada pria Asia dibandingkan kulit hitam. Hal ini sepertinya
berkaitan dengan faktor pengulangan kodon cytosine, adenine, guanine (CAG)
yang lebih sedikit pada pria kulit hitam dimana semakin sedikit pengulangannya
maka semakin besar risiko menderita karsinoma adenum asinus prostat (Eipstein
et al., 2011; Eipstein dan Lotan, 2015)
Hormon seks pada pria memainkan peranan penting pada perkembangan dan
pertumbuhan kanker prostat. Testosteron meresap ke dalam kelenjar dan diubah
menjadi metabolit aktif berupa dihydrotestosterone ( DHT ) oleh enzim steroid 5alpha reductase type II (SRD5A2). Dihydrotestosterone dan testosterone berikatan
dengan reseptor androgen (AR) yang selanjutnya masuk ke dalam inti dan
mengaktifkan gen yang mengatur pembelahan sel (Eipstein dan Lotan, 2015).
60
2.2.3 Gambaran Klinik
Karsinoma adenum asinus prostat biasanya asimptomatik pada stadium awal dan
baru memberikan gejala klinis apabila telah mencapai stadium lanjut. Di Amerika
Serikat pasien yang didiagnosis memiliki karsinoma adenum asinus prostat
sebagian besar tidak memberikan gejala dimana karsinoma adenum asinus prostat
tersebut terdeteksi karena adanya abnormalitas pada serum PSA atau melalui
pemeriksaan colok dubur (digital rectal examination/DRE) (Eipstein et al., 2011).
Gejala lokal yang timbul menyerupai BPH berupa peningkatan frekuensi dan
sulit buang air kecil. Retensi urin akut dan hematuria merupakan gejala yang tidak
umum terjadi dan merupakan gambaran yang nonspesifik. Gejala lain dapat
berupa hematospermia dan impotensi namun hal ini jarang terjadi. Invasi ke
rektum, priapism, dan uremia sangat jarang terjadi dan merupakan manifestasi
lanjut dari karsinoma adenum asinus prostat (Eipstein et al., 2011).
Gejala klinis pertama yang timbul pada karsinoma adenum asinus prostat
biasanya merupakan akibat dari metastasis. Kelenjar getah bening regional dan
tulang merupakan tempat yang paling sering menjadi tujuan metastasis namun
hanya metastasis tumor ke tulang yang menghasilkan gejala klinis yang jelas.
Pasien akan merasa nyeri pinggang, dada, punggung, kaki dan bahu bergantung
pada letak tulang yang terlibat (Eipstein et al., 2011).
2.2.4
Patogenesis Karsinoma adenum asinus prostat
Hormon seks pada pria memainkan peranan penting pada perkembangan dan
pertumbuhan kanker prostat. Testosteron didalam kelenjar prostat dikonversi
menjadi dihydrotestosteron (DHT), suatu metabolit yang lebih aktif, oleh enzim
61
steroid 5-alpha reductase tipe II (SRD5A2). Dihydrotestosterone dan testosterone
berikatan dengan reseptor androgen (AR) . Gen AR berlokasi di kromosom X
lengan panjang. Gen ini mengandung highly polymorphic region yang terdiri dari
ulangan kodon cytosine, adenine, guanine (CAG)
di exon 1 dengan rentang
normal antara 6-39 pengulangan. Beberapa penelitian mendapatkan pria dengan
pengulangan yang rendah memiliki risiko kanker prostat lebih tinggi ( Eipstein et
al., 2011; Eipstein dan Lotan, 2015).
Reseptor androgen berperan pada pertumbuhan sel kanker melalui mekanisme
androgen-dependent
progression
dan
androgen-independent
progression
(Gambar 2.3). Mekanisme yang pertama diawali dengan terlepasnya ikatan heat
shock protein dengan reseptor androgen inaktif. Terlepasnya ikatan ini karena
adanya androgen dihydrotestosteron (DHT) yang berikatan dengan reseptor
androgen di sitoplasma. Lalu ikatan reseptor androgen ini akan masuk ke dalam
inti dan berikatan dengan elemen respon androgen yang kemudian mengaktivasi
gen-gen yang terlibat pada pertumbuhan sel. Sementara pada mekanisme
berikutnya, pertumbuhan sel kanker bisa melalui jalur selular yang bervariasi,
beberapa masih melibatkan reseptor androgen sedangkan yang lain tanpa
melibatkan reseptor androgen (bypassing androgen receptor). Pada jalur yang
melibatkan reseptor androgen terjadi mutasi reseptor androgen sehingga dapat
diaktifkan oleh ligan non-androgen. Di samping itu deregulasi faktor
pertumbuhan dan sitokin serta koaktivator reseptor androgen dapat pula
mengaktifkan reseptor androgen. Reseptor androgen dapat mengalami amplifikasi
sehingga menjadi hipersensitif terhadap kadar androgen yang rendah sekalipun
62
(De Torres, 2007; Hsu et al., 2011; Eipstein dan Lotan, 2015). Pada jalur yang
tidak melibatkan reseptor androgen, hilangnya PTEN menghalangi inhibisi
phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-K)-akt yang menyebabkan aktivasi Akt ke
phosphorylate bad. Setelah itu akan terjadi pelepasan Bcl-2 yang berperan pada
pertahanan hidup sel. Androgen-independent cell dapat meningkatkan ekspresi
Bcl-2 (Hsu et al., 2011).
Sel kanker prostat dapat pula memiliki perilaku seperti sel neuroendokrin yang
dapat mengeluarkan neuropeptide yang merangsang pertumbuhan sel disekitarnya
sehingga kanker prostat menjadi kebal terhadap terapi (Hsu et al., 2011).
Gambar 2.3
Mekanisme androgen-dependent progression dan androgen-independent
progression pada karsinogenesis karsinoma adenum asinus prostat
(Tindall dan Lonergan, 2011)
Pentingnya keterlibatan androgen dalam pertumbuhan dan pertahan hidup sel
karsinoma prostat tampak pada efek terapi kastrasi dengan menggunakan antiandrogen yang umumnya menekan progresi tumor. Namun sayangnya, sebagian
63
besar tumor kadang-kadang menjadi kebal terhadap androgen blockade dan
berkembang melalui jalur androgen-independent seperti yang dijelaskan
sebelumnya (Eipstein dan Lotan, 2015).
Penelitian terkini yang menggunakan metode pemeriksaan microarrays
jaringan radikal prostatektomi pada pasien yang tidak mendapatkan terapi
hormonal awal menunjukkan bahwa tingginya ekspresi reseptor androgen
berhubungan secara signifikan dengan berkurangnya biochemical relapse-free
survival dan parameter klinikopatologi yang mengindikasikan peningkatan
agresivitas tumor (De Torres et al., 2007; Bjartell et al., 2011).
Selain itu, ada pula peranan tumor-spesific acquired somatic mutation dan
perubahan genetik dalam perkembangan karsinoma adenum asinus prostat. Salah
satu
somatic
mutation
yang
umumnya
terjadi
adalah
chromosomal
rearrangements yang mensejajarkan coding sequence dari E26 transformation
specific (ETS) family transcription factor gene bersebelahan dengan AndrogenRegulated Transmembrane Protease Serine 2 (TMPRSS2) promoter dengan hasil
berupa peningkatan ekspresi ETS pada karsinoma adenum asinus prostat (Tindall
dan Lonergan, 2011; Eipstein dan Lotan, 2015). Peningkatan ekspresi ETS
transcription factor membuat sel normal prostat berubah menjadi invasif yang
mungkin disebabkan karena peningkatan regulasi matriks metalloprotease
(Yabluchanskiy et al., 2013; Eipstein dan Lotan, 2015).
Matriks metalloproteinase (MMP) yang telah dikenal peranannya sebagai
suatu molekul penting dalam proses metastasis salah satunya adalah MMP-9.
Protein ini mendapat perhatian besar pada karsinoma adenum asinus prostat
64
karena kemampuannya merusak kolagen tipe IV dari sel epitel dan membran basal
vaskular serta merangsang pelepasan VEGF (Kumar et al., 2015).
Hilangnya kromosom 8p23 pada region CUB dan Sushi multiple domains 1
gene (CSMD1) dihubungkan dengan karsinoma adenum asinus prostat stadium
lanjut. Gen Retinoblastoma yang merupakan suatu tumor suppressor gene dan
berada di dalam lokus kromosom 13q juga mengalami delesi. Kromosom lokus
10q yang mengandung tumor suppressor gene MX11 dan PTEN ikut hilang pada
45% kanker prostat. Perubahan molekuler ini selanjutnya akan berdampak
terhadap perubahan morfologi sel prostat normal hingga menjadi karsinoma
invasif dan berakhir pada metastasis sel-sel ganas (Eipstein dan Lotan, 2015).
Perubahan epigenetik berupa hipermetilasi gen gluthatione S-transferase
(GSTP1) paling sering terjadi pada kanker prostat. Hipermetilasi ini menyebabkan
down-regulation gen GSTP 1 yang penting untuk mencegah kerusakan luas akibat
karsinogen. Gen-gen lain yang mengalami silencing akibat modifikasi histon pada
karsinoma adenum asinus prostat adalah sejumlah tumor suppressor gene seperti
PTEN, RB, p16/INK, MLH1 dan adenomatous polyposis coli (APC) (Eipstein dan
Lotan, 2015).
Perkembangan karsinoma adenum asinus prostat
juga dipengaruhi oleh
peranan inherited polymorphism. Laki-laki dengan riwayat keluarga karsinoma
adenum asinus prostat berisiko mengalami karsinoma adenum asinus prostat
lebih tinggi dan cenderung timbul pada usia yang lebih muda. Germline mutation
pada tumor suppressor gene Breast Cancer Antigen 2 (BRCA2) meningkatkan
risiko seseorang sebanyak 20 kali lipat untuk mengalami karsinoma adenum
65
asinus prostat
namun peningkatan risiko karsinoma adenum asinus prostat
familial sebagian besar terjadi karena adanya variasi pada lokus-lokus gen
tertentu. Beberapa penelitian juga mengidentifikasi sejumlah lokus yang berkaitan
dengan peningkatan risiko terjadinya karsinoma adenum asinus prostat seperti
8q24. Sejumlah kandidat gen pada region ini terlibat pada innate immunity
sehingga menimbulkan pemikiran bahwa inflamasi memiliki peranan dalam
perkembangan karsinoma adenum asinus prostat seperti pada proses keganasan
lainnya (Eipstein dan Lotan, 2015).
Seperti halnya kanker solid ditempat lain, karsinoma adenum asinus prostat
juga memiliki perilaku agresif seperti invasi dan metastasis ke organ lain terutama
metastasis ke tulang. Sebuah penelitian menunjukkan sekitar 80% pria yang
meninggal karena karsinoma adenum asinus prostat mengalami metastasis ke
tulang. Selain ke tulang, karsinoma adenum asinus prostat juga bisa mengalami
metastasis ke hepar, paru dan otak. Metastasis karsinoma adenum asinus prostat
melibatkan beberapa tahap diantaranya angiogenesis, migrasi lokal, invasi,
intravasasi, sirkulasi dan ekstravasasi sel tumor kemudian kolonisasi dan
angiogenesis di organ yang lain (Jin et al., 2011).
Secara umum proses invasi dan metastasis membutuhkan interaksi antara sel
kanker dengan tiga lingkungan mikro yang berbeda yaitu organ primer, sirkulasi
dan organ target dimana sel kanker metastasis dapat berkembang. Keberhasilan
sel kanker untuk metastasis tergantung pada beberapa tahap salah satunya adalah
degradasi matriks ekstraselular (ECM) (Kumar et al., 2015). Kelompok proteinase
yang sangat berhubungan dengan proses degradasi ini adalah urokinase-type
66
plasminogen activator (uPA) dan matriks metalloproteinase seperti MMP-9.
Enzim ini berada dalam bentuk inaktif dan dapat diaktifkan oleh MMP-2 (Jin et
al., 2012)
Sebuah penelitian mendapatkan, pada karsinoma adenum asinus prostat ,
kadar MMP-9 dan rasio MMP-2/MMP-9 terhadap inhibitornya (TIMP-1) relatif
meningkat dibandingkan epitel prostat normal. Sejauh ini kadar dan rasio tersebut
berhubungan dengan tingginya skor Gleason dan kelangsungan hidup penderita
yang buruk. Sehingga baik MMP-9 maupun MMP-2 dikatakan dapat berfungsi
sebagai marka prognosis pada karsinoma adenum asinus prostat (Jin et al.,
2012).
2.2.5
Morfologi dan Grading Karsinoma Invasif
Secara histologis sebagian besar kanker prostat adalah adenokarsinoma. Terdapat
beberapa temuan histologis yang mendasari diagnosis karsinoma adenum asinus
prostat diantaranya arsitektur kelenjar, gambaran inti dan temuan histologis lain
seperti invasi perineural. Arsitektur kelenjar tampak berukuran lebih kecil
dibandingkan kelenjar normal dan dilapisi oleh selapis epitel kuboid atau
kolumnar rendah tanpa lapisan sel basal. Kelenjar tampak kehilangan struktur
branching dan papillary infolding serta tersusun lebih padat dan bertumpuk.
Sitoplasma sel tumor berwarna jernih pucat hingga amphophilic. Inti sel
berukuran besar dan mengandung satu hingga lebih anak inti yang juga berukuran
besar. Bentuk dan ukuran inti dapat bervariasi tapi secara umum pleomorfia inti
pada sel tumor tidak tampak jelas. Mitosis juga jarang ditemukan (Gambar 2.4)
(Eipstein dan Lotan., 2015).
67
A
B
Gambar 2.4
a. Fokus kecil karsinoma adenum asinus prostat diantara kelenjar jinak berukuran
besar. b. Kelenjar ganas berukuran kecil dengan inti besar, anak inti menonjol dan
sitoplasma gelap, bila dibandingkan dengan kelenjar jinak besar (kiri atas)
(Eipstein dan Lotan, 2015)
Derajat diferensiasi karsinoma adenum asinus prostat dinilai menggunakan
Gleason Grading System. Sistim ini menilai karsinoma adenum asinus prostat
berdasarkan pola arsitektur dari tumor (Tabel 2.1). Arsitektur primer (pola
arsitektur terbanyak dalam tumor) maupun sekunder (pola arsitektur kedua
terbanyak dalam tumor) dibagi menjadi 5 pattern yaitu pattern 1 hingga 5, dimana
pattern 1 menunjukkaan diferensiasi paling baik sedangkan 5 menunjukkan
diferensiasi paling buruk (Gambar 2.5). Grading tumor ditentukan dengan
menjumlahkan dua pola yang terbanyak dan dilaporkan dalam bentuk Gleason
score. Bila tumor memiliki satu pola arsitektur saja maka pola primer maupun
sekunder diberikan pattern yang sama (Eipstein et al., 2011).
68
Tabel 2.1
Kriteria untuk Gleason Grading (Eipstein et al., 2011)
Pattern 1:
Nodul berbatas tegas dari asini berukuran sedang (lebih besar dari kelenjar
di pattern 3), berbentuk bulat oval, uniform, terpisah namun tersusun rapat
Pattern 2:
Menyerupai pattern 1, masih berbatas tegas namun pada tepi nodul dapat
ditemukan infiltrasi yang minimal
Kelenjar-kelenjar tersusun lebih longgar dan tidak uniform seperti Gleason
pattern 1
Pattern 3:
Discrete glandular unit
Kelenjar-kelenjar berukuran lebih kecil dari Gleason pattern 1 dan Gleason
pattern 2
Menginfiltrasi ke dalam dan diantara asini prostat yang non-neoplastik
Ukuran dan bentuk kelenjar yang sangat bervariasi
Pattern 4:
Kelenjar mikroasinar yang berfusi
Kelenjar-kelenjar tidak berbatas tegas dengan lumen kelenjar yang tidak
terbentuk dengan baik
Kelenjar-kelenjar berbentuk kribiform
Hipernefromatoid
Pattern 5:
Tidak ada diferensiasi glandular, terdiri dari lembaran solid, cord, atau selsel tunggal
Komedokarsinoma dengan nekrosis sentral dikelilingi oleh massa berbentuk
papiler, kribiform atau solid
69
Gambar 2.5
Gambar skematik Gleason Grading System (Kiri: Gleason grading original;
kanan: Gleason grading modifikasi)
(Brimo et al., 2013)
Gleason pattern 1 terdiri dari nodulus-nodulus yang berbatas tegas yang
tersusun dari kelenjar-kelenjar prostat neoplastik yang uniform, single, terpisahpisah, dan tersusun padat (Gambar 2.6) (Eipstein et al., 2011).
Gleason pattern 2 memiliki gambaran mikroskopis yang hampir menyerupai
Gleason pattern 1 dan masih berbatas tegas namun terdapat infiltrasi minimal dari
kelenjar-kelenjar prostat neoplastik pada tepi-tepi tumor ke jaringan sekitar.
Kelenjar-kelenjar prostat neoplastik tersebut tersusun lebih longgar dan dengan
ukuran sedikit lebih bervariasi apabila dibandingkan dengan Gleason pattern 1
(Gambar 2.7) (Eipstein et al., 2011).
Karsinoma adenum asinus prostat dengan Gleason pattern 3 terdiri dari
kelenjar-kelenjar prostat neoplastik tunggal, terpisah-pisah dengan ukuran dan
70
bentuk yang sangat bervariasi dan berukuran lebih kecil dari Gleason pattern 1
dan 2. Kelenjar-kelenjar neoplastik tersebut infiltratif diantara kelenjar prostat
normal (Gambar 2.8) (Eipstein et al., 2011).
Gleason pattern 4 sebelumnya hanya terdiri dari kelenjar dengan bentukan
hypernefromatoid saja. Namun saat ini ditambahkan pula kelenjar-kelenjar
berbentuk kribiform, fused gland atau kelenjar dengan batas yang tidak jelas
dengan lumen kelenjar yang tidak teratur. Kelenjar-kelenjar prostat neoplastik
pada Gleason pattern 4 tidak lagi single dan terpisah-pisah seperti pada Gleason
pattern 1 hingga 3 (Gambar 2.9) (Eipstein et al., 2011).
Karsinoma adenum asinus prostat dengan Gleason pattern 5 hanya
memperlihatkan sedikit sekali bentukan kelenjar dan lebih banyak mengandung
struktur lembaran solid, cords, sarang-sarang, atau sel-sel single. Tumor dengan
sarang-sarang solid dan kelenjar kribiform dengan komedo nekrosis sentral
diklasifikasikan ke dalam Gleason pattern 5. Sarang-sarang solid dengan
mikroasinar yang samar atau dengan beberapa bentukan kelenjar juga dianggap
masih merupakan bagian dari Gleason pattern 5 (Gambar 2.10) (Eipstein et al.,
2011)
71
Gambar 2.6
Karsinoma adenum asinus prostat Gleason pattern 1 (Eipstein et al., 2011)
Gambar 2.7.
Karsinoma adenum asinus prostat Gleason pattern 2 (Eipstein et al., 2011)
72
Gambar 2.8
Karsinoma adenum asinus prostat Gleason pattern 3 (Eipstein et al., 2011)
Gambar 2.9
Karsinoma adenum asinus prostat Gleason pattern 4 (Eipstein et al., 2011)
73
Gambar 2.10
Karsinoma adenum asinus prostat Gleason pattern 5 (Eipstein et al., 2011)
Gleason grading system merupakan salah satu indikator prognostik kuat pad
karsinoma adenum asinus prostat . Skor Gleason berhubungan dengan semua
parameter patologis pada sediaan prostatektomi radikal, prognosis setelah
prostatektomi radikal dan keluaran setelah radioterapi. Derajat diferensiasi juga
sangat mempengaruhi pilihan terapi definitif, penanganan dan terapi spesifik
yang akan diberikan (Eipstein et al., 2011)
Derajat diferensiasi
histopatologi menurut WHO dikelompokkan menjadi
empat sesuai dengan skor Gleason yaitu tumor dengan derajat yang tidak dapat
ditentukan (GX), tumor berdiferensiasi baik dengan skor Gleason 2-4 (G1), tumor
diferensiasi sedang dengan skor Gleason 5-6 (G2), dan tumor dengan diferensiasi
buruk/tidak berdiferensiasi dengan skor Gleason 7-10 (Sakr et al., 2004).
Adapula yang mengelompokkan menjadi lima kelompok yaitu skor Gleason
2-6 (diferensiasi baik), skor Gleason 3+4=7 (diferensiasi sedang), skor Gleason
74
4+3=7 (diferensiasi sedang-buruk), skor Gleason 8 (diferensiasi buruk) dan skor
Gleason 9-10 (tidak berdiferensiasi). Skor Gleason 7 dikatakan memiliki
prognosis yang lebih buruk dibandingkan skor Gleason 5-6, namun memiliki
prognosis yang lebih baik dibandingkan skor Gleason 8-10. Dikatakan pula skor
Gleason 2-4, 5 atau 6 dapat diberikan terapi yang sama (Eipstein et al., 2011).
Sementara European Urological Association menggunakan Gleason score
bersama-sama dengan klasifikasi TNM dan PSA untuk menentukan prognosis
pada karsinoma adenum asinus prostat (Heidenreich et al., 2012).
2.2.6 Marka Biologi Karsinoma adenum asinus prostat
Prostatic specific antigen (PSA) adalah petanda biologi penting dan sering
digunakan pada kanker prostat, baik sebagai screening maupun untuk
memperkirakan kekambuhan penyakit. Petanda biologi penting lainnya seperti
EZH-2(enhancer of zeste-2) yang berkaitan dengan hilangnya E-cadherin; alphamethlyacyl-CoA racemase (AMACR) dan PCA (Eipstein dan Lotan, 2015). PSA
dihasilkan oleh sel epitel pelapis duktus dan asini prostat dan secara normal
disekresikan ke dalam sistem duktal (Bjartell et al., 2011). Gen PSA atau dengan
nama lain Human Kallikrein 3 (KLK3) berlokasi pada kromosom 19q 13-4 dan
androgen regulated transcription-nya dihasilkan melalui sintesa prekursor PSA
asam amino 26 (Bjartell et al., 2011). Prekursor menjadi aktif karena pelepasan
proteolitik dari a small amino-terminal fragment. Perubahan dari pro PSA menjadi
PSA aktif membutuhkan exogenous prostatic protease seperti hK2, prostin
(hK15), protease (hK4) atau trypsin (Sakr et al., 2004).
75
Fungsi PSA adalah untuk mencairkan cairan semen pada saat ejakulasi. PSA
dapat dideteksi pada serum maupun sampel darah pasien. Pada pria normal, PSA
yang beredar didalam serum hanya sedikit, dengan cut off point sebesar 4ng/ml
(Eipstein dan Lotan, 2015). PSA ini berbentuk komplek PSA yang mengandung
PSA bebas dan 2 kelompok utama protease inhibitor ekstraselular yang disintesis
di dalam hepar. PSA merupakan suatu serin protease yang berikatan dengan α-1anti-chymotrypsin (ACT) dan α-2-macroglobulin (AMG) di dalam serum (Bickers
et al., 2009). Ikatan PSA dan ACT dapat dideteksi di dalam serum dengan
menggunakan antibodi monoklonal. Selain pada kanker prostat, kadar PSA juga
dapat meningkat pada kondisi prostatitis, infark dan saat ejakulasi (Eipstein et al.,
2011).
Secara umum serum PSA berhubungan dengan besarnya ukuran tumor,
stadium patologi yang sudah lanjut dan derajat tumor yang lebih tinggi. Meskipun
sel tumor dengan derajat yang lebih tinggi menghasilkan lebih sedikit serum PSA
dibandingkan tumor dengan derajat lebih rendah, secara keseluruhan , tumor
dengan diferensiasi buruk memiliki tingkat serum PSA yang lebih tinggi karena
ukuran tumor tersebut cenderung lebih besar (Eipstein et al., 2011). Namun pada
tumor dengan derajat yang sangat tinggi dan diferensiasi buruk justru
menunjukkan serum PSA yang sangat rendah sehingga diperlukan pemeriksaan
tambahan terbaru seperti antibody anti-PSMA dan P501S (Bickers et al., 2009;
Eipstein et al., 2011).
Metode yang dapat diterapkan dalam menginterpretasi nilai PSA antara lain :
menghitung rasio serum PSA dan volume kelenjar (PSA density), rasio PSA bebas
76
dan terikat di dalam serum, menentukan tingkat perubahan PSA dalam hitungan
waktu (PSA velocity), dan menentukan nilai PSA yang disesuaikan dengan usia
(Age Specific PSA). PSA density (PSAD) dikatakan lebih berguna dalam
menetukan adanya kanker dibandingkan PSA saja. Hal ini dikarenakan sel-sel
kanker menghasilkan lebih banyak PSA per gram jaringan(Eipstein dan Netto,
2010). Nilai PSAD normal sebesar ≤ 0,050 ng/ml/cm3, intermediate 0,051-0,099
ng/ml/cm3, dan patologis sebesar ≥ 0,1 ng/ml/cm3
peningkatan
pada
kanker
prostat
.
dibandingkan
PSA velocity mengalami
prostat
normal.
Untuk
mendapatkan hasil yang akurat serum PSA velocity harus dihitung paling tidak
sebanyak tiga kali dalam kurun waktu 18 bulan (Sakr et al., 2004). Age Specific
PSA dapat digunakan sebagai metode screening pada kanker prostat (Eipstein dan
Netto, 2010). Kadar PSA usia 40-49 tahun nilai maksimalnya sebesar 2,5ng/ml,
50-59 tahun sebesar 3,5ng/ml, 60-69 tahun sebesar 4,5ng/ml dan 6,5ng/ml untuk
usia 70-79 tahun. Peningkatan PSA sebanyak 0,75ng/ml pertahun menunjukkan
perubahan yang signifikan antara pria tanpa kanker prostat dan pria dengan kanker
prostat. Pemeriksaan dikatakan valid apabila pemeriksaan dilakukan paling tidak
sebanyak tiga kali selama periode 1,5 hingga 2 tahun (Eipstein dan Lotan, 2015).
PSMA (Prostat Spesific Membrane Antigen) adalah
suatu membrane-bound
glycoprotein yang memiliki spesifisitas tinggi untuk mendeteksi adanya sel epitel
prostat jinak maupun ganas. Antigen ini spesifik untuk mendiagnosis dan
menentukan terapi kanker prostat karena terekspresi pada semua stadium tumor
(Bjartell et al., 2011). Pemeriksaan PSMA dilakukan dengan menggunakan
77
antibodi monoklonal dimana peningkatan konsentrasinya berhubungan dengan
kanker prostat (Sakr et al., 2004).
PSA merupakan petanda tumor yang paling sering digunakan. Nilai total
PSA(tPSA), PSA bebas (fPSA) dan PSA kompleks dengan ACT adalah faktor
prognostik independent untuk menentukan rata-rata lamanya hidup pasien. Kadar
serum PSA merupakan prognostik kuat pada pasein yang mendapatkan radioterapi
dan dapat memberikan nilai tambahan pada faktor prognostik independent lain
seperti stadium dan derajat tumor. Peningkatan kadar PSA setelah prostatektomi
radikal mengindikasikan adanya kemungkinan kekambuhan penyakit. Penelitian
yang dilakukan oleh Kuriyama et al menemukan kadar serum PSA sebelum
operasi memiliki kemampuan prediksi yang tinggi untuk menilai kekambuhan
setelah dilakukan radikal prostatektomi (Buhmeida et al., 2006).
2.3 Matriks Metalloproteinase (MMP)
2.3.1 Struktur, Jenis dan Fungsi Umum MMP
Matriks metalloproteinase adalah kelompok endopeptidase yang tergantung pada
zinc. Protein ini terlibat dalam degradasi matriks ekstraselular, serta berperan
penting pada proses fisiologis maupun patologis.Pada keadaan fisiologis MMP
membantu proses morfogenesis, angiogenesis, dan perbaikan jaringan. Sementara
pada proses patologis, MMP terlibat pada terjadinya sirosis, arthritis dan kanker
(Yabluchanskiy et al., 2013; Gong et al, 2014).
Jerome Gross dan Charles
Lapiere adalah orang yang pertama kali menemukan MMP pada metamorphosis
ekor kecebong di tahun 1962. Triple helix kolagen didegradasi jika ekor kecebong
78
ditempatkan pada matriks kolagen kecebong yang bermetamorfosis (Loffek et al.,
2011Ansari et al., 2013).
Matriks metalloproteinase mengandung beberapa komponen dengan fungsi
yang berbeda-beda berupa :
1) Pro-peptida yang berperan menjaga enzim dalam bentuk tidak aktif.
Domain ini mengandung “Cystein switch” yakni residu cystein unik dan
selalu terjaga, yang berinteraksi dengan zinc pada bagian aktif. Saat
aktivasi enzim, bagian ini akan dipecah secara proteolitik oleh furin secara
intraseluler atau MMP lainnya dan protease serin secara ekstraseluler.
2) Domain katalitik yang menjadi penanda struktural corak pengikat zinc. Ion
Zn2+, diikat oleh tiga residu histidin membentuk area aktif. Area aktif ini
berjalan secara horizontal melewati molekul sebagai celah dangkal dan
berikatan dengan substrat.
3) Bagian penghubung (hinge region) merupakan sebuah jembatan lentur
atau bagian penghubung yang terbuat dari 75 rantai asam amino berfungsi
untuk menghubungkan domain katalitik dengan domain terminal-C.
Bagian ini sangat penting untuk menjaga stabilitas enzim.
4) Domain terminal-C yang menyerupai hemopexin
( hemopexin like-domain ) merupakan domain yang rangkaiannya
menyerupai protein serum hemopexin. Rantai polipeptida domain ini
tersusun dalam empat lembaran β yang simetris. Permukaan datar yang
disediakan oleh struktur ini dipercaya terlibat dalam interaksi antar protein
79
dan merupakan penentu spesifisitas substrat, contohnya: TIMP berinteraksi
pada area ini (Nagase et al., 2005; Ansari et al., 2013).
Berdasarkan struktur tersebut, MMP diklasifikasikan menjadi empat
kelompok yaitu archetypal MMPs, matrilysins, gelatinases dan furin-activatable
MMPs. Archetypal MMPs terbagi lagi menjadi tiga kelompok kecil sesuai dengan
kandungan subsrat spesifiknya yaitu kolagenase, stromelysin dan kelompok
lainnya. Matrilysins merupakan kelompok MMP yang tidak memiliki hemopexin
domain.Sementara gelatinases mengandung struktur fibronectin berulang didalam
catalytic domain-nya dimana MMP-2 (Gelatinase A) dan MMP-9 ( Gelatinase B )
termasuk didalamnya. Kelompok furin-activatable mengandung furin recognition
motif termasuk diantaranya secreted, membrane type dan type II transmembrane
(Nagase et al., 2005; Gong et al., 2014).
Aktivitas MMP megalami regulasi ketat pada berbagai tingkat sebelum
menjadi bentuk aktif. Regulasi ini terjadi baik pada tingkat mRNA maupun
aktivasi protein melalui aktivator dan inhibitornya serta berbagai sel di lingkunagn
sekitar tumor. Seperti misalnya MMP-9 pada karsinoma prostat mengalami
regulasi melalui interaksi antara sel tumor dengan lingkungan mikro disekitarnya
seperti sel stroma, sel endotel, makrofag maupun sel radang netrofil. Peranan sel
radang seperti makrofag, netrofil, sel mast sel dendritik dan sel T pada inisiasi dan
progresi tumor sudah sangat diakui. Sel tumor mampu menghasilkan faktor-faktor
pro-inflamasi dan MMP yang berperan pada agresivitas tumor (Deryugina dan
Quigley, 2006). Sedangkan inhibitor alami utama untuk MMP adalah TIMP
(tissue inhibitors of matrix metalloproteinases). Keseimbangan antara aktivasi dan
80
inhibisi MMP sangat berpengaruh terhadap fungsi fisiologis dan patologisnya
Kondisi patologis akan timbul jika terjadi ketidakseimbangan tingkat MMP dan
TIMP (Gong et al., 2014). Beberapa faktor transkripsi yang berperan pada
karsinogenesis karsinoma prostat juga terlibat dalam regulasi MMP, antara lain
PTEN dan ETS (Chakrabarti et al., 2006; Yabluchanskiy et al., 2013). Hilangnya
aktivitas faktor tersebut selama progresi tumor menyebabkan peningkatan
aktivitas proteolitik MMP (Ansari et al.,2013).
Fungsi fisiologis MMP tampak signifikan selama perkembangan embriogenik
dimana MMP memegang peranan penting pada proses remodeling matriks
ekstraseluler (ECM) yang merupakan bagian penting dalam pertumbuhan dan
morfogenesis jaringan. Secara sistematis, beberapa fungsi seluler MMP selama
perkembangan dan fisiologis normal, yaitu (sesuai gambar 2.11) (Ansari et al,
2013):
1) Membantu migrasi sel melalui degradasi molekul ECM
2) Mengubah perangai seluler dengan mengubah lingkungan mikro ECM
3) Membantu aktivitas molekul aktif secara biologis dengan pemecahan
langsung, pelepasan dari simpanan, atau memodulasi aktivitas
penghambatnya.
81
Gambar 2.11
Fungsi seluler MMP selama perkembangan dan fisiologis normal
(Ansari et al., 2013)
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, ketidakseimbangan antara aktivasi
dan inhibisi mengarahkan MMP pada kondisi patologis seperti misalnya
keganasan. Pada kondisi ini MMP dihasilkan langsung oleh sel tumor maupun sel
fibroblast pada stroma dan sel makrofag melalui rangsangan sel tumor (Gialeli et
al., 2010; Kumar et al., 2015). Selanjutnya MMP akan menyebabkan degradasi
komponen ECM pada membran basalis dan jaringan ikat interstisial yang tersusun
atas kolagen, glikoprotein dan proteoglikan. Proses metastasis suatu karsinoma
diawali oleh interaksi antara sel tumor dengan ECM. Pertama-tama sel tumor
harus menembus membran basalis dibawahnya, kemudian melintasi jaringan ikat,
dan secara cepat mencapai sirkulasi dengan cara menembus membran basalis
pembuluh darah. Proses ini berulang lagi jika emboli sel tumor mengalami
ekstravasasi ke tempat jauh. Invasi melalui ECM mengawali kaskade metastasis
82
dan merupakan proses aktif yang melibatkan beberapa tahap, diantaranya
perubahan interaksi sel tumor , degradasi ECM, perlekatan ke komponen ECM,
dan migrasi sel tumor (Kumar et al., 2015).
Tahap pertama proses invasi yaitu disosiasi sel terjadi karena kelainan
molekul adhesi interseluler seperti E-cadherins yang menyebabkan perlekatan
antar sel berkurang sehingga sel mudah terlepas dari tumor peimer dan meluas ke
jaringan sekitarnya. Tahap kedua berupa proses degradasi lokal membran basalis
dan jaringan ikat interstisial. Proses ini melibatkan enzim proteolitik seperti MMP
yang dapat disekresikan langsung dari sel tumor atau dari induksi terhadap sel
stroma seperti fibroblast dan sel inflamasi. Protease lain yang juga disekresikan
yaitu cathepsin D dan urokinase plasminogen activator. Untuk mengatur invasi
tumor, MMP bukan hanya mengubah komponen yang tidak larut pada membran
basalis dan matriks interstisial, tetapi juga melepaskan growth factor yang
disimpan ECM seperti misalnya VEGF (Deryugina dan Quigley, 2006; Bouchet
et al., 2014; Kumar et al., 2015)
2.3.2 Peranan MMP pada Karsinoma Adenum Asinus Prostat
Pada karsinoma adenum asinus prostat terdapat ketidakseimbangan ekspresi MMP
dan TIMP dengan manifestasi berupa hilangnya ekspresi TIMP dan meningkatnya
ekspresi MMP. Peningkatan aktivitas ini bukan hanya memudahkan terjadinya
metastasis namun berperan pula pada proses karsinogenesis seperti proliferasi sel,
apoptosis, angiogenesis dan transisi epitel menjadi jaringan mesenkimal (EMT)
(seperti terlihat pada gambar 2.12) ( Gong et al., 2014).
83
Gambar 2.12
Peranan MMP pada progresi kanker prostat ( Gong et al., 2014)
Seperti yang telah diperkirakan sebelumnya, MMP lebih aktif pada kanker
prostat stadium lanjut yang dibuktikan oleh peningkatan ekpresi MMP seiring
peningkatan skor Gleason ( Lampiran 1). Analisis MMP mRNA, protein serum
dan jaringan kanker prostat menunjukkan peningkatan ekspresi MMP-2, -3, -7, -9,
13, -14, -15 dan -26 berhubungan dengan kanker stadium lanjut atau metastasis,
sementara ekspresi MMP-1 berhubungan dengan tumor derajat rendah dan
sedikitnya insiden invasi ( Gong et al., 2014 ).
Interaksi antara MMP-2,-7,-9 dan -14 memainkan peranan penting pada
progresifitas kanker prostat. MMP-2 dan MMP-9 disekresikan dalam bentuk
proenzim baik oleh sel tumor maupun sel fibroblas di dalam lingkungan mikro
tumor. MT1-MMP(MMP-14) yang terekspresi pada membran sel tumor secara
spesifik mengaktifkan proMMP-2 laten pada permukaan sel tumor dengan
membentuk komplek bersama TIMP-2. Aktivasi MMP-2 dapat mengaktifkan
84
proMMP lainnya seperti MMP-9 melalui pemecahan enzimatik. MMP-7 yang
dikeluarkan oleh sel tumor dan osteoklas bersama dengan MMP-14 mampu
memecah reseptor aktivator ligan NF-κB di permukaan osteoblas dan meghasilkan
RANKL terlarut. Hal ini menyebabkan aktivasi osteoklas pada dan disekitar tulang
yang berdekatan dengan tumor dan menimbulkan degradasi tulang (Gambar 2.13)
( Gong et al., 2014 ).
Gambar 2.13
Interaksi antara MMP-2, -7, -9 dan -14 pada perkembangan kanker prostat ( Gong
et al, 2014 )
2.3.3 Matriks Metalloproteinase 9 (MMP-9/Gelatinase) dan Peranannya
pada Karsinoma Prostat
Matriks metalloproteinase-9 dikenal sebagai enzim metallo-multidomain yang
mampu mendegradasi matriks ekstraselular selama proses invasi dan metastasis.
85
Secara struktural MMP-9 termasuk dalam kelompok gelatinase B dengan catalytic
site tersusun atas domain pengikat logam yang dipisahkan dari active site oleh
ulangan tiga fibronektin yang memfasilitasi degradasi substrat besar seperti elastin
dan penghancuran kolagen (Patil dan Kundu, 2006). Dalam regio ini, asam amino
Asp309, Asn319, Asp232, Tyr320 dan Arg3076 penting untuk pengikat gelatin.
Catalytic site tetap dipertahankan dalam bentuk tidak aktif oleh amino-terminal
pro-peptide PRCGXPD, dengan koordinasi cysteine bersama katalitik Zn2+.
Ujung terminal COOH dari MMP-9 mengandung domain hemopexin yang
mengatur ikatan dengan substrat, berinteraksi dengan inhibitor dan membantu
ikatan ke permukaan sel. Domain O-glycosylated sentral memberikan fleksibilitas
molekuler, mengatur spesifisitas substrat MMP-9 invasi yang bergantung MMP-9,
interaksi dengan TIMP dan lokalisasi permukaan sel. Domain ini membantu
pergerakan MMP-9 sepanjang substrat makromolekuler dan melepaskan ikatan
kolagen sebelum dipecahkan oleh enzim lainnya (Farina dan Mackay, 2014; Gong
et al., 2014).
Gambar 2.14
Struktur MMP-9 (Gelatinase B) (Gong et al., 2014)
Matriks metalloproteinase-9 dihasilkan baik oleh sel tumor maupun sel
disekitar lingkungan tumor seperti sel fibroblast di stroma, sel endotelial, sel
polimorfonuklear (PMN), keratinosit, makrofag dan beberapa sel epitel (Verma
dan Hansch, 2006; Gong et al., 2014). Akibatnya aktivasi dan produksi MMP-9/
86
gelatinase B sangat dipengaruhi oleh interaksi komponen tersebut diatas. Selain
fungsinya dalam proses metastasis, MMP 9 juga memainkan peran penting pada
proses fisiologis seperti penyembuhan luka. Inhibisi terhadap aktivitas enzimatik
MMP-9 dilakukan oleh inhibitor protease sistemik α2-makroglobulin, anggota
famili TIMP dan antagonis terhadap domain hemopexinnya sendiri (Vempati et
al., 2007; Farina dan Mackay, 2014; Gong
et al, 2014). Mekanisme yang
menyebabkan ketidakseimbangan antara MMP-9 dan TIMP terutama TIMP-1
mengarahkan MMP-9 untuk terlibat dalam proses patologis tumor (Gialeli et al.,
2010; Farina dan Mackay, 2014; Gong et al, 2014). . Kegagalan pertumbuhan
karsinoma adenum asinus prostat pada tulang kalvaria seekor tikus percobaan
membuktikan pengaruh enzim tersebut terhadap progresifitas sel tumor (Farina
dan Mackay, 2014; Gong et al, 2014).
Saat ini diketahui MMP-9 bukan hanya memiliki kemampuan dalam
mendegradasi kolagen tipe IV, komponen utama dari membran basalis epitel dan
vaskuler; fibronektin dan gelatin yang memegang peranan penting dalam proses
invasi dan metastasis, namun juga memiliki potensi pro-onkogenik antara lain
transformasi neoplastik, inisiasi tumor dan instabilitas genetik. MMP-9 dapat
menempati inti sel, meskipun memiliki sinyal lokalisasi inti klasik yang rendah
dan aktivitas gelatinase inti menyatu dengan peningkatan fragmentasi DNA.
Gelatinase inti ini mendegradasi matriks protein inti yaitu PARP (poly-ADPribose-polymerase) dan menghindarkannya dari proses perbaikan DNA (Gialeli et
al., 2010; Farina dan Mackay, 2014).
87
Matriks metalloproteinase-9 dan TIMP-1 terekspresi dalam jumlah besar di
dalam berbagai tipe sel dan disekresikan dalam bentuk komplek pro-MMP-9/TIMP-1.
Lingkungan tumor yang mengandung sel tumor, stroma, dan elemen radang
memberikan kontribusi dalam menjaga stabilitas kompleks tersebut. Infiltrasi netrofil
pada tumor menyebabkan keluarnya MMP-9 yang tidak terikat TIMP dan
memfasilitasi perubahan sifat sel tumor ( Gialeli et al., 2010; Farina dan Mackay,
2014; Vandooren et al., 2013). Pada kanker prostat peningkatan ekspresi MMP-9 in
vitro terjadi akibat pengaruh kemokin (Farina dan Mackay, 2014).
Gambar 2.15
Peranan MMP-9 yang tidak terikat TIMP yang berasal dari sel radang PMN sel
tumor dalam inisiasi tumor dan promosi instabilitas genetik. melalui degradasi
matriks ekstraseluler (ECM), pelepasan dan aktivasi kemokin, sitokin dan growth
factor ( Farina dan Mackay, 2014)
Peranan MMP-9 yang berasal dari sel radang netrofil juga tampak pada inisiasi
adenoma intestinal. Ini dibuktikan oleh penurunan lesi adenoma sebanyak 40% pada
heterozygous APC (APC-min) knockout mice yang mengalami defisiensi MMP-9.
Pada tumor hepar MMP-9 dilaporkan menginisiasi sel tumor melalui pelepasan
proteolitik dan aktivasi TGFβ dan VEGF. Sementara pada epitel payudara manusia,
88
MMP-9 meningkatkan ekspresi onkoprotein HER2/Neu, menghambat apoptosis, dan
menyebabkan transformasi fenotip sel normal dimana ekspansi klonal sel ini
merupakan langkah penting proses progresifitas tumor (Farina dan Mackay, 2014).
Stem cell niche merupakan lokasi spesifik dan unik yang mengatur jumlah, selfrenewal dan pembelahan stem cell baik pada sel normal maupun sel tumor. Pada sel
tumor stem cell niche ini mempengaruhi heterogenitas tumor, metastasis dan
resistensi terapi yang diregulasi oleh kondisi-kondisi di dalam tumor dan didukung
oleh stress yang berhubungan dengan tumor seperti misalnya hipoksia. MMP-9
dikatakan berimplikasi terhadap perubahan perilaku stem cell niche dan sumsum
tulang. MMP-9 mendegradasi matriks ekstraselular stem cell niche sehingga
menyebabkan aktivasi dan mobilisasi stem cell hemopoetik. Hal ini difasilitasi oleh
perubahan bentuk stem cell terikat membran menjadi stem cell bebas yang mampu
meningkatkan promosi c-KIT terkait proliferasi sel. MMP-9 juga melepaskan stem
cell prekursor sel endothelial dari sumsum tulang yang berkontribusi dalam
angiogenesis. Interaksi antara stroma-derived factor (SDF)-1 dan reseptor kemokin
CXCR4 penting dalam fungsi sel progenitor dan induksi ekspresi MMP-9 (Gong et
al, 2014 ).
Matriks metalloproteinase-9 juga dikenal sebagai gen penting yang
berhubungan dengan proses transisi epitel menjadi mesenkimal (EMT) dan sekaligus
menjadi penyebab EMT (Gialeli et al., 2010). Ini merupakan proses perubahan sel
epitel yang tidak dapat bergerak menjadi sel mesenkimal yang mampu bergerak.
Proses ini penting pada pertumbuhan (tipe 1), penyembuhan luka normal atau fibrosis
patologis (tipe 2) dan proses metastasis sel kanker (tipe 3). EMT tipe 3 fundamental
untuk progresi tumor menjadi metastasis, dan baik reaktivasinya dalam dediferensiasi
89
sel kanker maupun aktivasi dalam stem cell, mampu menginduksi fenotip dan
motilitas sel kanker menjadi invasif (Farina dan Mackay, 2014).
Gambar 2.16
Transisi epitelial menjadi mesenkimal (EMT) yang dipicu MMP-9 (Farina dan
Mackay, 2014)
Pembentukan pembuluh darah baru adalah suatu proses terstruktur dan
tergantung pada faktor angiogenik mitogenik dan non-mitogenik serta melibatkan
perubahan matriks, migrasi sel, regulasi interaksi antara sel vaskular dengan matriks.
Neovaskularisasi tumor sangat fundamental dalam ekspansi tumor primer, menjadi
metastasis. Tidak seperti pembuluh darah di jaringan normal, pembuluh darah pada
tumor cenderung imatur. MMP-9 merupakan molekul pro-angiogenik dan memicu
aktivitas angiogenik pada pembuluh darah yang pasif (Patil dan Kundu, 2006; Farina
dan Mackay, 2014).
Matriks metalloproteinase-9 yang berasal dari netrofil meregulasi proliferasi
perisit, apoptosis, pengambilan dan mobilisasi sumsum tulang yang mengandung
prekursor angiogenik ke stroma tumor sehingga meningkatkan proses angiogenik dan
vaskulargenik. Pada saat proses angiogenik oleh sel tumor terjadi, MMP-9 juga
90
memicu tombol angiogenik melalui mobilisasi dan aktivasi mitogen angiogenik dari
matriks penyimpanannya. Proses ini difasilitasi oleh pelepasan MMP-9 yang tidak
terikat TIMP-1 dari netrofil yang bertindak bukan hanya sebagai faktor angiogenik
nanomolar poten namun mampu pula melepaskan faktor pertumbuhan FGF dan
VEGF dari matriks (Patil dan Kundu, 2006; Gialeli et al., 2010; Farina dan Mackay,
2014).
Gambar 2.17
Peranan MMP-9 bebas TIMP dari sel radang PMN, MMP-9 tumor/ stroma
onkogen dan hipoksia dalam mengaktifkan angiogenesis
(Farina dan Mackay, 2014)
Limfangiogenesis merupakan komponen penting pada perkembangan dan
metastasis tumor. pembuluh limfe menyediakan jalur untuk penyebaran sel tumor ke
tempat yang lebih jauh. Pada kanker di lambung, MMP-9 dilaporkan terlibat dalam
induksi limfangiogenesis dan menyebabkan penyebaran sel tumor melalui jalur
limfatik. Bahkan MMP-9 yang berasal netrofil mampu meningkatkan bioavailibilitas
dan biaktivitas dari VEGF-A serta bersama-sama dengan VEGF-C memberikan
91
implikasi pada limfangiogenesis dan metastasis melalui jalur limfatik pada kanker
payudara (Gialeli et al., 2010; Farina dan Mackay, 2014)
Progresi tumor primer hingga menjadi tumor metastasis merupakan suatu proses
yang kompleks. MMP-9 memegang peranan penting pada hampir setiap tahap proses
progresifitas tersebut.
Gambar 2.18
Kaitan MMP-9 dengan kemampuan metastasis tumor (Farina dan Mackay, 2014)
Ekspresi dan lokalisasi MMP-9 pada kanker prostat dikatakan berbeda-beda
pada berbagai literatur. Beberapa penelitian mendeteksi mRNA MMP-9 hanya di
dalam sel makrofag di area inflamasi maupun di area yang mangandung sel tumor
derajat tinggi. Sebaliknya, Trudel et al melaporkan MMP-9 terekspresi
intraselular dan di dalam sitosol pada 94,1% sel kanker prostat. Ekspresi ini
berkaitan langsung dengan skor Gleason namun tidak dengan prognosis.
Perbedaan ekspresi ini sebagian dapat disebabkan karena perbedaan derajat invasi
sel kanker pada sampel yang digunakan dalam penelitian atau karena sensitivitas
metode pemeriksaan yang digunakan. Penelitian pada jaringan prostat segar dari 22
92
prostatektomi radikal menemukan aktivitas kolagenolitik dan gelatinolotikyang relatif
lebih rendah dibandingkan keganasan di tempat lain seperti misalnya pada karsinoma
sel basal (Gong et al.,2014).
Ekpresi abnormal MMP-9 bebas di permukaan sel diperkirakan berkontribusi
pada peningkatan pertumbuhan kanker prostat, metastasis dan angiogenesis. LNCaP,
DU-145 dan PC-3 adalah jalur sel pada kanker prostat yang secara berurutan
menunjukkan potensial metastasis yang rendah, sedang dan tinggi pada penelitian
kemampuan invasi Matrigel. Ekspresi MMP-9 pada sel PC-3 menunjukkan
peningkatan bila dibandingkan dengan sel LNCaP dan DU-145 dan ini berhubungan
dengan aktivitas invasi sel tersebut. Ekspresi stabil MMP-9 pada sel LNCaP
metastasis menghasilkan peningkatan aktivitas MMP-9 dan berhubungan dengan
peningkatan kemampuan metastasis. Silencing MMP-9 yang dimediasi oleh SiRNA
menghambat invasi Matrigel, angiogenesis in vitro dan menginduksi apoptosis pada
sel DU-145 dan PC-3 (Jin et al., 2011).
Keterlibatan MMP-9 pada regulasi angiogenesis terbukti dengan adanya
hambatan ekspresi gen faktor proangiogenik seperti VEGF dan intercellular adhesion
molecule-1(ICAM-1) pada ablasi antisense MMP-9 dalam sel DU-145 dan PC-3.
Defisiensi MMP-9 juga meningkatkan pelepasan angiostatin, suatu protein yang
menekan angiogenesis dan menurunkan seksresi VEGF pada sel PC-3. MMP-9 juga
dapat mengaktifkan urokinase plasminogen activator (uPA), serpin protease nexin-1
(PN-1) dan protein lain yang berkaitan dengan proses invasi dan angiogenesis. Kultur
sel kanker prostat dengan sel endothelial secara signifikan meningkatkan ekspresi
MMP-9 yang berdampak pada invasi sel kanker melalui peningkatan sekresi IL-6
oleh sel endothelial. Hal ini diduga karena adanya efek autokrin dan parakrin dari
93
faktor pertumbuhan atau sitokin yang disekresikan oleh sel tumor, sel stroma dan sel
radang dilingkungan sekitar tumor (Gong et al., 2014). Sel PC-3P metastatik dengan
ekspresi IL-8 tinggi menggambarkan peningkatan regulasi mRNA MMP-9 dan
aktivitas kolagenase in vitro menyebabkan peningkatan invasi melalui jalur Matrigel.
Bombesin, suatu hormone neuropeptide yang ada pada kanker prostat merangsang
sekresi MMP-9 pada sel kanker prostat. Pada jaringan tumor ekspresi MMP-9 dan
bombesin ditemukan hampir pada populasi sel kanker yang sama dan berhubungan
dengan derajat tumor yang tinggi. Fibroblast growth factor-inducible 14 (Fn14),
suatu reseptor transmembran yang berikatan dengan TWEAK, menyokong progresi
kanker prostat yang tidak tergantung androgen melalui MMP-9 dan dihubungkan
dengan hasil pengobatan yang buruk. Hilangnya prostate derived ETS factor (PDEF),
suatu tumor suppressor, dikatakan berhubungan dengan peningkatan ekspresi MMP-9
pada kanker prostat yang agresif. Berbagai penelitian menunjukkan bahwa PDEF
mampu menekan ekspresi mRNA MMP-9 sehingga mengurangi kemampuan invasi
sel kanker prostat (Gong et al., 2014).
Matriks metalloproteinase-9 mengalami regulasi negatif dimana suplementasi
androgen signifikan mengurangi sekresi dan aktivitas MMP-9 pada sel kanker prostat
dengan reseptor androgen positif yang tumbuh pada media tanpa androgen.
Sebaliknya, pemberian flutamide justru meningkatkan ekspresi MMP-9 pada tikus
percobaan. Penelitian in vitro dan in vivo yang membandingkan efek terapi deprivasi
androgen pada kanker prostat metastasis menunjukkan bahwa anti androgen bukan
hanya mampu menekan pertumbuhan sel kanker namun dapat meningkatkan invasi
sel kanker prostat melalui jalur TGF-β1/Smad3/MMP-9. Sementara penelitian sel
kultur dan in vivo dengan anti-AR compound terbaru, ASC-J9 dan cryptotanshinone
94
menunjukkan penekanan pertumbuhan dan invasi melalui regulasi negatif ekspresi
MMP-9 (Gong et al., 2014).
2.3.4
Ekspresi MMP-9 pada Karsinoma Prostat
Matriks metalloproteinase-9 terekspresi pada sitoplasma sel tumor, sementara pada
sel stroma hanya terpulas lemah. Peningkatan ekspresi MMP-9 ditemukan meningkat
seiring peningkatan skor Gleason namun tidak terdapat perbedaan bermakna antara
tumor dengan skor Gleason < 7 dan kanker derajat tinggi dengan skor Gleason ≥ 7
(Oguic et al., 2014). Pulasan MMP-9 ditemukan pada semua sel tumor dan sebagian
matriks ekstraselular dan ini berkaitan dengan tingginya level MMP-9 di plasma yang
sebanding dengan tingginya skor Gleason (Castellano et al., 2008). Penelitian lain
juga mendapatkan hubungan yang siginifikan antara MMP-9 dan derajat tumor
(Incorvaia et al., 2007).
Sel yang mengekspresikan MMP-9 akan tampak berwarna coklat pada
sitoplasma sel epitel ganas maupun stroma (Gambar 2.19). Penilaian ekspresi
MMP-9 dengan pemeriksaan imunohistokimia dibuat berdasarkan perkalian skor
persentase sel yang terpulas positif dan intensitas pewarnaannya (Oguic et al.,
2014).
95
b
a
Gambar 2.19
a. Pulasan positif lemah MMP-9 pada hyperplasia kelenjar prostat. b. Pulasan
positif kuat MMP-9 pada sitoplasma sel tumor dan sel stroma
(Oguic et al.,2014)
2.4 Imunohistokimia
Penentuan
ekspresi
imunohistokimi.
MMP-9
dilakukan
Imunohistokimia
adalah
melalui
teknik
pengecatan
metode
untuk
mendeteksi
keberadaan antigen spesifik di dalam sel suatu jaringan dengan menggunakan
prinsip pengikatan antara antibodi (Ab) dan antigen (Ag) pada jaringan hidup
(Anonim, t.t (a)).
Tempat pengikatan antara antibodi dengan protein spesifik diidentifikasi
dengan marker yang biasanya dilekatkan pada antibodi dan bisa divisualisasi
secara langsung atau dengan reaksi untuk mengidentifikasi marker. Marker dapat
berupa
senyawa
berwarna
: Luminescence,
fluorescein, umbelliferon, tetrametil rodhamin,
microsphere,
gold,
silver,
label
radioaktif,
zat
logam
dan
berfluoresensi :
berat :
colloidal,
enzim : Horse Radish
Peroxidase (HRP) dan alkaline phosphatase (Anonim, t.t (a)).
96
Terdapat dua metode dasar identifikasi antigen dalam jaringan dengan
imunohistokimia, yaitu metode langsung (direct method) dan tidak langsung
(indirect method). Metode langsung (direct method) merupakan metode
pengecatan satu langkah karena hanya melibatkan satu jenis antibodi. Metode ini
cepat dan mudah dilakukan namun kurang sensitif karena amplifikasi sinyalnya
rendah. Sedangkan metode tidak langsung (indirect method) menggunakan dua
macam antibodi, yaitu antibodi primer (tidak berlabel) dan antibodi sekunder
(berlabel). Antibodi primer bertugas mengenali antigen yang diidentifikasi pada
jaringan (first layer), sedangkan antibodi sekunder akan berikatan dengan antibodi
primer (second layer). Antibodi kedua merupakan anti-antibodi primer. Pelabelan
antibodi sekunder diikuti dengan penambahan substrat berupa kromogen.
Kromogen merupakan suatu gugus fungsi senyawa kimiawi yang dapat
membentuk senyawa berwarna bila bereaksi dengan senyawa tertentu. Disamping
kedua metode di atas, analisis imunohistokimia juga dapat dilakukan
melalui metode Peroxidase-anti-Peroxidase dan
metode Avidin-Biotin-Complex
(ABC) (Anonim, t.t (a)).
Metode Peroxidase-anti-Peroxidase (PAP) adalah analisis imunohistokimia
menggunakan tiga molekul peroksidase dan dua antibodi yang membentuk seperti
roti sandwich. Sedangkan metode Avidin-Biotin-Complex (ABC) adalah metode
analisis imunohistokimia menggunakan afinitas terhadap molekul avidin- biotin
oleh tiga enzim peroksidase. Situs pengikatan beberapa biotin dalam molekul
avidin tetravalen bertujuan untuk amplifikasi dan merespon sinyal yang
disampaikan oleh antigen target (Anonim, t.t (a)).
97
Gambar 2.20
Pengecatan imunohistokimia metode langsung (Anonim, t.t (b))
Gambar 2.21
Pengecatan imunohistokimia metode tidak langsung (Magub, 2011)