Efek Kombinasi Ekstrak Aktif Buah Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.)dan Doxorubicin Terhadap Sel Kanker Payudara
TESIS
EFEK KOMBINASI EKSTRAK AKTIF BUAH
ANDALIMAN (Zanthoxylum acanthopodium DC.) DAN DOXORUBICIN TERHADAP SEL KANKER PAYUDARA
Oleh:
CUT MASYITHAH THAIB
NIM 117014003
PROGRAM STUDI MAGISTER FARMASI
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
EFEK KOMBINASI EKSTRAK AKTIF BUAH
ANDALIMAN (Zanthoxylum acanthopodium DC.) DANDOXORUBICIN TERHADAP SEL KANKER PAYUDARA
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Magister dalam Ilmu Farmasi Pada Fakultas Farmasi
Universitas Sumatera Utara
Oleh:
CUT MASYITHAH THAIB
NIM 117014003
PROGRAM STUDI MAGISTER FARMASI
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
LEMBAR PENGESAHAN TESIS EFEK KOMBINASI EKSTRAK AKTIF BUAH
ANDALIMAN (Zanthoxylum acanthopodium DC.) DAN
DOXORUBICIN TERHADAP SEL KANKER PAYUDARA
Oleh: CUT MASYITHAH THAIB NIM 117014003
Medan, 23 Agustus 2013 Menyetujui: Komisi Pembimbing, Komisi Penguji, Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt. Prof. Dr. Rosidah, M.Si., Apt.
NIP 195311281983031002 NIP 195103261978022001 Prof. Dr. Syafrudin Ilyas, M.Biomed. DR. MPS. Pandapotan Nasution, Apt NIP 196602091992031003 NIP 194908111976031001 Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt.
NIP 195311281983031002 Prof. Dr. Syafrudin Ilyas, M.Biomed NIP 196602091992031003
Mengetahui: Disahkan Oleh: Ketua Program Studi, Dekan, Prof. Dr. Karsono, Apt. Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt.
NIP 195409091982011001 NIP 195311281983031002
PENGESAHAN TESIS
Nama Mahasiswa : Cut Masyithah Nomor Induk Mahasiswa : 117014003 Program Studi : Magister Farmasi
Judul Tesis : Efek Kombinasi Ekstrak Aktif Buah
Andaliman (Zanthoxylum acanthopodiumDC.) dan Doxorubicin Terhadap Sel Kanker Payudara
Telah diuji dan dinyatakan LULUS di depan Tim Penguji pada hari Jumat tanggal dua puluh tiga bulan Agustus tahun dua ribu tiga belas.
Mengesahkan: Tim Penguji Tesis Ketua Tim Penguji Tesis : Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt.
Anggota Tim Penguji Tesis : Prof. Dr. Syafrudin Ilyas, M.Biomed.
Prof. Dr. Rosidah, M.Si., Apt. DR. M. Pandapotan Nasution, MPS., Apt
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan dibawah ini: Nama : Cut Masyithah Thaib NIM : 117014003 Program Studi : Magister Farmasi Judul Tesis : Efek Kombinasi Ekstrak Aktif Buah Andaliman
(Zanthoxylum acanthopodium DC.) dan Doxorubicin Terhadap Sel Kanker Payudara
Dengan ini menyatakan bahwa tesis yang saya buat adalah asli karya saya sendiri, bukan plagiat, dan apabila dikemudian hari diketahui tesis saya tersebut plagiat karena kesalahan saya sendiri, maka saya bersedia diberi sanksi apapun oleh Program Studi Magister Farmasi Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara. Saya tidak akan menuntut pihak manapun atas perbuatan saya tersebut.
Demikianlah surat pernyataan ini saya perbuat dengan sebenarnya dan dalam keadaan sehat.
Medan, 23 Agustus 2013 Yang membuat Pernyataan
Cut Masyithah Thaib NIM 117014003
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena limpahan rahmat, kasih dan karunianNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini.
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan karakterisasi simplisia dan skrining fitokimia serta uji aktivitas sitotoksik, apoptosis, uji kombinasi ekstrak aktif buah andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) dengan doxorubicin dan uji selektivitas ekstrak buah andaliman. Tesis ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar magister farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang tulus dan ikhlas kepada Bapak Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi USU Medan dan pembimbing penulis yang telah memberikan fasilitas sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan, serta Bapak Prof. Dr.
Syafrudin Ilyas, M.Biomed., selaku pembimbing yang telah memberikan waktu, bimbingan dan nasehat selama penelitian hingga selesainya penyusunan tesis ini.
Bapak Dr. M. Pandapotan Nasution, MPS., Apt., dan Ibu Prof. Dr. Rosidah, MSi., Apt., selaku dosen pembanding yang telah memberikan kritik, saran dan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan tesis ini. Bapak dan Ibu staf pengajar Fakultas Farmasi USU Medan yang telah mendidik selama perkuliahan. Ibu kepala Laboratorium Farmakognosi, Dra. Suwarti Aris, M.Si., Apt., dan Bapak kepala Laboratorium Parasitologi Fakultas Kedokteran UGM, Prof. Supargiono serta staf yang telah memberikan bantuan dan fasilitas selama penulis melakukan penelitian.
Penulis juga mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang tiada terhingga kepada Ayahanda (Alm) Tgk. H.M. Thaib dan Ibunda (Almh) Hj.
Asiah tercinta, yang tiada hentinya berkorban dengan tulus ikhlas bagi kesuksesan penulis, juga kepada abang, dan kakak yang selalu setia memberi doa, dorongan, dan motivasi selama penulis melakukan penelitian. Serta ucapan terimakasih kepada Dedy Armiadi, M. Kom dan Denny Satria, S.Farm., Apt., dan Puji Lestari, S.Farm., Apt., atas bantuan dan motivasinya selama penulis melakukan penelitian.
Penulis menyadari bahwa penulisan tesis ini masih belum sempurna, sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk penyempurnaannya. Harapan saya semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan kefarmasian.
Medan, 23 Agustus 2013 Penulis Cut Masyithah Thaib 117014003 Efek Kombinasi Ekstrak Aktif Buah Andaliman (Zanthoxylum
acanthopodium DC.) dan Doxorubicin Terhadap Sel Kanker Payudara ABSTRAK
Buah andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) merupakan salah satu jenis rempah-rempah dari tumbuhan liar yang dikenal oleh masyarakat Batak, Sumatera Utara dan sering digunakan sebagai bumbu masak dalam berbagai masakan. Buah andaliman banyak dipakai sebagai rempah pada masakan daging, dan ikan sehingga masakan menjadi tahan beberapa hari tanpa menimbulkan bau. Akhir-akhir ini buah andaliman juga disebut-sebut memiliki khasiat sebagai antikanker. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui efek sitotoksik dari ektrak buah andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.), efek kombinasinya dengan doxorubicin, apoptosis dan selectivity index.
Karakterisasi dan skrining fitokimia dilakukan terhadap serbuk simplisia menunjukkan adanya alkaloid, flavonoid, steroid/triterpenoid, glikosida dan tanin, selanjutnya serbuk simplisia diekstraksi secara maserasi bertingkat dengan menggunakan pelarut n-heksan, etilasetat dan etanol 96%. Masing-masing ekstrak dipekatkan dengan bantuan rotary evaporator dan dikeringkan menggunakan
freeze dryer sehingga diperoleh ekstrak kental. Terhadap masing-masing ekstrak
diuji aktivitas sitotoksik terhadap sel MCF-7 dan T47D dengan menggunakan metode MTT.
Hasil pengujian sitotoksik ekstrak buah andaliman terhadap sel MCF-7 memberikan nilai IC pada ekstrak n-heksan buah andaliman (ENHBA), ekstrak
50
etilasetat buah andaliman (EEABA), dan ekstrak etanol buah andaliman (EEBA) bertutut-turut sebesar 159,747 µg/ml, 136,490 µg/ml, 957,449 µg/ml dan doksorubicin sebagai pembanding dengan konsentrasi 200 nm. Sedangkan nilai
IC
50 terhadap sel T47D pada ENHBA 57,013 µg/ml, EEABA 52,031 µg/ml,
EEBA 463,231 µg/ml dan doxorubicin 200 nm sebagai pembanding.Selanjutnya EEABA dilakukan pemeriksaan KLT dengan hasil menunjukkan mengandung alkaloid, flavonoid dan saponin. EEBA dikombinasikan dengan doxorubicin terhadap sel MCF-7 memberikan hasil yang sinergis yaitu menunjukkan nilai CI < 1. Kombinasi EEABA dan doxorubicin dilakukan uji apoptosis dengan metode flowcytometri, hasilnya tidak menunjukkan mekanisme apoptosis. Pengujian terhadap sel vero menunjukkan EEABA tidak selektif (0,7) terhadap sel MCF-7 dan SI 1,8 terhadap sel T47D.
Kata kunci: MCF-7, T47D, antikanker, buah andaliman (Zanthoxylum
acanthopodium DC.),Combination effects of Fruit Extract Active Andaliman (Zanthoxylum acanthopodiumDC.) And Doxorubicin Against Breast Cancer Cells (MCF-7)
ABSTRACT
Andaliman fruit (Zanthoxylum acanthopodium DC.) Is one of the wild plant spices whose known by Batak people in North Sumatra, and is often used as a food seasoning. Andaliman fruit is widely used as a spice in cooking of meat and fish dishes to be resistant for several days without causing odor. Lately, andaliman fruit is also said having anticancer properties. The purpose of this study was to determine the cytotoxic effects of the extracts from the fruit andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.), and the combination effect of it with Doxorubicin, apoptosis and selectivity index.
Characterization and phytochemical screening carried out on powdered crude drugs, botanicals powders subsequently extracted by maceration using solvents n-hexane, ethyl acetate and ethanol 96%. Each extract was concentrated with the rotary evaporator and dried using freeze dryer to obtain a viscous extract. Each extract were tested cytotoxic activity against MCF-7 and T47D by using MTT method.
Cytotoxic test results of test solution against MCF-7 cells gave IC
50 ENHBA, EEABA, and EENBA continously contributed 159.747 ug/ml,
136.490 ug/ml, and 957.449 mg/ml. Whereas the IC50 value in the treatment of T47D cells, respectively for 57.013 ug/ml, 52.031 ug/ml and 463.231 mg/ml.
Furthermore EEABA combined with Doxorubicin against MCF-7 cells provide synergistic results that demonstrate the value of CI <1. EEABA and doxorubicin combination do not indicate the mechanism of apoptosis are showed using flowcytometri apoptosis method. Tests on vero cells showed no selective EEABA (0.7) against MCF-7 and SI 1.8 for T47D cells.
Keywords: MCF-7, T47D, anticancer, andaliman (Zanthoxylum
acanthopodium DC.),DAFTAR ISI Halaman
JUDUL ....................................................................................................... i PENGESAHAN TESIS …………………………………………….… ... iii KATA PENGANTAR …………………………………………….… ..... vi ABSTRAK …………………………………………….… ....................... viii DAFTAR ISI .............................................................................................. x DAFTAR TABEL ..................................................................................... xv DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xvi DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. xvii DAFTAR SINGKATAN .......................................................................... xx BAB I PENDAHULUAN .........................................................................
1
1.1 Latar Belakang …....................................................................1 1.2 Perumusan Masalah .. ..............................................................
6
1.3 Hipotesis ......................................................................... .. ……
7 1.4 Tujuan Penelitian .....................................................................
7 1.5 Manfaat Penelitian ...................................................................
8 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................
10 2.1 Uraian Tumbuhan ....................................................................
10 2.1.1 Daerah tumbuhan (habitat) ..................................................
10 2.1.2 Morfologi tumbuhan ...........................................................
10 2.1.3 Sistematika tumbuhan ........................................................
11
2.1.4 Nama asing .........................................................................
32 2.5 Apoptosis ................................................................................
39 3.4 Pembuatan Pereaksi .. .........................................................
39 3.3.2 Pengolahan bahan tumbuhan .............................................
39 3.3.1 Pengumpulan bahan Tumbuhan ..........................................
38 3.3 Pengumpulan dan Pengolahan Bahan ...................................
38 3.2 Identifikasi tumbuhan ...........................................................
37 3.1.2 Pengumpulan Tumbuhan ....................................................
37 3.1.1 Alat-alat ..............................................................................
37 3.1 Alat-alat dan Bahan ...............................................................
36 BAB III METODE PENELITIAN ............................................................
33 2.6 Sel Vero ...................................................................................
30 2.4. Uji sitotoksik menggunakan metode MTT .............................
11 2.1.5 Kandungan kimia ...............................................................
28 2.3.8 Terapi Kombinasi ................................................................
26 2.3.7 Doxorubicin dan resistensinya pada kanker payudara ........
25 2.3.6 P-glycoprotein ..................................................................
25 2.3.5 Sel T47D ............................................................................
22 2.3.4 Sel MCF-7 ..........................................................................
20 2.3.3 Kanker Payudara ................................................................
17 2.3.2 Karsinogen ..........................................................................
2.3 Kanker ……………………………………………………… 14 2.3.1 Siklus Sel .............................................................................
12
12 2.2 Ekstraksi ..................................................................................
12 2.1.6 Kegunaan . ..........................................................................
39
3.4.1 Besi (III) Klorida 1 % b/v ...................................................
41 3.5.4 Penetapan kadar sari yang larut dalam air ...........................
45 3.6.4 Pemeriksaan Saponin .........................................................
45 3.6.3.1 Pemeriksaan Antrakinon ..................................................
44 3.6.3 Pemeriksaan Glikosida .......................................................
44 3.6.2 Pemeriksaan Flavonoid ......................................................
44 3.6.1 Pemeriksaan Alkaloid ........................................................
43 3.6 Skrining Fitokimia ...............................................................
43 3.5.8 Penetapan kadar abu yang tidak larut dalam asam . ............
43 3.5.7 Penetapan kadar abu yang tidak larut dalam asam . ............
42 3.5.6 Penetapan kadar abu total ....................................................
42 3.5.5 Penetapan kadar sari yang larut dalam etanol .....................
41 3.5.3 Penetapan kadar air .............................................................
39 3.4.2 Larutan Asam Klorida 2N ...................................................
41 3.5.2 Pemeriksaan Mikroskopik ..................................................
41 3.5.1 Pemeriksaan Makroskopik .................................................
41 3.5 Pemeriksaan Karateristik Simplisia .....................................
41 3.4.10 Pereaksi Liebermann-Burchard ...........................................
40 3.4.9 Pereaksi Bouchardat ............................................................
40 3.4.8 Larutan Pereaksi Asam Sulfat 2 N ......................................
40 3.4.7 Larutan kloralhidrat ............................................................
40 3.4.6 Pereaksi Dragendorff ..........................................................
40 3.4.5 Pereaksi Molish ..................................................................
40 3.4.4 Pereaksi Mayer ....................................................................
39 3.4.3 Timbal (II) Asetat 0,4 M ....................................................
45
3.6.5 Pemeririksaan Tanin ...........................................................
51 3.10.5 Panen Sel .........................................................................
58 4.2 Hasil karakteristik simplisia dan ekstrak buah andaliman ..... ..
58 4.1 Hasil identifikasi tumbuhan ...................................................
57 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................
56 3.16 Pengujian Sel Vero ...............................................................
54 3.15 Uji Apoptosis .......................................................................
53 3.14 Uji Kombinasi ......................................................................
53 3.13 Analisis Hasil .......................................................................
52 3.12 Pengujian Sitotoksik ............................................................
3.10.6 Penghitungan Sel MCF-7, Sel T47D dan Sel Vero ... 51 3.11 Pembuatan Larutan Uji ........................................................
51
50 3.10.4 Subkultur Sel ..................................................................
46 3.6.6 Pemeriksaan Steroid /Triterpenoida ...................................
50 3.10.3 Penumbuhan Sel Vero .....................................................
49 3.10.2 Pertumbuhan Sel T4D7 ....................................................
49 3.10.1 Penumbuhan Sel MCF-7 ..................................................
49 3.10 Penumbuhan Sel .................................................................
48 3.9.4 Pembuatan Media Kultur Lengkap (MK-M199) ..............
48 3.9.3 Pembuatan Media M199 ...................................................
47 3.9.2 Pembuatan Media Kultur Lengkap (MK-DMEM) ............
47 3.9.1 Pembuatan Media DMEM ..................................................
47 3.9 Pembuatan Media .................................................................
46 3.8 Sterilisasi Alat dan Bahan ....................................................
46 3.7 Pembuatan Ekstrak Buah Andaliman ...................................
58
4.2.1 Pemeriksaan makroskopik .................................................
58 4.2.2 Pemeriksaan mikroskopik ..................................................
59 4.2.3 Hasil pemeriksaan karakterisasi serbuk simplisia ...............
59 4.2.4 Pemeriksaan Aprofil KLL ..................................................
61 4.3 Hasil Skrining fitokimia simplisia dan ekstrak ......................
62 4.4 Ektraksi .................................................................................
64
4.5 Uji sitotoksik ektrak n-heksan, etilasetan dan etanol terhadap sel MCF-7 danT47D ..........................................................
64 4.6 Uji kombinasi EEABA-Doxorubicin terhadap MCF-7 ..........
66 4.7 Uji Apoptosis ..........................................................................
68 4.8 Selectivity Index ..................................................................
73 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................
75 5.1 Kesimpulan…………………………………………….. ......
75 5.2 Saran .. ....................................................................................
76 DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................
77 LAMPIRAN ..............................................................................................
85
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 3.1 Interpretasi nilai CI (Combination Index) ................................
54 Tabel 4.1 Hasil karakterisasi simplisia dan ekstrak buah andaliman .......
59 Tabel 4.2 Hasil skrining fitokimia simplisia dan ekstrak buah andaliman..
63 Tabel 4.3 Nilai CI (Combination Index) doxorubicin dengan EEABA ...
67
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1 Diagram kerangka pikir penelitian .......................................
9 Gambar 2.1 Mekanisme Pemompaan oleh Pgp .......................................
27 Gambar 2.2 Reduksi MTT menjadi Formazan ........................................
32 Gambar 4.1 Kromatogram ekstrak EEABA dengan fase gerak Etilasetat : n-heksan (8:2……………………………………
62 Gambar 4.2 Grafik hubungan antara nilai IC
50 sel MCF-7 dan T47D dengan ekstrak ......................................................................
66 Gambar 4.3 Gambaran persentase kondisi sel MCF-7 kontrol ................
69 Gambar 4.4 Gambaran persentase kondisi sel MCF-7 yang diberi Doxorubicin .........................................................................
70 Gambar 4.5 Gambaran persentase kondisi sel MCF-7 yang diberi EEABA.. ........................................................................ …..
70 Gambar 4.6 Gambar persentase kondisi sel MCF-7 yang diberi EEABA Doxorubicin ..........................................................
71