Sitotoksisitas fraksi protein Umbi Teki [Cyperus rotundus L.] FP 20, FP 40, FP 60 dan FP 80 terhadap kultur Sel SiHa - USD Repository

  

SITOTOKSISITAS FRAKSI PROTEIN

UMBI TEKI (Cyperus rotundus L.) FP 20 , FP 40 , FP 60 , dan FP

  80 TERHADAP KULTUR SEL SiHa

SKRIPSI

  Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

  Program Studi Ilmu Farmasi Oleh:

  Soelistio Wati Widjaja NIM : 038114039

FAKULTAS FARMASI

  

SITOTOKSISITAS FRAKSI PROTEIN

UMBI TEKI (Cyperus rotundus L.) FP 20 , FP 40 , FP 60 , dan FP

  80 TERHADAP KULTUR SEL SiHa

SKRIPSI

  Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

  Program Studi Ilmu Farmasi Oleh:

  Soelistio Wati Widjaja NIM : 038114039

FAKULTAS FARMASI

  , atas cinta yang selalu mendampingiku....

  I dedicated for : ♫ J esus C hrist, M other M ary,

  ahabat- s ahabatku

  serta s

  ♪ My l ove

  ,

  B rother ♫ ♪

  S ister&

  M ommy,

  My P ap &

  Yaitu sebuah masa depan yang harus kubangun

  Tuhan tidak berjanji....

  Setelah itu, aku akan kembali dalam pelayaranku menemukan ...Harapan dan cita-citaku...

  ...persahabatan... ...keberanian & kedewasaan... Sekarang, kulemparkan jangkar kapalku pada tujuanku akan kuberikan buah karya ini untuk semua orang yang kucintai

  Dibalik itu, aku menemukan harta yang tak ternilai harganya ...cinta...

  ♫ ♪ ♫ Aku berlayar...jauh untuk menemukan sebuah dermaga indah dalam lautan biru... Banyak sekali kegelapan, hawa dingin, rasa sepi, dan ombak yang kurasa Semua itu demi sebuah masa depan...

  ♫ ♪ HALAMAN PERSEMBAHAN

  Dalam segala keadaan....

  Tapi.... Ia berjanji.... Besertaku....mendampingiku....

  Lautan tanpa gelombang....

  Langit selalu biru.... Bunga di sepanjang jalanku....

• watie – 24102006**

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas rahmat dan karuniaNya sehingga penulis telah dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “SITOTOKSISITAS FRAKSI PROTEIN UMBI TEKI (Cyperus rotundus L.) FP

  20

  , FP

  40

  , FP

  60

  , dan FP

80 TERHADAP KULTUR SEL SiHa”. Skripsi ini dibuat

  untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) pada Program Studi Farmasi di Universitas Sanata Dharma.

  Semua kelancaran dan keberhasilan penulis dalam menyelesaikan penulisan skripsi ini, dapat terwujud dengan adanya dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis dengan rendah hati mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Drs. A. Yuswanto S.U., Ph.D., Apt. selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktunya dalam membimbing dan memberi dukungan dalam menyelesaikan skripsi ini.

  2. Dra. A. Nora Iska Harnita, M.Si., Apt. selaku dosen penguji atas kesediaan menguji dan telah memberikan banyak masukan dan arahan.

  3. Erna Tri Wulandari, M.Si., Apt. selaku dosen penguji atas kesediaan menguji dan telah memberikan banyak masukan dan arahan.

  4. Rita Suhadi, M.Si., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.

  5. Ign. Y. Kristio Budiasmoro, M.Si., yang telah membantu dalam

  6. Mbak Istini, Pak Pandi, Mbak Heni dan segenap karyawan Laboratorium Hayati UGM yang telah bersedia mendampingi selama melakukan penelitian ini.

  7. Papa-Mama, my sister-brother, terima kasih untuk doa, kasih sayang, perhatian, dan materi yang selalu mengiringi perjalananku.

  8. Untuk sebuah “rasa” dalam hatiku, Robertus Hengky, yang mengisi dan memberikan banyak keajaiban berarti dalam hari-hariku, ~terima kasih~

  9. Anggota team rumput teki : Mba Ratih, Mila, dan Agnes, “Proficiat !! kita berhasil penelitian” makasih segala bantuan, kerjasama, dan suka dukanya selama ini, juga team Azadirachta indica A. Juss.

  10. Nela, Tina, Totok, Bambang, Bangun, dan teman-teman praktikum B”03 yang menjadi teman seperjuangan dalam survival di Farmasi.

  11. Teman-teman ”Sekar Ayu Apartment” yang telah menjadi keluarga dalam perantauanku.

  12. Semua pihak lain yang juga turut serta membantu penyusunan skripsi ini.

  Penulis menyadari masih banyak kekurangan yang perlu dibenahi pada penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, diharapkan kritik dan saran yang membangun dalam penyempurnaan skripsi ini. Semoga penulisan skripsi ini berguna bagi semua pihak yang membutuhkannya dan mendukung perkembangan ilmu pengetahuan.

  

INTISARI

Kanker merupakan penyakit dengan angka kematian yang masih tinggi.

  Secara empiris, rumput teki (Cyperus rotundus L.) telah digunakan sebagai bahan campuran dalam resep pengobatan beberapa jenis kanker (kanker serviks) terutama di China. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui efek sitotoksik dari fraksi protein umbi teki terhadap kultur sel kanker (sel SiHa) dan kultur sel normal (sel Vero).

  Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental murni dengan rancangan acak lengkap pola satu arah. Fraksi protein umbi teki diendapkan dengan penambahan amonium sulfat dalam konsentrasi tertentu sehingga didapat seri fraksi-fraksi protein. Pengujian dilakukan secara kolorimetri menggunakan metode MTT [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide]. Hasil yang diperoleh berupa persen kematian sel yang kemudian diolah secara statistika dengan menggunakan analisis probit (harga LC

  50 ) dan t-independent.

  Dari hasil uji sitotoksisitas diketahui bahwa fraksi protein umbi teki bersifat sitotoksik terhadap kultur sel SiHa dan sel Vero. Harga LC

  50 yang

  diperoleh pada FP , FP , FP , dan FP terhadap sel SiHa berturut-turut sebesar

  20

  40

  60

  80

  105,80 µg/ml; 106,20 µg/ml; 108,08 µg/ml; dan 84,46 µg/ml. Pada perlakuan terhadap sel Vero sebesar 35,1 µg/ml; 27,4 µg/ml; 14,7 µg/ml; dan 16,4 µg/ml. Harga LC

  50 tersebut menunjukkan fraksi protein umbi teki memiliki sitotoksisitas lebih besar terhadap sel Vero dibanding sel SiHa.

  Kata kunci : umbi teki, sitotoksisitas, sel SiHa, sel Vero, fraksi protein, nilai LC

  50

  

Cytotoxicity of Nutgrass Tuber (Cyperus rotundus L.) Protein Fraction

PF 20 , PF 40 , PF 60 , and PF 80 against SiHa Cell Culture

  

ABSTRACT

  Cancer is a disease with high death rate. In China, nutgrass (Cyperus

  

rotundus L.) has been used empirically in cervical cancer treatment. The aim of

  this research is to determine cytotoxic activity of nutgrass tuber against cancer cells (SiHa cells) and normal cells (Vero cells).

  The study was a pure experimental research with one way complete random design. Protein fractions of nutgrass tuber were obtained by precipitation using ammonium sulphate salt in various concentrations. The cytotoxicity assay was determined colorimetrically using the MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5- diphenyl tetrazolium bromide) method. Data were collected in the percentage of cell death were calculated using probit analysis (LC value) and analyzed with t-

  50 independent.

  The results of cytotoxicity assay determined that protein fraction of nutgrass tuber had cytotoxic activity to SiHa and Vero cells. The LC

  50 value

  obtained from FP

  20 , FP 40 , FP 60 , dan FP 80 to SiHa cells are 105,80

  μg/ml; 106,20 value for Vero

  50

  μg/ml; 108,08 μg/ml; and 84,46 μg/ml respectively, while LC cells respectively are 35,09 µg/ml; 27,36 µg/ml; 14,73 µg/ml; and 16,43 µg/ml. The LC

  50 value indicated that protein fraction of nutgrass tuber possess higher cytotoxicity to Vero cells compared SiHa cells.

  Keyword: nutgrass tuber, SiHa cell, Vero cell, protein fraction, cytotoxicity, LC

  50

  value

  

DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL................................................................................... .. ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ........................................... iii HALAMAN PENGESAHAN....................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... v KATA PENGANTAR .................................................................................. vi PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ....................................................... viii

  INTISARI...................................................................................................... ix

  

ABSTRACT .................................................................................................... x

  DAFTAR ISI................................................................................................. xi DAFTAR TABEL......................................................................................... xvi DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xviii DAFTAR LAMPIRAN................................................................................. xx

  BAB I PENGANTAR .................................................................................. 1 A. Latar Belakang ..................................................................................... 1

  1. Perumusan masalah..................................................................... 3

  2. Keaslian penelitian ...................................................................... 4

  3. Manfaat penelitian....................................................................... 4

  B. Tujuan .................................................................................................. 5 1. Tujuan umum .............................................................................

  5

  BAB II PENELAAHAN PUSTAKA........................................................... 6 A. Rumput Teki (Cyperus rotundus L.) ........................................................ 6

  1. Sistematika tumbuhan ................................................................. 6 2. Nama daerah................................................................................

  6

  3. Deskripsi ..................................................................................... 6

  4. Habitat ......................................................................................... 7

  5. Kandungan kimia ........................................................................ 7

  6. Khasiat dan penggunaan ............................................................. 7

  B. Kanker .................................................................................................. 8

  1. Tinjauan umum ........................................................................... 8 2. Siklus sel ....................................................................................

  10 3. Kanker serviks (kanker leher rahim)...........................................

  11

  4. Pengobatan kanker ...................................................................... 13 Protein yang bersifat sitotoksik...................................................

  13 a. RIP (Ribosome-inactivating Protein)....................................

  14

  b. Toksin.................................................................................... 14

  c. Antibodi-Imunoglobulin ....................................................... 15

  d. Komplemen ........................................................................... 16

  C. Protein .................................................................................................. 17 1. Tinjauan umum ...........................................................................

  17 2. Pemurnian protein .......................................................................

  19

  c. Elektroforesis .......................................................................

  23 3. Pengukuran kadar protein ..........................................................

  23 a. Spektrofotometri UV ...........................................................

  23 b. Metode Lowry.......................................................................

  24

  c. Metode Biuret ....................................................................... 24

  d. Metode Kjeldahl ................................................................... 24 e. Metode Bradford dan Bicinchoninic Acid (BCA) ...............

  25 D. Kultur Sel ............................................................................................. 25

  1. Morfologi sel kanker dan sel normal .......................................... 26 2. Sel Vero ......................................................................................

  26

  3. Sel SiHa....................................................................................... 26

  E. Sitotoksisitas ........................................................................................ 27 1. Metode neutral red uptake .........................................................

  29 2. Metode trypan blue ....................................................................

  30 3. Aktivitas LDH (Lactate Dehidrogenase) ...................................

  30 F. Keterangan Empiris.............................................................................. 31

  BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 32 A. Jenis dan Rancangan Penelitian ........................................................ 32 B. Variabel-Variabel Penelitian............................................................. 32

  1. Variabel bebas............................................................................. 32 2. Variabel tergantung.....................................................................

  32

  5. Definisi operasional .................................................................... 33

  C. Alat dan Bahan ..................................................................................... 33

  1. Alat ............................................................................................ 33

  2. Bahan .......................................................................................... 34

  D. Tata Cara Penelitian ............................................................................. 34

  1. Determinasi tumbuhan ................................................................ 34

  2. Pengumpulan umbi teki............................................................... 35

  3. Sterilisasi alat .............................................................................. 35 4. Pembuatan medium pencuci dan medium penumbuh ................

  35 a. Pembuatan medium pencuci ................................................

  35 b. Pembuatan medium kultur (RPMI 1640-serum) ..................

  35

  5. Preparasi sampel ......................................................................... 35 a. Pembuatan fraksi protein dari umbi teki ...............................

  35 b. Pengukuran estimasi kadar protein total ...............................

  37

  6. Preparasi sel SiHa ....................................................................... 38 a. Propagasi sel SiHa ................................................................

  38 b. Panen sel SiHa ......................................................................

  38

  7. Preparasi sel Vero ....................................................................... 39 a. Propagasi sel Vero.................................................................

  39 b. Panen sel Vero.......................................................................

  39

  8. Uji sitotoksisitas fraksi protein umbi teki ................................... 40

  9. Perhitungan persen kematian sel dengan metode MTT .............. 41

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 42 A. Determinasi Tumbuhan........................................................................ 42 B. Sterilisasi Alat ...................................................................................... 43 C. Preparasi Sampel Fraksi Protein Umbi Teki........................................ 44 D. Pengukuran Estimasi Kadar Protein Total ........................................... 46 E. Uji Sitotoksisitas .................................................................................. 48

  1. Sel SiHa ...................................................................................... 49

  2. Sel Vero ...................................................................................... 51

  3. Prosedur uji sitotoksisitas ........................................................... 54

  BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN....................................................... 59 A. Kesimpulan .......................................................................................... 59 B. Saran..................................................................................................... 59 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 60 LAMPIRAN.................................................................................................. 65 SURAT PENGESAHAN DETERMINASI.................................................. 100 BIOGRAFI PENULIS .................................................................................. 101

  

DAFTAR TABEL

  Halaman Tabel I. Data absorbansi fraksi protein dan kadar protein.....................

  47 Tabel II. Data prosentase kematian sel SiHa diinkubasi selama 24 jam dengan 6 seri konsentrasi pada FP

  20 , FP 40 , FP 60 , dan FP 80 umbi teki.......................................... 49

  Tabel III. Data prosentase kematian sel Vero diinkubasi selama 24 jam dengan 6 seri konsentrasi pada FP

  20 , FP 40 , FP 60 , dan FP 80 umbi teki........................................... 51

  Tabel IV. Harga LC

  50 hasil interpolasi analisis probit

  pada sel SiHa dan sel Vero ......................................................... 56 Tabel V. Data pembacaan absorbansi oleh ELISA reader uji sitotoksisitas umbi teki FP terhadap sel SiHa....................

  70

  

20

Tabel VI. Data pembacaan absorbansi oleh ELISA reader

  uji sitotoksisitas umbi teki FP 40 terhadap sel SiHa....................

  70 Tabel VII. Data pembacaan absorbansi oleh ELISA reader uji sitotoksisitas umbi teki FP

  60 terhadap sel SiHa.................... 71

  Tabel VIII. Data pembacaan absorbansi oleh ELISA reader uji sitotoksisitas umbi teki FP

  80 terhadap sel SiHa....................... 71

  Tabel IX. Data pembacaan absorbansi oleh ELISA reader uji sitotoksisitas umbi teki FP

  20 terhadap sel Vero....................

  72

  Tabel XI. Data pembacaan absorbansi oleh ELISA reader uji sitotoksisitas umbi teki FP

  60 terhadap sel Vero....................

  73 Tabel XII. Data pembacaan absorbansi oleh ELISA reader uji sitotoksisitas umbi teki FP

  80 terhadap sel Vero...................

  73 Tabel XIII. Komposisi medium RPMI 1640 dan M199 ...............................

  74 Tabel XIV. Nilai r (koefisien korelasi) pada level signifikansi 5% dan 1%................................................................................

  94

  

DAFTAR GAMBAR

  Halaman Gambar 1. Fase sel kanker ........................................................................... 11 Gambar 2. Skema antibodi mengikat antigen ............................................... 15 Gambar 3. Dua macam asam amino

  α ......................................................... 17 Gambar 4. Mekanisme “salting out”............................................................ 20 Gambar 5. Proses dialisis ............................................................................. 21 Gambar 6. Struktur molekul dari MTT dan hasil reduksinya ...................... 29 Gambar 7. Struktur trypan blue ................................................................... 30 Gambar 8. Foto tumbuhan Cyperus rotundus L...........................................

  42 Gambar 9. Asam amino aromatik pada penyerapan sinar UV.....................

  47 Gambar 10. Struktur fenilalanin..................................................................... 48 Gambar 11. Grafik prosentase kematian sel SiHa diinkubasi selama 24 jam dengan 6 seri konsentrasi pada

  FP , FP , FP , dan FP umbi teki ......................................

  49

  20

  40

  60

  80 Gambar 12. Foto sel SiHa pada kontrol ........................................................

  50 Gambar 13. Foto sel SiHa perlakuan fraksi protein umbi teki FP

  40

  (a) kadar 4000 μg/ml (b) kadar 500 μg/ml .............................. 50

  Gambar 14. Grafik prosentase kematian sel Vero diinkubasi selama 24 jam dengan 6 seri konsentrasi pada FP

  20 , FP 40 , FP 60 , dan FP 80 umbi teki ......................................

  52

  kadar 4000µg/ml dan 1000µg/ml................................................

  53 Gambar 17. Foto umbi teki utuh .................................................................... 65 Gambar 18. Foto potongan umbi teki ............................................................ 66 Gambar 19. Foto microplate (96-well plates) ................................................ 66 Gambar 20. Foto Spektrofotometer UV CECIL Series 2 ..............................

  67 Gambar 21. Foto ELISA reader SLT 340 ATC ............................................

  67

  

DAFTAR LAMPIRAN

  Halaman Lampiran 1. Foto tumbuhan rumput teki (Cyperus rotundus L.) dan

  microplate (96-well plate).......................................................... 65 Lampiran 2. Foto ELISA reader dan Spektrofotometer UV .........................

  67 Lampiran 3. Cara perhitungan jumlah penambahan amonium sulfat pada fraksi protein umbi teki FP , FP , FP , dan FP .......................................................... 68

  20

  40

  60

  80 Lampiran 4. Cara perhitungan kadar protein .................................................

  69 Lampiran 5. Data pembacaan absorbansi oleh ELISA reader dalam uji sitotoksisitas terhadap sel SiHa dengan metode MTT .................................................................

  70 Lampiran 6. Data pembacaan absorbansi oleh ELISA reader dalam uji sitotoksisitas terhadap sel Vero dengan metode MTT .................................................................

  72 Lampiran 7. Medium pertumbuhan sel SiHa (RPMI 1640) dan sel Vero (M199) ........................................................................

  74 Lampiran 8. Hasil analisis probit fraksi protein umbi teki terhadap kultur sel SiHa dengan metode MTT ........................................

  76 Lampiran 9. Hasil analisis probit fraksi protein umbi teki terhadap kultur sel Vero dengan metode MTT ........................................ 85

  Lampiran 11. Uji distribusi data sel SiHa dengan Kolmogorov-Smirnov .....

  95 Lampiran 12. Uji distribusi data sel Vero dengan Kolmogorov-Smirnov .....

  96 Lampiran 13. Hasil uji signifikansi LC

  50

  antara sel SiHa dan sel Vero dengan analisis statistik ..........................................................................

  97

BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Kanker merupakan salah satu ancaman utama di dalam bidang kesehatan. Setelah penyakit jantung, kanker menjadi penyebab kematian utama di AS. Di Indonesia menurut Survei Kesehatan Rumah Tangga, tingkat mortalitas yang

  disebabkan kanker 4,9% tahun 1995 dan menjadi 6,0% tahun 2001. Kanker menempati peringkat ke-6 dan jumlah pasien kanker terus meningkat setiap tahun (Rahmawati, dkk, 2006). Kanker serviks merupakan jenis kanker kedua terbanyak pada wanita di seluruh dunia setelah kanker payudara. Namun di Indonesia, kanker serviks menduduki peringkat pertama. Kanker serviks yang sudah masuk ke stadium lanjut sering menyebabkan kematian dalam jangka waktu yang relatif cepat (Andrijono, 2003).

  Keberhasilan terapi kanker relatif masih belum memuaskan. Semua pengobatan kanker seperti pembedahan, kemoterapi, terapi radiasi, hormon dan biologi (immunotherapy) memiliki dampak yang sangat baik bagi penderita. Akan tetapi, terapi kanker yang dilakukan menyebabkan sel-sel normal dapat menjadi rusak, ditandai dengan sakit atau melemahnya bagian tubuh tertentu sebagai efek samping dari terapi diatas dan memerlukan biaya yang cukup tinggi (Rizal, 2003).

  Penggunaan tumbuhan sebagai obat di Indonesia telah berlangsung sejak lama dan telah dilakukan untuk mengembangkan dan memanfaatkan bahan alam Indonesia untuk menemukan obat-obat baru antikanker yang selektif. Salah satu cara dengan eksplorasi tanaman yang diduga berkhasiat sebagai antikanker yang secara tradisional telah digunakan masyarakat, contohnya mahkota dewa, sambiloto, tapak dara, rumput teki, dan lain-lain (Dalimartha, 2003).

  Pada rumput teki (Cyperus rotundus L.) bagian tanaman yang biasa digunakan sebagai obat adalah rimpangnya (umbi) ataupun akar. Teki berkhasiat menormalkan siklus haid, analgesik, penenang (sedative). Rumput teki merupakan obat penting untuk gangguan kesehatan pada wanita. Selain itu, juga bermanfaat untuk mengatasi gangguan sakit dada, sakit gigi, gangguan fungsi pencernaan seperti mual, muntah, nyeri lambung, sakit perut, diare, haid tidak teratur, sakit waktu haid, keputihan, dan menyuburkan kandungan. Sampai sekarang ini, informasi rumput teki sebagai antikanker masih sangat terbatas. Namun, pernah ada keterangan yang mengatakan mengenai penggunaan rumput teki sebagai bahan campuran dalam resep pengobatan beberapa jenis kanker terutama kanker serviks di China (Hanks, 2000). Selain itu, pada bagian umbinya terdapat

  

oleanolic-acid dan oleanolic-acid-3-o-neohesperidoside yang berfungsi sebagai

agen kemopreventif (Duke, 2001).

  Beberapa protein diduga mempunyai efek sitotoksik seperti toksin, antibodi-imunoglobulin, komplemen, dan RIP. Penelitian mengenai efek sitotoksik suatu fraksi protein sejenis Ribosome Inactivating Protein (RIP) telah sehingga dapat membunuh sel. Maka pada penelitian ini dimaksudkan dapat memberikan informasi mengenai sitotoksisitas dari fraksi protein umbi teki terhadap sel kanker (sel SiHa) karena sejauh penelusuran penulis belum ada penelitian mengenai hal ini. Permasalahan lain yang timbul, apakah umbi teki juga bersifat sitotoksik pada sel normal maka dalam penelitian dilihat pula efek sitotoksik fraksi protein umbi teki terhadap sel normal (sel Vero). Hasil penelitian yang diharapkan bahwa fraksi protein umbi teki akan memberikan efek sitotoksik yang selektif hanya terhadap sel kanker tetapi tidak sitotoksik terhadap sel normal.

  Dari nilai LC

  50 yang diperoleh dapat diketahui mengenai efek sitotoksisitas fraksi

  protein umbi teki dan potensinya untuk dikembangkan sebagai senyawa antikanker. Nilai LC

  50 < 1000 µg/ml dinyatakan bersifat sitotoksik. Menurut

National Cancer Institute (NCI), suatu senyawa berpotensi sebagai antikanker jika

  memiliki nilai LC

  50 ≤ 20 µg/ml (Suffness and Pezzuto, 1991 cit., Candra, 2006).

  Dengan demikian, dapat diperoleh gambaran yang berguna dalam pengembangan potensi dari fraksi protein umbi teki sebagai obat antikanker yang selektif.

1. Perumusan masalah

  Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, maka permasalahan dapat dirumuskan sebagai berikut: a. , FP , FP , dan FP memiliki

  Apakah fraksi protein umbi teki FP

  20

  40

  60

  80

  efek sitotoksik terhadap kultur sel SiHa dan sel Vero? c.

  Apakah fraksi protein umbi teki memiliki efek sitotoksik lebih besar terhadap sel SiHa dibandingkan sel Vero?

  2. Keaslian penelitian

  Sejauh penelusuran penulis di Universitas Sanata Dharma dan Universitas Gadjah Mada Yogyakarta, belum pernah dilakukan penelitian mengenai sitotoksisitas fraksi protein umbi teki (Cyperus rotundus L.) FP

  20 , FP 40 , FP 60 , dan

  FP terhadap kultur sel SiHa. Telah dilakukan penelitian sebelumnya mengenai

  80

  tumbuhan rumput teki antara lain daya inflamasi ekstrak etanol dari umbi teki (Hartini, 1993). Hasilnya menunjukkan pada dosis 750 mg/kgBB mampu memberikan daya anti inflamasi pada tikus sebesar 41,74±14,99%. Pada penelitian daya melarutkan minyak atsiri dan infus umbi teki terhadap batu ginjal kalsium secara in vitro (Suhartiningsih, 1996). Hasilnya menunjukkan minyak atsiri dan infus umbi teki mampu melarutkan batu ginjal kalsium secara in vitro, dimana infus umbi teki memiliki kemampuan melarutkan batu ginjal kalsium lebih baik dari minyak atsiri.

  3. Manfaat penelitian

  Penelitian mengenai sitotoksisitas fraksi protein umbi teki ini diharapkan memiliki beberapa manfaat antara lain: a. manfaat teoritis ialah memberikan informasi mengenai efek sitotoksik b. manfaat praktis yang diperoleh ialah dapat digunakan untuk melengkapi bukti-bukti ilmiah yang mendukung pengembangan umbi teki sebagai antikanker yang selektif.

B. Tujuan

  1. Tujuan umum

  Mengetahui potensi fraksi protein umbi teki (Cyperus rotundus L.) untuk dikembangkan sebagai senyawa antikanker.

  2. Tujuan khusus

  a. Untuk mengetahui efek sitotoksik dari fraksi protein umbi teki FP

  20 , FP 40 ,

  FP

  60 , dan FP

80 terhadap kultur sel SiHa maupun sel Vero.

  b. Untuk mengetahui nilai LC

  50 dari fraksi protein umbi teki FP 20 , FP 40 , FP 60 ,

  dan FP

  80 terhadap kultur sel SiHa dan sel Vero.

  c. Untuk mengetahui apakah fraksi protein umbi teki memiliki efek sitotoksik yang lebih besar terhadap sel SiHa dibandingkan sel Vero.

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Rumput Teki (Cyperus rotundus L.)

  1. Sistematika tumbuhan

  Sistematika tumbuhan rumput teki diklasifikasikan sebagai berikut: famili Cyperaceae , genus Cyperus, spesies Cyperus rotundus L. (Anonim, 2000 b).

  2. Nama daerah

  Rumput teki memiliki nama daerah Jawa: Teki, tekan (Jawa), motta (Madura). Sulawesi: Rukut Teki wuta (Minahasa). Bulili manggasa buai (Buol), Nusatenggara: Kareha wai (Sumba). Maluku: Rukut Teki wuta (Alfuru) (Anonim, 1980). Rumput teki juga dikenal dengan common name seperti Tiririca, Nutgrass (Inggris), Tagernut, Hama-Suge, Xiang Fu Tzu, Xiang Fu (China), Muskezamin, Musta, Mustaka, Mutha, So Ken Chiu, So Ts’Ao, Souchet (Anonim, 1996).

  3. Deskripsi

  Rumput semu menahun dapat mencapai tinggi 10 cm. Rimpang (rhizoma) berumbi, batang bentuk segitiga. Daun 4 – 10 berjejal pada pangkal batang, dengan pelepah daun yang tertutup di bawah tanah, berwarna coklat kemerahan, helaian daun berbentuk garis dengan permukaan atas berwarna hijau tua mengkilat, ujung daun meruncing, lebar helaian 2 – 6 mm, panjang 10 – 60 kali lebar. Bunga berbentuk bulir majemuk, anak bulir terkumpul menjadi bulir yang Benang sari 3, kepala sari kuning cerah. Tangkai putik bercabang 3. Buah memanjang sampai bulat telur terbalik, bersegitiga coklat, panjang 1,5 mm (Sudarsono, 1996).

  4. Habitat

  Tumbuh di dataran rendah sampai dengan ketinggian 1000 m di atas permukaan laut, banyak tumbuh liar di Afrika Selatan, Korea, Cina, Jepang, Taiwan, Malaysia, Indonesia dan kawasan Asia Tenggara pada umumnya. Tumbuh di lahan pertanian yang tidak terlalu kering (tanahnya tidak berbencah- bencah), di ladang, dan kebun. Teki tumbuh paling baik pada lahan subur yang lembab, tidak tumbuh dengan baik pada tempat teduh, dan lazim mengganggu area dan halaman rumput (Sudarsono, 1996).

  5. Kandungan kimia

  Secara umum tumbuhan rumput teki mengandung minyak atsiri, alkaloid, glikosida, flavonoid, gula, zat pati, dan protein (Soedibyo, 1998). Pada rimpang dan umbi teki mengandung 4alpha,5alpha-oxidoeudesm-11-en-3-alpha-ol, beta-

  

cyperone, calcium, copper, cyperolone, iron, isocyperol, isokobusone, kobusone,

linoleic-acid, linolenic-acid, magnesium, manganese, myristic-acid, oleanolic-

acid, oleanolic-acid-3-o-neohesperidoside, potassium, sodium, oleic-acid,

patchoulenone, stearic-acid, sugetriol, sugenol, sugeonol, zinc (Duke, 2001).

  6. Khasiat dan penggunaan Biasanya bagian yang dipakai sebagai obat adalah umbinya (rimpang). diuretik, emmenagogue, galaktagogue, stimulant, tonik (Anonim, 2006 a). Sebuah penelitian di China menemukan bahwa teki digunakan sebagai tanaman karminatif, energi dan hormon pengatur dalam Traditional Chinese Medicine. Rumput teki dapat pula membantu pengobatan terhadap beberapa jenis kanker serviks (Anonim, 2006 a). Herba rumput teki diketahui merangsang produksi interferon, yakni suatu protein terlarut yang dihasilkan dari sel saat terinfeksi DNA atau RNA yang mengandung virus. Interferon juga bersifat sebagai stimulan makrofag dan mempunyai aktivitas membunuh sel kanker (Hoffman, 2006).

B. Kanker

1. Tinjauan umum

  Kanker (neoplasma) adalah suatu penyakit dimana terjadi pertumbuhan sel-sel jaringan tubuh yang abnormal, cepat, tidak terkendali, serta merusak bentuk dan fungsi organ asalnya. Sel kanker akan tumbuh menyusup ke jaringan sekitarnya (invasif), lalu membuat anak sebar (metastasis) ke tempat yang lebih jauh melalui pembuluh darah dan pembuluh getah bening. Anak sebar akan tumbuh menjadi kanker baru yang mempunyai sifat yang sama dengan kanker induknya, sampai akhirnya menyebabkan kematian penderitanya (Dalimartha, 2004).

  Dalam sel normal, pertumbuhan dikontrol dengan baik oleh keseimbangan antara kecepatan pertumbuhan sel dengan pengendalian pertumbuhan sel seperti selama penggantian jaringan tubuh. Diferensiasi sel selama proses ini berlangsung secara wajar dan perkembangan terhenti ketika tidak dibutuhkan lagi. Dalam sel kanker, proses ini terganggu artinya perkembangan sel terus berlanjut, sementara diferensiasi sel tidak terjadi (Macdonald dan Ford, 1997).

  Tumor dapat berupa tumor jinak (benign) atau tumor ganas (malignant).

  

Benign tumor bukanlah kanker. Benign tumor tumbuh di dalam suatu kapsul yang

  dikemas dengan baik dimana membatasi ukuran dan memelihara karakteristik sel asal, serta jarang menyebabkan kematian. Sel dari benign tumor tidak menyebar ke bagian lain pada tubuh. Dalam banyak kasus, benign tumor tidak kembali setelah dihilangkan (DiPiro, 1997). Kebalikannya, malignant tumor adalah kanker, biasanya lebih serius dan dapat mengancam hidup. Sel kanker dapat menyerbu dan merusakkan organ dan jaringan didekatnya. Juga, sel kanker dapat meloloskan diri dari malignant tumor dan masuk aliran darah atau sistem limfatik (getah bening). Secara itulah sel kanker menyebar dari tumor asli untuk membentuk tumor baru di organ lain. Penyebaran kanker disebut metastasis. Sel- sel malignant tumor mengalami perubahan genetika dan bentuk sel tidak normal mengakibatkan sel-sel kehilangan kemampuan untuk melakukan fungsinya.

  Kehilangan struktur dan fungsi dinamakan anaplasia (DiPiro, 1997).

  Proses terjadinya kanker atau karsinogenesis merupakan proses multistage yang diatur secara genetik. Tahap-tahap karsinogenesis terbagi menjadi :

  1. Tahap inisiasi, merupakan tahap awal yang mengakibatkan perubahan genetik mungkin disebabkan karena mutasi atau pengaruh zat-zat yang bersifat karsinogen.

  2. Tahap promosi, sel tumbuh dengan sangat pesat dan menjadi tumor benign.

  3. Tahap progresi, neoplasma akan berkembang menjadi bersifat ganas. Ciri pada tahap ini meliputi invasi sel tumor menuju jaringan setempat dan disusul oleh metastasis yang berkembang.

  4. Tahap metastasis yaitu penyebaran sel neoplastik dari tempat tumor utama menuju tempat yang lebih jauh (Schneider, 1997 cit., Widyastuti, 2004).

  2. Siklus sel

  Proses proliferasi sel berlangsung melalui suatu siklus pembelahan yang dinamakan daur sel (cell cycle). Mekanisme pembelahan sel secara substansial adalah sama pada semua sel. Siklus sel dibedakan atas fase mitosis (fase-M) dan interfase. Interfase dibagi lagi menjadi :

  (growth ) merupakan interval antara akhir dari fase-M dan permulaan

• Fase-G

  1

  1

  replikasi DNA. Pada fase-G

  1 terutama disintesis asam ribonukleat, sel akan tumbuh, dan struktur sitoplasma tertentu akan berdiferensiasi.

• Fase-S dengan pembentukan asam desoksiribonukleat baru, jumlah kromosom akan berlipat dua dan dengan ini pembelahan sel akan dipersiapkan.
• Fase-G

  

2 merupakan fase pertumbuhan pasca sintesis. Selama G

2 replikasi

  DNA dipantau untuk memastikan telah terbentuk double DNA. Disini

  S G ₂ G ₁ Go M

Gambar 1. Fase sel kanker

  Sel tumor dapat berada dalam 3 keadaan : (1) sedang membelah (siklus proliferatif) ; (2) keadaan istirahat (tidak membelah, G ) ; dan (3) yang secara permanen tidak membelah. Sel dalam fase G yang masih potensial untuk berproliferasi disebut sel klonogenik atau sel induk (stem cell). Jadi yang menambah jumlah sel kanker ialah sel yang dalam siklus proliferasi dan dalam fase-G (Nafrialdi & Gan, 1995).

3. Kanker serviks (kanker leher rahim)

  Di Indonesia, kanker serviks menduduki peringkat pertama. Serviks atau leher rahim merupakan bagian ujung bawah rahim yang menonjol ke liang sanggama (vagina). Kanker serviks berkembang secara bertahap, tetapi progresif. Proses terjadinya kanker ini dimulai dengan sel yang mengalami mutasi lalu berkembang menjadi sel displastik sehingga terjadi kelainan epitel yang disebut displasia. Kanker serviks mengikuti suatu kemajuan mulai tahap displasia menuju karsinoma in situ (kanker yang tidak meluas di luar membran epithelial) dan berkembang menjadi karsinoma invasif (kanker yang telah menyebar ke jaringan sehat) (Dalimartha, 2003).

  Ada 2 jenis utama kanker serviks: squamous sel karsinoma dan adenokarsinoma. Sekitar 80% – 90% kanker serviks adalah squamous sel sel yang menutupi permukaan endoserviks. Sisanya 10% – 20% kanker serviks adalah adenokarsinoma. Adenokarsinoma serviks berkembang dari sel kelenjar penghasil mukus pada endoserviks. Kanker serviks yang mempunyai corak kedua- duanya squamous sel karsinoma dan adenokarsinoma disebut adenosquamous karsinoma (Anonim, 2006 b).

  Kanker serviks adanya pertumbuhan sel yang tidak terkendali pada leher rahim. Penyebab kanker serviks tak diketahui. Infeksi dengan dua jenis human

  

papillomavirus (HPV), yang ditularkan secara seksual, berhubungan kuat dengan

  kanker serviks dan merupakan faktor resiko yang utama. Bukti, HPV ditemukan hampir 80% mengenai karsinoma serviks (Anonim, 2006 b). Strain serviks HPV dibagi menjadi kategori "resiko tinggi" dan "resiko rendah" berdasar pada hubungannya dengan kanker serviks. HPV-6 dan HPV-11, sebagai contoh, menyebabkan banyak kasus benjolan genital tetapi dianggap "resiko rendah" karena jarang ke arah kanker. Strain HPV lain, seperti HPV 16, 18, 33, 35, dan 45, dikategorikan "resiko tinggi" karena telah dihubungkan dengan peningkatan resiko untuk serviks dan kanker vaginal. Wanita yang melakukan seks pada usia muda, pasangan berganti-ganti, dan perokok memiliki resiko lebih besar terpapar HPV (Anonim, 2006 b).

  Pemeriksaan teratur dengan pap smear secara efektif menurunkan resiko untuk berkembang ke kanker serviks invasif, dengan mendeteksi perubahan prakanker pada sel serviks. Wanita-wanita yang tidak menerima pap smear teratur

4. Pengobatan kanker

  Pengobatan kanker sangat kompleks karena selain memiliki khasiat antikanker, kelompok obat ini juga bersifat merusak sel-sel tubuh yang normal.

  Obat ini digunakan untuk tujuan mengobati, memperpanjang hidup, atau meringankan pasien akibat gejala kanker (paliatif) (Anonim, 2000 a). Kanker banyak diobati dengan pembedahan atau radiasi sebelum bermetastasis maka deteksi dan penanganan lebih awal memberikan keuntungan yang nyata, sebagai contoh tes pap smear. Empat cara utama yang dilakukan pada pendekatan pengobatan kanker yaitu pembedahan, radiasi, kemoterapi, dan imunoterapi (DiPiro, 1997). Kemoterapi juga sering digunakan bersama dengan terapi bedah dan atau radiologi sebagai ajuvan (setelah terapi bedah atau radioterapi untuk tumor yang kemungkinan menimbulkan metastasis) maupun sebagai neoajuvan (memperkecil tumor sebelum radioterapi atau pembedahan) (Anonim, 2000 a).

  Antikanker diharapkan memiliki toksisitas selektif artinya menghancurkan sel kanker tanpa merusak sel jaringan normal. Terapi dikatakan baik apabila dosis yang digunakan dapat membunuh sel kanker dan tidak terlalu mengganggu sel normal yang berproliferasi (Ganiswarna, 1995).

  Protein yang bersifat sitotoksik

  Antikanker dari bahan alam berasal dari tumbuhan, hewan laut maupun mikrorganisme. Pada tanaman tingkat tinggi, senyawa antikanker banyak tersebar luas dan meliputi berbagai golongan senyawa seperti tanin, flavonoida, alkaloida, beracun. Daya racunnya disebabkan oleh antaraksi dengan subunit ribosom 60s mamalia, mengakibatkan terjadinya hidrolisis beberapa ikatan glikosida-N dengan akibat penghambatan sintesis protein (Robinson, 1995).

  a. RIP (Ribosome-Inactivating Protein)

  Beberapa tanaman mengandung protein sejenis Ribosome-Inactivating

  

Protein (RIP) yang memiliki aktivitas RNA N-glikosidase yang dapat

  menginaktivasi kerja ribosome, sehingga berpotensi memiliki sifat sitotoksik terhadap sel kanker dan dapat dikembangkan sebagai senyawa antikanker. RIP juga memiliki kemampuan memotong DNA superkoil untai ganda menjadi bentuk nik sirkuler dan nik linier yang mempunyai aktivitas menghambat sintesis protein pada eukariotik (Ikawati, 2004).

  b. Toksin

  Toksin adalah substansi beracun yang dihasilkan oleh sel/organisme hidup. Toksin sejenis protein yang mampu menyebabkan penyakit pada kontak atau absorbsi dengan jaringan tubuh oleh interaksi dengan makromolekul biologi seperti enzim / reseptor sel. Toksin A dan toksin B termasuk kelompok yang disebut large clostridial exotoxins, masing-masing mempunyai karakteristik pembeda. Keduanya mengganggu sitoskeleton dari sel epitel intestinal dengan aksi pada pengaturan protein yang terlibat dalam actin polymerization. Toksin A bertanggung jawab untuk semua gejala gastrointestinal yang berhubungan dengan penyakit. Toksin A digolongkan enterotoksin karena menyebabkan kerusakan luas toksin A untuk menginisiasi kerusakan jaringan dan menyediakan jalan masuk toksin B ke sel intestinal (Treagan, 1996). Telah dikenal beberapa jenis toksin yang mengandung kedua fragmen tersebut yaitu : 1) Pseudomonas aeruginosa : eksotoksin A juga menghambat sintesis protein melalui faktor pemanjangan t-RNA EF-2.

  2) Shigella dysenteriae : neurotoksin shiga menghambat sintesis protein melalui unit ribosom 60S.

  3) Vibrio cholerae : enterotoksin koleragen merangsang adenil-siklasa sehingga produksi adenosin monofosfat (AMP) siklis berlebihan dan menginduksi hilangnya cairan dan elektrolit (Johnson et al., 1994).

c. Antibodi-Imunoglobulin