Korelasi Ekspresi MicroRNA-155 dengan Grade Histopatologi pada Jaringan Kanker Payudara Tipe Duktal
KORELASI EKSPRESI MICRORNA-155 DENGAN GRADE HISTOPATOLOGI PADA JARINGAN KANKER PAYUDARA TIPE DUKTAL TESIS OLEH HENNY ERINA SAURMAULI OMPUSUNGGU 127008014 PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU BIOMEDIK FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
KORELASI EKSPRESI MICRORNA-155 DENGAN GRADE HISTOPATOLOGI PADA JARINGAN KANKER PAYUDARA TIPE DUKTAL Diajukan untuk melengkapi persyaratan memperoleh Gelar Magister Biomedik dalam Program Studi Magister Ilmu Biomedik pada Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara Oleh: HENNY ERINA SAURMAULI OMPUSUNGGU 127008014 PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU BIOMEDIK FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
Judul Tesis :KORELASI EKSPRESI MICRORNA-155 DENGAN GRADE HISTOPATOLOGI PADA JARINGAN KANKER PAYUDARA TIPE DUKTAL Nama Mahasiswa : Henny Erina Saurmauli Ompusunggu Nomor Induk : 127008014 Program Studi : Ilmu Biomedik
Menyetujui,
Komisi PembimbingTanggal lulus : 11 Desember 2014
Telah diuji pada Tanggal : 11 Desember 2014 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : dr. Yahwardiah Siregar, Ph.D Anggota :1. dr. Sumondang M. Pardede, Sp.PA :2. Prof.Dr.dr. Hadyanto Lim,M.Kes,SpFK,FESC,FIBA,FAHA :3. dr. Jessy Chrestella, M.Ked(PA),Sp.PA
ABSTRAK
MicroRNA (miRNA) merupakan noncoding RNA pendek yang terdiri dari sekitar 18-22 nukleotida yang mengikat target gen nya di 3'-untranslated region (3'-UTR), menyebabkan degradasi langsung mRNA atau represi translasi mRNA. MicroRNA telah terbukti terlibat dalam pengaturan spektrum yang luas dari proses biologis, termasuk proliferasi sel, apoptosis, perkembangan sel, diferensiasi sel dan metabolisme. Berbagai miRNA telah diidentifikasi mengalami perubahan ekspresi dalam berbagai jenis kanker pada manusia. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis korelasi antara ekspresi miR-155 dengan grade histopatologi pada jaringan kanker payudara tipe duktal.
64 blok parafin jaringan kanker payudara dari perempuan pasien bedah onkologi di RSUP H. Adam Malik Medan tahun 2012-2014 yang diambil dari bank blok Laboratorium Patologi Anatomi RSUP H. Adam Malik Medan diikutsertakan pada penelitian cross sectional ini. RNA sampel diisolasi kemudian dicek kualitas dan kuantitas RNA hasil isolasi menggunakan spektrofotometer, dilanjutkan dengan sintesis cDNA dari RNA hasil isolasi, dan kemudian dilakukan analisis ekspresi miR-155 dengan menggunakan Real Time qPCR. Data grade histopatologi didapat dari data rekam medis pasien. Uji korelasi Spearman digunakan untuk menganalisis apakah dijumpai korelasi yang bermakna antara ekspresi miR-155 dengan grade histopatologi kanker payudara.
Tidak dijumpai adanya korelasi yang bermakna antara ekspresi miR-155 dengan grade histopatologi pada jaringan kanker payudara tipe duktal (p=0,300; r=-0,67), tetapi ekspresi miR-155 pada seluruh jaringan kanker payudara lebih tinggi dibandingkan dengan UniSp6 RNA Spike-in (kontrol internal), dengan peningkatan ekspresi miR-155 yang tertinggi pada pasien kanker payudara grade I.
Perubahan ekspresi miR-155 dapat menjadi calon biomarker yang potensial untuk diagnosis dini dan juga penentuan prognosis kanker payudara.
Kata kunci: miRNA; miR-155; grade histopatologi; kanker payudara.
i
ABSTRACT MicroRNA (miRNA) is a short 18-22 nucleotide non-coding RNA that binds their target gene in the 3'-untranslated region (3'-UTR) causing direct mRNA degradation or repression of mRNA translation. MicroRNA has been known to be involved in myriads of biological processes including cellular proliferation, apoptosis, cell growth, cellular differentiation, and metabolism. Various miRNA has been identified to have changes in their expression in various types of cancers in human. This study aims to analyze the correlation between the expression of miR-155 and the histopathological grade of ductal type breast cancer.
64 parrafin tissue blocks from female breast cancer patients from the department of surgical oncology of Adam Malik Hospital between 21012-2014 were taken from the tissue bank of Anatomical Pathology Laboratory of Adam Malik Hospital and included in this crosssectional study. RNA from the blocks were isolated and the RNA quantity and quality were determined with spectrophotometer and followed by cDNA synthesis. Expression analysis of miR- 155 was done using Real Time qPCR. The histopathological data were obtained from patient’s medical records. Spearman correlation test were used to analyze the correlation between expression of miR-155 and the histopathological grade.
No significant correlation was found between the expression of miR-155 and the histopathological grade of the ductal type breast cancer tissues (p=0,300; r= -0,67), but the miR-155 expression from all the breast cancer tissues was higher than the UniSp6 RNA spike-in (internal control), and the highest expression was in the grade I breast cancer patients.
Changes in miR-155 expression can be a potential biomarker for early diagnosis and prognostic predictor of breast cancer Keywords: miRNA; miR-155; histopathological grade; breast cancer. ii
KATA PENGANTAR
iii
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan yang Maha Esa atas segala rahmat- Nya penulis dapat menyelesaikan tesis ini yang berjudul “Korelasi
Ekspresi MicroRNA-155 dengan Grade Histopatologi pada Jaringan Kanker Payudara Tipe Duktal
” sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan jenjang pendidikan Magister pada program studi Ilmu Biomedik Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara. Proses penulisan tesis ini tidak lepas dari bimbingan, bantuan, dukungan dan doa dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya saya sampaikan dengan hormat kepada: 1.
Prof.Dr.Syahril Pasaribu, DTMH,Msc (CTM),Sp.A(K), Rektor Universitas Sumatera Utara.
2. Prof.Gontar A. Siregar, Sp.PD-KGEH, Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara.
3. dr.Yahwardiah Siregar,PhD, Ketua Program Studi Magister Ilmu
Biomedik dan Ketua Komisi Pembimbing yang senantiasa bersedia pemikiran dengan penuh kesabaran kepada penulis untuk menyelesaikan tesis ini.
4. dr.Mutiara Indah Sari, M.Kes, Sekretaris Program Studi Magister Ilmu Biomedik yang telah membantu dan memberikan masukan kepada penulis.
5. dr. Sumondang M. Pardede, Sp.PA, Anggota Komisi Pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan, motivasi dan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan tesis ini.
6. Prof.Sofia Mubarika Haryana, M.Med.Sc,Ph.D, Kepala Laboratorium Biologi Molekuler Fakultas Kedokteran UGM Yogyakarta yang telah mengizinkan serta mendukung penulis untuk dapat melaksanakan penelitian di Laboratorium Biologi Molekuler Fakultas Kedokteran UGM.
7. Risky Oktriani, S.Si, M.Biotech, Pembimbing pelaksanaan penelitian di Laboratorium Biologi Molekuler Fakultas Kedokteran UGM Yogyakarta yang telah membimbing dan memberikan banyak masukan selama pelaksanaan penelitian.
8. Prof.Dr.dr. Hadyanto Lim, M.Kes, SpFK, FESC, FIBA, FAHA, Dosen pembanding yang turut meluangkan waktu dan banyak memberi masukan yang membangun kepada penulis untuk perbaikan tesis ini.
9. dr. Jessy Chrestella, M.Ked(PA),Sp.PA, Dosen pembanding yang juga turut memberi masukan dan motivasi kepada penulis untuk perbaikan tesis
10. dr.Putri C. Eyanoer, MS.Epi. Ph.D, Konsultan Metodologi Penelitian dan
Statistik yang senantiasa bersedia meluangkan waktu untuk membimbing, memberikan masukan dan pemikiran dengan penuh kesabaran kepada penulis untuk menyelesaikan tesis ini.
11. Donny Nauphar, B.Sc.(Biotech), Msi.Med yang senantiasa bersedia meluangkan waktu untuk membimbing selama pelaksanaan penelitian dan
iv memberikan masukan serta pemikiran kepada penulis untuk menyelesaikan tesis ini.
12. dr. Juwita yang menjadi rekan sekerja saya selama pelaksanaan penelitian.
13. Prof.dr. Bistok Saing, Sp.A (K), Dekan Fakultas Kedokteran Universitas HKBP Nommensen Medan, yang telah memberi dukungan dan motivasi kepada penulis.
14. Seluruh rekan kerja di Fakultas Kedokteran Universitas HKBP Nommensen Medan yang telah memberikan dukungan, motivasi dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini.
15. Ibu saya dra. Rohani Manurung,M.M., abang saya Nandes A.
Ompusunggu,S.P. dan adik saya Joannes R.T. Putra Ompusunggu,S.H. yang telah banyak memberikan dukungan, motivasi dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini.
16. Seluruh sahabat saya yang telah banyak memberikan dukungan, motivasi dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini.
Penulis mengucapkan terimakasih atas saran dan kritik yang bermanfaat untuk Medan, Desember 2014
Penulis (Henny E. S. Ompusunggu)
v
RIWAYAT HIDUP
vi
Nama lengkap : Henny Erina Saurmauli Ompusunggu Tanggal lahir : 5 Juni 1984 Tempat lahir : Medan NIM : 127008014 Alamat : Jl. A. R. Hakim Gg. Kolam No. 36 Medan Pendidikan : 1.
TK St. Antonius VI Medan, tamat tahun 1990 2. SD. St. Antonius VI Medan, tamat tahun 1996 3. SLTP Methodist 1 Medan, tamat tahun 1999 4. SMU Negeri 1 Medan, tamat tahun 2002 5. Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara, tamat tahun 2008
Riwayat Pekerjaan : 1.
Dokter Jaga Klinik P.Brandan, tahun 2008-2009. Dokter PTT DEPKES di RSUD. Bengkayang, Kab. Bengkayang Propinsi Kalimantan Barat, 2009-2011.
3. Dosen Tetap Fakultas Kedokteran Universitas HKBP Nommensen
Medan, Mei 2012 – sekarang.
DAFTAR ISI ABSTRAK.............................................................................................. i ABSTRACT ........................................................................................... ii KATA PENGANTAR ........................................................................... iii RIWAYAT HIDUP ............................................................................... vi DAFTAR ISI ......................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ............................................................................. x DAFTAR TABEL ................................................................................. xi DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................... xii DAFTAR ISTILAH .............................................................................. xiii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................. 6
1.3 Hipotesis ............................................................................... 7
1.4 Tujuan Penelitian ................................................................. 7 Tujuan umum ............................................................ 7
1.4.2 Tujuan khusus ........................................................... 7
1.5 Manfaat Penelitian ................................................................ 7
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kanker Payudara ................................................................... 9
2.1.1 Epidemiologi ............................................................. 9
2.1.2 Faktor risiko .............................................................. 13
vii
2.1.3 Penyebab ................................................................... 24
2.1.4 Gejala dan tanda ........................................................ 30
2.1.5 Penegakan diagnosis ................................................. 31
2.1.6 Jenis kanker payudara ............................................... 40
2.1.7 Klasifikasi kanker payudara ...................................... 42
2.2 MicroRNA (miRNA/miR) .................................................... 52
2.2.1 Definisi miRNA ........................................................ 52
2.2.2 Biogenesis miRNA ................................................... 55
2.3 MicroRNA dan Kanker Payudara .........................................57
2.3.1 MicroRNA sebagai biomarker baru kanker Payudara57
2.3.2 MicroRNA-155 sebagai biomarker kanker payudara 62
2.4 Kerangka Teori ………………………………………......... 67
2.5 Kerangka Konsep .................................................................. 68
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian ......................................................................69
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ................................................ 69
3.2.2 Waktu penelitian ......................................................... 69
3.3 Populasi dan Sampel Penelitian ............................................ 70
3.3.1 Populasi penelitian ...................................................... 70
3.3.2 Kriteria sampel penelitian ........................................... 70
3.3.3 Besar sampel penelitian .............................................. 70
3.3.4 Metode pemilihan sampel ........................................... 71
viii
3.4 Variabel Penelitian ................................................................ 71
3.5 Definisi Operasional ............................................................. 72
3.6 Metode Penelitian ................................................................. 73
3.6.1 Alat dan bahan penelitian ............................................73
3.6.2 Kerangka operasional ..................................................75
3.6.3 Prosedur kerja ............................................................. 76
3.7 Analisa data ........................................................................... 83
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil ...................................................................................... 84
4.1.1 Deskripsi hasil penelitian ............................................ 84
4.1.2 Analisa hasil penelitian ............................................... 87
4.2 Pembahasan ...........................................................................88
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ........................................................................... 99
5.2 Saran ..................................................................................... 100
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................... 101 ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Gambaran histopatologi irisan jaringan kanker payudarapada Nottingham Grading System ........................................ 46
Gambar 2.2 Kriteria skoring berdasarkan Nottingham Grading System... 46Gambar 2.3 Jalur biogenesis miRNA ....................................................... 57Gambar 2.4 Skema Kerangka Teori ......................................................... 67Gambar 2.5 Skema Kerangka Konsep ...................................................... 68Gambar 3.1 Skema Kerangka Operasional ............................................... 75Gambar 3.2 Tahapan siklus Real Time qPCR ...........................................83Gambar 4.1 (a) Kuantifikasi Real Time qPCR miR-155 dan KontrolUniSp6
- –Nilai Cq, (b) Ekspresi miR-155 dengan UniSp6 RNA Spike-in (sebagai kontrol internal) pada jaringan kanker payudara tipe duktal (nilai Cq ................................... 86
sebagai kontrol ekspresi HIF1α ............................................ 93
Gambar 4.4 Proses seluler dan efek miR-155 di downstream pada kankerPayudara ............................................................................... 95
Gambar 4.5 Mekanisme interaksi CXCR4-CXCL12 pada kankerpayudara primer dan organ target metastasis ...................... 97
Gambar 4.6 Mekanisme regulasi miR-155 pada jaringan kankerPayudara ...................................................................................... 98
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tumor marker kanker payudara ............................................ 37Tabel 2.2 MicroRNA dari sampel jaringan dan darah yang potensialsebagai biomarker kanker ..................................................... 61
Tabel 3.1
Master mix sintesis cDNA .................................................... 80
Tabel 3.2
Tahapan siklus sintesis cDNA .............................................. 81
Tabel 4.1 Distribusi subjek penelitian berdasarkan usia ....................... 85Tabel 4.2 Distribusi subjek penelitian berdasarkan grade histopatologi85Tabel 4.3 Gambaran ekspresi miR-155 pada jaringan kanker payudara86Tabel 4.4 Korelasi ekspresi miR-155 dengan grade histopatologikanker payudara .................................................................... 87
xi