Isolasi dan Elusidasi Struktur Kimia Senyawa Alkaloida Dari Buah Ranti Hitam (Solanum blumei Nees ex Blume) Yang Bersifat Anti Kanker

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Indonesia kaya akan berbagai keanekaragaman hayati yang berpotensi untuk
dikembangkan sebagai obat atau bahan baku obat. Survey tentang obat di Amerika
Serikat yang diakui oleh Food and Drug Administration AS pada periode 1983-1994
menunjukkan bahwa 157 dari 520 (30%) jenis obat berasal dari bahan alam atau
turunannya, dimana 61% senyawa antikanker yang diakui juga berasal dari bahan
alam atau turunannya. Di dunia terdapat 119 senyawa yang digunakan sebagai obat
yang berasal dari 90 species tumbuhan, dimana 77%-nya ditemukan sebagai hasil
penelitian tumbuhan yang didasarkan pemakaiannya secara tradisional (etnomedikal)
(Cordell, 2000). Hal tersebut menunjukkan besarnya peran dan potensi bahan
alam/keanekaragaman hayati dalam proses pencarian dan pengembangan bahan obat.
Kanker merupakan salah satu penyakit penyebab kematian pada manusia
yang cendrung meningkat dan diperkirakan dari sekitar 9,0 juta kematian pada tahun
2015 meningkat menjadi sekitar 11,4 juta kematian pada tahun 2030 (Saiz-Urra et al.,
2009). Pencarian suatu bahan alternatif anti kanker berbasis bahan alam perlu terus
dikembangkan untuk mengobati pasien penyakit kanker yang terus meningkat dan
untuk menekan biaya pengobatan kanker yang relatif sangat mahal serta mengatasi
efek samping penggunaan obat sintetis. Menurut Watson et al. (1988), kanker adalah
suatu pertumbuhan sel atau tumor, hasil pembelahan sel yang tidak normal dan tidak

terkendali. Pada setiap pembelahan sel selalu diawali oleh pembelahan inti sel.
Menurut teori dogma sentral, pada proses pembelahan inti sel terjadi proses replikasi
(biosintesis molekul DNA) dan proses transkripsi. Menurut Munchberg et al.,(2007),
penghambatan sel kanker dapat dilakukan dengan mekanisme penghambatan sintesis
DNA(ReplikasiDNA).
Beberapa tumbuhan mengandung metabolit sekunder jenis senyawa aktif alkaloid

yang memiliki potensi anti kanker, antara lain ekstrak benalu (Macrosolen
cochinchinesis) mengandung

-amyrin, yang berfungsi menghambat S180 dan sel

kanker JTC-26 (Fowler, 1983), ekstrak tapak dara (Catharanthus roseus)
mengandung alkaloid vinblastine dan vincristine yang digunakan mengobati leukimia
limfosit akut (LLA), leukimia monositik akut (LMA), kanker kelenjar getah bening
(Ziyin and Zelin, 1994; Yuan et al., 1999), ekstrak buah makasar (Brucea javanica
(L.) Merr) mengandung alkaloid brucamarine dan yatamine yang dapat mengobati
kanker saluran pencernaan, kanker payudara dan kanker leher rahim (Yu,1995) dan
ekstrak etanol dari tanaman bawang hutan (Scrodocarpus borneensis Becc)
mengandung senyawa alkaloid dehidroksi scorodocarpin B yang secara signifikan

dapat menghambat pertumbuhan sel kanker leukimia L1210 (Kartika dkk, 2014).
Beberapa jenis obat alternatif anti kanker yang sudah diperdagangkan secara komersil
di negara-negara Eropa adalah ekstrak benalu dengan merk dagang Iscador, Eurixor
dan Isoler. Ekstrak benalu ini adalah spesies Viscum album L. yang merupakan
parasit pada tumbuhan apel, oak dan pinus (National Cancer Institute, 2008).
Tanaman ranti hitam banyak ditemukan di daerah Dairi dan Karo dan secara
tradisional buahnya digunakan sebagai obat sakit pinggang, telinga berair, demam,
sakit perut dan anti peradangan. Hasil identifikasi “Herbarium Bogoriense” Bidang
Botani Pusat Penelitian Biologi-LIPI Bogor (Maret, 2013), ranti hitam adalah jenis
Solanum blumei Nees ex Blume dan termasuk famili Solanaceae. Genus Solanum
(famili Solanaceae) adalah kelompok tanaman yang sangat banyak spesiesnya (sekitar
1400 spesies) dan kaya akan glikoalkaloid (Shabana et al., 2013). Spesies lain dari
Solanum adalah Solanum chacoense yang telah dipelajari secara kimia, ternyata
mengandung campuran glikosida steroid alkaloid sebagai solanidine, leptinidine dan
acetylleptidine (David et al., 1997). Analisis kemotaksonomi untuk Solanum nigrum
kompleks (famili Solanaceae) juga telah dilakukan berdasarkan perbandingan
alkaloid solasonine glycoalkaloid, α-solamargine,

-solamargin, α-solanin dan


aglikon solasodina dan solanidine yang terkandung dalam kelima taksa Solanum

nigrum kompleks yaitu S. americanum Miil, S.chenopodioides, S.nigrum L.,
S.retroflexum dan S. villosum (Mohy-Ud-Din et al., 2010). Tanaman Solanum nigrum
digunakan masyarakat untuk menyembuhkan sakit perut, demam, nyeri sendi dan
sakit telinga serta ekstrak etanol daunnya telah diteliti dapat menghambat proliferasi
sel kanker payudara (Prima dan Raditya, 2012) dan dapat menginduksi apoptosis sel
kanker hati HepG2 melalui peningkatan ekspresi p-JNK dan Bax, pelepasan
cytochrom c dan aktivasi caspase (Lin et al., 2007).
S. blumei atau ranti hitam tidak termasuk dalam kelima taksa S. nigrum
kompleks, namun termasuk satu famili (Solanaceae). Menurut analisis filogenik dan
sistematik, sifat luar tumbuhan (phenotype) ditentukan oleh faktor genetika
(genotype), maka spesies-spesies yang termasuk ke dalam satu famili tumbuhan
memiliki hubungan kekerabatan secara genetika sehingga memiliki pola kandungan
kimia yang mirip. Senyawa metabolit sekunder yang terdapat dalam satu anggota
famili tumbuhan mempunyai struktur senyawa yang hampir sama (Wink, 2003).
Berdasarkan uraian di atas senyawa alkaloid yang merupakan komponen utama dari
famili Solanaceae, mempunyai keanekaragaman struktur dan aktivitas biologis
terutama sebagai anti kanker.
Publikasi atau penelitian terhadap tanaman ranti hitam (Solanum blumei), baik

uji fitokimia metabolit sekundernya maupun uji bioaktivitasnya belum ada. Hasil
penelitian pendahuluan Simorangkir dkk (2013), menunjukkan bahwa ekstrak etanol
S.blumei banyak mengandung alkaloid, tetapi struktur alkaloid dan aktivitas biologis
terutama sifat anti kankernya belum ada dilaporkan. Lembaga Kanker Nasional
Amerika (NCI, National Cancer Institute) menggunakan lini sel L1210 untuk
penapisan awal zat anti kanker (Zhang et al.,2008). Menurut penelitian yang
dilakukan oleh Eagle dan Foley (1958), sel kanker yang dibiakkan dalam kultur
jaringan secara in vitro dapat digunakan sebagai alat penapisan awal untuk
mendeteksi sifat antitumor suatu zat dan ada korelasi sebesar 70% antara aktivitas

antitumor pada kultur jaringan dengan aktivitas pada tikus yang diinokulasi dengan
tumor.
Berdasarkan uraian di atas, tanaman S.blumei Nees ex Blume, yang
mengandung alkaloid, berpeluang untuk dikembangkan menjadi tanaman obat,
khususnya anti kanker. Berdasarkan kandungan metabolit sekunder alkaloid dan
ketersediaan tanaman obat lokal S.blumei serta untuk pengembangan potensinya
sebagai alternatif sumber anti kanker alami, perlu dilakukan penelitian isolasi dan
elusidasi struktur kimia senyawa alkaloid dari buah ranti hitam (Solanum blumei
Nees ex Blume) yang bersifat anti kanker. Pengembangan dan penelitian bahan obat
berbasis tanaman ini sangat diperlukan selain karena sumber bahan alamnya cukup

tersedia, juga untuk mengatasi efek samping dan mahalnya harga obat sintetik dan
antibiotik serta meningkatnya kematian yang disebabkan oleh penyakit kanker (SaizUrra et al., 2009).
Tahap penelitian yang dilakukan terhadap ranti hitam ini adalah proses
ekstraksi, pemurnian, uji aktivitas biologis meliputi uji toksisitas, antioksidan dan anti
kanker leukimia L1210, yang dilanjutkan dengan penentuan struktur senyawa aktif anti
kanker berdasarkan spektra Ultra Violet-visible (UV-Vis), Fourier Transform Infra
Red (FTIR), Nuclear Magnetic Resonansce (NMR) 1D (1H-, 13C- dan DEPT) dan 2D
NMR (COSY, HMQC dan HMBC) dan spektra LC-MS/MS.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas, permasalahan dalam penelitian ini dirumuskan sebagai
berikut :
1.

Bagaimana cara mengisolasi senyawa alkaloida yang bersifat anti kanker dari
buah ranti hitam (S. blumei Nees ex Blume) ?

2.

Bagaimana aktivitas anti kanker senyawa alkaloida yang diisolasi dari buah ranti
hitam (S. blumei Nees ex Blume) ?


3.

Bagaimana struktur kimia senyawa alkaloida yang bersifat anti kanker, hasil
isolasi dari buah ranti hitam (S. blumei Nees.ex Blume) ?.

1.3. Tujuan penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1.

Mengetahui cara mengisolasi senyawa alkaloida yang bersifat anti kanker dari
buah ranti hitam (S.blumei Nees.ex Blume) .

2.

Mengetahui aktivitas sifat anti kanker dari senyawa alkaloida hasil isolasi dari
buah ranti hitam (S.blumei Nees.ex Blume)

3.


Mengetahui struktur kimia senyawa alkaloida yang bersifat anti kanker dari buah
ranti hitam (S. blumei Nees ex Blume) berdasarkan interpretasi data spektra UV,
FTIR, 1DNMR (1H-, 13C-dan dan DEPT) dan 2D (COSY, HMQC dan HMBC)
dan spektra MS.

1.4. Batasan Masalah
Pada penelitian ini, ekstraksi buah ranti hitam dilakukan secara maserasi dengan
pelarut bertingkat kepolarannya yaitu n-heksana, etil asetat dan etanol. Uji
bioaktivitas pendahuluan yang dilakukan adalah uji antioksidan dan toksisitas ekstrak
n-heksana, etil asetat dan etanol buah ranti hitam (S.blumei Nees ex Blume) serta uji
anti kanker sel leukimia L1210 secara in vitro terhadap ekstrak etanol. Berbagai macam
lini sel leukimia lebih sering digunakan untuk mengelusi mekanisme apoptosis. Hal
ini terjadi karena obat-obatan anti kanker maupun reagen sitotoksik lebih efektif
terhadap kanker leukimia daripada penyakit kanker lainnya (Zhang et al., 2008).
Menurut penelitian yang dilakukan oleh Eagle dan Foley (1958), sel kanker yang
dibiakkan dalam kultur jaringan secara in vitro dapat digunakan sebagai alat
penapisan awal untuk mendeteksi sifat antitumor suatu zat. Ada korelasi sebesar 70%
antara aktivitas antitumor pada kultur jaringan dengan aktivitas pada tikus yang
diinokulasi dengan tumor.


Lembaga Kanker Nasional Amerika ( NCI, National

Cancer Institute) menggunakan lini sel L1210 untuk penapisan awal zat anti kanker.
Selanjutnya ekstrak yang mempunyai bioaktivitas tertinggi, difraksinasi dengan cara

kromatografi kolom, menggunakan silika gel sebagai fasa diam. Senyawa hasil isolasi
yang diperoleh dilakukan uji aktivitas anti kanker sel leukimia L1210 secara in vitro
dan selanjutnya ditentukan struktur kimianya berdasarkan spektra UV, FTIR, NMR
(1HNMR dan 13CNMR) 1D, 2D dan spektra MS.
1.5 Manfaat Penelitian
1. Telah diperoleh cara mengisolasi senyawa glikosida alkaloid steroida berdasarkan
aktivitas anti kankernya dari buah ranti hitam (S. blumei).
2. Pengembangan potensi tanaman lokal ranti hitam (S.blumei) sebagai sumber
alternatif obat anti kanker alami.
3. Pengembangan pengetahuan akan kimia bahan alam pada tanaman berkhasiat obat
dan untuk memanfaatkan potensi sumber daya alam Indonesia yang kaya dengan
floranya.
1.6. Hipotesis
Pada buah ranti hitam (S.blumei Nees.ex Blume) terdapat senyawa alkaloida bioaktif
yang bersifat anti kanker, yang dapat diisolasi dan ditentukan struktur kimianya.


1.7. Urgensi Penelitian
Pencarian suatu bahan alternatif anti kanker berbasis bahan alami terus
dikembangkan karena bahan tersebut sangat dibutuhkan untuk mengobati penyakit
kanker yang terus merebak dan biaya pengobatan kanker yang sangat mahal serta
mengatasi efek samping penggunaan obat sintetsi maupun penyinaran. Tanaman ranti
hitam (S.blumei Nees ex Blume), famili Solanaceae, banyak ditemukan di daerah
Karo dan Dairi dan telah sering digunakan masyarakat sebagai tanaman obat
tradisional (etnomedikal) antara lain obat sakit pinggang, telinga berair, obat demam,
obat sakit perut dan lain-lain serta daunnya bagai sayur. Buah ranti hitam jarang
dikomsumsi oleh masyarakat sebagai sayur tetapi sebagai obat. Kandungan metabolit
sekunder

alkaloid (Simorangkir, 2013) pada ranti hitam memberi peluang bagi

tanaman S. blumei dikembangkan jadi alternatif obat kanker berbasis bahan alam.
Beberapa tumbuhan yang mengandung metabolit sekunder alkaloid memiliki potensi
anti kanker. Berdasarkan potensi kandungan alkaloid serta ketersediaan tanaman obat
lokal ini, penelitian isolasi dan elusidasi struktur kimia senyawa alkaloid yang
bersifat anti kanker dari buah ranti hitam (S.blumei Nees ex Blume) perlu dilakukan

untuk pengembangan potensinya sebagai alternatif obat anti kanker alami, untuk
mengatasi efek samping dan mahalnya harga dari penggunaan obat sintetik serta
mengingat semakin meningkatnya jumlah kematian yang diakibatkan oleh penyakit
kanker (Saiz-Urra et al., 2009).