EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI Boesenbergia...

10

Click here to load reader

Transcript of EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI Boesenbergia...

Page 1: EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI Boesenbergia …ccrc.farmasi.ugm.ac.id/wp-content/uploads/7183-20437-1-PB.pdf · dihentikan dengan reagen stopper SDS 10% dalam HCl 0,01 N sebanyak 100

Volume 10, No. 2, Desember 2017 | 45

EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI (Boesenbergia pandurata) MENGHAMBAT ALDEHYDE DEHYDROGENASE PADA SEL KANKER PAYUDARA 4T1

ETHANOLIC EXTRACT OF FINGERROOT (Boesenbergia pandurata)

INHIBITS ALDEHYDE DEHYDROGENASE IN 4T1 BREAST CANCER CELLS

Marsya Yonna Nurrachma1, Ghina Lintangsari1, Lodyta Nawang Tika1, Berliana Luthfiananda1, Wahyu Adiningsih1, Adam Hermawan1,2*

1Cancer Chemoprevention Research Center, Fakultas Farmasi, Universitas Gadjah Mada,

Yogyakarta, Indonesia 2Departemen Kimia Farmasi, Fakultas Farmasi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta,

Indonesia *e-mail: [email protected]

ABSTRACT

Chemotherapies resistance is a major cause of cancer relapse and triggered by the presence of cancer stem cells (CSCs) leading to high mortality rates in cancer patients. Differentiation of CSCs is regulated by aldehyde dehydrogenase (ALDH) enzyme. The aim of this study is to examine the potency of ethanolic extract of Boesenbergia pandurata (EEBP) to inhibit ALDH activities as a marker of CSCs. The rhizomes of Boesenbergia pandurata were extracted in ethanol by maceration for 54 hours. After filtration, the residue was repeated once by the same procedure and the solvent was evaporated. Phytochemical study of EEBP was investigated by thin layer chromatography (TLC) (n-hexane:ethyl acetate (4:1)) and sprayed with sitroboric afterwards. Cytotoxic effect of EEBP on 4T1 breast cancer cells was determined by MTT assay, EEBP effect on ALDH activity examined with ALDH activity assay, and interaction between cardamonin as the major compound of EEBP and ALDH was determined by molecular docking. Concentrated extract of EEBP were obtained with yield of 7.8%. The TLC results revealed that EEBP contained chalcone group compound. EEBP exhibited cytotoxicity on 4T1 cells (IC50 of 23 μg/mL). In addition, EEBP inhibited activity of ALDH enzyme at concentration of 5 μg/mL. Furthermore, molecular docking results showed weak interaction between cardamonin and ALDH, in comparison with native ligand of ALDH. Nevertheless, cardamonin showed potency to compete with native ligand due to similar interacted amino acid residues to ALDH. EEBP were potentially to be developed as cancer stem cell-targeted agents through inhibition of ALDH enzyme activity. Keywords: Boesenbergia pandurata, breast cancer, cancer stem cells, aldehyde dehydrogenase.

ABSTRAK

Resistensi terhadap agen kemoterapi merupakan penyebab utama kekambuhan pada pasien kanker. Hal ini dipicu oleh adanya cancer stem cells (CSCs) yang menyebabkan peningkatan angka kematian pada pasien kanker. Diferensiasi CSCs diatur oleh enzim aldehyde dehydrogenase (ALDH). Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji potensi ekstrak etanolik temu kunci (Boesenbergia pandurata) (ETK) untuk menghambat aktivitas ALDH yang berperan sebagai penanda pada CSCs. Rimpang Boesenbergia pandurata diekstraksi menggunakan etanol dengan metode maserasi selama 54 jam. Setelah filtrasi, dilakukan remaserasi dengan prosedur yang sama dan pelarut diuapkan. Analisis fitokimia ETK dilakukan dengan kromatografi lapis tipis (KLT) (n-heksana: etil asetat (4: 1)) dan setelahnya disemprot dengan sitroborat. Efek sitotoksik ETK pada sel kanker payudara 4T1 dikaji dengan MTT assay, efek ETK pada aktivitas

Page 2: EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI Boesenbergia …ccrc.farmasi.ugm.ac.id/wp-content/uploads/7183-20437-1-PB.pdf · dihentikan dengan reagen stopper SDS 10% dalam HCl 0,01 N sebanyak 100

Marsya Yonna Nurrachma, Ghina Lintangsari, Lodyta Nawang Tika, Berliana Luthfiananda, Wahyu Adiningsih, Adam Hermawan

46 | Volume 10, No. 2, Desember 2017

ALDH dikaji melalui ALDH activity assay, dan interaksi antara cardamonin sebagai senyawa utama dalam ETK dan ALDH dikaji melalui molecular docking. Proses ekstraksi menghasilkan ETK dengan rendemen sebesar 7,8%. Hasil uji KLT menunjukkan bahwa ETK mengandung senyawa golongan chalcone. ETK menunjukkan potensi sitotoksik pada sel 4T1 (nilai IC50 23 μg/mL). Selain itu, ETK mampu menghambat aktivitas enzim ALDH pada konsentrasi 5 μg/mL. Selanjutnya, hasil molecular docking menunjukkan adanya interaksi yang lemah antara cardamonin dan ALDH, dibandingkan dengan native ligand ALDH. Meskipun demikian, cardamonin menunjukkan potensi untuk bersaing dengan native ligand karena adanya kesamaan residu asam amino yang berinteraksi dengan ALDH. ETK berpotensi untuk dikembangkan sebagai terapi pengobatan tertarget CSCs melalui penghambatan aktivitas enzim ALDH. Kata Kunci: Boesenbergia pandurata, kanker payudara, cancer stem cells, aldehyde dehydrogenase. PENDAHULUAN

Pada tahun 2017 diperkirakan akan

terjadi 1.688.780 kasus kanker baru dan

600.920 kasus kematian akibat kanker

(Siegel et al., 2017). Tingkat kematian

pasien kanker payudara yang tinggi terjadi

karena beberapa faktor, diantaranya adalah

karena munculnya kekambuhan dan adanya

efek samping kemoterapi. Alternatif

pengobatan kanker yang paling banyak

digunakan adalah pengobatan kemoterapi,

pembedahan dan radioterapi. Berbagai

penelitian menyatakan adanya resistensi

agen kemoterapi pada beberapa kanker.

Salah satu penyebab terjadinya resistensi

pada agen kemoterapi adalah karena

aktivitas cancer stem cells (CSCs).

CSCs memiliki sifat untuk

memperbaiki diri (self renewable),

melakukan diferensiasi, dan memiliki

tingkat proliferasi yang tinggi, sehingga

menyebabkan kegagalan kemoterapi pada

pasien kanker (Moltzahn et al., 2008;

Shackleton et al., 2009; Costa et al., 2007).

Oleh karena itu, pengembangan terapi ke

arah penurunan aktivitas CSCs menjadi arah

pengembangan dan penelitian terapi kanker

yang lebih efektif. Identifikasi dan

karakterisasi CSCs sebagai target

kemoterapi dapat ditelusuri dengan

biomarker enzim pemetabolisme, yaitu

adanya peningkatan ekspresi dan aktivitas

enzim aldehyde dehydrogenase (ALDH)

(Bose and Shenoy, 2014). ALDH diproduksi

secara umum pada sel normal dan

diproduksi secara berlebih pada sel kanker.

Secara umum, ALDH berfungsi untuk

memberikan respon terhadap stress akibat

adanya senyawa oksidatif dalam sel (Moreb

et al., 2007). Enzim ini mampu mengubah

retinal menjadi asam retinoat yang

mengawali terjadinya diferensiasi sel

kanker pada peristiwa oksidasi aldehid

intraselular (Huang et al., 2013). Sel kanker

payudara 4T1 menunjukkan ekspresi ALDH

dan memiliki sifat-sifat yang mirip dengan

stem cells baik in vitro maupun in vivo (Kim

et al., 2013). Dengan demikian dapat

digunakan sebagai model sel dalam

penelitian ini.

Inovasi kemoterapi yang lebih

selektif dan tertarget menjadi solusi terapi

terbarukan. Alternatif terapi dapat

dikembangkan dengan berbagai sektor,

salah satunya adalah melalui

pengembangan bahan alam sebagai agen

kemoprevensi. Boesenbergia pandurata atau

temu kunci mengandung berbagai metabolit

aktif yang berpotensi sebagai agen

antikanker. Cardamonin, panduratin A,

boesenbergin A, pinostrobin adalah

beberapa macam metabolit aktif golongan

flavonoid yang terdapat dalam temu kunci

(Jaipetch et al., 1982; Mahidol et al., 1984).

Menurut penelitian sebelumnya, telah

diketahui bahwa temu kunci memiliki efek

sitotoksik pada sel kanker payudara MCF-7

Page 3: EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI Boesenbergia …ccrc.farmasi.ugm.ac.id/wp-content/uploads/7183-20437-1-PB.pdf · dihentikan dengan reagen stopper SDS 10% dalam HCl 0,01 N sebanyak 100

EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI (Boesenbergia pandurata) MENGHAMBAT ALDEHYDE DEHYDROGENASE PADA SEL KANKER PAYUDARA 4T1

Ethanolic Extract of Fingerroot (Boesenbergia pandurata) Inhibits Aldehyde Dehydrogenase In 4t1 Breast Cancer Cells

Volume 10, No. 2, Desember 2017 | 47

dan sel kanker adenokarsinoma kolon

manusia HT-29 (Kirana et al., 2007). Lebih

lanjut, Jia et al. (2016) menyatakan bahwa

cardamonin mempu menurunkan regulasi

ekspresi gen-gen yang terkait stem cell dan

mampu mencegah CSCs pada penggunaan

bersamaan dengan agen kemoterapi.

Penelitian ini bertujuan untuk

mengkaji efek sitotoksik ekstrak etanolik

temu kunci (ETK) terhadap sel kanker

payudara 4T1. Selain itu, penelitian ini

dilakukan untuk mengetahui aktivitas ETK

yang mengandung cardamonin terhadap

ekspresi dan aktivitas CSCs sebagai pemicu

diferensiasi pada CSCs. Lebih lanjut, akan

dikaji pula model interaksi cardamonin

dengan ALDH secara molekuler. Hasil

penelitian ini diharapkan mampu menjadi

salah satu rujukan bagi pengembangan agen

kemoterapi dari temu kunci yang tertarget

pada aktivitas CSCs.

METODE PENELITIAN

Bahan Penelitian. Rimpang temu

kunci (Boesenbergia pandurata) diperoleh

dari UPT (Unit Pelaksana Teknis) Materia

Medica Batu, Jawa Timur. Sel kanker

payudara 4T1 diperoleh dari koleksi Cancer

Chemoprevention Research Center, Fakultas

Farmasi, Universitas Gadjah Mada.

Preparasi Sampel. Rimpang temu

kunci (Boesenbergia pandurata) yang

diperoleh dari UPT Materia Medica Batu,

Jawa Timur dikeringkan dengan oven pada

suhu 50°C semalam. Rimpang kering dibuat

menjadi serbuk menggunakan blender.

Kemudian, sebanyak 50 gram serbuk

diekstraksi dengan metode maserasi

menggunakan pelarut etanol pro analysis

(Merck) sebanyak 50 mL selama 54 jam dan

diremaserasi selama 24 jam. Filtrat

diuapkan pada suhu ruang selama

seminggu.

Identifikasi Kualitatif.

Pemeriksaan kandungan kimia ekstrak

temu kunci diidentifikasi secara kualitatif

dengan metode kromatografi lapis tipis

(KLT) menggunakan fase diam silika gel 60

GF 254. Kandungan kimia yang diperiksa

diduga merupakan golongan flavonoid sub

golongan chalcone. Sistem fase gerak yang

digunakan untuk mendeteksi kandungan

flavonoid adalah n-heksana:etil asetat (4:1).

Sebanyak 5 mg ekstrak dilarutkan dalam

etanol pro analysis kemudian ditotolkan

pada plat KLT. Masukkan plat dalam bejana

yang telah jenuh dengan fase gerak dan

lakukan elusi dengan jarak pengembangan 8

cm. Pola kromatogram diamati dibawah

sinar tampak dan UV 254 nm. Kemudian,

plat disemprot dengan pereaksi semprot

sitroborat untuk mengidentifikasi

kandungannya.

Kultur Sel. Sel 4T1 ditumbuhkan

dalam media DMEM 1640 (Gibco) yang

mengandung 10% v/v Fetal Bovine Serum

(FBS) (Gibco), penisillin 100 unit/mL-

streptomisin 100 μg/mL (Gibco), dan 20%

Phosphate Buffer Saline (PBS) (Sigma) dan

diinkubasi dalam inkubator pada suhu 37°C

dengan aliran 5% CO2.

Uji Sitotoksik terhadap Sel 4T1.

Viabilitas sel ditentukan dengan uji MTT

menggunakan medium kultur DMEM. Sel

4T1 didistribusikan ke dalam 96-well plate

dengan jumlah 5000 sel per sumuran dan

diinkubasi bersama sampel uji (ekstrak)

menggunakan pelarut DMSO selama 24 jam

dalam inkubator CO2. Pada akhir inkubasi

sel 4T1, ke dalam masing-masing sumuran

ditambahkan reagen MTT (Sigma) 100

μL/sumuran dalam media DMEM (Gibco).

Kemudian, plate diinkubasi lagi selama 4

jam pada suhu 37°C hingga terbentuk

kristal formazan. Setelah 3 jam, reaksi MTT

dihentikan dengan reagen stopper SDS 10%

dalam HCl 0,01 N sebanyak 100

μL/sumuran. Plate kemudian diinkubasi

semalam pada suhu kamar dengan ditutup

alumunium foil. Absorbansi dibaca dengan

ELISA reader pada panjang gelombang 595

nm (Mosmann, 1983).

Uji Aktivitas ALDH. Sel dilisis

menggunakan 0,5-1 mL RIPA buffer.

Page 4: EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI Boesenbergia …ccrc.farmasi.ugm.ac.id/wp-content/uploads/7183-20437-1-PB.pdf · dihentikan dengan reagen stopper SDS 10% dalam HCl 0,01 N sebanyak 100

Marsya Yonna Nurrachma, Ghina Lintangsari, Lodyta Nawang Tika, Berliana Luthfiananda, Wahyu Adiningsih, Adam Hermawan

48 | Volume 10, No. 2, Desember 2017

Kemudian sel di sentrifugasi pada suhu 4°C

(10.000 rpm, 10 menit). Supernatan diambil

dan dihitung jumlah proteinnya

menggunakan Bradford assay. Sebanyak

600 μL supernatan diinkubasi dalam kuvet

pada suhu 37°C. Kemudian ditambahkan 8

mM NAD+ dan 5 mM asetaldehid.

Absorbansi hasil produk reaksi enzimatis

diukur pada panjang gelombang 340 nm

setiap menit selama 5 menit. Larutan

kontrol yang dibuat tanpa menambahkan

asetaldehid digunakan untuk mengetahui

tingkat pengurangan NAD+ endogen. Bovine

serum albumin digunakan sebagai larutan

standar. Aktivitas ALDH dinyatakan dalam

nmol/107 sel*min (Moreb et al., 2000).

Uji Molecular Docking. Optimasi

geometri dengan pembuatan struktur 3D

senyawa cardamonin dilakukan

menggunakan program MarvinSketch.

Preparasi protein target enzim aldehyde

dehydrogenase (4X2Q) dilakukan dengan

software YASARA. Selanjutnya dilakukan

proses docking atau pengujian afinitas

ikatan antara cardamonin dengan reseptor

ALDH serta ligan natif dengan reseptor

ALDH menggunakan program PLANTS 1.1.

Validasi ditentukan dengan nilai RMSD

(Root Mean Square Distances) heavy atom

(ligan) dengan ligan. Selanjutnya score

docking dibandingkan dengan ligan aslinya

(Purnomo, 2011).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Penelitian

Determinasi tanaman dilakukan di

UPT Balai Materia Medica Batu, Jawa Timur.

Hasil ekstraksi 50 gram serbuk rimpang

temu kunci dengan pelarut etanol pro

analysis menghasilkan ekstrak kental

dengan rendemen sebesar 7,8%.

Tabel 1. Perbandingan nilai hRf ekstrak etanol temu kunci terstandar Farmakope Herbal Indonesia Edisi I (2008) dan hasil pengujian.

hRf ETK

Standar ETK Pinostrobin

10 11 19 18 30 30 37 47 64 64 63 74 70 87 0.9

Page 5: EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI Boesenbergia …ccrc.farmasi.ugm.ac.id/wp-content/uploads/7183-20437-1-PB.pdf · dihentikan dengan reagen stopper SDS 10% dalam HCl 0,01 N sebanyak 100

EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI (Boesenbergia pandurata) MENGHAMBAT ALDEHYDE DEHYDROGENASE PADA SEL KANKER PAYUDARA 4T1

Ethanolic Extract of Fingerroot (Boesenbergia pandurata) Inhibits Aldehyde Dehydrogenase In 4t1 Breast Cancer Cells

Volume 10, No. 2, Desember 2017 | 49

Gambar 1. Karakterisasi ekstrak temu kunci. (a) Profil kromatogram ekstrak etanol temu kunci standar yang diperoleh dari Farmakope Herbal Indonesia Edisi I. Huruf S menandakan hasil elusi ekstrak temu kunci standar dan huruf P menandakan hasil elusi pembanding pinostrobin. (b) Pemeriksaan kromatografi lapis tipis ekstrak temu kunci dengan perekasi semprot sitroborat menujukkan adanya senyawa golongan flavonoid yaitu pinostrobin. ETK dielusi dengan fase diam silika gel 60 F254 dan fase gerak n-heksana : etil-asetat (4:1), serta divisualisasi menggunakan pereaksi semprot sitroborat. Pengamatan dilakukan dibawah UV 254 nm.

Berdasarkan profil fitokimia ekstrak

temu kunci menunjukkan adanya kemiripan

nilai hRf ekstrak temu kunci dengan profil

ekstrak etanol temu kunci standar dalam

Farmakope Herbal Indonesia Edisi I. Pada

penyemprotan plat, tampak bercak dengan

nilai hRf yang mirip dengan senyawa

pembanding pinostrobin dalam Farmakope

Herbal Indonesia Edisi I. Oleh karena itu,

dapat diketahui bahwa dalam ekstrak temu

kunci mengandung senyawa golongan

flavonoid sub golongan chalcone.

Uji sitotoksik dilakukan untuk

mengetahui potensi efek sitotoksik dari

bahan uji berupa ekstrak temu kunci yang

dinyatakan dengan parameter IC50.

Perlakuan ekstrak temu kunci dengan seri

kadar 2,5; 4; 6, 8, 12, 20, 25 μg/mL terhadap

sel 4T1 menujukkan pertumbuhan sel

meningkat pada konsentrasi 6 μg/mL,

kemudian terjadi penurunan jumlah sel.

Nilai IC50 sebesar 23 μg/mL memperlihatan

potensi ekstrak temu kunci sebagai agen

antikanker. Menurut Prayong et al. (2008),

sebuah ekstrak dengan nilai IC50 di bawah

100 μg/mL menunjukkan potensi

sitotoksisitas ekstrak tersebut.

(a) (b)

Page 6: EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI Boesenbergia …ccrc.farmasi.ugm.ac.id/wp-content/uploads/7183-20437-1-PB.pdf · dihentikan dengan reagen stopper SDS 10% dalam HCl 0,01 N sebanyak 100

Marsya Yonna Nurrachma, Ghina Lintangsari, Lodyta Nawang Tika, Berliana Luthfiananda, Wahyu Adiningsih, Adam Hermawan

50 | Volume 10, No. 2, Desember 2017

Gambar 2. Pengaruh ekstrak temu kunci terhadap pertumbuhan sel 4T1. Sel 4T1 sebanyak 5000 sel/sumuran dalam 96-well plate diberi perlakuan ekstrak temu kunci (2,5-25 µg/mL).

Gambar 3. Efek perlakuan ekstrak temu kunci pada morfologi sel 4T1. Masing-masing sel diinkubasi sebanyak 5000 sel/sumuran dalam 96-well plate (a) kontrol sel 4T1, (b) sel 4T1 setelah perlakuan ekstrak temu kunci konsentrasi 4 μg/mL, (c) sel 4T1 setelah perlakuan ekstrak temu kunci konsentrasi 12 μg/mL, (d) sel 4T1 setelah perlakuan ekstrak temu kunci konsentrasi 25 μg/mL. Tanda ( ) menujukkan sel hidup dan tanda ( ) menujukkan sel yang telah mati.

Efek ekstrak temu kunci terhadap

penghambatan aktivitas spesifik enzim

ALDH diuji melalui ALDH activity assay.

Aktivitas spesifik ALDH dilihat dari hasil

produk reaksi enzimatis yang diukur

dengan ELISA reader pada panjang

gelombang 340 nm setiap menit selama 5

menit. Konsentrasi ekstrak temu kunci yang

digunakan untuk ALDH activity assay adalah

2,5 μg/mL dan 5 μg/mL.

Pada konsentrasi ekstrak temu

kunci 5 μg/mL menunjukkan adanya

penurunan aktivitas spesifik enzim ALDH

hingga setengah dari kontrol sel, sedangkan

dengan konsentrasi 2,5 μg/mL aktivitas

enzim ALDH masih cenderung tinggi. Efek

penghambatan aktivitas ALDH oleh ekstrak

temu kunci selanjutnya dikonfirmasi

melalui model interaksi cardamonin-ALDH

menggunakan molecular docking.

Interaksi antara cardamonin-ALDH

dikonfirmasi melalui uji secara in silico

melalui molecular docking. Beradasarkan

skor docking, ikatan antara cardamonin-

ALDH tidak lebih kuat dibandingkan ikatan

antara ligand native-ALDH. Namun,

diketahui bahwa cardamonin mampu

melakukan kompetisi ikatan dengan native

ligand ALDH melalui adanya kesamaan

residu asam amino yaitu, Lys96, Thr37,

Gly36, Tyr39, Asp34, Glu201, Thr38 dan

Thr2

(a) (b)

(c) (d)

Page 7: EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI Boesenbergia …ccrc.farmasi.ugm.ac.id/wp-content/uploads/7183-20437-1-PB.pdf · dihentikan dengan reagen stopper SDS 10% dalam HCl 0,01 N sebanyak 100

EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI (Boesenbergia pandurata) MENGHAMBAT ALDEHYDE DEHYDROGENASE PADA SEL KANKER PAYUDARA 4T1

Ethanolic Extract of Fingerroot (Boesenbergia pandurata) Inhibits Aldehyde Dehydrogenase In 4t1 Breast Cancer Cells

Volume 10, No. 2, Desember 2017 | 51

Gambar 3. Efek ekstrak temu kunci terhadap aktivitas ALDH pada sel 4T1. Lisat sel 4T1 ditambahkan kofaktor NAD+ dan substrat asetaldehid, diinkubasi, lalu diukur absorbansi produk enzimatis menggunakan ELISA reader. Pada konsentrasi ekstrak temu kunci 5 µg/mL mampu menurunkan aktivitas ALDH.

Tabel 2. Docking score antara ALDH dengan Cardamonin

(a) (b) Gambar 4. Hasil visualisasi molecular docking (a) Visualisasi 2D enzim ALDH dengan native ligand ALDH, (b) Visualisasi 2D enzim ALDH dengan cardamonin. Tanda ( ) menunjukkan kesamaan situs ikat pada beberapa residu asam amino yang terlibat dalam interaksi antara ALDH dengan cardamonin.

Pembahasan

Kanker menjadi fenomena penyakit

yang mematikan sebab metode pengobatan

yang ada sekarang masih menimbulkan

kekambuhan dan resistensi terhadap agen

kemoterapi. Salah satu penyebab

permasalahan di atas adalah adanya

aktivitas cancer stem cells (CSCs). CSCs

tahan terhadap agen kemoterapi, sehingga

ia mampu bertahan hidup dan akan

memacu pertumbuhan kanker kembali serta

dapat memicu perpindahan massa kanker

ke jaringan lain (Ma and Allan, 2011).

Aldehyde dehydrogenase (ALDH)

adalah salah satu penanda adanya aktivitas

CSCs. Adanya peningkatan aktivitas ALDH

Docking Score (ΔG)

RMSD Cardamonin

Native Ligand

ALDH (4X2Q) 1,5297°A

1. 19,9678 2. 95,4607

Page 8: EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI Boesenbergia …ccrc.farmasi.ugm.ac.id/wp-content/uploads/7183-20437-1-PB.pdf · dihentikan dengan reagen stopper SDS 10% dalam HCl 0,01 N sebanyak 100

Marsya Yonna Nurrachma, Ghina Lintangsari, Lodyta Nawang Tika, Berliana Luthfiananda, Wahyu Adiningsih, Adam Hermawan

52 | Volume 10, No. 2, Desember 2017

menandakan adanya peningkatan aktivitas

CSCs pula. Menurut Jia et al. (2016),

cardamonin yang merupakan senyawa

golongan flavonoid sub golongan chalcone

mampu menurunkan ekspresi ALDH1. Salah

satu bahan alam dengan kandungan

flavonoid tinggi adalah temu kunci. Temu

kunci atau Boesenbergia pandurata

mengandung berbagai senyawa sub

golongan chalcone, salah satunya

cardamonin.

Pembuatan ekstrak temu kunci

dengan metode maserasi menggunakan

pelarut etanol pro analysis menghasilkan

ekstrak kental dengan rendemen sebesar

7,8%. Hasil identifikasi kualitatif kandungan

senyawa dalam ekstrak temu kunci,

membuktikan adanya senyawa sub

golongan chalcone di lihat dari adanya

kesamaan nilai hRf antara ekstrak temu

kunci yang dihasilkan dengan nilai hRf

ekstrak temu kunci standar dalam

Farmakope Herbal Indonesia Edisi I. Hal ini

mengindikasikan adanya kehadiran

senyawa cardamonin yang juga merupakan

senyawa sub golongan chalcone.

Lebih lanjut, diketahui bahwa

ekstrak temu kunci memiliki efek sitotoksik

terhadap pertumbuhan dan morfologi sel

kanker payudara 4T1. Nilai IC50 yang

merupakan parameter ketoksikan suatu

senyawa terhadap sel dari ekstrak temu

kunci didapatkan sebesar 23 µg/mL.

Menurut Prayong et al. (2008), suatu

ekstrak dengan nilai IC50 kurang dari 100

µg/mL dikatakan poten sebagai agen

sitotoksik. Ekstrak temu kunci pada

konsentrasi 2,5; 4; 6 µg/mL masih

menunjukkan pertumbuhan sel yang tinggi

dengan ditandai grafik yang cenderung

meningkat. Namun, ekstrak temu kunci

pada konsentrasi 8, 12, 20, 25 µg/mL

mampu menunjukkan penurunan jumlah sel

yang hidup. Oleh karena itu, ekstrak temu

kunci berpotensi dikembangkan sebagai

agen anti kanker.

Pengaruh ekstrak temu kunci

terhadap penghambatan aktivitas spesifik

enzim aldehyde dehydrogenase dilakukan

melalui uji ALDH activity assay. Pada uji ini

digunakan dua seri konsentrasi ekstrak

temu kunci, yaitu konsentrasi 2,5 µg/mL

dan 5 µg/mL. Penggunaaan kedua

konsentrasi tersebut untuk memastikan

bahwa pengaruh penurunan aktivitas ALDH

pada sel kanker 4T1 adalah benar karena

ekstrak temu kunci bukan karena efek

sitotoksiknya. Dari hasil pengujian

diketahui bahwa aktivitas spesifik enzim

ALDH menurun cukup signifikan

dibandingkan sel tanpa perlakuan pada

konsentrasi ekstrak temu kunci 5 µg/mL.

Selanjutnya, untuk mengkonfirmasi

model interaksi antara enzim ALDH dengan

senyawa cardamonin dilakukan uji in silico

menggunakan molecular docking. NIlai

docking score menunjukkan ikatan antara

ALDH dengan cardamonin tidak lebih kuat

dibandingkan ikatan antara ALDH dengan

native ligand-nya. Namun, terdapat adanya

kesamaan situs ikat pada beberapa asam

amino, seperti Lys96, Thr37, Gly36, Tyr39,

Asp34, Glu 201, Thr38 dan Thr229. Oleh

karena itu, cardamonin mampu melakukan

kompetisi dengan native ligand ALDH

melalui residu asam aminonya. Maka,

diketahui bahwa cardamonin mampu

melakukan interaksi dan kompetisi

molekuler dengan ALDH, Dengan adanya

kompetisi pada kesamaan situs ikat asam

amino yang menuju pada penurunan

aktivitas ALDH, diharapkan terjadi pula

penurunan aktivitas CSCs. Maka dari itu,

diketahui bahwa temu kunci yang

mengandung senyawa cardamonin

berpotensi dikembangakan sebagai agen

kemoterapi yang tertarget pada CSCs

melalui penurunan aktivitas enzim ALDH.

KESIMPULAN

Ekstrak temu kunci (Boenserbegia

pandurata) berpotensi menurunkan

viabilitas sel kanker payudara 4T1 dan

Page 9: EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI Boesenbergia …ccrc.farmasi.ugm.ac.id/wp-content/uploads/7183-20437-1-PB.pdf · dihentikan dengan reagen stopper SDS 10% dalam HCl 0,01 N sebanyak 100

EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI (Boesenbergia pandurata) MENGHAMBAT ALDEHYDE DEHYDROGENASE PADA SEL KANKER PAYUDARA 4T1

Ethanolic Extract of Fingerroot (Boesenbergia pandurata) Inhibits Aldehyde Dehydrogenase In 4t1 Breast Cancer Cells

Volume 10, No. 2, Desember 2017 | 53

menurunkan aktivitas ALDH sebagai salah

satu penanda aktivitas diferensiasi CSCs.

UCAPAN TERIMA KASIH

Kami mengucapkan terima kasih

kepada Kementrian Riset, Teknologi, dan

Pendidikan Tinggi (KEMENRISTEKDIKTI)

Republik Indonesia melalui Program

Kreativitas Mahasiswa dengan SK nomor

547/B3.1/KM/2017 (nomor urut

penerimaan proposal 1299) yang telah

mendanai penelitian ini pada tahun 2017.

DAFTAR PUSTAKA

Bose B. and Shenoy S. 2014. Stem cell versus

cancer and cancer stem cell: intricate

balance decides their respective

usefulness or harmfulness in the

biological system. Journal of Stem Cell

Research & Therapy, 4(2):1-9.

Costa FF., Le Blanc K., Brodin B. 2007.

Concise review: cancer/testis antigens,

stem cells, and cancer. Stem Cells, 25(3):

707-711.

Departemen Kesehatan Republik Indonesia.

2008. Farmakope Herbal Indonesia.

Edisi I. Departemen Kesehatan

Republik Indonesia. Jakarta.

Huang CP., Tsai MF., Chang TH., Tang WC.,

Chen SY., Lai HH., Lin TY., Yang JC., Yang

PC., Shih JY., Lin SB. 2013. ALDH-

positive lung cancer stem cells confer

resistance to epidermal growth factor

receptor tyrosine kinase

inhibitors. Cancer letters, 328(1): 144-

151.

Jaipetch T., Kanghae S., Pancharoen O.,

Patrick VA., Reutrakul V.,

Tuntiwachwuttikul P., White AH. 1982.

Constituents of Boesenbergia

pandurata (syn Kaempferia pandurata):

isolation, crystal structure and

synthesis of (±)-boesenbergin A. Aust J

Chem, 25:351–361.

Jia D., Tan Y., Liu H., Ooi S., Li L., Wright K.,

Bennett S., Addison CL., Wang L., Li.

2016. Cardamonin reduces

chemotherapy-enriched breast cancer

stem-like cells in vitro and in vivo.

Oncotarget, 7(1): 771-785.

Kim RJ., Park JR., Roh KJ., Choi AR., Kim SR.,

Kim PH., Yu JH., Lee JW., Ahn SH., et al.,

2013. High aldehyde dehydrogenase

activity enhances stem cell features in

breast cancer cells by activating

hypoxia-inducible factor-2α. Cancer

Lett., 333(1): 18-31.

Kirana C., Jones GP., Record IR., Mc Iontosh

GW. 2007. Anticancer properties of

panduratin A isolated from

Boesenbergia pandurata

(Zingiberaceae). J Nat Med, 61:131-137.

Ma I. and Allan AL. 2011. The role of human

aldehyde dehydrogenase in normal and

cancer stem cells. Stem cell reviews and

reports, 7(2):292-306.

Mahidol C., Tunticachwuttikul P., Reutrakul

V., Taylor WC. 1984. Constituents of

Boesenbergia pandurate (syn.

Kaempferia pandurata). III Isolation

and synthesis of (±)-boesenbergin B.

Aust J Chem, 37:1739–1745.

Moltzahn FR., Volkmer JP., Rottke D.,

Ackermann R. 2008. "Cancer stem

cells"-lessons from Hercules to fight the

Hydra. Urol Oncol, 26: 581-589.

Moreb JS., Maccow C., Schweder M.,

Hecomovich J. 2000. Expression of

antisense RNA to aldehyde

dehydrogenase class-1 sensitizes tumor

cells to 4-

hydroperoxycyclophosphamide in

vitro. J. Pharmacol. Exp. Ther, 293:390–

396.

Moreb JS., Muhoczy D., Ostmark B., Zucali JR.

2007. RNAi-mediated knockdown of

aldehyde dehydrogenase class-1A1 and

class-3A1 is specific and reveals that

each contributes equally to the

resistance against 4-

hydroperoxycyclophosphamide. Cancer

Chemother Pharmacol, 59: 127–136.

Mosmann T. 1983. Rapid colorimetric assay

for cellular growth and survival:

Page 10: EKSTRAK ETANOLIK TEMU KUNCI Boesenbergia …ccrc.farmasi.ugm.ac.id/wp-content/uploads/7183-20437-1-PB.pdf · dihentikan dengan reagen stopper SDS 10% dalam HCl 0,01 N sebanyak 100

Marsya Yonna Nurrachma, Ghina Lintangsari, Lodyta Nawang Tika, Berliana Luthfiananda, Wahyu Adiningsih, Adam Hermawan

54 | Volume 10, No. 2, Desember 2017

application to proliferation and

cytotoxicity assays. J Immunol Methods,

65(1-2):55-63.

Prayong P., Barusrux S., Weerapreeyakul N.

2008, Cytotoxic activity screening of

some indigenous Thai plants,

Fitoterapia, 79(7-8):598-601.

Purnomo H. 2011. Kimia Komputasi:

Molecular Docking PLANTS Penambatan

molekul PLANTS [Protein-Ligand-Ant-

System]. Pustaka Pelajar. Yogyakarta.

Shackleton M., Quintana E., Fearon ER.,

Morrison SJ. 2009. Heterogeneity in

cancer: cancer stem cells versus clonal

evolution. Cell, 4;138(5):822-9.

Siegel RL., Miller KD., Jemal A. 2017. Cancer

Statistics, 2017. CA Cancer J Clin,

67(1):7-30.