ANTICANCER ACTIVITY OF BAICALEIN ON BREAST CANCER STEM CELL: BIOINFORMATICS AND IN VITRO STUDIES

Dini Maharani, Prof. Dr. rer. nat. apt. Adam Hermawan, M.Sc.

2025 | Skripsi | FARMASI

Kanker payudara tetap menjadi jenis kanker yang paling umum didiagnosis di seluruh dunia, yang memperburuk kondisi akibat metastasis dan resistensi terhadap kemoterapi. Salah satu penyebab resistensi kemoterapi adalah breast cancer stem cells (BCSC) atau sel punca kanker payudara. Subpopulasi sel ini berkontribusi pada sifat-sifat seperti sel punca, seperti kemampuan memperbarui diri secara terus-menerus dan peningkatan mutasi. Baicalein (5,6,7-trihydroxyflavone), suatu flavon yang berasal dari Scutellaria baicalensis dan secara tradisional digunakan karena kemampuannya sebagai antikanker, diketahui mampu memengaruhi beberapa karakteristik mirip sel punca seperti ekspresi SOX2, Nanog, dan OCT3/4. Potensi ini mendasari tujuan dari penelitian ini, yaitu untuk menganalisis potensi baicalein dalam mengatasi resistensi kemoterapi melalui model sel punca kanker payudara.

Penelitian ini dilakukan melalui analisis bioinformatika untuk memperoleh hub-genes potensial dari baicalein dengan menggunakan beberapa basis data: SwissTargetPrediction, BindingDB, TargetNet, PubChem, Genecards, dan PubMed. Setelah dilakukan interseksi data dan dianalisis menggunakan STRING serta Cytoscape untuk pemeringkatan berdasarkan degree score, dilakukan anotasi gen menggunakan DAVID dan WebGestalt. Analisis jalur KEGG dilakukan melalui DAVID, dan cBioPortal digunakan untuk analisis kelangsungan hidup secara keseluruhan (overall survival).

Sepuluh hub genes teratas yang diperoleh adalah CTNNB1, STAT3, BCL2, HIF1A, ESR1, TNF, CCND1, IL6, JUN, dan MTOR. Gen-gen ini diduga berperan dalam sifat antikanker baicalein melalui jalur pensinyalan estrogen, sebagaimana ditunjukkan melalui hasil analisis jalur KEGG. Dari 10 hub genes tersebut, gen yang perubahannya berdampak signifikan terhadap kelangsungan hidup pasien adalah IL6, MTOR, STAT3, BCL2, dan TNF.

Penelitian ini juga mengonfirmasi bahwa metode polyHEMA efektif dalam merepresentasikan karakteristik mirip sel punca, yang terlihat dari peningkatan signifikan ekspresi SOX2 (p < 0>

Sebagai kesimpulan, baicalein berpotensi efektif untuk menghambat proliferasi model mammosphere kanker payudara pada dosis yang lebih tinggi.

Breast cancer remains the most commonly diagnosed cancer worldwide which worsened conditions caused by metastases and chemoresistance. One of the causes for chemoresistance is breast cancer stem cells (BCSC). This subcluster of cells contributes to stem cell like behavior such as continuous self renewal and increase in mutation. Baicalein (5,6,7-trihydroxyflavone), a flavone from Scutellaria baicalensis, traditionally used for its anticancer abilities, able to alter some stem cells like characteristics namely SOX2, Nanog and OCT3/4. This potential underlies the aim of this research, to analyze baicalein’s potential to treat chemoresistance through breast cancer stem cell model. This study is done through bioinformatics analysis to obtain baicalein potential hub-genes by using several databases: SwissTargetPrediction, BindingDB, TargetNet, PubChem, Genecards and PubMed. After intersected and sent to TRING then Cytoscape to be ranked by degree score, gene annotation is conducted using DA VID and Webgestalt. KEGG pathway analysis is performed through DA VID. cBioPortal is used to do overall survival analysis. Top 10 hub genes obtained are CTNNB1, STAT3, BCL2, HIF1A, ESR1, TNF , CCND1, IL6, JUN and MTOR. Those genes might be involved in baicalein anticancer properties by the estrogen signaling pathway as shown through KEGG pathway analysis result. From the 10 hub genes, altered genes that significantly impact overall survival of patients are IL6, MTOR, STAT3, BCL2, and TNF. This research confirmed that the polyHEMA method is effective to represent stem-cell like characteristics as shown in the significant increase of SOX2 (p < 0>OCT4, although insignificant in the mammosphere model. This model is continued for cytotoxicity assay using MTT and resulted in the decrease of 2D cell viability. Yet, it showed an increase in proliferation in the mammosphere model. In conclusion, baicalein may be ffective to inhibit proliferation of mammosphere model breast cancer in a higher dose. 

Kata Kunci : anticancer, baicalein, bioinformatics, breast cancer stem cell, hub-genes