Spons merupakan invertebrata laut yang dikenal sebagai salah satu sumber senyawa bioaktif yang potensial seperti antikanker. Namun, adanya keterbatasan jumlah senyawa yang diperoleh menjadi tantangan untuk dikembangkan, sehingga perlu alterntif lain dengan memanfaatkan mikroba simbionnya, seperti marine bacteria yang diketahui mampu menghasilkan senyawa serupa. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan isolat marine bacteria dari spons Petrosia nigricans yang mampu menghasilkan metabolit aktif sitotoksik dan mengoptimalkan produksinya. Screening aktivitas sitotoksik dilakukan terhadap sel kanker payudara (MCF-7 dan T47D), serta sel normal Vero menggunakan MTT assay. Isolat terpilih diidentifikasi melalui sequencing gen 16S rRNA dan dikarakterisasi morfologinya menggunakan SEM. Profil metabolit sekunder dari isolat aktif dianalisis menggunakan LC-HRMS, dan molecular docking dilakukan untuk memprediksi potensi aktivitas metabolit terhadap protein target kanker payudara. Optimasi produksi metabolit sekunder dilakukan melalui optimasi media dan kondisi kultur (suhu dan pH) yang dilanjutkan dengan uji BSLT dan MTT assay. Ekstrak hasil optimasi dilakukan profiling menggunakan KLT densitometri.
Hasil screening aktivitas sitotoksik menunjukkan bahwa isolat bakteri P.039.5 yang diidentifikasi sebagai Bacillus safensis memiliki aktivitas sitotoksik moderat terhadap sel kanker T47D dan MCF-7 dengan nilai IC50 sebesar 82,34 dan 186,63 ?g/mL. Profil metabolit sekunder mengungkapkan 28 putative compounds yang sebagian besar termasuk golongan peptida dan alkaloid, dengan tiga senyawa diantaranya, yaitu militarinone A, maculosin dan verpacamide A memiliki binding affinity yang kuat terhadap protein target kanker payudara ER-?, HER2, CDK2, dan Topoisomerase II?. Hasil optimasi media kultur menunjukkan bahwa media Marine Broth (MB) terpilih sebagai media yang optimal berdasarkan aktivitasnya melalui uji BSLT dengan nilai LC50 sebesar 490,97 ?g/mL, sementara pada optimasi kondisi kultur, ekstrak yang diproduksi pada suhu 25°C dan pH 8 menghasilkan yield optimal (128,96 mg) dan aktivitas sitotoksik dengan persentase inhibisi sebesar 90,13 ± 0,89 pada konsentrasi 500 ?g/mL. Profil metabolit yang dihasilkan dari tahap optimasi menunjukkan tidak adanya perbedaan yang signifikan melalui KLT densitometri dan analisis kemometrik. Penelitian ini diharapkan menjadi landasan untuk penelitian selanjutnya mengenai isolasi dan identifikasi senyawa aktif, serta evaluasi potensi aktivitas antikanker untuk dijadikan sebagai kandidat obat antikanker berbasis bahan alam dari laut.
Sponges are marine invertebrates that are known as one of the potential sources of bioactive compounds such as anticancer. However, the limited number of compounds obtained is a challenge to develop, so other alternatives are needed by utilizing microbial symbionts, such as marine bacteria, which are known to be able to produce similar compounds. This study aims to obtain marine bacteria isolates from the sponge Petrosia nigricans that can produce cytotoxic active metabolites and optimize their production. The cytotoxic activity of the compound was screened against breast cancer cells (MCF-7 and T47D) and normal Vero cells using the MTT assay. Selected isolates were identified through 16S rRNA gene sequencing and characterized morphologically using SEM. The secondary metabolite profiles of active isolates were analyzed using LC-HRMS, and molecular docking was performed to predict the potential activity of metabolites against breast cancer target proteins. Optimization of secondary metabolite production was carried out through media optimization and culture conditions (temperature and pH), followed by BSLT and MTT assay tests. The optimized extracts were profiled using TLC densitometry.
Cytotoxic activity screening results showed that bacterial isolate P.039.5 identified as Bacillus safensis, had moderate cytotoxic activity against T47D and MCF-7 cancer cells with IC50 values of 82.34 and 186.63 ?g/mL. Secondary metabolite profiling revealed 28 putative compounds mostly belonging to the peptide and alkaloid classes, with three of them, namely militarinone A, maculosin, and verpacamide A, having strong binding affinity to breast cancer target proteins ER-?, HER2, CDK2, and Topoisomerase II?. The results of culture media optimization showed that Marine Broth (MB) media was selected as the optimal media based on its activity through the BSLT test with an LC50 value of 490.97 ?g/mL, while in the optimization of culture conditions, the extract produced at 25°C and pH 8 produced optimal yield (128.96 mg) and cytotoxic activity with an inhibition percentage of 90.13 ± 0.89 at a concentration of 500 ?g/mL. Metabolite profiles resulting from the optimization stage showed no significant differences through KLT densitometry and chemometric analysis. This research is expected to be the foundation for further research on isolation and identification of active compounds, as well as evaluation of the potential of anticancer activity to be used as a candidate for anticancer drugs based on natural ingredients from the sea.
Kata Kunci : Metabolit sekunder, Bacillus safensis, Petrosia nigricans, sitotoksik, Molecular docking
