Senyawa toksik dalam berbagai macam ekstrak aktinomisetes GMY01 terhadap sel kanker payudara T47D dan MCF7

WIDOWATI, Esti Wahyu, Dr. Jaka Widada, M.P

2010 | Tesis | S2 Bioteknologi

Laut merupakan lingkungan ekstrim yang menuntut mikroorganisme laut untuk mengembangkan adaptasi fisiologinya, diantaranya dengan mensintesis metabolit spesifik yang tidak ditemukan di daratan. Aktinomisetes merupakan kelompok yang menarik karena kemampuannya memproduksi beragam senyawa dengan spektrum aktivitas luas, salah satunya sebagai antikanker. Tujuan penelitian ini adalah mengidentifikasi isolat aktinomisetes GMY01 melalui pendekatan analisis morfologi dan sekuen 16S rRNA serta mengetahui aktifitas sitotoksik metabolit sekunder yang dihasilkannya terhadap sel kanker payudara T47D dan MCF7. Identifikasi isolat aktinomisetes GMY01 didasarkan pada: 1) pengamatan morfologi koloni dan morfologi sel yang diamati menggunakan SEM (scanning electron microscope) serta 2) analisis sekuen 16S rRNA dan analisis hubungan kekerabatan. Uji sitotoksisitas terhadap sel kanker T47D dan MCF7 serta sel normal NIH 3T3 dilakukan dengan MTT assay pada 4 ekstrak metabolit sekunder GMY01 yang terdiri atas: ekstrak n-heksana, etil asetat, air, dan metanol. Ekstrak metabolit yang aktif terhadap sel kanker selanjutnya dianalisis keragaman dan dikarakterisasi secara parsial golongan senyawa kimianya dengan metode skrining golongan senyawa. Pengamatan pertumbuhan isolat GMY01 pada berbagai kadar NaCl dan uji antagonisnya terhadap beberapa sel eukariot dilakukan untuk karakterisasi lebih lanjut dari isolat ini. Hasil pengamatan morfologi koloni dan sel serta analisis sekuen 16S rRNA menunjukkan bahwa isolat GMY01 adalah termasuk dalam genera Streptomyces. Isolat ini memiliki kekerabatan dekat dengan Streptomyces mutabilis NRRL ISP-5 dengan nilai similaritas sebesar 97,3%. Ekstrak etil asetat dari metabolit sekunder isolat GMY01 memiliki sitotoksisitas yang tinggi baik terhadap sel kanker payudara T47D maupun MCF7, namun mempunyai sitotoksisitas yang sangat rendah pada sel normal NIH 3T3. Karakterisasi secara parsial menunjukkan bahwa senyawa aktif yang berpotensi sebagai senyawa antikanker dari isolat GMY01 termasuk dalam golongan senyawa fenolik. Isolat GMY01 juga diketahui tidak menghambat sel-sel eukariot baik yang mono maupun multi seluler. Dari hasil-hasil tersebut mengindikasikan bahwa aktinomisetes laut, Streptomyces sp. strain GMY01 berpotensi sangat besar untuk pengembangan obat kanker.

The world’s oceans are extreme environments that require marine microorganisms to develop their physiological capability and synthesize unique metabolites that are not observed in terrestrial microorganisms. Actinomycetes is one of the interesting groups of marine microorganism because of their ability to produce a large variety of biologically active substances for drug development, such as anticancer agents. The present study made an attempt to identify actinomycetes GMY01 based on their morphology characteristics and 16S rRNA sequence analysis. In addition, we also screened their cytotoxicity properties against human breast cancer T47D and MCF7. Actinomycetes GMY01 was identified based on their 1) colonies and cell morphology, and 2) 16S rRNA sequences analysis and evolutionary relationships. Four extracts (hexane, ethyl acetate, methanol and water) of this secondary metabolites are examined for their cytotoxicity properties against T47D dan MCF7 (breast carcinoma) using MTT assay. The most potent extract was then subjected to partial characterization of its chemical constituents. Further study was conducted to investigate the effects of salinity level on GMY01 culture and its antagonist characterization against eukaryotic cells. Our results indicate that strain GMY01 isolated from marine environment is a typical member of the genus Streptomyces and is most closely related to the type strain of Streptomyces mutabilis NRRL ISP-5, sharing 97,3% 16S rRNA similarity. Ethyl acetate fraction demonstrated the highest cytotoxicity against human breast cancer T47D and MCF7, while having low toxicity against normal cell NIH 3T3. Partial characterization showed that active compound which demonstrated growth-inhibitory activity against human breast cancer in vitro was a phenolic compound. The GMY01 isolate exhibited no antagonistic activity against multicellular and unicellular eukaryotic cells. The overall results indicate promising baseline information for the potential uses of Streptomyces sp. strain GMY01 extract for cancer treatment.

Kata Kunci : Streptomyces,GMY01,Metabolit Sekunder,16S rRNA