POTENSI EKSTRAK KENTANG HITAM (Coleus tuberosus) SEBAGAI ANTIOKSIDAN DAN ANTI-PROLIFERASI SEL KANKER PAYUDARA (MCF-7) IN VITRO

Mutiara Nugraheni, Prof. Dr. Ir. Umar Santoso, M.Sc.

2011 | Disertasi | S3 Ilmu Pangan

Tubuh manusia setiap hari selalu berinteraksi dengan radikal bebas yang berasal dari luar atau dalam tubuh. Meskipun dalam tubuh terdapat sistem pertahanan antioksidan, tetapi tubuh dapat mengalami stress oksidatif apabila terjadi ketidakseimbangan antara jumlah antioksidan dan oksidan (reactive oxygen species). Stres oksidatif yang terjadi dalam tubuh dapat mengakibatkan terjadinya penyakit degeneratif, diantaranya adalah kanker payudara. Salah satu upaya untuk meningkatkan antioksidan dalam tubuh adalah dengan mengkonsumsi makanan yang mengandung senyawa bioaktif sehingga dapat menurunkan resiko terjadinya penyakit kanker. Tanaman yang potensial dapat meningkatkan antioksidan dalam tubuh adalah kentang hitam. Kentang hitam diduga mengandung senyawa triterpenic acid. Namun demikian informasi mengenai jenis dan jumlah triterpenic acid dalam bagian yang berbeda dari kentang hitam, dan kaitannya dengan potensinya sebagai antioksidan dan anti-proliferasi masih belum diketahui. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui kandungan triterpenic acid (oleanolic acid dan ursolic acid) dari beberapa bagian kentang hitam (Coleus tuberosus) (kulit dan daging); mempelajari aktivitas antioksidan triterpenic acid (oleanolic acid dan ursolic acid) dan ekstrak kasar kentang hitam secara in vitro menggunakan metode 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), ferric thiosianat (FTC) dan thiobarbituric acid (TBA); mempelajari aktivitas antioksidan seluler triterpenic acid (oleanolic acid dan ursolic acid) dan ekstrak kasar kentang hitam pada sel kanker MCF-7 dan mempelajari potensi anti-proliferasi in vitro senyawa triterpenic acid (oleanolic acid dan ursolic acid) dan ekstrak kasar kentang hitam pada sel kanker MCF-7. Penelitian ini dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut: Penentuan jenis dan jumlah triterpenic acid yaitu ursolic acid dan oleanolic acid menggunakan HPLC. Penentuan aktivitas antioksidan dengan metode 1,1- diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), ferric thiosianat (FTC) dan thiobarbituric acid (TBA) dilakukan dengan mengevaluasi aktivitas antioksidan ekstrak etanol daging dan kulit kentang hitam (100-400μg/ml), ursolic acid dan oleanolic acid, serta senyawa standar yaitu BHT, asam askorbat dan quercetin dengan konsentrasi 10-40μg/ml. Penentuan aktivitas antioksidan seluler menggunakan metode cellular antioxidant activity yang didasarkan pada oksidasi 2',7'- dichlorofluorescein-diacetate (DCFH-DA) oleh reactive oxygen Species (ROS) pada sel kanker payudara MCF-7 yang diinduksi dengan phorbol miristate acetate. Penentuan anti-proliferasi dilakukan dengan menggunakan metode 3-(4,5- dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) dengan variasi konsentrasi dan waktu pengamatan (24, 48 dan 72 jam). Hasil Kentang hitam baik pada bagian daging maupun kulit mengandung triterpenic acid yaitu ursolic acid dan oleanolic acid dengan jumlah yang 18 signifikan. Kadar ursolic acid ekstrak etanol daging dan kulit kentang hitam adalah 3.41 ± 0.04 dan 13.78 ± 0.15 μg/gram tepung kulit kentang hitam. Kadar oleanolic acid ekstrak etanol daging dan kulit kentang hitam adalah 3.71 ± 0.069 dan 1.98 ± 0.30 μg/gram tepung daging kentang hitam. Ekstrak etanol kulit kentang hitam memiliki aktivitas antioksidan lebih tinggi dibandingkan ekstrak etanol daging kentang hitam, demikian pula senyawa bioaktifnya yaitu ursolic acid memiliki aktivitas antioksidan lebih tinggi dibandingkan oleanolic acid dengan metode 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), ferric thiosianat (FTC) dan thiobarbituric acid (TBA). Aktivitas antioksidan seluler pada sel MCF-7 ekstrak etanol kulit kentang hitam lebih tinggi dibandingkan ekstrak etanol daging kentang hitam. Sedangkan ursolic acid memiliki aktivitas antioksidan seluler lebih tinggi dibandingkan oleanolic acid. Konsentrasi optimum dalam menurunkan reactive oxygen species pada ursolic acid 10μg/ml; oleanolic acid 40μg/ml; quercetin 80μg/ml; ekstrak etanol daging kentang hitam 400μg/ml dan ekstrak etanol kulit kentang hitam 200μg/ml. Aktivitas anti-proliferasi pada sel kanker payudara MCF-7 optimum pada perlakuan selama 48 jam. Anti-proliferasi ekstrak etanol kulit kentang hitam lebih tinggi dibandingkan ekstrak etanol daging kentang hitam. Sedangkan ursolic acid memiliki aktivitas anti-proliferasi lebih tinggi dibandingkan oleanolic acid. Perlakuan dengan ursolic acid, oleanolic acid, quercetin, ekstrak etanol kulit kentang hitam dan ekstrak etanol daging kentang hitam menginduksi terjadinya apoptosis pada sel kanker payudara MCF- 7.

The human body every day always exposed to free radicals which come from exogenous or endogenous the body. Although the body antioxidant defense systems exist, but the body can happen oxidative stress in case of an imbalance between the amount of antioxidants and reactive oxygen species. Oxidative stress that occurs in the body can result in degenerative diseases, such as breast cancer. One effort to increase the antioxidants in the body is by consuming foods that contain bioactive compounds that can reduce the risk of cancer. Plants that potentially increase the antioxidants in the body is Coleus tuberosus. Coleus tuberosus may contain bioactive compounds, such as triterpenic acid. However, information on the type and amount of triterpenic acid in different parts of the Coleus tuberosus, and its relation with its potential as an antioxidant and antiproliferative still unknown. The purpose of this study was to determine the content of triterpenic acid (oleanolic acid and ursolic acid) from several parts of Coleus tuberosus (peel nand flesh); study the antioxidant activity of triterpenic acid (oleanolic acid and ursolic acid) and ethanolic extract of peel and flesh of Coleus tuberosus based on DPPH method and linoleic system; study the cellular antioxidant activity of triterpenic acid (oleanolic acid and ursolic acid) and ethanolic extract of peel and flesh of Coleus tuberosus on MCF-7 cancer cells and study the potential anti-proliferative of triterpenic acid (oleanolic acid and ursolic acid) and ethanolic extract of Coleus tuberosus on MCF-7 cancer cells. This research was conducted with the following stages: determining the type and amount of acid triterpenic (ursolic acid and oleanolic acid) using HPLC. Determination antioxidant activity based on 2,2,- diphenyl-1-pricrylhydrazyl (DPPH) method, ferric thiocyanate (FTC) and thiobarbituric acid (TBA) were done to evaluate the antioxidant activity of ethanolic extract of peel and flesh of Coleus tuberosus with concentration 100- 400μg/ml, ursolic acid and oleanolic acid, as well as standard compounds are BHT, ascorbic acid and quercetin with concentration 10-40μg/ml. Determination of cellular antioxidant activity based on the oxidation of 2',7'-dichlorfluoresceindiacetate (DCFH-DA) by reactive oxygen Species (ROS) in breast cancer cells MCF-7 induced by phorbol miristate acetate (PMA). Determination antiproliferative performed using 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5- diphenyltetrazolium bromide assay (MTT assay) with various concentration and time of observation (24, 48 and 72 hours). Ethanolic extract of flesh and peel of Coleus tuberosus contains triterpenic acid ursolic acid and oleanolic acid with a significant amount for prevention of cancer diseases. Ursolic acid content of ethanolic extract of flesh and peel of Coleus tuberosus 3.41 ± 0.04 μg/ml and 13.78 ± 0.15 μg/ml. Oleanolic acid 20 content of ethanolic extract of flesh and peel of Coleus tuberosus 3.71 ± 0.07 μg/ml and 1.98 ± 0.30μg/ml. The ethanolic extract of peel of Coleus tuberosus have higher antioxidant activity than the ethanolic extract of flesh of Coleus tuberosus, as well as bioactive compounds that ursolic acid have higher antioxidant activity than oleanolic acid using 1.1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), ferric thiocyanate (FTC) and thiobarbituric acid (TBA). Cellular antioxidant activity in MCF-7 cell, ethanolic extracts of peel of Coleus tuberosus is higher than the ethanolic extract of flesh of Coleus tuberosus. While ursolic acid have higher cellular antioxidant activity than oleanolic acid. Optimum concentration in the reduction of reactive oxygen species in ursolic acid, 10μg/ml; oleanolic acid, 40μg/ml, quercetin; 80μg/ml, ethanolic extract of flesh of Coleus tuberosus ethanol 400μg/ml and ethanolic extract of peel of Coleus tuberosus 200μg/ml. Antiproliferative activity in breast cancer cells MCF-7 optimum treatment for 48 hours. Antiproliferative activity of ethanolic extract of peel of Coleus tuberosus higher than the ethanolic extract of flesh of Coleus tuberosus. While antiproliferative activity of ursolic acid higher than oleanolic acid. Treatment with ursolic acid, oleanolic acid, quercetin, ethanolic extract of peel, ethanolic extract of flesh of Coleus tuberosus induces apoptosis in breast cancer cells MCF-7.

Kata Kunci : Kentang hitam, Antioksidan, Anti-Proliferasi sel kanker payudara (MCF-7)