AKTIVITAS KEMOPREVENSI SENYAWA KURKUMIN DAN ANALOGNYA (GVT-0, PGV-0, DAN HGV-0): Studi mekanisme in vitro dan in vivo pada model kanker kolorektal

RISFAH YULIANTY, Prof. Dr. Lukman Hakim, M.Sc., Apt.

2013 | Disertasi | S3 Ilmu Farmasi

Kemoprevensi kolorektal adalah usaha untuk mencegah dan menghambat proses karsinogenesis kolorektal. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui aktivitas kemoprevensi kurkumin dan analognya (GVT-0, PGV-0, dan HGV-0) hasil resintesis sesuai dengan modifikasi metode Rumpel (1954) terhadap cell line WiDr dan model kanker kolorektal tikus Wistar. Pada penelitian ini digunakan tikus Wistar jantan sebanyak 125 ekor dibagi secara acak. Kelompok 1 merupakan kelompok kontrol negatif (DMH 60 mg/kg BB satu kali seminggu dan Na.CMC dua kali seminggu 0,5%) selama 15 minggu. Kelompok perlakuan 2-13 diberi kurkumin, GVT-0, PGV-0, dan HGV-0 dengan masing-masing dosis 20, 40, dan 80 mg/kg BB dibagi 2 kelompok: kelompok A (DMH, kurkumin dan analognya selama 15 minggu) dan kelompok B (DMH, kurkumin dan analognya; DMH berhenti pada minggu ke-15, pemberian kurkumin dan analognya dilanjutkan sampai minggu ke-25), masing-masing kelompok terdiri atas 5 ekor tikus. Pada minggu ke-26 dari perlakuan, semua hewan coba dikorbankan, kolon difiksasi dalam formalin 10% untuk selanjutnya diamati perubahan makroskopik (jumlah nodul dan volume nodul), dan perubahan mikroskopik (morfologi tumor, ekspresi APC termutasi dan COX-2, serta laju proliferasi) dengan pewarnaan Hematoksilin dan Eosin, AgNOR, pewarnaan imunohistokimia dengan antibodi anti-COX-2 dan anti-APC (rabbit polyclonal antibody anti COX-2 dan rabbit polyclonal antibody anti APC). Hasil sintesis menunjukkan bahwa persentase kemurnian GVT-0, PGV-0, dan HGV-0 adalah 75,08%, 89,98%, dan 100%, dengan BM 326, 352, dan 366. Hasil penelitian in vitro menunjukkan bahwa efek sitotoksik kurkumin, GVT-0, PGV-0, dan HGV-0 adalah 25, 8, 1, dan 10 μM dengan persentase penghambatan COX-2 terhadap sel WiDr sebesar 25,72%; 46,67%; dan 13,97% untuk kurkumin, PGV-0, dan HGV-0. Hasil penelitian in vivo memperlihatkan bahwa pemberian HGV-0 dosis 40 mg/kg BB selama 15 minggu menurunkan jumlah dan volume nodul kanker kolorektal 96,1% dan 98,8% (P<0,05) dibanding kontrol DMH. Penghambatan ekspresi APC termutasi ditunjukkan pada kelompok yang diberi GVT-0 40 mg/kg BB selama 15 minggu sebesar 9,08% dan penghambatan ekspresi COX-2 ditunjukkan pada kelompok yang diberi HGV-0 40 mg/kg BB selama 15 minggu sebesar 47,37%. Pemberian kurkumin dan analognya selama 15 minggu dapat menghambat laju proliferasi kanker kolorektal (P<0,05) dibanding kontrol DMH. Gambaran histologis dari kolorektal mendukung hasil tersebut di atas sebagai berikut: pemberian kurkumin dan HGV-0 memperlihatkan terjadinya adenoma 100%, sedangkan GVT-0 dan PGV0 memperlihatkan kejadian adenoma dan adenokarsinoma 66,67%. Hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa pemberian kurkumin, GVT-0, PGV-0, dan HGV-0 selama 15 minggu efektif menurunkan jumlah dan volume nodul kanker kolorektal, menghambat melalui mekanisme penghambatan ekspresi APC termutasi dan COX-2, serta laju proliferasi sama dengan kurkumin sebagai senyawa induknya. Aktivitas kemoprevensi kurkumin dan analognya diduga melalui penghambatan sinyal Wnt dan penghambatan faktor transkripsi NF-ĸB.

Chemoprevention of colorectal is the effort to prevent and inhibit the process of colorectal carcinogenesis. The present study aims to determine the chemoprevention activity of curcumin and analogues (GVT-0, PGV-0, and HGV-0) resynthesis results accordance with Rumpel (1954) modification method to the WiDr cell line and colorectal cancer model to Wistar rats. In this study used 125 male Wistar rats were randomly allocated into several groups. Group 1 is the negative control group (DMH 60 mg/kg BW once a week and Na.CMC 0.5% twice a week) for 15 weeks. Groups 2 to 13 are treatment groups, given curcumin, GVT-0, PGV-0, and HGV-0 with respective doses of 20, 40, and 80 mg/kg BW made 2 groups A (DMH, curcumin and its analogues for 15 weeks) and group B (DMH for 15 weeks, curcumin and its analogues continued until 25 weeks), each group consisted of 5 rats. At 26 th week of treatment, all animals sacrificed, colon were fixed in 10% formalin for subsequent observable macroscopic analysis (number of nodules and nodule volume), and microscopic analysis (tumor morphology, expression of APC mutated and COX-2, and proliferation rate) with Haematoxylin and Eosin staining, AgNOR, immunohistochemical staining with anti-COX-2 and anti-APC (rabbit polyclonal anti-COX-2 antibody and rabbit polyclonal antibody anti-APC). Synthesis results show that the purity (in %) of GVT-0, PGV-0, and HGV-0 was 75.08, 89.98, and 100, with the MW 326, 352, and 366 respectively. The results of in vitro studies showed that the respective cytotoxic effect of curcumin, GVT-0, PGV-0, and HGV-0 was 25, 8, 1, and 10 μM with the percentage inhibition of COX-2 against WiDr cells by 25.72, 46.67 and 13.97 for curcumin, PGV-0, and HGV-0. The results of in vivo studies showed that the administration of HGV-0 dose of 40 mg/kg BW for 15 weeks decreases the number and volume of colorectal cancer nodules by 96.1% and 98.8% (P<0.05) against DMH control. Inhibition of mutated APC expression shown in the group given GVT-0 40 mg/kg BW for 15 weeks is about 9.08% and the inhibition of COX-2 expression by HGV-0 40 mg/kg BW for 15 weeks about 47.37%. Giving curcumin and its analogues for 15 weeks can inhibit the proliferation rate of colorectal cancer. Histological features of colorectum supports the results mentioned above as follows: the administration of curcumin and HGV-0 showed complete adenoma, while GVT-0 and PGV-0 still show the incidence of adenomas and adenocarcinomas. The results of this study conclude that the administration of curcumin and analogues (GVT-0, PGV-0, and HGV-0) for 15 weeks effectively decreases the number and volume of colorectal cancer nodules, through the mechanism of inhibition of expression of mutated APC and COX-2, and the rate of proliferation similar to curcumin. Chemoprevention activity of curcumin and analogues was presumably through the inhibition of Wnt signaling and inhibition of the transcription factor NF-ĸB.

Kata Kunci : kurkumin, analog kurkumin, kanker kolorektal, APC dan COX-2