PERAN PROTEIN DAUN Mirabilis jalapa L SEBAGAI KEMOPREVENSI KANKER KULIT : PENELUSURAN MEKANISME ANTIINFLAMASI, RESTORASI SUPRESI IMUN DAN REGULASI APOPTOSIS

Atina Hussaana, Dra.,M.Si.,Apt., Prof. Dr. Sismindari, SU. Apt.

2013 | Disertasi | S3 Ilmu Farmasi

Protein dari daun Mirabilis jalapa L (protein MJ) merupakan suatu Ribosome-inactivating protein yang telah diketahui mempunyai aktivitas induksi apoptosis dan antioksidan sebagai superoxide dismutase (SOD). Aktivitas induksi apoptosis dan antioksidan berperan penting dalam perlindungan kulit terhadap efek merugikan akibat paparan radiasi UVB. Induksi apoptosis dapat meningkatkan eliminasi sel yang mengalami kerusakan DNA, sehingga mengurangi potensi terjadinya mutasi gena, sedangkan aktivitas antioksidan akan menetralkan reactive oxygen spesies (ROS), sehingga mengurangi peroksidasi lipid dan supresi imun. Kerusakan DNA dan supresi imun merupakan faktor penyebab karsinogenesis kanker kulit akibat paparan radiasi UVB, sehingga perlu diteliti apakah pemberian protein MJ topikal yang mempunyai aktivitas induksi apoptosis dan antioksidan dapat berefek fotoproteksi dan kemoprevensi terhadap kerusakan kulit dan karsinogenesis akibat paparan radiasi UVB. Penelitian ini dilakukan pada mencit BALB/c betina umur 6 minggu. Untuk mempelajari efek fotoproteksi, mencit diberi paparan radiasi UVB akut dengan dosis berulang 360 mJ/cm2 dan diamati efek proteksi protein MJ terhadap inflamasi dengan cara menentukan pengaruhnya dalam mengurangi ketebalan lipatan kulit tengah punggung akibat paparan radiasi UVB, serta efek proteksi supresi imun yang diinduksi UVB maupun fotoreseptor cis-urocanic acid (cis-UCA) dengan cara menentukan pengaruh protein MJ dalam mengurangi supresi respon contact hypersensitivity (CHS). Pemberian paparan radiasi UVB akut dengan dosis tunggal 3 x 240 mJ/cm2 pada mencit digunakan untuk mengetahui pengaruh protein MJ terhadap perimbangan ekspresi IL-10 dan IL-12 pada epidermis secara imunohistokimia, serta pengaruh protein MJ terhadap apoptosis ditentukan dengan menghitung jumlah badan apoptotik berupa sunburn cell (SBC) yang terbentuk. Untuk mempelajari efek kemoprevensi kanker kulit, mencit diberi paparan kronik radiasi UVB dosis berulang 360 mJ/cm2 sebanyak 65 kali paparan bersama kokarsinogen DMBA, kemudian diamati pengaruh protein MJ dalam mengurangi insidensi serta multiplisitas tumor. Dari hasil penelitian dapat dibuktikan bahwa protein MJ mampu : (1) Mereduksi inflamasi akibat paparan radiasi UVB, ditunjukkan dengan adanya penurunan tebal lipatan kulit tengah punggung pada mencit secara signifikan (P<0,05) dari sebesar 1,62 mm pada dosis 0 (kontrol) menjadi 1,16; 1,18 dan 1,13 mm, berturut-turut pada kelompok protein MJ dosis 0,3; 0,6 dan 1,2 mg. Tidak terdapat perbedaan signifikan antar kelompok dosis protein MJ (P>0,05). (2) Mereduksi supresi imun baik yang diinduksi oleh radiasi UVB maupun cis-UCA, dibuktikan dengan adanya pengurangan supresi respon CHS, yang semula supresi CHS terjadi secara signifikan (P<0,05) pada kelompok kontrol sebesar 46,9%, diproteksi oleh protein MJ dosis 0,3; 0,6 dan 1,2 mg menjadi supresi yang tidak signifikan (P>0,05), berturut-turut sebesar 27,2; 0 dan 24,6%. (3) Menurunkan ekspresi IL-10 secara signifikan (P<0,05) dari kelompok kontrol sebesar 70,2±2,9 UA menjadi 44,8±3,1 dan 45,2±4,4 UA pada kelompok dosis 0,6 dan 1,2 mg, serta meningkatkan ekspresi IL-12 yang dibuktikan dengan peningkatan luas area epidermis terwarna coklat, dari 2.697 pada kelompok kontrol menjadi 3.317 dan 1.604 UA pada kelompok protein MJ dosis 0,6 dan 1,2 mg. (4) Menginduksi apoptosis jika protein MJ diberikan sebagai kurasi setelah paparan radiasi UVB, ditunjukkan dengan peningkatan jumlah SBC dari 7,91 ± 1,66 pada kelompok kontrol menjadi 12,23 ± 1,19 pada kelompok dosis 0,6 mg. Jika diberikan sebagai prevensi, protein MJ akan menurunkan apoptosis, dibuktikan dengan penurunan jumlah SBC secara signifikan (P<0,05) dari 16,28 ± 2,32 pada kelompok kontrol menjadi 5,83 ± 1,38 dan 8,96 ± 1,22 pada kelompok dosis 0,6 dan 1,2 mg. Adapun pada paparan kronik radiasi UVB, protein MJ terbukti mampu berefek sebagai kemoprevensi kanker kulit, ditunjukkan dengan adanya perlambatan onset tumorigenesis selama 2 minggu, penurunan insidensi tumor kulit sebesar 40% dan penurunan multiplisitas tumor sebesar 30% pada mencit yang diperlakukan dengan protein MJ dosis 0,6 mg. Berdasarkan temuan ini dapat disimpulkan bahwa protein MJ topikal mempunyai aktivitas sebagai kemoprevensi kanker kulit yang diakibatkan oleh paparan UVB melalui kemampuan antiinflamasi, restorasi sistem imun dan memacu apoptosis.Ribosome-inactivating protein, Mirabilis jalapa L, kerusakan kulit akibat UVB, apoptosis, karsinogenesis kanker kulit

Protein isolated from Mirabilis jalapa L leaves (MJ protein) is a Ribosome-inactivating protein having apoptosis induction and antioxidant activity as superoxide dismutase (SOD). The induction of apoptosis plays an important role in the protection of UVB-induced skin damage, in which it eliminates DNA cell damage which thereby will be reducing the potential for gene mutation. Meanwhile, antioxidant activity contributes in the protection of UVB-induced skin damage since it will neutralize reactive oxygen species (ROS) thereby reducing lipid peroxides and immunosuppression. Since DNA damage and immunosuppression are factors in the UVB-induced skin carcinogenesis, we have therefore examined topical application of MJ protein to protect BALB/c mice from skin damage and carcinogenesis of skin cancer due to UVB irradiation. To study the photo-protective effect of MJ protein, the female BALB/c mice aged 6 week were exposed to the acute UVB radiation multiple dose 360 mJ/cm2 and it is observed against UVB-induced inflammation by considering its effect on reducing the middorsal skinfold thickness. Immunosuppression protection effect of MJ protein was evaluated against UVB and cis-urocanic acid (UCA)-induced immunosuppression by considering the influence of MJ protein in reducing suppression of contact hypersensitivity (CHS) response. The mice were exposed to the acute UVB radiation single dose 3 x 240 mJ/cm2, to find out the influence of MJ protein to the up-regulation of IL-10 and the depletion of IL-12 within epidermis which was observed immunohistochemically. Moreover, the influence of MJ protein to the regulation of apoptosis was observed by considering the number of apoptotic bodies formed as sunburn cells (SBC). The mice were exposed to chronic UVB radiation, a repeated dose of 360 mJ/cm2 irradiation for 65 times, with DMBA as co-carcinogen to study the chemo-preventive effect of MJ protein and to observe its potential in reducing the incidence of cancer and tumor multiplicity. The results indicates that MJ protein are able to (1) reduce UVB-induced inflammation since the middorsal skinfold thickness of mice treated with topical MJ protein decreased significantly (p<0.05) both in the control and treatment groups, from 1.62mm to 1.16; 1.18; 1.13 and to 0.3, 0.6 and 1.2 respectively. Statistically, there was no significant difference between the control and the treatment group (p>0.05). (2) It reduced immunosuppression of mice induced by both UVB radiation and cis-UCA as there was reduction of suppressions of CHS response. Previously, the suppression of the control group was significantly different (p<0.05) approximately 46.9%. However, after the mice were protected with 0.3, 0.6, and 1.2 of MJ protein, the suppression response was not significantly different (p>0.05) and declined 27.2%; 0% and 24,6% respectively. (3) It significantly reduced the expression of IL-10 (p<0.05) from 70.2±2.9 UA in control group to 44.8±3.1 UA and 45.2±4.4 UA in groups with 0.6 mg and 1.2 mg of protein MJ, respectively. The expression of IL-12 raised in the epidermis from 2.697 UA in control group to 3.317 UA and 1.604 UA in treatment groups with dose 0.6 mg and 1.2 mg, respectively. (4) When MJ protein applied as curative method against UVB radiation exposure, it regulated apoptosis, since the number of SBC raised form 7.91 ± 1.66 in control group to 12.23 ± 1.19 in groups treated with 0.6 mg of MJ protein. In addition, when the protein was drawn on as preventive method against the radiation, it reduced apoptosis, which can be known from the significant decrease of the number of SBC (p<0.05), from 16.28 ± 2.32 in control group becoming 5.83 ± 1.38 and 8.96 ± 1.22 in treatment groups with 0.6mg and 1.2 mg of protein MJ, respectively. Moreover, in the chronic UVB radiation, MJ protein showed its potential effect to become chemo-prevention of skin cancer as it delayed the onset of tumorigenesis in two weeks, skin tumor incidence dropped 40% and tumor multiplicity decreased 30% in mice treated with 0.6 mg MJ protein. To conclude, topical application of MJ protein provided photo-protective effect against UVB irradiation and chemo-preventive effect against skin cancer, via its ability to reduce skin inflammation, restore immunosuppression and induce of apoptosis.

Kata Kunci : Ribosome-inactivating protein, Mirabilis jalapa L, kerusakan kulit akibat UVB, apoptosis, karsinogenesis kanker kulit