PENGUATAN SITOTOKSISITAS AGEN KEMOTERAPI DOXORUBICIN OLEH FRAKSI BRAZILEIN SECANG (Caesalpinia sappan L.) MELALUI INDUKSI APOPTOSIS PADA SEL KANKER PAYUDARA T47D

ROHMAD YUDI UTOMO, Prof. Dr. Edy Meiyanto, M.Si., Apt.

2014 | Skripsi | FARMASI

Doxorubicin merupakan salah satu agen kemoterapi yang sering digunakan untuk terapi kanker payudara. Masalah muncul ketika penggunaan doxorubicin secara terus menerus justru menimbulkan efek samping dan pada aplikasi klinis terdapat kasus resistensi. Salah satu strategi pengatasan masalah doxorubicin adalah aplikasi strategi ko-kemoterapi dengan fraksi brazilein secang yang mengandung senyawa brazilein. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan fraksi brazilein secang dalam meningkatkan sitotoksisitas doxorubicin, dan kombinasi keduanya dalam memacu apoptosis pada sel T47D, serta menelusuri mekanisme apoptosis melalui prediksi interaksi senyawa brazilein dan brazilin terhadap caspase 3 secara uji penambatan molekul. Fraksi brazilein secang (FBS) merupakan koleksi CCRC Farmasi UGM yang diperoleh dari ekstrak metanolik serbuk kulit kayu secang yang difraksinasi secara bertingkat menggunakan kolom kromatografi. Untuk memverifikasi kandungan brazilein dilakukan uji kromatografi lapis tipis. Evaluasi sitotoksisitas tunggal maupun kombinasi menggunakan metode MTT assay dengan parameter IC50 untuk evaluasi perlakuan tunggal, dan nilai CI, DRI, serta profil isobologram sebagai paremeter kombinasi. Uji induksi apoptosis menggunakan flow cytometry dengan parameter presentase kematian sel apoptosis. Pengamatan interaksi senyawa brazilein dan brazilin pada caspase 3 dilakukan dengan uji penambatan molekul menggunakan software PLANTS dengan parameter skor docking dan visualisasi interaksi pada situs ikat. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa doxorubicin mempunyai efek siktotoksik pada sel T47D dengan nilai IC50 sebesar 403 nM. Dari hasil uji kombinasi diperoleh hasil bahwa kombinasi 1/6 IC50, 1/4 IC50, 1/3 IC50, dan ½ IC50 doxorubicin-fraksi brazilein secang bersifat sinergis berdasarkan nilai CI dan memiliki DRI>1 yang menunjunkan kombinasi tersebut dapat menurunkan toksisitas. Pada pengamatan induksi apoptosis dengan perlakuan kombinasi fraksi brazilein secang ½ IC50 dan doxorubicin ½ IC50 menunjukkan banyaknya sel yang mengalami apoptosis dibandingkan perlakuan tunggal doxorubicin maupun fraksi brazilein secang. Senyawa brazilein dan brazilin diprediksi dapat berinteraksi pada caspase 3 ditunjukkan dengan skor docking -72,46 dan -74,96 dan kesamaan situs ikat dengan ligan native pada residu asam amino leu 219, Phe 215, dan Ile 259. Secara keseluruhan hasil penelitian ini menunjukkan bahwa FBS berpotensi untuk dikembangkan sebagai agen ko-kemoterapi kanker payudara.

Doxorubicin is a chemotherapeutic agent that is commonly used for breast cancer therapy. The problems come when the use of doxorubicin cause side effects and there are cases of resistance in clinical applications. One of the strategy to solve doxorubicin problems is the application of co-chemoterapeutic agent using brazilein contained fraction. Therefore, this study aimed to determine the potency of the brazilein contained fraction to increases cytotoxicity of doxorubicin, and its combination can induce apoptosis in T47D cells, as well as explore the mechanisms of apoptosis through interaction prediction of brazilin and brazilein to caspase 3 based on molecular docking. Brazilein contained fraction (BCF) is a collection sample of CCRC Pharmacy UGM obtained from methanolic extract of Caesalpinia sappan L. bark and then fractionated using column chromatography. Thin layer chromatography test was used to verify the brazilein compound. MTT assay was used to evaluate cytotoxicity of single and combination application with parameters of IC50 for evaluation of a single treatment, and the value of CI, DRI, and isobologram profile as combinations parameter. The apoptotic induction test used flow cytometry with parameters percentage of apoptotic cell death. Exploration of brazilein and brazilin compounds interaction on caspase 3 was performed with molecular docking using PLANTS software with parameter of docking scores and visualization interaction at binding site. The results of this study indicate that doxorubicin has cytotoxic effect on T47D cells with IC50 values of 403 nM. From the cytotoxicity test showed the combination of 1/6 IC50, 1/4 IC50, 1/3 IC50, dan ½ IC50 of brazilein contained fraction and doxorubicin gave synergistic combination based on CI values and have DRI>1 showed the combination could reduce toxicity. In observation of the apoptosis induction test on the combination treatment of ½ IC50 brazilein contained fraction and ½ IC50 doxorubicin increased the number of apoptosis cells compared with single treatment of doxorubicin and brazilein contained fraction. Brazilein and brazilin had docking score of -72.46 and -74.96 and could interact on native ligand binding site at caspase 3 which is on amino acid residu of leu of 219, Phe 215, and Ile 259. Overall the results of this study indicate that BCF has a potency to be developed as a co-chemotherapy agent of breast cancer.

Kata Kunci : fraksi brazilein secang (Caesalpinia sappan L.), doxorubicin, sel T47D, sitotoksik, apoptosis