Agen Anti Kanker

I. PENDAHULUAN
Di dunia, penyakit kanker menempati urutan kedua setelah penyakit jantung dan di Indonesia menempati urutan ke-enam sebagai penyebab kematian. Penyakit kanker diperkirakan diidap oleh 15 orang per 100.00 penduduk dunia. Di Negara maju, Negara industri seperti Amerika Serikat 20-25% penduduk menderita penyakit kanker. Kanker merupakan salah satu jenis penyakit yang banyak menyebabkan kematian dan dapat terjadi pada manusia dari semua kelompok usia dan ras. Kanker timbul karena terjadi mutasi pada sel normal oleh pengaruh radiasi, virus, hormon dan bahan kimia karsinogen. Sifat sel kanker berbeda dari sel tubuh normal karena mitosis sel kanker lebih cepat, tidak normal dan tidak terkendali. Terapi kanker bertujuan untuk mengontrol pertumbuhan atau mematikan sel kanker tanpa mengganggu kelangsungan hidup dan fungsi sel sehat (1,2,3,4). Dikenal beberapa jenis kanker seperti karsinoma, sarkoma, limfoma dan leukemia. Penyakit kanker disebabkan oleh adanya sel-sel kanker yaitu sel-sel yang telah kehilangan daya aturnya. Penyakit kanker dapat menyerang berbagai macam sel, sel hati, sel kulit, sel jantung, sel darah, sel otak, sel-sel pada saluran pencernaan seperti sel lambung dan usus, sel saluran urine, sel-sel paru-paru, dan sel-sel lainnya. Dalam keadaan normal, sel hanya akan membelah diri bila badan membutuhkan, misalnya ada sel-sel yang perlu diganti karena mati atau rusak. Sedangkan sel kanker akan membelah diri meskipun tidak diperlukan, sehingga terjadi sel-sel baru yang berlebihan. Sel-sel yang tidak mempunyai daya atur (regulator). Sejauh ini, sudah terdapat beberapa cara untuk penyembuhan kanker, salah satunya adalah kemoterapi yaitu penyembuhan kanker dengan pemberian obat-obatan tertentu. Terdapat beberapa fitur biokimia yang unik untuk sel tumor yang telah dieksploitasi secara selektif untuk pengobatan kanker yang diarahkan pada penemuan sitotoksin yang mampu menghambat banyak aspek pembelahan sel mamalia. Pendekatan pada perkembangan agen anti kanker klinis manusia telah menghasilkan penelitian variasi besar dari senyawa yang terjadi secara alamiah yang dihasilkan oleh mikroorganisme, tanaman dan bahkan dengan sel mamalia dalam kultur.
II. KANKER
a. Definisi Kanker Kanker sebenarnya merupakan suatu tumor atau neoplasma atau neoblastoma, yang terdiri dari tumor jinak (benign, benigna) dan tumor ganas (malignant, maligna, kanker). Kanker dibedakan menjadi dua yaitu sarcoma dan karsinoma. Sarkoma bersifat mesensimal misalnya fibrosarkoma, imposarkoma, osteosarkoma. Sedangkan karsinoma bersifat epithelial seperti kanker payudara, kanker lambung, kanker uterus, dan kanker kulit. Kanker selalu berkaitan dengan genetika, dalam arti bahwa kanker selalu merupakan konsekuensi dari perubahan DNA. Sel yang mengalami mutasi penyebab kanker tidak lagi membelah diri dan berkembang sebagaimana mestinya. Sel tidak lagi terkontrol dengan normal. Sebagian besar mutasi penyebab kanker timbul, berasal dari jaringan dimana kanker tersebut berasal, misalnya pada usus besar,atau di payudara. Mutasi ini disebut mutasi somatic. Sel kanker tidak menanggapi secara normal mekanisme pengontrolan tubuh. Sel tersebut membelah secara berlebihan dan menyerang jaringan lain. Jika tidak diketahui, sel itu dapat membunuh organismenya. Dengan mengkaji pertumbuhan sel dalam kultur, para peneliti telah mempelajari bahwa sel kanker tidak mengindahkan sinyal normal yang mengatur siklus sel-nya, misalnya sel kanker tidak memperlihatkan inhibisi tergantung densitas apabila ditumbuhkan dalam kultur, sel itu tidak berhenti membelah apabila faktor pertumbuhan telah habis. Hipotesis yang logis untuk menerangkan perilaku ini, ialah bahwa sel kanker tidak butuh faktor pertumbuhan dalam media kulturnya. Sel itu kemungkinan membuat faktor pertumbuhannya sendiri atau memiliki abnormalitas pada jalur persinyalan yang menghantarkan sinyal faktor pertumbuhan ke system pengontrolan siklus sel itu sendiri mungkin abnormal.
b. Penyebab Penyakit Kanker Karsinogen secara umum dapat diartikan sebagai penyebab penyakit kanker. Penyebab penyakit kanker hingga kini dapat digolongkan menjadi 3 faktor yaitu faktor fisika, virus dan senyawa kimia (senyawa karsinogen) Faktor fisika ini terutama adalah radiasi. Mekanisme terjadinya kanker dalam tubuh melalui faktor ini dianggap sebagai gejala molecular. Diduga bahwa gen-gen yang terdapat dalam molecular asam diksiribosa nukleat (DNA) dalam sel akan berubah, sehingga sel akan kehilangan daya aturnya. Pengaruh radiasi pada molekul DNA dapat menimbulkan : a. Perubahan yang dapat kembali (reversible). b. Molekul DNA berubah (rusak) dan sel akan mati. c. Terjadi perubahan pada molekul DNA yang tidak dapat kembali (irreversible) dan mulai terjadinya kanker. Telah dibuktikan melalui hewan percobaan bahwa kanker dapat disebabkan oleh virus. Rous Sarcoma Virus (RSV) dapat menyebabkan kanker pada ayam, leukemia pada burung dan mamalia. Marck’s Disease Virus (MDV) menyebabkan limpoma pada ayam. RSV bekerja dengan menginfeksi sel normal dan mengubah susunan DNA pada sel tersebut dan mengubahnya menjadi sel kanker. Pada tahun 1775 ahli bedah berkebangsaan Inggris Percival Pott menemukan kanker kulit pada seorang pekerja pembersih cerobong di London. Penyebab penyakit tersebut adalah jelaga yang selalu kontak dengan kulit orang tersebut. Kejadian ini merupakan permulaan atau lahirnya karsinogen. Dari studi penyebaran penyakit dan data laboratorium diperkirakan bahwa senyawa karsinogen yang terdapat dalam lingkungan dan makanan-minuman merupakan penyebab kanker yang terbesar. Diduga sekitar 70-80% penderita kanker disebabkan senyawa karsinogen. Struktur senyawa karsinogen sangat beraneka ragam, sehingga suikar untuk dapat menentukan suatu senyawa bersifat karsinogen atau tidak. Senyawa karsinogen mempunyai efek fisiologis yang sama dengan senyawa beracun lainnya, walaupun ada perbedaan yang penting. Kesamaan ini terlihat pada beberapa hal seperti hubungan antara dosis dan respon (dose respon relationships), mengalami biotransformasi. Respons yang terjadi sangat dipengaruhi oleh spesies, galur, jenis seks hewan percobaan. Faktor lingkungan juga penting, karena dapat menyebabkan naik atau turunnya respons. Perbedaan yang penting antara senyawa karsinogen dengan senyawa beracun yang lain terlihat pada beberapa hal: a. Efek dari senyawa karsinogen bersifat tidak dapat kembali. b. Dosis tunggal biasanya tidak berefek nyata, baru dapat terlihat nyata kalau diberikan berulang-ulang. c. Mempunyai sinergis dengan senyawa karsinogen maupun senyawa nonkarsinogen yang terdapat dalam lingkungan. d. Dasar mekanisme senyawa karsinogen adalah interaksi antara senyawa tersebut dengan makromolekul (DNA,RNA, protein). Para peneliti telah mulai memahami bagaiman sel normal berubah bentuk menjadi sel kanker. Walaupun penyebab kanker itu sangat beragam, transformasi seluler selalu melibatkan perubahan gen yang mempengaruhi system pengontrolan siklus sel. Akan tetapi, pengetahuan kita tentang bagaimana perubahan genom mengarah ke berbagai abnormalitas sel kanker, masih dalam tahap awal.
c. Proses Terbentuknya Kanker Perilaku abnormal sel kanker dapat merusak apabila perilaku tersebut terjadi pada tubuh. Potensi masalah berawal ketika sel tunggal dalam jaringan mengalami transformasi, proses yang mengubah sel normal menjadi sel kanker. Sistem imun tubuh secara normal mengenali sel hasil transformasi sebagai suatu pemberontakan dan menghancurkannya. Akan tetapi, juka sel itu tidak melakukan perusakan yang dimaksud, maka sel itu mungkin berproliferasi untuk membentuk tumor, gumpalan sel abnormal di dalam jaringan yang masih normal. Jika sel abnormal ini tetap di tempat asalnya, tumpukan ini disebut tumor jinak. Sebagian besar tumor jinak dapat menyebabkan masalah serius dan dapat dibuang seluruhnya dengan pembedahan. Sebaliknya, tumor ganas menjadi merebak dan cukup untuk merusak fungsi satu atau lebih organ. Seorang individu dengan tumor ganas dikatakan mengidap kanker.
d. Perbedaan Sel Kanker dan Sel Normal Terjadi perbedaan penting antara sel normal dan sel kanker yang mencerminkan kekacauan siklus sel. Jika dan ketika berhenti membelah, sel kanker melakukan halini pada sembarang titik dalam siklusnya, bukan pada checkpoint normal saja. Checkpoint dalam siklus sel merupakan titik pengontrolan yang kritis dimana siklus berhenti dan sinyal terus dapat mengatur siklus sel. Di samping itu, sel kanker dapat terus membelah secara tidak terbatas jika sel tersebut diberi pasokan nutrient secara terus-menerus. Sel itu dikatakan menjadi abadi. Sel kanker memiliki beberapa ciri khusus yang membedakannya dengan sel normal. Sel kanker tidak mempunyai control pertumbuhan, daya lekat sel kanker berkurang dan bahkan tidak ada sehingga jika ditanam pada media kultur jaringan akan diperoleh pertumbuhan yang berlapis-lapis tidak teratur. Sel kanker mempunyai system enzim yang berbeda yaitu jumlah macam enzim pada sel kanker lebih sedikit bila dibandingkan dengan sel normal, sebagai contoh sel kanker tidak dapat mensintesis asparagin. Enzim-enzim untuk pertumbuhan pada sel kanker lebih besar dibandingkan dengan sel normal. Untuk lebih jelasnya akan dijelaskan pada tabel berikut.
Tabel 1. Perbedaan antara sel kanker dan sel normal (Mulyadi, 1996). Sel Kanker Sel Normal Kontrol pertumbuhan sudah hilang Normal Daya melekat sel satu sama lain berkurang atau hilang Normal Inhibisi kontak sudah tidak ada Normal Sistem enzimnya lebih sedikit jumlahnya/ macamnya, sebagai contoh sel kanker tidak mempunyai asparagin sintetase. Normal Enzim-enzim untuk pertumbuhan lebih besar. Normal
e. Bahaya Penyakit Kanker Sel tumor ganas bersifat abnormal dalam berbagai cara di samping proliferasi yang berlebihan. Sel itu mungkin memiliki jumlah kromosom yang tidak biasa. Metabolismenya mungkin dikacaukan, dan sel itu berhenti berfungsi dengan cara konstruktif. Akibat perubahan abnormal pada permukaan sel, sel itu juga kehilangan pelekatan dengan sel di sebelahnya dan dengan matriks ekstraseluler, dan dapat menyebar ke jaringan di dekatnya. Sel kanker dapat juga berpisah dari tumor asli, dan memasuki pembuluh darah dan pembuluh limfa pada system peredaran tubuh, menyerang bagian tubuh lainnya dimana sel itu berproliferasi untuk membentuk tumor baru. Penyebaran sel kanker di luar dari tempat asalnya disebut metatesis. Jika tumor bermetatesis, pengobatan mungkin melibatkan radiasi energi tinggi dan kemoterapi dengan obat beracun yang sangat berbahay bagi sel yang sedang aktif membelah.
III. AGEN ANTI KANKER
a. Sejarah Perkembangan Antikanker Pengembangan Obat yang digunakan oleh National Cancer Institute (NCI) dimulai dengan sebuah program penemuan obat. Sejak ascite tumor bermanfaat untuk identifikasi agen yang potensial akti, sebuah tahap pemeriksaan menggunakan leukima tikus yang sudah dievaluasi selama beberapa waktu dengan tumor lain. Induksi fase microbial atau pemeriksaan inhibisi enzim. Pada tahap evaluasi in vivo selanjutnya, agen aktif yang potensial diuji lagi pada beberapa jenis tumor seperti pada beberapa organ tikus yaitu usus besar, dada, dan paru-paru. Jika senyawa tersebut terbukti aktifpada pemeriksaan tumor, maka senyawa-senyawa tersebut kemudian dirumuskan untuk penggunaan secara intravenous atau penggunaan oral, teruji untuk toksisitasnya terhadap mamalia yang lebih besar dan bila toksisitasnya beralasan maka akan dibawa untuk pemeriksaan klinis tahap I (toksikologi dan aktivitas). Percobaan yang dilakukan dalam skala kecil ini didesain untuk menemukan dosis maksimal yang dapat ditoleransi oleh manusia. Seringkali percobaan tahap I dan II (potensi manfaat dan dosis) dilakukan secara bersamaan yang didesain untuk mengevaluasi dosis maksimal yang dapat ditoleransi. Percobaan III dan IV (keamanan dan khasiat) meneliti aktivitas obat baru terhadap agen yang lain. Pada akhirnya, jika terbukti unggul disbanding agen lain, maka akan dibawa ke praktek pengobatan umum.
b. Obat Antikanker Hingga kini, pengobatan neoplastik atau kanker dapat dilakukan dengan 3 cara yaitu pembedahan, radiasi, dan dengan pemberian obat antineoplastik atau anti kanker. Pada umumnya, pengobatan penyakit dilakukan dengan campuran cara-cara tersebut. Jenis pengobatan kanker yang digunakan sampai sekarang ini adalah pembedahan, penyinaran (radioterapi), obat – obatan pembunuh sel kanker (kemoterapi), obat yang meningkatkan daya tahan tubuh (imunoterapi), pengobatan dengan hormon dan pengobatan dengan tumbuhan obat, simplisia hewan atau mineral. Kemoterapi kanker merupakan jenis pengobatan yang bertambah penting pada beberapa tahun terakhir ini. Ditinjau dari siklus sel, obat antineoplastik dapat dikelompokkan menjadi dua. Pertama obat yang kerjanya memperlihatkan toksisitas selektif terhadap sel yang sedang berproliferasi. Kelompok ini disebut kelompok cell cycle-specific (CCS). Kelompok kedua adalah kelompok cell cycle-nonspecific (CCNS). Ditinjau atas dasar kerja obat, dapat dikelompokkan menjadi 5 kelompok yaitu senyawa pengalkil, antimetabolit, antibiotika, hormone, dan campuran berbagai macam obat termasuk di dalamnya obat dari alam.
1. Senyawa Pengalkil (Zat pengalkil, alkilator, alkylating agent) Senyawa pengalkil merupakan hasil pengembangan dari gas perang yang digunakan dalam perang dunia I. Penggunaannya pada manusia dimulai pada tahun 1942. Senyawa pengalkil mempunyai persamaan sifat dalam menyebabkan reaksi kimia yaitu sifat elektrofilik kuat dari ion karbonium atau ion imonium dan membentuk ikatan kovalen dengan bagian nukleofilik molekul sasaran (target molecules). Mustar Nitrogen berikatan dengan residu guanine dari DNA dengan akibat terjadilah perubahan afinitas gugus pada DNA (dari sitosin ke timin), depurinasi dengan akibat kerusakan DNA mungkin juga terjadi. Senyawa pengalkil yang bifungsional dapat berikatan secara kovalen dengan 2 gugus (residu guanine) asam nukleat pada untaian yang berbeda, terjadilah ikatan silang (cross linking) sehingga terjadi kerusakan pada fungsi DNA. Hal ini dapat menjelaskan sifat sitotoksik dan mutagenic senyawa pengalkil. Obat anti kanker yang termasuk kedalam senyawa pengalkil adalah : 1) Kloretilamin Kloretilamin membentuk ion imonium yang bereaksi dengan bagian aktif asam nukleat, dapat juga terbentuk ion karbonium yang bereaksi dengan bagian aktif asam nukleat (DNA). 2) Mekloretamin Merupakan mustar nitrogen yang pertama digunakan untuk kepentingan klinik. Obat ini dapat diabsorpsi melalui saluran cerna ataupun dari tempat pemberian paraental, tetapi karena reaksi lokalnya kuat maka diperlukan pemberian intra vena. 3) Siklofosfamid Sitoksilamin atau sitoksil alcohol merupakan metabolit antara dan merupakan bentuk-bentuk aktif dari Siklofosfamid. Sitoksilamin merupakan sebuah produk pemecahan hidrolitik dari Siklofosfamid dan mempunyai aktivitas melawan sel-sel tumor secara in vitro. 4) Melfalan Melfalan adalah mustar nitrogen dari fenilananin, dikenal juga sebagai L-sarkolisina. Farmakologi dan efek sitotoksinnya sama seperti mustar nitrogen yang lain. Absorpsinya melalui saluran alat cerna berjalan baik dan sama efektifnya dengan bila diberikan per vena. 5) Klorambusil Obat ini merupakan mustar nitrogen yang paling rendah toksisitasnyadan paling lambat aksinya. Klorambusil berguna untuk pengobatan paliatif leukemia limfosik kronik dan penyakit Hodgkin, limfofa bukan Hodgkin, karsinoma ovarium mammae,mikosis fungoides, makroglobulinemia Waldenstromm dan dalam kombinasi dengan metotreksat atau daktinomisin pada karsinoma testis. 6) Etilenimina Obat dari golongan ini yang digunakan adalah trietilenamelamina (TEM) dan trietilenatiofosforamida (Tio-TEPA). TEM digunakan dalam pengobatan retinoblastoma, sedangkan penggunaan untuk neoplasma jenis lain tergeser oleh obat mustar nitrogen. 7) Epoksid Epoksid akan membentuk ion karbonium dengan bagian nukleofilik pada asam ribonukleat (A-) akan membentuk ikatan kovalen. 8) Ester Asam Sulfonat Mekanisme kerja dari ester asam sulfonat berlangsung disebabkan oleh hidrolisis yang mengalami terjadi pemisahan O-R dan gugus alkali (R’) ditransfer ke substrat. Yang termasuk kelompok ini adalah busulfan, mirelan, dimetil mileran. 9) Busulfan Busulfan adalah obat yang terpilih untuk leukemia mielostik kronik tetapi tidak efektif terhadapa krisis blastik. Efek obat ini terutama menekan fungsi mielum.
2. Antimetabolit Obat dalam kelompok ini menghambat jalannya metabolisme yang esensial atau pertumbuhan sel kanker melalui penghambatan sintesis folat, purin, dan pirimidin. Ini semua merupakan rangkaian sintesis DNA. Yang termasuk obat-obatan kelompok ini adalah : 1.) Metotreksat 2.) 6-Merkaptopurin 3.) Fluorourasil 4.) 6-Azauridin 5.) Sitarabin 6.) Antagonis Asam Amino
3. Antibiotik Berbagai Antibiotik yang dapat digunakan untuk anti kanker adalah : 1.) Daktinomisin Antibiotik ini dihasilkan oleh Streptomyces parvullus. Daktinomisin banyak digunakan dalam klinik untuk pengobatan kanker daripada antibiotic lain. Pada konsentrasi yang rendah aktinomisin D akan menghambat sintesis DNA. 2.) Daunorubinsin dan Doksurubisin Daunorubisin dan Doksurubisin merupakan antibiotika derivate antrasiklin. Kedua antibiotika ini berikatan dengan molekul DNA, dengan cara menyisip dan fungsi DNA sebagai cetakan terganggu, sehingga kedua antibiotika tersebut menghambat sintesis RNA. 3.) Bleomisin Bleomosin merupakan antibiotic yang dihasilkan oleh Streptomyces verticulus. Bleomisin dinonaktifkan oleh hidrolase dan aminopeptidase bleomisin yang terdapat intraseluler, menghidrolisis karboksamid menjadi karboksilat. Bleomisin menyebabkan fragmentasi molekul DNA ligase, sehingga terjadi gangguan pada replikasi DNA. 4.) Mitomisin Mitomisin dihasilkan oleh Streptomyces caepitosus. Mitomisin C sangat cepat dikembangkan untuk obat anti kanker. 5.) Mitramisin Senyawa-senyawa yang berkaitan dengan mitramisin (asam aureolat) adalah olivomisin, kromosomisin, variamisin. Mitramisin dihasilkan oleh Streptomyces argillaceous dan S. fanashiensis. Antibiotik ini menghambat polymerase RNA yang dapat menyebabkan kematian sel kanker.
4. Hormon Hormon yang biasa digunakan untuk melawan kanker adalah hormone steroid. Salah satu mekanisme dalam mengatur pertumbuhan sel yang spesifik di dalam tubuh adalah dengan pengaruh hormone pertumbuhan atau pengaruh hormone penghambat pertumbuhan. Penggunaan glukokortiroid, progestin dan hormone kelamin steroid untuk pengobatan tumor merupakan pemanfaatan pengaruh normal hormone tersebut secara terapeutik pada sel target. Hormon steroid lebih selektif daripada obat-obat anti tumor lain, oleh karena hormone ini bekerja semata-mata pada sel yang berdifiensiasi spesifik dan mempunyai reseptor tunggal untuk hormone tersebut. Hormon yang digunakan sebagai anti kanker di antaranya Estrogen (dietilstilbestrol, etinilestradiol), Antiestrogen (tamoksifen), Androgen (testosterone propionat, fluoksimesteron), Progestin (hidroksi progesterone kaproat), dan adrenokortikosteroid (prednisone).
5. Macam-macam Obat Anti Kanker termasuk obat alami Beberapa macam obat yang tidak termasuk dalam kelompok obat diatas tapi digunakan sebagai obat anti kanker adalah : 1.) Hidroksiurea Hidroksiurea merupakan obat anti kanker yang menghambat sintesa DNA. Obat ini mematikan sel yang sedang mensintesis DNA, sedang sel yang berada dalam tahap lain dari perkembangan sel tetap hidup, tetapi tertahan tidak dapat memasuki tahap mensintesa DNA. 2.) Prokarbazin Prokarbazin merupakan suatu derivate metal hidrazin, sangat efektif dalam menghambat pertumbuhan leukemia buatan. Mekanismenya belum diketahui. 3.) L-Asparaginase Asparaginase adalah enzim yang dapat digunakan untuk melawan kanker, yang bekerja menghambat sintesa protein sel kanker. 4.) Vinkristin dan Vinblastis Beberapa alkaloid seperti kolkisin, podofilotoksin, vinkristin dan vinblastin dihasilkan oleh tumbuh tumbuhan, dapat digunakan sebagai obat anti kanker dengan melakukan pemblokan terhadap pembelahan sel yaitu pada tahap metaphase.
Mekanisme dan tempat kerja beberapa anti kanker dapat dilihat pada bagan berikut. Bagan
a. Proses Produksi Anti Kanker Contoh-contoh proses microbial berikut menggambarkan teknik bioengenering yang digunakan untuk produksi sitotoksin skala besar untuk percobaan klinis pada manusia.
1) Proses Fermentasi untuk produksi Antrasiklin Antrasiklin adalah antibiotic yang paling luas digunakan sebagai obat anti kanker. Karakternya adalah anthraquinone chromophore yang disubstitusikan dengan satu gula atau lebih . Substituennya adalah Daunorubinsin (daunomicin) dan adriamycin (Doksurubisin) yang memiliki gula amino daunosamine. Daunorubicin adalah antrasiklin pertama yang secara klinis berhasil diisolasi tahun 1963 di Italy dari Streptomyces coeruleorubidus. Sedangkan adriamycin diproduksi oleh strain mutan dari S. peucetius. Masih banyak antrasiklin yang diisolasi atau disisispkan secara semisintesis dengan tujuan memperoleh antibiotic anthracycline dengan kegunaan lebih luas lagi.
Pengembangan Strain Daunorubicin diproduksi oleh S. peuciteus, terbentuk dari fermentasi pembentukan glycocide yang melepaskan daunorubicin dalam hidrolisi asam sederhana. White dan Stroshane (1983) telah menemukan teknologi produksi, baik untuk Daunorubicin maupun adriamycin dengan menekankan pada pengembangan proses di National Cancer Institute menggunakan suatu streptomycete yang belum dispesieskan. Untuk proses ini, ceruline, inhibitor spesifik dari asam lemak dan poliketide biosyntesis, digunakan dalam seleksi coloni berwarna yang diproduksi dari spora yang diradiasi dengan sinar UV. Produsen serulin dalam konsentrasi rendah ditemukan untuk mengakumulasi aglycone ?-rhodomycin konsentrasi tinggi. Sebuah produsen mutan memproduksi 3 sampai 5 lipatan titers yang lebih tinggi dan mencapai skala 7.000 liter.
Proses fermentasi Batch Kultur benih dan media produksi untuk kedua proses fermentasi Batch ditemukan di Apendiks. Dalam proses batch yang pertama, persiapan inokulum dimulai dari inokulasi agar miring dari kultur stok beku. Setelah 10 hari masa inkubasi pada suhu 26-27ºC, mycelium diinokulasi di dalam labu kultur campuran pada 28ºC selama 2 hari. 170 liter benih fermentor dibatchkan dengan 100 liter benih medium dan diinokulasikan dengan 200 ml labu kultur campuran. Kultur benih akan tumbuh dalam 27 jam pada suhu 26-27ºC. Setengah waktu tumbuh kultur benih ini digunakan untuk menginokulasi 800 liter fermentor yang mengandung 500 liter dari medium produksi. Metode batch kedua juga dimulai dengan kultur beku yang diinokulasikan ke dalam labu kultur campuran yang diinkubasikan pada suhu 28ºC selama 2,5 hari. Kultur ini digunakan untuk menginokulasikan 75 liter benih medium. Benih ini disiapkan sebagai inokulum untuk 1000 liter benih fermentor selama 12 hari. Tahapan produksi pada proses ini diinokulasikan dengan skala 150 liter dari 1000 liter dan dioperasikan pada getaran, aerasi, dan kondisi suhu yang identik selama 7-10 hari. Produksi Adriamycin dari S.peucetius var. caesius berawal dengan penumbuhan pada media agar pada suhu 26-27ºC selama 10 hari diikuti dengan homogenisasi miselium, suspensi pada air yang didistilasi steril dan diinokulasi dalam 500 ml media pertumbuhan. Setelah 48 jam pengadukan pada suhu 28ºC, kultur dipindahkan ke 1701 fermentor benih yang mengandung 1201 medium dan diinkubasi pada suhu 26-27ºC selama 67-145 jam. Semisintesis Adriamycin dari fermentasi derivat daunorubycin dapat lebih komersial bila titers fermentasi Adriamycin lebih rendah dibandingkan yang diperoleh untuk Daunorubycin.
Isolasi dan Purrifikasi Proses penanganan dan purifikasi untuk antracycline ditemukan oleh White (1983). Agen-agen ini bersifat caardiotoxix dan mutagenic dan membutuhkan penanganan pencegahan khusus dalam selama isolasi dan purifikasi dari fermentasi kaldu. Fermentasi kaldu daunorubycin mengandung daunorubycine yang sangat sedikit sejak antibiotic dilepaskan dari masing-masing mycelium dan kaldu. Proses Daunorubycin Rhone-Poulene mengasamkan semua fermentasi kaldu dengan kelebihan asam oxalic dan dengan panas (50ºC). Hal ini melisiskan sel dan menghidrolisis glikosida yang lebih tinggi (baumycine) untuk daunorubicin. Prosedur ini dilaprkan dapat memanen kurang lebih 90% Daunorubycine hydrochloride murni. Sebuah proses dari Natonal Cancer Institute melibatkkan pengasaman untuk seluruh kaldu dengan asam belerang yang memiliki pH 1,5 yang melarutkan turunan daunorubycin dan sel yang mengalami lisis. Selanjutnya adalah filtrasi, ekstraksi dan konsentrasi, glikosida yang lebih tinggi dihidrolisa untuk Daunorubycin menggunakan ethanolic HCl pada suhu 45ºC selama 10 menit. Tahap ini menghasilkan Daunorubycine hydrochloride dengan kemurnian sampai kurang lebih 95%. Adriamycin diperoleh baik dari mycelium maupun dari kaldu.
2) Proses Fermentasi untuk Produksi Nucleosides Purin dan antipirimisin seperti 5-fluorousil dan Ara-A adalah obat-obat penting dalam kombinasi kemoterapi kanker dan telah distimulasi untuk sintesis berbagai analog. Nucleosides dan analog dari nucleosides adalah sitotoksik yang dikenal paling potensial. Kedua materi tersebut merupakan inhibitor dari RNA, protein dan sintesis DNA. Kedua materi ini menunjukkan aktivitas antibiotic, antiviral dan antineoplastic seperti sitotoksik serta pengaruh imunosuppresive. Kendala dalam produksi nukleosid yaitu materialnya yang tidak nampak (transparan), selain itu mudah larut dalam media cair. Berlainan dengan antibiotic anti tumor yang lain yang mudah terlihat karena memiliki warna yang kuat (merah, biru, jingga, dan kuning) sehingga nampak dalam media cair. Dekontaminasi pada nucleoside dapat dilakukan dalam volume besar yaitu dengan air asam, methanol atau DMSO yang kontras dengan komponen anti tumor yang lain yang mudah dipindahkan dari lingkungan ke solvent organic. Salah satu contoh dari proses fermentasi nucleoside yaitu produksi toyocamycin, antibiotic pyrrolopyrimidin yang berfungsi sebagai isyarat pada konservasi kimia menjadi sangivamycin dan tricyclic nucleoside phosphate. Proses ini menggunakan Streptomyces toyocaenis dan Streptomyces rimosus. National cancer Institute (NCI) telah mengembangkan sebuah proses yang menggunakan strain dari S.chrestomyceticus yang diperolah dari kloning dan mutasi UV.
Pengembangan Strain Kloning induk FCRF 341 disertai dengan mutagenesis UV yang menghasilkan kekebalan bahkan hingga 2 kali lipat dari induknya (contohnya strain U 190). Regulasi feedback mutan pada enzim biosintesis utama, IMP dehidrogenase dan XMP aminase ditemukan di antara 8-azaguanin dan decoyinin, populasi kebal dari FCRF. Bagaimanapun, hal ini tidak menyatakan tingkatan yang lebih tinggi dari produksi purine nucleotide. Represi katabolit karbon sudah dievaluasi dengan 2-deoxyglucose (DOG) dan diketahui tidak berpengaruh terhadap produksi antibiotic. Produksi dan media benih dikembangkan berdasar atas modifikasi media tubercydin. Sebuah media sintetik juga digunakan. Tingkat fosfat bebas dikendalikan oleh penambahan magnesium klorida untuk mengurangi represi fosfat. Penambahan minyak untuk produksi media pada saat inokulasi menstimulasi produksi antibiotic dan pH terkontrol antara 6 sampai 6.5.
Therapeutic Enzim Bioteknologi anti kanker termasuk produksi enzim bacterial skala besar dan teknologi isolasi. Literatur kimia, biokimia, dan aspek farmakologi enzim therapeutic antikanker ditemukan oleh Cooney dan Handschumacer (1970), Writson dan Yellin (1973), Conney dan Rosenbluth (1975) dan Abell dan Uren (1981). Hanya sejumlah kecil mikrobia yang menghasilkan enzim dengan penggunaan asam amino esensial dan nonesensial yang telah diproduksi secara komersial untuk perawatan leukemia dan tumor solid pada manusia. Enzim Therapeutic Antineoplastic yang paling sukses digunakan untuk kepentingan klinis adalah L-asparaginase yang diisolasi dari serum babi Guinea. Dalam sel neoplastic, L-asparaginase mengkatalis konversi asparagin asam amino menjadi asam aspartic dan ammonia, menghibitasi asparagin -ikatan protein sintesis dan pada akhirnya sintesis DNA dan RNA. Secara klinis, L-asparaginase EC-2 dari E. coli telah digunakan dalam perawatan Lymphocytic leukemia akut pada anak-anak. Bagaimanapun, remisinya akan singkat karena sel malignant (sel yang merugikan/ sel kanker) akan menjadi kebal seiring dengan meningkatnya kapasitas biosintetik dan tingkat clearance (pengosongan/pembersihan) enzim dalam tubuh. Karena enzim yang bersumber dari bakteri ini adalah protein antigenic, antibody akan diproduksi selama perawatan dan secara efektif akan menetralkan dosis-dosis selanjutnya. Perawatan dapat diperpanjang dengan menggunakan urutan enzim yang berbeda seperti Erwinia. Sebuah riset telah dilakukan untuk mengurangi antigenitas dan memperpanjang masa hidup plasma E. coli dan Erwinia L-asparaginase dengan deaminasi kimia, asetilasi dan reksi karbodimid yang melepaskan sejumlah asam amino untuk mengutangi titik isoelektrik. Masa hidup plasma juga akan diperpanjang oleh reaksi pengikatan enzim menjadi dextran polymer dan peptide poly DL-alanin.
Proses Fermentasi Batch dan Kontinyu Hasil dari L-asparaginase yang komersil digunakan dalam dunia klinis adalah dari E. coli B dan Erwinia carotovora. Walupun produksi enzim kultur kontinu pada 80-200 IU per ml telah dilaporkan, produksi secara umum masih terbatas pada proses batch. Wade mempersiapkan penelitian untuk pemeriksaan ekstensif dari 200 strain L-asparaginase yang memproduksi kultur dari 78 spesies dengan tujuan menemukan kenyataan serological L-asparaginase dari E. coli EC-2. Dari studi ini, enzim dengan kandungan tinggi memproduksi kultur Erwinia yang dievaluasi dan ditingkatkan untuk produksi penelitian. Dari banyak proses, dapat dipastikan bahwa produksi L-asparaginase selalu menggunakan bakteri E. coli B. Efek dari media kultur adalah pH dan tingkat penyaluran oksigen dalam sintesa asparagin terlihat berbeda pada tiap-tiap organisme. Produksi L-asparaginase dalam sintesa asparaginase tampak berlainlan pada masing-masing organisme. Produksi L-asparaginase oleh E.coli B paling banyak dalam media yang mengandung banyak asam amino, dengan persediaan oksigen yang terbatas, dengan pH lebih dari 7-7,8. Ketika kultur tumbuh dalam kondisi aerob, cadangan sel rendah, tapi tingkat enzim spesifiknya tinggi. Reaksi enzim dalam E. coli akan terlihat maksimal setelah pertumbuhan aerob yang cepat disertai dengan inkubasi anaerob dengan waktu kurang dari 2 jam. Sel dipotong dan enzim diekstraksi dengan 1 IU sama dengan jumlah enzim yang mengandung 1 µmol per menit pada suhu 37ºC dan pH 8,5.
Proses Produksi batch Sel vegetatif atau spora S. chrestomyceticus FCRF U 190 diperoleh saat suhu -70ºC dalam nitrogen cair. Tangki inokulum dipindahkan ke dalam vessel produksi pada saat jumlah CO2 maksimum, dan kemudian berlanjut hingga akhir pertumbuhan eksponensial. Produksi mikrobia antibiotic meningkat sebanding dengan meningkatnya suhu pada inkubasi. Tingkat produksi toyomycin yang optimal adalah pada suhu 36ºC. fermentasi S . chrestomyceticus dalam suhu 36ºC tidak memperlihatkan dampak negative pada perolehan antibiotic dalam miselium dan berdampak pada supernatant dari total antibiotic yang digabungkan dengan sel batang diikuti dengan filtrasi yang dapat dipindah-pindahkan dengan mencucinya dengan H2SO4 pH 3.
Isolasi dan Purrifikasi Banyak ekstraksi enzim intraseluler dan skema kristalisasi yang sudah digunakan untuk isolasi dan purifikasi klinik untuk L-asparaginase. Prosedur ekstraksi dan kristalisasi yang ditemukan oleh Rauenbusch memanfaatkan kestabilan solvent dari E. coli L-asparaginase. Ekstrak enzim intraseluler menggunakan metode kombinasi toluene dan urea hipertonis dengan konsentrasi 85-90%. Asam nukleat dipisahkan dengan menggunakan mangan klorida 0,05 M. Pemisahan ammonium sulfat-Biogel dan kolom kromatografi DEAE-selulosa digunakan untuk purifikasi lanjut pada aktivitas akhir >600 IU per mg protein dengan kadar 35-40%.
4. Pengembangan teknologi baru Banyak teknologi baru yang digunakan untuk menemukan berbagai macam agen anti kanker. Agen anti kanker tidak hanya berasal dari aktivitas mikrobia tapi dapat juga berasal dari tumbuh-tumbuhan, salah satunya adalah Taxol, yang sangat potensial untuk dikembangkan sebagai agen anti kanker.
Taxol sebagai Antikanker Taxol dan taxotere merupakan senyawa toxoid yang mempunyai aktivitas antikanker. Istimewanya, keduanya berasal dari pohon Pacific Yew, Taxus brevifolia. Tanaman ini merupakan pohon yang tumbuh lambat dan ditemui di daerah bertanah lembab dekat aliran sungai dan danau di bagian barat laut Pasifik. Kedua senyawa ini sekarang sedang berlomba untuk memperoleh otorisasi sebagai antinaoplastik. Taxol dikembangkan oleh Bristol Myers Squibb, sedang Taxotere oleh Rhone Poulenc Rorer. Taxol merupakan antineoplastik baru dengan indikasi untuk refractory ovarian cancer, doxorubicin- resistant breast cancer dan non small cell lung cancer. Senyawa derivat diterpenoid yang merupakan ester dengan cincin taxane ini, diekstrak dari kulit kayu pohon Yew. Taxol mempunyai sejarah perkembangan yang panjang; walaupun aktivitas antineoplastiknya telah diidentifikasi pada ekstrak kasar kulit kayu pada tahun 1960, namun baru tahun 1971 taxol ditetapkan sebagai bahan antineoplastik. Perkembangan selanjutnya terhambat kesulitan mengisolasi dalam jumlah besar dan problem formulasi karena sifatnya yang sukar larut. Sesudah semuanya dapat diatasi, kemudian muncul masalah kipersensitivitas. Namun setelah problem ini dapat diatasi, pengujian berikutnya terus dilanjutkan. Bahkan setelah memperlihatkan aktivitas terhadap refractory ovarian cancer, perkembangan taxol menjadi prioritas utama. Namun, seperti halnya substansi lain yang diekstrak dari bahan alami dengan kandungan kecil, problem yang selalu muncul antara lain pengadaan bahan baku. Apalagi kandungan taxol kira-kira hanya 0,01 0,03 berat kering phloem. Padahal untuk pengobatan tumor diperlukan kira-kira 2 gram taxol murni. Hal ini jelas akan mempersulit penyediaan taxol dan dikhawatirkan, jika diambil dari alam, maka akan dapat memusnahkan pohon yew tersebut; apalagi bila diambil tanpa perhitungan. Sebenarnya pohon Taxus yang dapat memproduksi taxol ada 11 spesies. Namun sayangnya pohon ini jumlahnya hanya sedikit dan tumbuh di daerah yang terpencil. Untuk memecahkan masalah tersebut, sudah banyak penelitian untuk memproduksi dengan cara lain seperti dengan plant tissue culture, skrining mikroorganisme penghasil taxol untuk produksi dengan fermentasi, pembuatan secara semisintetis dan sebagainya. Senyawa lain yang mempunyai indikasi sebagai antikanker yaitu taxotere. Senyawa ini diperoleh dengan mengekstraksi daun pohon yew dan diharapkan dapat digunakan untuk pengobatan pada pasien yang telah mendapatkan kemoterapi tetapi belum berhasil, yaitu pada ovarian, breast, kidney, cervix, prostate cancer atau melanoma. Pada tahun 1992, senyawa ini dilaporkan telah memasuki trial fase 2 di Eropa dan US. Pada trial fase 1, ditetapkan dosis optimum dan toksisitasnya terutama untuk mendapatkan respon klinis pada pasien yang telah resistan terhadap kemoterapi lain terutama untuk solid tumor. Taxotere dikatakan mempunyai keuntungan lebih dibanding taxol, karena ia lebih larut dalam air, sehingga lebih mudah formulasinya. Selain itu dikatakan juga bahwa senyawa ini lebih poten secara in vitro dan mungkin akan lebih efektif dengan pemberian jumlah kecil.
Produksi Taxol Di hutan daerah Montana telah tumbuh pohon yew yang sangat istimewa; kulit pohonnya dapat menghasilkan zat antikanker yang disebut taxol. Namun kemudian timbul masalah untuk memproduksinya karena kalau hanya dalam jumlah kecil tentu tidak sebanding dengan potensi pasar yang ada. Di samping itu para pecinta lingkungan hidup telah mengingatkan bahwa spesies pohon yew bisa punah jika dieksplorasi terus menerus. Untuk itu para ahli berusaha keras untuk mendapatkan cara produksi taxol dengan lebih efisien; di antaranya adalali ahli patologi tanaman Gary Stroble dan ahli kimia Andrea Stierle dari Montana State University. Mereka mencoba mencari mikrobafungi yang dapat menghasilkan taxol, atas dasar contoh-contoh yang telah ada bahwa suatu parasit dan host (fungi dan tanaman) dapat menghasilkan suatu substansi yang sama. Asumsi ini didasarkan pada penemuan Giberellin yaitu suatu hormon diterpenoid yang mengatur pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Pada tahun 1930 ahli tanaman di Jepang telah menemukan spesies fungi (parasit) yang seperti juga tanaman padi (host) mampu menghasilkan Giberellin. Dengan pola pemikiran yang sama, Stirle mulai melakukan perjalanan di hutan Montana; hasilnya 50 sampel fungi diisolasi. Di antaranya ditemukan 1 spesies yang mampu memproduksi taxol, kemudian dinamakan Taxomyces andreane. Tentu saja penemuan ini telah menggemparkan para peneliti; para ahli mulai bertanya-tanya, mana yang lebih dahulu menghasilkan taxol, pohon atau fungi. Tentu saja sangat sulit untuk membuktikan hal tersebut. Diperkirakan pohon yew menghasilkan taxol untuk menangkal fungi parasit, karena taxol mempunyai aktivitas antifungi. Fungi mungkin mengambil satu kopi gen untuk taxol dari pohon yew. Setelah melakukan berbagai pengujian dengan hati-hati dan teliti, mereka akhirnya menemukan bahwa Taxomyces andreane dapat membuat taxol setelah dipindahkan dari host mereka. Laporan ini sangat menggembirakan berbagai kalangan karena bila demikian berarti taxol akan dapat diproduksi dalam jumlah besar dalam tangki fermentasi dan harga taxol bisa menjadi lebih murah. Ditambah dari hasil laporan para peneliti bahwa taxol dapat mengurangi tumor kira-kira 30% wanita penderita ovarian cancer yang tidak terobati dengan kemoterapi lain, maka penemuan ini benar-benar luar biasa. Selanjutnya timbul pertanyaan, apakah fungi ini akan mampu memproduksi taxol terus menerus setelah mereka dipindahkan dari host mereka karena keadaan demikian bukanlah persoalan yang tidak pernah terjadi. Salah satu contoh yaitu fungi penghasil toxin yang diambil dari sugar cane, secara berangsur kehilangan kemampuan untuk memproduksi. Menyadari bahaya tersebut, Tim Stroble menyimpan fungi mereka pada jaringan pohon yew dan produksi taxol mereka tetap stabil. Selain laporan yang menggembirakan, ada pula laporan yang kurang menyenangkan yaitu mengenai produktivitas mereka; fungi Stroble hanya menghasilkan taxol dalam nanogram, padahal strain-strain liar. lain yang telah dikembangkan sebagai sumber bahan baku obat mulai menghasilkan dalam mikrogram per ml. Hal tersebut telah memacu para ahli untuk berlomba meningkatkan produktivitas mereka. Produksi taxol pernah dicoba dalam media cair semisintetik dan taxol ada dalam biakan fungi yang berumur 3 minggu. Keberhasilan ini tidak dapat dilepaskan dari bantuan berbagai metode dan alat untuk pengamatan tersebut seperti Mass spectro, immunokimia, kromatografi, radiokimia. Taxomyces andreane sendiri merupakan fungi endophyte `yang diisolasi dari kulit bagian dalam (phloem) Taxus brevifolia. Usaha untuk mencari mikroba penghasil taxol juga masih terus dilakukan. Pertimbangan lain untuk mencari produsen taxol dari sumber lain yaitu adanya perkiraan bahwa untuk mengobati seorang pasien selama 1 tahun diperlukan kira-kira 6 pohon yew yang berumur 100 tahun. Atas pertimbangan ini, eksplorasi lain juga dilakukan yaitu dengan cara melalui plant cell tissue culture. Salah satu perusahaan yang mngembangkan cara ini adalah ESCA genetics di San Carlos California. Melalui cara ini diharapkan dapat diproduksi taxol dalam jumlah lebih besar daripada mengekstraksi dari kulit kayu dan daun yew. Dengan menggunakan teknologi ini, sel-sel akar, daun dan batang pohon yew diisolasi dan ditumbuhkan dalam biakan menggunakan proses fermentasi untuk merangsang sel-sel memproduksi taxol. Berdasarkan pengalaman mereka menggunakan teknologi ini untuk memproduksi vanilla dan food flavor yang lain, mereka menyebutkan dapat memproduksi taxol dengan cara ini dalam 9 bulan. Dan tahap selanjutnya yaitu scale up dengan kapasitas 100/150 kg. Namun biaya scale up tersebut akan sangat mahal. Perusahaan lain yang juga menumbuhkan sel tanaman untuk memproduksi taxol yaitu Phyton Catalytic Inc. Perusahaan ini telah berhasil dalam laboratorium dan tahap selanjutnya adalah scale up yang diperkirakan membutuhkan waktu 2 5 tahun. Cara lain untuk mempermudah produksi taxol yaitu dengan membuat taxol semisintetik seperti yang dikerjakan oleh Natural Products Company Indena, Milan, Italia. Perusahaan ini mengekstrak prekursor taxol yang dinamakan 10-deacyl-baccatine III (10-DAB) dari 2 spesies pohon yaitu European yew Taxus baccata dan Himaylain tree Taxus wallichiana. Taxol diperoleh dengan mengkonversi prekursor 10-DAB tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, Reece, Mitchell. 2002. Biologi. Erlangga. Jakarta Mulyadi. 1996. Kanker, Karsinogenesis, dan Anti Kanker. PT. Tiara Wacana. Yogyakarta Muray, Moo Young. . Comprehensive Biotechnology. Rismana, Eriawan dan Satiadarma, Kokasih. 2000. Analisis Campuran N7-Metilguanin (N7-Megu ) Dan O6 -Metilguanin (O6-Megua) Menggunakan Teknik Voltammetri Untuk Uji Efektivitas Dan Mutagenesitas Zat Anti Kanker. Pustaka IPTEK. Jurnal Saint dan Teknologi BPPT. http://www.iptek.net.id/ind/ ?ch=jsti&id=153. Diakses tanggal 17 Oktober pukul 10.00 WIB Suwandi, Usman. Tanpa tahun. Taxol sebagai Antikanker. www.cerminduniakedokteran.com. Diakses tanggal 17 Oktober 2006 pukul 10.00 WIB
Advertisements

One response to “Agen Anti Kanker

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s