BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

Transkripsi

1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Indonesia kaya akan berbagai keanekaragaman hayati yang berpotensi untuk dikembangkan sebagai obat atau bahan baku obat. Survey tentang obat di Amerika Serikat yang diakui oleh Food and Drug Administration AS pada periode menunjukkan bahwa 157 dari 520 (30%) jenis obat berasal dari bahan alam atau turunannya, dimana 61% senyawa antikanker yang diakui juga berasal dari bahan alam atau turunannya. Di dunia terdapat 119 senyawa yang digunakan sebagai obat yang berasal dari 90 species tumbuhan, dimana 77%-nya ditemukan sebagai hasil penelitian tumbuhan yang didasarkan pemakaiannya secara tradisional (etnomedikal) (Cordell, 2000). Hal tersebut menunjukkan besarnya peran dan potensi bahan alam/keanekaragaman hayati dalam proses pencarian dan pengembangan bahan obat. Kanker merupakan salah satu penyakit penyebab kematian pada manusia yang cendrung meningkat dan diperkirakan dari sekitar 9,0 juta kematian pada tahun 2015 meningkat menjadi sekitar 11,4 juta kematian pada tahun 2030 (Saiz-Urra et al., 2009). Pencarian suatu bahan alternatif anti kanker berbasis bahan alam perlu terus dikembangkan untuk mengobati pasien penyakit kanker yang terus meningkat dan untuk menekan biaya pengobatan kanker yang relatif sangat mahal serta mengatasi efek samping penggunaan obat sintetis. Menurut Watson et al. (1988), kanker adalah suatu pertumbuhan sel atau tumor, hasil pembelahan sel yang tidak normal dan tidak terkendali. Pada setiap pembelahan sel selalu diawali oleh pembelahan inti sel. Menurut teori dogma sentral, pada proses pembelahan inti sel terjadi proses replikasi (biosintesis molekul DNA) dan proses transkripsi. Menurut Munchberg et al.,(2007), penghambatan sel kanker dapat dilakukan dengan mekanisme penghambatan sintesis DNA(ReplikasiDNA). Beberapa tumbuhan mengandung metabolit sekunder jenis senyawa aktif alkaloid

2 yang memiliki potensi anti kanker, antara lain ekstrak benalu (Macrosolen cochinchinesis) mengandung β-amyrin, yang berfungsi menghambat S 180 dan sel kanker JTC-26 (Fowler, 1983), ekstrak tapak dara (Catharanthus roseus) mengandung alkaloid vinblastine dan vincristine yang digunakan mengobati leukimia limfosit akut (LLA), leukimia monositik akut (LMA), kanker kelenjar getah bening (Ziyin and Zelin, 1994; Yuan et al., 1999), ekstrak buah makasar (Brucea javanica (L.) Merr) mengandung alkaloid brucamarine dan yatamine yang dapat mengobati kanker saluran pencernaan, kanker payudara dan kanker leher rahim (Yu,1995) dan ekstrak etanol dari tanaman bawang hutan (Scrodocarpus borneensis Becc) mengandung senyawa alkaloid dehidroksi scorodocarpin B yang secara signifikan dapat menghambat pertumbuhan sel kanker leukimia L 1210 (Kartika dkk, 2014). Beberapa jenis obat alternatif anti kanker yang sudah diperdagangkan secara komersil di negara-negara Eropa adalah ekstrak benalu dengan merk dagang Iscador, Eurixor dan Isoler. Ekstrak benalu ini adalah spesies Viscum album L. yang merupakan parasit pada tumbuhan apel, oak dan pinus (National Cancer Institute, 2008). Tanaman ranti hitam banyak ditemukan di daerah Dairi dan Karo dan secara tradisional buahnya digunakan sebagai obat sakit pinggang, telinga berair, demam, sakit perut dan anti peradangan. Hasil identifikasi Herbarium Bogoriense Bidang Botani Pusat Penelitian Biologi-LIPI Bogor (Maret, 2013), ranti hitam adalah jenis Solanum blumei Nees ex Blume dan termasuk famili Solanaceae. Genus Solanum (famili Solanaceae) adalah kelompok tanaman yang sangat banyak spesiesnya (sekitar 1400 spesies) dan kaya akan glikoalkaloid (Shabana et al., 2013). Spesies lain dari Solanum adalah Solanum chacoense yang telah dipelajari secara kimia, ternyata mengandung campuran glikosida steroid alkaloid sebagai solanidine, leptinidine dan acetylleptidine (David et al., 1997). Analisis kemotaksonomi untuk Solanum nigrum kompleks (famili Solanaceae) juga telah dilakukan berdasarkan perbandingan alkaloid solasonine glycoalkaloid, α-solamargine, β-solamargin, α-solanin dan aglikon solasodina dan solanidine yang terkandung dalam kelima taksa Solanum

3 nigrum kompleks yaitu S. americanum Miil, S.chenopodioides, S.nigrum L., S.retroflexum dan S. villosum (Mohy-Ud-Din et al., 2010). Tanaman Solanum nigrum digunakan masyarakat untuk menyembuhkan sakit perut, demam, nyeri sendi dan sakit telinga serta ekstrak etanol daunnya telah diteliti dapat menghambat proliferasi sel kanker payudara (Prima dan Raditya, 2012) dan dapat menginduksi apoptosis sel kanker hati HepG2 melalui peningkatan ekspresi p-jnk dan Bax, pelepasan cytochrom c dan aktivasi caspase (Lin et al., 2007). S. blumei atau ranti hitam tidak termasuk dalam kelima taksa S. nigrum kompleks, namun termasuk satu famili (Solanaceae). Menurut analisis filogenik dan sistematik, sifat luar tumbuhan (phenotype) ditentukan oleh faktor genetika (genotype), maka spesies-spesies yang termasuk ke dalam satu famili tumbuhan memiliki hubungan kekerabatan secara genetika sehingga memiliki pola kandungan kimia yang mirip. Senyawa metabolit sekunder yang terdapat dalam satu anggota famili tumbuhan mempunyai struktur senyawa yang hampir sama (Wink, 2003). Berdasarkan uraian di atas senyawa alkaloid yang merupakan komponen utama dari famili Solanaceae, mempunyai keanekaragaman struktur dan aktivitas biologis terutama sebagai anti kanker. Publikasi atau penelitian terhadap tanaman ranti hitam (Solanum blumei), baik uji fitokimia metabolit sekundernya maupun uji bioaktivitasnya belum ada. Hasil penelitian pendahuluan Simorangkir dkk (2013), menunjukkan bahwa ekstrak etanol S.blumei banyak mengandung alkaloid, tetapi struktur alkaloid dan aktivitas biologis terutama sifat anti kankernya belum ada dilaporkan. Lembaga Kanker Nasional Amerika (NCI, National Cancer Institute) menggunakan lini sel L 1210 untuk penapisan awal zat anti kanker (Zhang et al.,2008). Menurut penelitian yang dilakukan oleh Eagle dan Foley (1958), sel kanker yang dibiakkan dalam kultur jaringan secara in vitro dapat digunakan sebagai alat penapisan awal untuk mendeteksi sifat antitumor suatu zat dan ada korelasi sebesar 70% antara aktivitas

4 antitumor pada kultur jaringan dengan aktivitas pada tikus yang diinokulasi dengan tumor. Berdasarkan uraian di atas, tanaman S.blumei Nees ex Blume, yang mengandung alkaloid, berpeluang untuk dikembangkan menjadi tanaman obat, khususnya anti kanker. Berdasarkan kandungan metabolit sekunder alkaloid dan ketersediaan tanaman obat lokal S.blumei serta untuk pengembangan potensinya sebagai alternatif sumber anti kanker alami, perlu dilakukan penelitian isolasi dan elusidasi struktur kimia senyawa alkaloid dari buah ranti hitam (Solanum blumei Nees ex Blume) yang bersifat anti kanker. Pengembangan dan penelitian bahan obat berbasis tanaman ini sangat diperlukan selain karena sumber bahan alamnya cukup tersedia, juga untuk mengatasi efek samping dan mahalnya harga obat sintetik dan antibiotik serta meningkatnya kematian yang disebabkan oleh penyakit kanker (Saiz- Urra et al., 2009). Tahap penelitian yang dilakukan terhadap ranti hitam ini adalah proses ekstraksi, pemurnian, uji aktivitas biologis meliputi uji toksisitas, antioksidan dan anti kanker leukimia L 1210, yang dilanjutkan dengan penentuan struktur senyawa aktif anti kanker berdasarkan spektra Ultra Violet-visible (UV-Vis), Fourier Transform Infra Red (FTIR), Nuclear Magnetic Resonansce (NMR) 1D ( 1 H-, 13 C- dan DEPT) dan 2D NMR (COSY, HMQC dan HMBC) dan spektra LC-MS/MS Rumusan Masalah Berdasarkan uraian di atas, permasalahan dalam penelitian ini dirumuskan sebagai berikut : 1. Bagaimana cara mengisolasi senyawa alkaloida yang bersifat anti kanker dari buah ranti hitam (S. blumei Nees ex Blume)? 2. Bagaimana aktivitas anti kanker senyawa alkaloida yang diisolasi dari buah ranti hitam (S. blumei Nees ex Blume)?

5 3. Bagaimana struktur kimia senyawa alkaloida yang bersifat anti kanker, hasil isolasi dari buah ranti hitam (S. blumei Nees.ex Blume)? Tujuan penelitian Penelitian ini bertujuan untuk : 1. Mengetahui cara mengisolasi senyawa alkaloida yang bersifat anti kanker dari buah ranti hitam (S.blumei Nees.ex Blume). 2. Mengetahui aktivitas sifat anti kanker dari senyawa alkaloida hasil isolasi dari buah ranti hitam (S.blumei Nees.ex Blume) 3. Mengetahui struktur kimia senyawa alkaloida yang bersifat anti kanker dari buah ranti hitam (S. blumei Nees ex Blume) berdasarkan interpretasi data spektra UV, FTIR, 1DNMR ( 1 H-, 13 C-dan dan DEPT) dan 2D (COSY, HMQC dan HMBC) dan spektra MS Batasan Masalah Pada penelitian ini, ekstraksi buah ranti hitam dilakukan secara maserasi dengan pelarut bertingkat kepolarannya yaitu n-heksana, etil asetat dan etanol. Uji bioaktivitas pendahuluan yang dilakukan adalah uji antioksidan dan toksisitas ekstrak n-heksana, etil asetat dan etanol buah ranti hitam (S.blumei Nees ex Blume) serta uji anti kanker sel leukimia L 1210 secara in vitro terhadap ekstrak etanol. Berbagai macam lini sel leukimia lebih sering digunakan untuk mengelusi mekanisme apoptosis. Hal ini terjadi karena obat-obatan anti kanker maupun reagen sitotoksik lebih efektif terhadap kanker leukimia daripada penyakit kanker lainnya (Zhang et al., 2008). Menurut penelitian yang dilakukan oleh Eagle dan Foley (1958), sel kanker yang dibiakkan dalam kultur jaringan secara in vitro dapat digunakan sebagai alat penapisan awal untuk mendeteksi sifat antitumor suatu zat. Ada korelasi sebesar 70% antara aktivitas antitumor pada kultur jaringan dengan aktivitas pada tikus yang diinokulasi dengan tumor. Lembaga Kanker Nasional Amerika ( NCI, National Cancer Institute) menggunakan lini sel L 1210 untuk penapisan awal zat anti kanker. Selanjutnya ekstrak yang mempunyai bioaktivitas tertinggi, difraksinasi dengan cara

6 kromatografi kolom, menggunakan silika gel sebagai fasa diam. Senyawa hasil isolasi yang diperoleh dilakukan uji aktivitas anti kanker sel leukimia L 1210 secara in vitro dan selanjutnya ditentukan struktur kimianya berdasarkan spektra UV, FTIR, NMR ( 1 HNMR dan 13 CNMR) 1D, 2D dan spektra MS. 1.5 Manfaat Penelitian 1. Telah diperoleh cara mengisolasi senyawa glikosida alkaloid steroida berdasarkan aktivitas anti kankernya dari buah ranti hitam (S. blumei). 2. Pengembangan potensi tanaman lokal ranti hitam (S.blumei) sebagai sumber alternatif obat anti kanker alami. 3. Pengembangan pengetahuan akan kimia bahan alam pada tanaman berkhasiat obat dan untuk memanfaatkan potensi sumber daya alam Indonesia yang kaya dengan floranya Hipotesis Pada buah ranti hitam (S.blumei Nees.ex Blume) terdapat senyawa alkaloida bioaktif yang bersifat anti kanker, yang dapat diisolasi dan ditentukan struktur kimianya Urgensi Penelitian Pencarian suatu bahan alternatif anti kanker berbasis bahan alami terus dikembangkan karena bahan tersebut sangat dibutuhkan untuk mengobati penyakit kanker yang terus merebak dan biaya pengobatan kanker yang sangat mahal serta mengatasi efek samping penggunaan obat sintetsi maupun penyinaran. Tanaman ranti hitam (S.blumei Nees ex Blume), famili Solanaceae, banyak ditemukan di daerah Karo dan Dairi dan telah sering digunakan masyarakat sebagai tanaman obat tradisional (etnomedikal) antara lain obat sakit pinggang, telinga berair, obat demam, obat sakit perut dan lain-lain serta daunnya bagai sayur. Buah ranti hitam jarang dikomsumsi oleh masyarakat sebagai sayur tetapi sebagai obat. Kandungan metabolit sekunder alkaloid (Simorangkir, 2013) pada ranti hitam memberi peluang bagi

7 tanaman S. blumei dikembangkan jadi alternatif obat kanker berbasis bahan alam. Beberapa tumbuhan yang mengandung metabolit sekunder alkaloid memiliki potensi anti kanker. Berdasarkan potensi kandungan alkaloid serta ketersediaan tanaman obat lokal ini, penelitian isolasi dan elusidasi struktur kimia senyawa alkaloid yang bersifat anti kanker dari buah ranti hitam (S.blumei Nees ex Blume) perlu dilakukan untuk pengembangan potensinya sebagai alternatif obat anti kanker alami, untuk mengatasi efek samping dan mahalnya harga dari penggunaan obat sintetik serta mengingat semakin meningkatnya jumlah kematian yang diakibatkan oleh penyakit kanker (Saiz-Urra et al., 2009).