Studi Eksperimental In Vivo Pada Mencit Swiss Yang diberi Neoadjuvant Paclitaxel dan Cisplatin

Transkripsi

1 EFEKTIFITAS EKSTRAK PHALERIA MACROCARPA, KEMOTERAPI DAN KOMBINASI KEDUANYA DALAM MENINGKATKAN EKSPRESI CASPASE 3 DAN INDEKS APOPTOSIS PADA KARSINOMA EPIDERMOID Studi Eksperimental In Vivo Pada Mencit Swiss Yang diberi Neoadjuvant Paclitaxel dan Cisplatin EFFECTIVENESS EXTRACT PHALERIA MACROCARPA, CHEMOTHERAPY AND BOTH COMBINATION IN INCREASING EXPRESSION CASPASE 3 AND APOPTOSIS INDEX IN EPIDERMOID CARCINOMA In vivo experimental study in Swiss mice which given neoadjuvant paclitaxel and cysplatin Tesis Untuk memenuhi persyaratan mencapai derajat Sarjana S2 Megister Ilmu Biomedik Helmi Sastriawan FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2015 i

2 TESIS EFEKTIFITAS EKSTRAK PHALERIA MACROCARPA, KEMOTERAPI DAN KOMBINASI KEDUANYA DALAM MENINGKATKAN EKSPRESI CASPASE 3 DAN INDEKS APOPTOSIS PADA KARSINOMA EPIDERMOID Oleh : Helmi Sastriawan Telah dipertahankan di depan Tim Penguji pada tanggal 29 April 2015 dan dinyatakan telah memenuhi syarat untuk diterima Menyetujui, Pembimbing Pembimbing I Pembimbing II dr. M. Thohar Arifin, Sp.BS, PhD dr. Djoko Handojo, SpB, SpB(K) Onk NIP NIP Mengetahui : Ketua Program Studi Magister Ilmu Biomedik Fakultas Kedokteran UNDIP dr. Achmad Zulfa Juniarto, M.Si.Med, Sp.And, PhD NIP i

3 RIWAYAT HIDUP SINGKAT A. IDENTITAS Nama : dr. Helmi Sastriawan NIM Magister Biomedik : Tempat/Tgl. Lahir : Nanga Serawai, 1 September 1980 Agama Jenis kelamin Status Alamat : Islam : Laki-laki : Belum Menikah : Jl.Parit H. Husin II, Komplek Meranti Indah Blok A No.2 Ponianak RIWAYAT PENDIDIKAN 1. SD Negeri 2, Nanga Serawai : lulus tahun SMP Negeri, Nanga Serawai : lulus tahun SMA Negeri 1, Pontianak : lulus tahun FK UNDIP Semarang, Jawa Tengah : lulus tahun PPDS I Bedah FK UNDIP, Semarang, Jawa Tengah 6. Magister Ilmu Biomedik Pasca Sarjana UNDIP, Semarang, Jawa Tengah B. RIWAYAT PEKERJAAN PNS Universitas Tanjungpura Pontianak (tahun 2008-sekarang)

4 KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbil alamin. Puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan anugerah-nya, sehingga dapat menyelesaikan penelitian dengan judul EFEKTIFITAS EKSTRAK PHALERIA MACROCARPA, KEMOTERAPI DAN KOMBINASI KEDUANYA DALAM MENINGKATKAN EKSPRESI CASPASE 3 DAN INDEKS APOPTOSIS PADA KARSINOMA EPIDERMOID. Penelitian ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar derajat sarjana S2 Ilmu Biomedik Program Pasca Sarjana Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro Semarang. Dalam kesempatan ini, saya menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada : 1. dr. M. Thohar Arifin, Sp.BS, PhD, selaku pembimbing penelitian I, yang telah memberikan inspirasi, bimbingan, waktu, tenaga, pikiran, serta ilmu, sehingga penelitian ini dapat diselesaikan. 2. dr. Djoko Handojo, SpB, SpB(K) Onk sebagai pembimbing II yang dengan sabar mengarahkan, memberikan inspirasi, bimbingan, waktu, tenaga, pikiran, serta ilmu, sehingga penelitian ini dapat diselesaikan. 3. Prof. Sudharto P, MES,PhD, mantan Rektor Universitas Diponegoro Semarang. 4. Prof. Dr. Yos Johan Utama, SH, MH, Rektor Universitas Diponegoro Semarang. 5. Prof. Dr. Ir. Purwanto, DEA., Ketua Program Pasca Sarjana Universitas Diponegoro Semarang. 6. dr. Endang Ambarwati, SpRM(K), mantan Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro Semarang.

5 7. Prof. Dr. dr. Tri Nur Kristina, DMM, Mkes, Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro Semarang. 8. dr. Achmad Zulfa Juniarto, M.Si.Med, SpAnd, PhD, Ketua Program Studi Magister Ilmu Biomedik Program Pasca Sarjana Universitas Diponegoro Semarang. 9. Prof. Dr. dr. Suprihati,MSc, SpTHT-KL(K), Ketua Komisi Etik Penelitian Kesehatan Fakultas Kedokteran UNDIP/RSUP Dr.Kariadi Semarang. 10. dr. Sahal Fatah, SpB, SpBTKV, Kepala Bagian Bedah dan Ketua Program Studi PPDS I Bedah Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro/RSUP dr. Kariadi Semarang. 11. Seluruh Staf pengajar Bagian Ilmu Bedah Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro. 12. Guru-guru Program Studi Magister Ilmu Biomedik Program Pascasarjana Universitas Diponegoro Semarang. 13. Tim penguji dan nara sumber yang telah dengan sabar berkenan memberi masukan, arahan dalam penelitian dan penulisan tesis ini. 14. Semua rekan residen dan seluruh karyawan Bagian Bedah FK UNDIP, karyawan Program Studi Magister Ilmu Biomedik UNDIP yang telah membantu selama penelitian dan penyusunan tesis ini berlangsung. 15. Ucapan terima kasih khusus kepada orang tua, kakak dan adik tercinta yang telah memberikan dukungan untuk keberhasilan studi saya.

6 Saya menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari sempurna, karena itu diharapkan kritik dan saran demi kesempurnaan penelitian ini. Saya berharap penelitian ini dapat berguna bagi masyarakat serta memberi sumbangan bagi perkembangan ilmu kedokteran khusussnya dalam bidang Onkologi. Akhir kata saya mohon maaf yang sebesar-besarnya atas segala kesalahan dan kekhilafan, sengaja maupun tidak selama menyelesaikan penelitian ini. Semarang, April 2015 Helmi Sastriawan

7 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN TESIS... ii PERYATAAN... iii RIWAYAT HIDUP... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GRAFIK... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv DAFTAR SINGKATAN... xv ABSTARAK... xvii ABSTRACT... xviii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Tujuan Umum Tujuan Khusus Manfaat Penelitian Orisinalitas Penelitian... 6 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA... 8

8 2.1 Karsinoma Epidermoid Kulit Epidemiologi Etiologi Gambaran Klinis Stadium Klinis Penatalaksanaan Monitoring Sistem Imun dan Respon Imunologik terhadap Sel Kanker Enzim Caspase Apoptosis Phaleria macrocarpa BAB 3 KERANGKA TEORI DAN HIPOTESIS Kerangka Teori Kerangka Konsep Hipotesis BAB 4 METODE PENELITIAN Desain Penelitian Populasi dan Sampel Populasi Sampel Waktu dan Lokasi Penelitian Variabel Penelitian Analisis Data Bahan dan Alat Pelaksanaan Penelitian... 38

9 4.8 Alur Kerja Prosedur Pemeriksaan Cara Pengumpulan Data Persyaratan Etik BAB 5 HASIL PENELITIAN Hasil Uji Statistik BAB 6 PEMBAHASAN BAB 7 SIMPLAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... 63

10 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1 Mekanisme molekuler apoptosis Gambar 2 Kerangka Teori Gambar 3 Kerangka Konsep Gambar 4 Skema Rancangan Penelitian Gambar 5 Skema Alur Kerja Penelitian Gambar 6 Skema hasil penelitian Gambar 7 Gambaran histopatologi ekspresi caspase Gambar 8 Gambaran histopatologi apoptosis Gambar 9 The extrinsic and intrinsic pathways of apoptotic Gambar 10 The pathways of apoptosis... 60

11 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1 Penelitian tentang Phaleria macrocarpa... 7 Tabel 2 Klasifikasi caspase Tabel 3 Pembagian kelompok penelitian Tabel 4 Defenisi operasional Tabel 5 Deskriptif data ekspresi caspase Tabel 6 Deskriptif data indeks apoptosis Tabel 7 Deskriptif dan normalitas data ekspresi caspase Tabel 8 Uji Kruskal Wallis ekspresi caspase Tabel 9 Uji Mann Whitney ekspresi caspase Tabel 10 Deskriptif dan normalitas data indeks apoptosis Tabel 11 Uji Kruskal Wallis indeks apoptosis Tabel 12 Uji Mann Whitney indeks apoptosis Tabel 13 Deskriptif dan normalitas data ekspresi caspase 3 dan indeks apoptosis Tabel 14 Korelasi Spearman indeks apoptosis terhadap ekspresi caspase

12 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Ethical Clearance Lampiran 2. Hasil analisis data caspase 3 dengan SPSS Lampiran 3. Hasil analisis data indeks apoptosis dengan SPSS Lampiran 4. Hasil analisis korelasi caspase 3 dan indeks apoptosis dengan SPSS Lampiran 5. Spesifikasi caspase 3 (CPP32) Ab Lampiran 6. Cara pemeliharaan dan dekapitasi hewan coba Lampiran 7. Dokumentasi dan hasil penelitian

13 DAFTAR SINGKATAN ADP AIF Apaf-1 Bak Bax Adenosine di phosphate Apoptosis inducing factor Apoptotic protease activation factor-1 B cell lymphoma 2 antagonist/killer Bcl-2 associated X protein Bcl-2 Basal cell lymphoma 2 Bcl-XL Bid CARD CTL DEDs DISC DNA DR FADD FasL FLICE HE IFN-γ IL MAPK NF-KB NK Basal cell lymphoma extra large BH3 interacting domain death agonist Caspase recruitment domain Cytotocic T Lymphocyte Death effector domains Death induced signaling complex Deoxyribonuceic acid Death receptor Fas-associated death domains Fas ligan FADD-like IL-1 converting enzyme Hematosiklin-eosin Interferon- γ Interleukin Mitogen activated protein kinase Nuclear factor kappa B Natural killer

14 PARP PTP ROS RTKs SIRS SKRT SPSS Th TNF TNFR UICC XIAP WHO DMBA TPA TUNEL Poly adenosine-5 diphosphate-ribose polymerase Permeability transition pore Reactive oxygen species Receptor tirosin kinase Sistem informasi rumah sakit Survei kesehatan rumah tangga Statistical product and service solution T helper Tumor necrosis factor Tumor necrosis factor receptor Union Internationale Contra Le Cancer X inhibitor of apoptosis proteins World Health Organization 9, 12-dimethyl-1,2-benzanthracene 12-o-tetradecanoylphorbol-13-acetate Terminal Deoxynucleotidyl Transferase-mediated dutp-biotin nick and labeling

15 DAFTAR GRAFIK Halaman Grafik 1 Box plot Ekspresi caspase Grafik 2 Box plot Indeks apoptosis Grafik 3 Data dan hasil uji Mann Whitney ekspresi caspase Grafik 4 Data dan hasil uji Mann Whitney indeks apoptosis... 53

16 ABSTRAK Latar belakang : Penatalaksanaan karsinoma epidermoid kulit dengan kemoterapi relatif mahal dan seringkali terdapat efek toksis yang dapat merusak organ vital manusia. Phaleria macrocarpa merupakan tanaman obat yang digunakan sebagai anti kanker yang dipercaya mempengaruhi pertumbuhan tumor khususnya dalam hal apoptosis. Tujuan : Membuktikan efektifitas ekstrak phaleria marcocarpa, kemoterapi paclitaxelcisplatin dan kombinasi keduanya sebagai neoadjuvant terhadap peningkatan ekspresi caspase 3 dan indeks apoptosis pada karsinoma epidermoid kulit pada mencit Swiss. Metode : Penelitian ini menggunakan mencit jantan strain Swiss, setelah dilakukan induksi sel karsinoma epidermoid, randomisasi kedalam 4 kelompok, K (kontrol), P1 (phaleria macrocarpa 0,0715 mg/hari). P2 (Paclitaxel 175 mg/m 2 dan cisplatin 50 mg/m 2 ), P3 (kombinasi phaleria macrocarpa dan kemoterapi). Ekspresi caspase 3 diperiksa dengan pengecatan imunohistokimia menggunakan Caspase 3 Ab-4 rabbit polyclonal antibody dan pemeriksaan indeks apoptosis dilakukan dengan pengecatan Tunel, kemudian dihitung menggunakan metode Aihara M et al. Hasil : Peningkatan ekspresi caspase 3 sesuai urutan dari besar ke kecil terlihat pada kelompok P3, P2 dan P1 dengan hasil yang bermakna (p<0,05) bila dibandingkan dengan kelompok kontrol. Peningkatan indeks apoptosis sesuai urutan dari besar ke kecil terlihat pada kelompok P3, P2 dan P1 dengan hasil yang bermakna (p<0,05) bila dibandingkan dengan kelompok kontrol. Sementara itu dari hasil uji korelasi dapat disimpulkan terdapat korelasi yang bermakna antara expresi caspase 3 terhadap indeks apoptosis dengan hubungan positif sangat kuat. Kesimpulan : Ekstrak phaleria marcocarpa, kemoterapi paclitaxel-cisplatin dan kombinasi keduanya meningkatkan ekspresi caspase 3 dan indeks apoptosis sel karsinoma epidermoid, tidak didapatkan perbedaan bermakna pada kelompok P1 dibandingkan P2 dan didapatkan efek sinergi pada pemberian kombinasi keduanya, serta didapatkan korelasi yang bermakna antara ekspresi caspase 3 terhadap indeks apoptosis dengan hubungan positif sangat kuat. Kata kunci : phaleria marcocarpa, caspase 3, indeks apoptosis, karsinoma epidermoid kulit.

17 ABSTRACT Background Epidermoid carcinoma ( squamous cell carcinoma) is a malignant proliferation of epidermal keratinocytes,which is the most type of epidermal cells, and is one of skin cancer that is often found. Chemotherapy management of skin epidermoid cancer is relatively expensive and often have toxic effects that may impair the function of some vital human organs. Phaleria macrocarpa is a kind of medicinal plants used as a anticancer treatment, and is believed can interfere tumor growth especially in terms of apoptosis. Objective To prove the effectiveness of extracts Phaleria marcocarpa, paclitaxel-cisplatin chemotherapy and neoadjuvant combination of both as to the increase in caspase 3 expression and apoptosis index in epidermoid carcinoma of the skin in Swiss mice. Method This study used male mice swiss strain, after the induction of epidermoid carcinoma cells, randomized into 4 groups, K (control), P1 (Phaleria macrocarpa 0,0715 mg/day). P2 (paclitaxel 175 mg/m 2 and cisplatin 50 mg/m 2 ), P3 (combination Phaleria macrocarpa and chemotherapy). The expression of Caspase 3 examined by immunohistochemical staining using the Caspase 3 Ab-4 rabbit polyclonal antibody and examination of apoptotic index is done by using Tunel staining, were then calculated using the method of Aihara M et al. Results Increased expression of caspase 3 in the order from higher to lower can be seen in group P3, P2 and P1 with significant results (p<0,05) if it is compared to control group. Increased apoptotic index in the order from higher to lower can be seen in group P3, P2 and P1 with significant results (p<0,05) if it is compared to control group. Meanwhile, from correlation test results, it can be concluded that there is a significant correlation between the expression of caspase 3 against apoptotic index with a very strong positive relationship. Conclusion Extract Phaleria marcocarpa, chemotherapy paclitaxel-cisplatin and both combination increased the expression of caspase 3 and epidermoid carcinoma cell apoptosis index, found no significant differences in group P1 compared with group P2 and obtained a synergy effect on the administration of a combination of both, as well as a significant correlation between the expression of caspase 3 against the apoptotic index with a very strong positive relationship. Keywords Phaleria marcocarpa, caspase 3, apoptotic index, skin epidermoid carcinoma.