Karakterisasi dan Aktivitas Penghambatan Sitokin Proinflamasi Metabolit Ekstrak Sambiloto (Andrographis paniculata (Burm. F) Nees)

Abstract

Inflamasi merupakan respon biologis dari sistem kekebalan tubuh sebagai proteksi tubuh terhadap rangsangan tertentu seperti infeksi mikroba dan kerusakan jaringan. Respon inflamasi sistemik yang tidak terkontrol menyebabkan disfungsi organ dan menimbulkan berbagai penyakit. Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) merupakan inflamasi akut pada sistem pernafasan yang menjadi penyebab utama kematian pada pasien COVID-19. Infeksi mikroorganisme pada tubuh akan mengaktivasi sel makrofag dan memicu respon inflamasi dengan melepaskan sitokin proinflamasi seperti nitrit oksida (NO), TNF-a, IL-1ß dan IL-6. Hingga saat ini belum ada obat yang secara spesifik digunakan untuk terapi penyakit akibat COVID-19, penghambatan mediator proinflamasi pada tahap awal COVID-19 merupakan strategi terapi yang efektif untuk mencegah perkembangan ARDS yang lebih parah. Pencarian metabolit tanaman yang berpotensi sebagai antisitokin merupakan hal yang sangat mendesak untuk dilakukan, uji in silico sebagai penapisan awal terhadap beberapa tanaman menunjukkan potensi yang menjanjikan sebagai bahan terapi untuk COVID-19. Sambiloto adalah tanaman yang paling banyak dilaporkan mengandung metabolit dengan aktivitas biologis dan farmakologis yang dapat menurunkan patogenesis COVID-19, seperti antiinflamasi, imunomodulator dan anti virus. Sambiloto telah banyak digunakan untuk pengobatan COVID-19 di beberapa negara asia seperti Indonesia, India, Tiongkok, dan Thailand. Penelitian sambiloto sebagai antiinflamasi telah dilakukan, namun demikian penapisan dan karakterisasi metabolit sambiloto yang potensial sebagai inhibitor pelepasan sitokin proinflamasi belum dilaporkan. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk melakukan karakterisasi metabolit sambiloto sebagai inhibitor pelepasan sitokin proinflamasi yang potensial. Penelitian ini dilakukan dalam 3 tahapan kegiatan, (1) Penapisan metabolit sambiloto yang berpotensi sebagai antiinflamasi dilakukan secara in silico, prediksi awal terhadap metabolit potensial digunakan sebagai acuan untuk menentukan pelarut yang sesuai pada proses ekstraksi sampel. (2) Potensi antiinflamasi terbaik dari setiap ekstrak ditentukan secara in vitro dengan analisis konsentrasi NO pada sel RAW 264.7 yang terinduksi lipopolisakarida dan identifikasi profil metabolit dari setiap ekstrak dilakukan menggunakan UHPLC-Q-Orbitrap HRMS. (3) Aktivitas penghambatan sitokin proinflamasi ekstrak terbaik ditentukan dengan mengukur kadar TNF-a, IL-1ß dan IL-6 pada sel RAW 264.7 yang terinduksi lipopolisakarida, selanjutnya mekanisme penghambatan metabolit terhadap protein reseptor TNF-a, IL-1ß, dan IL-6 dievaluasi berdasarkan interaksi molekuler secara in silico. Uji in silico sebagai penapisan awal terhadap metabolit sambiloto potensial antiinflamasi menunjukkan bahwa senyawa andrografisida, 14-deoksi andrografosida, neoandrografolida dan apigenin memiliki nilai energi bebas Gibbs (?G) paling rendah dan konsisten yaitu kurang dari -6,25 kkal/mol. Kondisi ini menunjukkan bahwa empat senyawa tersebut memiliki kestabilan ikatan yang cukup baik terhadap protein reseptor CD14 sel makrofag, sehingga mampu menjadi inhibitor kuat terhadap aktivasi sel makrofag. Andrografisida, 14-deoksiandrografosida, neoandrografolida dan apigenin merupakan senyawa yang bersifat polar, sehingga untuk efektifitas proses ekstraksi digunakan pelarut yang bersifat polar. Ekstraksi sampel menggunakan pelarut air, etanol 50% dan etanol p.a. Perbedaan konsentrasi pelarut ekstraksi sangat berpengaruh terhadap profil metabolit serta potensi aktivitas antiinflamasinya. Jika dibandingkan dengan ekstrak etanol 50%, ekstrak etanol p.a menunjukkan aktivitas antiinflamasi terbaik yang dibuktikan dengan kemampuannya dalam menghambat pelepasan NO sebesar 91,02%. Ekstrak air lebih berpotensi sebagai imunomodulator yang dibuktikan dengan kemanpuannya meningkatkan pelepasan NO pada sel RAW 264.7 terinduksi LPS. Identifikasi profil metabolit setiap ekstrak menggunakan UHPLC-Q-Orbitrap HRMS mampu mengidentifikasi sebanyak 32 metabolit, terdiri dari 13 senyawa terindentifikasi pada ekstrak air, 26 teridentifikasi pada ekstrak etanol 50%, dan 20 teridentifikasi pada ekstrak etanol p.a. Ekstrak etanol p.a dipilih sebagai ekstrak paling potensial antiinflamasi untuk selanjutnya di lakukan uji aktivitas penghambatan terhadap sitokin proinflamasi TNF-a, IL-1ß, dan IL-6. Ekstrak etanol p.a pada dosis 40 µg/mL mampu menghambat pelepasan sitokin proinflamasi TNF-a dan IL-1ß sebesar 100% dan IL-6 sebesar 85,59 %. Karakterisasi metabolit potensial antisitokin dilakukan secara in silico dengan melakukan evaluasi interaksi molekuler metabolit dengan protein reseptor sitokin proinflamasi TNF-a, IL-1ß dan IL-6. Metabolit potensial inhibitor sitokin proinflamasi di nilai berdasarkan energi afinitas ikatan yang paling kuat. Andrografolakton, diterpen II (Lakton), 14-deoksiandrogra folida, 14-deoksiandrografosida, dan apigenin-7-O-glukuronida merupakan metabolit potensial inhibitor TNF-a dengan ?G paling rendah dan konsisten yaitu kurang dari -9,46 kkal/mol terhadap protein reseptor TNF-a. Bisandrografolida-A, neoandrografolida, 14-deoksiandrografosida, diterpene II (Laktone), 14-deoksiandrografosida, dan andrografolakton adalah metabolit potensial inhibitor IL-1ß dengan ?G paling rendah dan konsisten yaitu kurang dari -7,28 kkal/mol terhadap protein reseptor IL-1ß. 14- deoksiandrografosida, bisandrografolida-A, diterpen II (Lakton), apigenin- 7-O-glukuronida dan neoandrografolida adalah metabolit potensial inhibitor IL-6 dengan ?G paling rendah dan konsisten yaitu kurang dari -7,10 kkal/mol terhadap protein reseptor IL-6. Ekstrak etanol p.a daun sambiloto merupakan kandidat inhibitor potensial untuk pengobatan penyakit terkait inflamasi termasuk infeksi COVID-19.

Kata kunci: antiinflamasi, metabolit, proinflamasi, sambiloto, sitokin