Aktivitas Vesikel Ekstraseluler Sel Punca Mesenkimal Adiposa Macaca fascicularis pada Metastasis Sel Kanker Kolon

Abstract

Kanker kolon telah menyebabkan sekitar 935.000 kematian pada tahun 2020 dan diestimasi akan selalu meningkat. Kanker kolon dapat disebabkan oleh mutasi pada gen-gen tertentu seperti gen Kras, p53, dan B-Raf. Jika ditemukan dengan cepat, kanker kolon cenderung lebih mudah ditangani dibanding jenis kanker lain. Kanker kolon yang tidak terdeteksi dini akan memasuki tahap metastasis yang menyebabkan prognosis kehidupan buruk bagi pasien. Metastasis adalah pertumbuhan sel kanker pada organ-organ yang jauh dari mana kanker itu pertama muncul dan merupakan tahapan kanker terakhir dan terburuk. Salah satu molekul pengirim sinyal (kemokin) regulator metastasis adalah CXC motif chemokine receptor 3 (CXCR3) yang merupakan protein reseptor G. Peningkatan ekspresi dari CXCR3 meningkatkan metastasis dari kanker kolon kepada jaringan limfatik dan pembuluh darah. Vesikel ekstraseluler (EV) merupakan molekul pengirim sinyal yang dapat meregulasi komunikasi antara sel. EV hasil sel punca mesenkimal adiposa (ADMSC) memiliki kemampuan anti-proliferasi terhadap beberapa jenis sel kanker seperti kanker ovarium dan kanker prostat, namun pengaruh EV ADMSC terhadap migrasi dan invasi sel kanker kolon masih belum diketahui. Penelitian ini bertujuan untuk menguji pengaruh EV ADMSC terhadap kemampuan migrasi dan invasi dari sel kanker kolon dan menganalisis ekspresi kelompok gen CXCR3 dari sel kanker yang diberi perlakuan EV. Pengujian pengaruh EV ADMSC terhadap kemampuan migrasi dan invasi dari sel kanker kolon dilakukan menggunakan metode wound-healing assay dan transwell-invasion assay terhadap sel lestari kanker kolon WiDr. Analisis terhadap ekspresi kelompok gen CXCR3 pada sel kanker kolon yang diambil dari uji migrasi akan dilakukan melalui two-step RT-qPCR. Hasil uji migrasi pada sel kanker kolon menunjukkan bahwa aplikasi EV pada konsentrasi 5 µg/mL meningkatkan kecepatan dan persentase penutupan luka, sementara konsentrasi 10 µg/mL ke atas dapat menekan kedua hal tersebut. Aplikasi EV terhadap sel kanker kolon menunjukkan penurunan jumlah sel yang melakukan invasi yang signifikan secara statistik terhadap kontrol, namun tidak ditemukan perbedaan signifikan antara perlakuan 10 µg/mL dan 20 µg/mL. Gen CXCR3A mengalami peningkatan pada semua perlakuan dengan peningkatan terbesar pada EV 5 µg/mL yang dapat menjadi alasan mengapa kemampuan migrasi sel kanker kolon yang diberi perlakuan tersebut meningkat. Pada semua perlakuan gen CXCR3B menunjukkan peningkatan ekspresi. Perlakuan 10 µg/mL menunjukkan ekspresi CXCR3B tertinggi dari semua perlakuan, yang ditunjukan dari hasil uji migrasi dan invasinya yang rendah. Hal ini dikarenakan peran CXCR3B sebagai inhibitor invasi. Dibutuhkan penelitian lebih lanjut terkait jalur sinyal yang dipengaruhi oleh aplikasi EV ADMSC dan studi terkait konsentrasi efektif dari EV ADMSC.

Colon cancer has caused around 935.000 deaths in 2020 and it is predicted that these numbers will continue to increase in the upcoming years. Colon cancer can be caused by mutations in certain genes such as Kras, p53, and B-raf. If found early, colon cancer is much easier to handle compared to other forms of cancer. However, if diagnosed late, colon cancer has often metastasized already and this leads to poor prognosis. Metastasis is the growth of cancer cells beyond the original organ or tissue in which the cancer first appeared. It is the final and worst stadium of cancer progression. One of the signalling molecules (chemokine) which regulate metastasis is CXC motif receptor 3 (CXCR3), a G protein receptor. Upregulation of CXCR3 expression increases colon cancer metastasis into the lymphatic and blood vessel tissues. Extracellular vesicles (EV) are signalling molecules which can regulate communication between cells. EVs from adipose mesenchymal stem cells (ADMSC) have shown anti-proliferative abilities towards certain cancers such as ovarian and prostate cancer. However, the effect of ADMSC EVs towards the migration and invasion of colon cancer cells remains unknown. This research’s objective is to observe the effect of ADMSC EVs on the migratory and invasive abilities of colon cancer cells and to analyze the CXCR3 gene group from the cancer cells treated with EVs. Observations on the effect of ADMSC EVs on migratory and invasive capabilities of colon cancer was conducted through wound-healing assay and transwell-invasion assay using the cancer cell line WiDr. Gene expression analysis was performed through RT-qPCR with cells taken from wound-healing assay. The data produced was then analysed using one-way ANOVA and the Kruskal-Wallis test. Data showing a stastically significant difference was then analysed further using the Tukey HSD post-Hoc test. Wound-healing assay results showed an increase in wound-closure when cancer cells are exposed to 5 µg/mL of ADMSC EVs, while application of 10 µg/mL ADMSC EVs and above lead to a decrease in overall wound-closure. Cells treated with ADMSC EVs showed a statistically significant decrease in invasiveness compared to both controls, but cancer cells treated with 10 µg/mL AMDSC EVs and 20 µg/mL had no significant difference between them. Cells treated with 5 µg/mL ADMSC EVs showed a marked increase in CXCR3A expression as well as CXCR3B expression, the former of which increased its migratory and proliferative abilities. Cells treated with 10 µg/mL of ADMSC EVs showed highest CXCR3B expression which inhibited cell migration and invasion which is likely caused by CXCR3B’s inhibitory effects on cell invasion. Further study on the pathways effected by ADMSC EVs application is needed, as well as testing of effective dosage of AMDSC EV application.