Potensi Ekstrak Kangkang Katup (Phanera semibifida (Roxb.) Benth) Asal Kepulauan Lingga sebagai Kandidat Antidiabetes Baru

Abstract

Diabetes melitus atau DM adalah salah satu penyakit degeneratif yang dicirikan dengan tingginya kadar gula darah (hiperglikemia). International Diabetes Federation (IDF) menyatakan jumlah penderita diabetes di dunia akan terus meningkat dengan penderita terbanyak berada pada usia produktif. Indonesia menempati posisi lima besar kejadian diabetes terbanyak di dunia. Berbagai terapi diabetes terus dikembangkan termasuk penggunaan obat bahan alam. Tumbuhan yang memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai antidiabetes adalah Kangkang katup (Phanera semibifida). Penelitian terdahulu menyatakan bahwa genus ini mampu menghambat aktifitas enzim a-glukosidase dan mampu menurunkan kadar gula darah tikus Sprague Dawley. Tumbuhan ini telah digunakan oleh masyarakat Lingga sebagai bahan baku pembuatan ramuan khas daerah tersebut. Namun, pengujian tumbuhan sebagai antidiabetes belum pernah dilakukan. Penelitian ini merupakan tipe eksperimental dengan pendekatan multi-tahap. Tahap pertama merupakan penelitian jenis eksplorasi serta preparasi sampel kangkang katup yang diperoleh dari desa Resun, Kepulauan Lingga, provinsi kepulauan Riau. Tahap kedua adalah tahap ekstraksi, screening fitokimia dan evaluasi profil metabolit kangkang katup. Tahap ketiga adalah studi bioinformatika dengan pendekatan molecular docking dan molecular dynamic antidiabetes pada senyawa kangkang katup. Tahap keempat adalah evaluasi potensi antidiabetes dan antioksidan kangkang katup secara in vitro (IC50). Tahap kelima adalah evaluasi ekstrak kangkang katup sebagai antidiabetes pada tikus diabetes dengan desain kelompok kontrol acak dan tahap keenam adalah formulasi ekstrak kangkang katup kedalam bentuk nanoekstrak (fitosom). Tahap pertama dari penelitian ini berhasil mengoleksi dan mengidentifikasi dua sampel kangkang katup dari kepulauan Lingga. Selanjutnya dilakukan ekstraksi dengan menggunakan lima pelarut. Berdasarkan hasil screening uji kemampuan antidiabetes dan uji toksisitas pada 20 ekstrak, ekstrak etanol Phanera semibifida (Roxb.) Benth menunjukkan hasil terbaik jika dibandingkan dengan ekstrak lainnya. ekstrak ini mengandung flavonoid, terpenoid, saponin, dan tanin. Hasil LCMS-MS menunjukkan bahwa ekstrak etanol batang memiliki 26 senyawa sedangkan ekstrak daun memiliki 24 senyawa. Selanjutnya dilakukan pengujian in silico dengan menggunakan 4 reseptor target yaitu aldosa reduktase, a-amilase, a-glukosidase dan Sodium-Glucose Linked Transporter (SGLT). Interaksi terbaik terdapat pada Aldose reductase dan asam Alfaketoapidik, a-amilase dan Ellagic acid, a-glukosidase dan SLGT-2 memiliki interaksi terbaik dengan Cianidanol. Penelitian tahap ketiga adalah pengujian aktifitas antidiabetes dan antioksidan (IC50) secara in vitro. Berdasarkan pengujian ini, ekstrak etanol batang secara konsisten menunjukkan hasil yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan ekstrak daun. sehingga berdasarkan hasil ini, ekstrak etanol batang digunakan untuk pengujian in vivo serta dapat diformulasikan ke dalam bentuk nano-ekstrak (fitosom). Hasil uji in vivo menujukkan bahwa ekstrak etanol batang kangkang katup mampu menurunkan kadar glukosa darah tikus diabetes secara signifikan pada hari ke 4 dengan nilai terendah ditunjukkan oleh kelompok dosis 400 mg/kg BB pada hari ke 16. Ekstrak batang kangkang katup juga mampu memperbaiki bobot badan tikus diabetes dan tidak memengaruhi profil hematologi pada semua perlakuan. Hasil ini juga membuktikan ekstrak batang kangkang katup mampu memperbaiki biokimia kadar darah tikus diabetes (alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), urea dan kreatinin) serta memperbaiki profil lipid tikus diabetes dengan menurunkan kolesterol, trigliserida, HDL dan VLDL. Formulasi nano-ekstrak dalam bentuk fitosom berhasil dilakukan dengan menggunakan metode thin-layer hidration. Fitosom yang dihasilkan memiliki ukuran partikel sebesar 120-300nm dan stabil hingga masa penyimpanan 3 bulan. Investigasi terhadap mekanisme kerja kangkang katup menunjukkan bahwa kangkang katup bekerja terhadap insulin, ginjal, glikogen hati dan enzim pencernaan. Kangkang katup menunjukkan potensi sebagai kandidat antidiabetes baru dan diharapkan memiliki kemampuan yang tidak lebih buruk jika dibandingkan obat sintetis

Diabetes mellitus (DM) is a degenerative metabolic disorder characterized by elevated blood glucose levels (hyperglycemia). The International Diabetes Federation (IDF) reports that the global prevalence of diabetes continues to increase, with the highest proportion of affected individuals belonging to the productive age group. Indonesia ranks among the top five countries with the highest number of diabetes cases worldwide. Various therapeutic strategies for diabetes management have been extensively developed, including the exploration of natural product–based medicines. One plant with promising potential for development as an antidiabetic agent is Phanera semibifida (locally known as Kangkang katup). Previous studies have demonstrated that species in this genus exhibit inhibitory activity against the a-glucosidase enzyme and can reduce blood glucose levels in Sprague–Dawley rats. Furthermore, this plant has been traditionally used by the Lingga community as a primary ingredient in local herbal formulations. However, the comprehensive scientific evaluation of this plant as an antidiabetic agent remains limited. This study was designed as an actual experimental research employing a multi-stage approach. The first stage involved exploratory research and sample preparation of Phanera semibifida (Kangkang katup), which was collected from Resun Village, Lingga Regency, Riau Islands Province, Indonesia. The second stage consisted of extraction, phytochemical screening, and metabolite profiling of Kangkang katup. The third stage involved a bioinformatics study that applied molecular docking and molecular dynamics to evaluate the antidiabetic potential of compounds identified from Kangkang katup. The fourth stage comprised in vitro evaluation of the antidiabetic and antioxidant activities of Kangkang katup extracts, including determination of IC50 values. The fifth stage involved assessment of the antidiabetic effects of Kangkang katup extract in diabetic rat models using a randomized controlled group design. The sixth stage focused on formulating Kangkang katup extract into a nano-extract delivery system (phytosome formulation). The first stage of this study successfully collected and identified two Kangkang katup samples from the Lingga Islands, Indonesia. Subsequently, both samples were extracted using five different solvents. Based on the screening results of antidiabetic activity and toxicity assays conducted on 20 extracts, the ethanolic extract of Phanera semibifida (Roxb.) Benth demonstrated the most promising activity compared to the other extracts. Phytochemical screening revealed the presence of flavonoids, terpenoids, saponins, and tannins in this extract. LC–MS/MS analysis showed that the ethanolic stem extract contained 26 compounds, while the leaf extract contained 24 compounds. The LCMS/MS identified compounds were further subjected to in silico analysis using four receptor targets: aldose reductase, a-amylase, a-glucosidase, and sodium glucose linked transporter 2 (SGLT-2). The strongest predicted interactions were observed between aldose reductase and a-keto acid derivatives, a-amylase and ellagic acid, a-glucosidase and cianidanol, and SGLT-2 and gallic acid. The third stage of the study involved in vitro evaluation of antidiabetic and antioxidant activities, including determination of IC50 values. Based on these assays, the ethanolic stem extract consistently showed better bioactivity than the leaf extract. Therefore, the ethanolic stem extract was selected for in vivo evaluation and for formulation into a nano-extract delivery system (phytosome). The in vivo results showed that the ethanolic stem extract of Phanera semibifida (Roxb.) Benth significantly reduced blood glucose levels in diabetic rats as early as day 4 of treatment. The most significant reduction was observed in the 400 mg/kg body weight group on day 16. In addition, the stem extract improved body weight in diabetic rats and did not adversely affect hematological parameters across all treatment groups. Consistently, the extract ameliorated biochemical markers in diabetic rats, including alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), urea, and creatinine levels. Furthermore, it improved the lipid profile by reducing total cholesterol, triglycerides, HDL, and VLDL levels. The nano-extract formulation in the form of a phytosome was successfully developed using the thin-layer hydration method. The resulting phytosomes exhibited particle sizes ranging from 120 to 300 nm and remained stable for up to three months of storage. Investigation of the mechanism of action of Phanera semibifida (Roxb.) Benth indicated that the extract exerts its effects by modulating insulin regulation, renal function, hepatic glycogen metabolism, and digestive enzymes. Overall, Phanera semibifida (Roxb.) Benth demonstrates considerable potential as a novel antidiabetic candidate and is expected to exhibit therapeutic efficacy comparable to synthetic antidiabetic drugs