Pendekatan Metabolomik untuk Mengidentifikasi Senyawa Bioaktif Antikanker pada Tumbuhan Obat Indonesia

Abstract

Senyawa antikanker dari produk herbal terus diteliti untuk meningkatkan potensi kekayaan alam Indonesia. Namun, sejauh ini pencarian senyawa aktif dengan metode bioassay-directed fractionation and isolation (BDFI) terkendala oleh proses yang panjang dan terkadang senyawa isolatnya memiliki aktivitas yang lebih rendah daripada ekstraknya. Pendekatan metabolomik menjadi metode alternatif karena waktu analisis yang relatif lebih singkat. Selama ini, penelitian hanya terbatas menduga keberadaan senyawa aktif pada suatu ekstrak tertentu (berdasarkan pustaka memiliki aktivitas antikanker) tanpa pembuktian aktivitas. Fokus penelitian ini adalah mengkaji penggunaan pendekatan metabolomik untuk menemukan senyawa aktif antikanker dari tumbuhan obat Indonesia dan mengevaluasi hasil prediksi senyawa tersebut. Penelitian ini dibagi dalam tiga tahap kegiatan, yaitu (1) pemilihan tumbuhan obat berpotensi antikanker, (2) pemprofilan metabolit dan identifikasi senyawa aktif antikanker dengan pendekatan metabolomik, dan (3) evaluasi senyawa target antikanker. Dalam tahap pemilihan senyawa target, aktivitas antikanker ekstrak daun sirsak (Annona muricata), sambung nyawa (Gynura procumbens), keladi tikus (Typhonium flagelliforme), dan tapak dara (Catharanthus roseus) diuji pada sel MCF7. Ekstrak daun sirsak menunjukkan potensi tertinggi dengan nilai IC50 24,45 µg/mL dan 32,44 µg/mL pada ekstrak etanol p.a. dan 80%, dilanjutkan dengan tapak dara (78,41 µg/mL), sambung nyawa (86 µg/mL), dan keladi tikus (616,79 µg/mL). Sementara untuk aktivitas antioksidan dengan metode DPPH, urutannya ialah daun sambung nyawa (144,68 µg/mL) yang lebih berpotensi, diikuti tapak dara (327,46 µg/mL), sirsak (474,63 µg/mL), dan keladi tikus (693,48 µg/mL). Berdasarkan hasil ini, analisis pada sampel daun sirsak dilanjutkan dengan pendekatan metabolomik karena berpotensi sebagai antikanker tertinggi dibandingkan tiga tumbuhan lainnya. Pada tahap berikutnya, komponen metabolit yang terdapat dalam ekstrak daun sirsak dengan berbagai pelarut dianalisis menggunakan kromatografi cair- spektrometri massa (LC-HRMS) dengan pendekatan metabolomik taktertarget. Tiga puluh lima metabolit telah berhasil diidentifikasi secara putatif dalam ekstrak, yang diketahui berasal dari golongan senyawa alkaloid, flavonoid, dan asetogenin. Aktivitas antikanker terhadap sel kanker payudara MCF7 dari ekstrak etanol p.a. menunjukkan aktivitas tertinggi dengan nilai IC50 22,86 µg/mL, diikuti oleh ekstrak etanol 50% (97,52 µg/mL), etanol 80% (154,92 µg/mL), air (363,41 µg/mL), dan etanol 30% (1713,47 µg/mL). Berdasarkan informasi aktivitas terhadap sel kanker tersebut dan metabolit dalam ekstrak, disiapkan model untuk mendapat informasi senyawa target antikanker. Senyawa aktif dicari dengan pendekatan metabolomik menggunakan informasi kandungan senyawa sebagai prediktor dan aktivitas antikanker sebagai respons. Teknik multivariat orthogonal partial least square discriminant analysis (OPLS-DA) memperlihatkan bahwa tiga metabolit, yaitu annoretikuin, skuadiolin C, dan xilopina, serta enam metabolit (golongan asetogenin) yang belum berhasil teridentifikasi, diduga sebagai senyawa bioaktif antikanker dari daun sirsak. Hasil ini membuktikan bahwa metabolomik yang taktertarget dapat mengidentifikasi senyawa antikanker pada daun sirsak. Penelitian tahap tiga difokuskan pada evaluasi senyawa target secara in silico dan in vitro. Evaluasi secara in silico membuktikan bahwa ada interaksi yang kuat antara struktur senyawa target dan makromolekul protein 3ERT dari sel kanker. Nilai afinitas pengikatan senyawa annoretikuin, skuadiolin C, dan xilopina mendekati doksorubisin, yakni obat antikanker komersial. Evaluasi lebih lanjut dilakukan dengan fraksionasi dari ekstrak daun sirsak dan analisis target senyawa aktif. Evaluasi secara in vitro terhadap enam fraksi menunjukkan peningkatan persentase penghambatan sel kanker (80─96%) lebih tinggi daripada hasil ekstrak etanol (73%). Hasil ini mempertegas bahwa senyawa dugaan dari pendekatan metabolomik dapat digunakan untuk mengidentifikasi senyawa aktif antikanker tumbuhan obat. Penelitian ini membuktikan pendekatan metabolomik dapat menjadi metode dalam penemuan senyawa aktif antikanker dari tumbuhan obat Indonesia dan dapat menjadi metode efektif dengan mengevaluasi senyawa aktif yang teruji. Untuk penelitian selanjutnya, disarankan pemurnian senyawa dugaan terhadap aktivitas antikanker dan pembuktian aktivitas terhadap sel kanker lainnya. Ke depannya, pendekatan metabolomik dapat dikembangkan untuk aktivitas hayati lainnya.