Tesis

Studi in silico dan in vitro senyawa bahan alam untuk terapi target sel punca kanker payudara manusia asal Indonesia = In silico and In vitro studies of natural active compound for therapeutic target of human breast cancer stem cells from Indonesia.

Latar Belakang: Salah satu masalah kesehatan yang dihadapi oleh wanita Indonesia adalah kanker payudara. Pada kanker tesebut, ada subpopulasi sel yang terbukti bersifat tumorigenik yang dikenal sebagai sel punca kanker payudara (CSC payudara). CSC payudara ini memiliki kemampuan bertahan hidup yang tinggi dan kemampuan memperbaharui diri yang tinggi yang dipengaruhi oleh peranan protein pro-apoptosis dan anti-apoptosis pada jalur apoptosis baik secara intrinsik maupun ekstrinsik. Selain itu, Indonesia juga memiliki keanekaragaman tanaman herbal yang berpotensi untuk dikembangkan sebagai terapi target untuk sel punca kanker payudara. Tujuan: Menemukan dan menganalisis senyawa hit dari tanaman obat Indonesia untuk terapi target sel punca kanker payudara asal Indonesia Desain Studi: Studi ini merupakan gabungan antara studi in silico dan studi in vitro Metode: Hasil penelitian ini merupakan hasil studi secara in silico dan in vitro untuk menentukan senyawa lead untuk terapi target CSC payudara manusia. Simulasi docking dilakukan untuk mencari senyawa hit untuk digunakan dalam uji viabilitas CSC payudara pada berbagai konsentrasi sekaligus untuk menentukan CC dari senyawa tersebut. Analisis lebih lanjut dilakukan untuk mempelajari hubungan viabilitas CSC payudara terhadap protein survivin dilakukan melalui analisis ekspresi mRNA survivin dengan Real Time RT-PCR, analisis konsentrasi survivin total dan konsentrasi survivin 50 terfosforilasi dengan ELISA. Analisis statistik dilakukan pada tingkat kepercayaan 95%. Analisis in silico dilakukan dengan tujuan untuk memberikan penjelasan tambahan terhadap hasil uji in vitro yang telah dilakukan. Hasil: Andrografolida ditetapkan sebagai senyawa hit untuk terapi target CSC payudara berdasarkan analisis simulasi docking. CC dari senyawa andrografolida terhadap CSC payudara yaitu 0.35 mM. Pada penelitian ini diperlihatkan bahwa apoptosis pada CSC payudara terjadi melalui interaksi andrografolida dengan survivin pada binding site selain Thr34. Analisis lainnya menunjukkan kemungkinan terjadinya interaksi antara 50 andrografolida dengan protein caspase-9 dan caspase-3 yang menyebabkan meningkatnya apoptosis pada CSC payudara. Kesimpulan: Andrografolida memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai terapi target CSC payudara. Terdapat dua mekanisme interaksi andrografolida untuk merangsang terjadinya apoptosis yaitu melalui interaksi terhadap protein survivin atau interaksi terhadap protein caspase-9 dan caspase-3
Kata Kunci: sel punca kanker, andrografolida, survivin, high throughput screening, molecular docking, apoptosis, caspase-9.



Background: One of the health issue faced by Indonesian women is breast cancer. There is a subpopulation of breast cancer cells that are proved to be tumorigenic known as breast cancer stem cells (breast CSC). This CSC has a high survival rate and self-renewal. These capabilities could not be separated from the role of proapoptotic

proteins and anti-apoptotic proteins in the apoptosis pathway both intrinsically or extrinsically. Indonesia has a diversity of herbs that have the potential to be developed as therapeutic targets in breast cancer stem cells. Aims: To find and analyze hit compound from Indonesian herb as therapeutic targets of human breast cancer stem cells from Indonesia. Study design: The study design used is combination of in silico and in vitro study. Methods: This was a combination studies between in silico and in vitro to determine the lead compound for targeted therapy of breast CSC. Virtual highthroughput screening (molecular docking simulation) was performed to find a hit

compound.

Promising hit compound was used to test the viability of breast CSC in various concentrations, as well as to determine the CC . Study of relationship between CSC viability with an anti-apoptotic protein (survivin) was performed by analyzing mRNA expression using Real Time RT-PCR, total survivin protein levels and phosphorylated survivin levels was analyzed by using ELISA test. Statistical analysis was performed at 95% confidence level. Further in silico analysis was performed to support and provide an explanation of the data generated by in vitro. Results: Andrographolide was generated by molecular docking analysis as promising compound for therapeutic targets of breast CSC. CC 50 of andrographolide against breast CSC can be determined at 125 ppm. In this studies demonstrated apoptosis that occurs in breast CSC through interaction between andrographolide with other binding site of survivin. Further analysis shown the possibility of interaction between andrographolide with caspase-9 protein which resulted in increasing of apoptosis against breast CSC. Conclusions: Andrographolide, is a hit compound for therapeutic target breast cancer stem cell, generated from molecular docking simulation. There are two mechanisms of andrographolide to stimulate the process of apoptosis is through the interaction of the survivin protein or interaction of the caspase-9 protein.
Keywords: Cancer stem cells, andrographolide, survivin, high throughput screening, molecular docking, apoptosis, caspase-9.