6
Risalah ~rtetnllan Ilmiah Penelilian din Pengembangan Tttnologi,lsolOP din RadiaSl; ,,(XX) PENGEMBANGAN TEKNIK 32 P-PO.Y11..ABELLING UNTUK MENDETEKSI DINI RISIKO KANKER Budiawan Jurusan Kimia FMlPA Univ. htdonesia, Depok 16424 ([email protected]) ABSTRAK PENGEMBANGAN TEKNIK J1p-POSTLABELUNG UNTUK MENDETEKSI DINI RISIKO KANKER. Telah diketahui adanya interaksi zat-zatkimia xenobiotik (exogenus) ataupun endogenus (Witz, 1989)di dalam makh\uk hidup pada tingkatan subletal atau letal, dapat menginduksi serangkaian pengaruh biologis yakni interaksi senyawakimia dengan makromolekular biologi (Protein dan DNA) yang dapat menginduksi fisiko K811ker (Auerbach,1946, Phillips, 1981), Cara 81\aIisa prakiraan fisiko dengan met\ggunakan biomarker (petanda biD) telah dipilih clan dikembangkan sebagai indikator adanya paparan endogenus dan exogenus terhadap protein atau DNA, sebagaimana terbentuknya DNA-Adduct (DNA termodifikasi) yang dapat menginduksi kanker. Teknik 31p-Post/abe//ing merupakan suatu metode yang cepat dan sensitif, telah dikembangkanuntuk mendeteksi DNA termodifikasi (Randerath et aII,I993, Reddy, 1986). Melalui teknik penandaanini akan diperoleh informasi lebih lengkap baik secara kualitatif ataupun kuantitatif terhadap pembentukan DNA adduct. Sehingga mekanisme reaksikimia yang teljadi pada organ sasaran dimungkinkan pemah81nan-nya. Adapun prinsip utalna dari teknik 31p-Postlabe//ing adalah berawal dari proses mengisolasi DNA daTi suatu sel organ yang dilanjutkan denganpemutusan secaraenzimatis DNA dan basa-basanya (nukleotida).Nukleotidayang dihasilk81\ dengan ikataI\fosfat pada posisi 3, merupakan prasyarat dimanaproses penal\daan radioaktif 32P-Fosfat (A TP) pada posisi5 dari senyawa gula dapat berlangsung danmeng-hasilk.an 3, 5 bifosfat d81\ diikuti proses pelnisahal1, sertaanalisa adduct dan penentuan tingkat radiasinya, Teknik tersebut telah digw\akan untuk mendeteksi terbentuknya DNA adduct dari berbagai golonganbahan kimia'baik senyawa dari tW1lnan siklik dan poliaromatismaupunsenyawa golonganaldehyd dengan cx.j3 rantai tak. jenuh seperti k.rotonaldehyd yang pada kesempatan ini akandibahas lebih lanjut, Hasil studi yang telah dilakukan baik secara in vitro maupunin vivo pada hewal\mencit (F 344) Yal\g diberi k.rotonaldehyd, diketahuiadanya DNA adduct pada beberapa organyang diteteliti dan bersifat persisten selama waktu tertentu (Eder, E dan Budiawan,1997). Kata kunci: Biomarker,31P-Post/abe//ing teknik., DNA adduct, Krotonaldehyd. ABSTRACT DEVELOPMENT OF A JZp-POSTLABELLINGTECHNICS FOR DETECTION OF mE INITIATION OF CANCER. It is well known that the interactionbetween exogenous and also endogenous subs-tanceswith macromolecular biology (Protein or DNA) in humanwith in sublethal or lethal level can lead to the initiation OfCatlCer (Auerbach, 1946, Phillips, 1981). In the assessment of carcinogen exposure (exogenus or endogenus), biomarkers are chosen basedon a kll0wledge of the internal interactionsof carcinogen mole- cules/metabolites with cellular macromolecules sucsas DNA, i.e. formation DNA adduct.The 32P-postlabelling assay is most sensitive, fast and applicability methodsto structurally diverse classes of chemical. It has beell developedto detect DNA adduct (Randerath et. all, 1993, Reddy, 1986). The 32p-Postlabelling technic has emerged as the method of choice for qulitative detection and quatitationof carcinogen-DNA adductsin human. The result of detec-tionof the Adduct will lead the understand of the mechanism reactionof the substance in humanorgan. The basic assay of the 32P-Postlabelling involves a stepwise sequence of biochemical reaction entailulg: Isolation DNA and following with cleavage by enzimatic hydrolyzedof intac DNA to the Nukleotide with phosphate in 3 position. Attacrunent of a 32p label to the 5'-hydroxyl end of DNA (Nucleotid)creating a 3', 5'-biphosphate; following by separation atld detection of adducts by high-resulation TLC and autoradiography respectively and quantitation of adductsby measurement of radioactivity. The 32p-Postlabelling was used to detection of DNA adduct of Polycyclic aromatic and a,~ unstaturated carbonyl compound such crotonaldehyde, which is in this paper to discussed. We have investigated and developed the 32p-Postlabelling for detectionof modified DNA of crotonaldehyde ;/1v;tro and ;/1v;vo as markersfor initiation of cancer.From the result of suldy were found the adduct in several organsof F-344 rats after gavage and persisted to a certainextent(Eder clan Budiawan, 1997). Key words: Biomarker,32P.Postlabelling, DNA adduct,Crotonadehyde. peranannya. Tentu hill ini menjadikan kita hidup di dalam lingkungan yang tak terlepas dari zat-zat kimia tersebut. Walaupun kebanyakan bahan kimia berguna dan meng-untungkan manusia, tapi perlu dikaji bahwa penggunaan dan pengelolaan bahan kimia secara tidak tepat dan sembarangan dapat menimbulkan dampak negatif (ballaya), bahkan fisiko bagi kesehatan dan lingkungan. PENDAHULUAN Diperkirakan diseluruh dunia telah dihasilkan lebih dari 80 juta ton pertallunnya bahan-bahan baku kimia alaIni dan sintetik, dimana diperkirakan lebih daTi ratusan ribu daTi senyawa-senyawanya mempunyai nilai kom~rsil yang penting. JUmlall ini tentunya akan terns bertambah dengan cepat sesuai tingkat kebutul1an dan 39

Pengembangan teknik ,,32 P- post labelling" untuk mendeteksi dini

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Pengembangan teknik ,,32 P- post labelling" untuk mendeteksi dini

Risalah ~rtetnllan Ilmiah Penelilian din Pengembangan Tttnologi,lsolOP din RadiaSl; ,,(XX)

PENGEMBANGAN TEKNIK 32 P-PO.Y11..ABELLING UNTUK MENDETEKSI

DINI RISIKO KANKER

Budiawan

Jurusan Kimia FMlPA Univ. htdonesia, Depok 16424 ([email protected])

ABSTRAK

PENGEMBANGAN TEKNIK J1p-POSTLABELUNG UNTUK MENDETEKSI DINI RISIKOKANKER. Telah diketahui adanya interaksi zat-zat kimia xenobiotik (exogenus) ataupun endogenus (Witz,1989) di dalam makh\uk hidup pada tingkatan subletal atau letal, dapat menginduksi serangkaian pengaruh

biologis yakni interaksi senyawa kimia dengan makromolekular biologi (Protein dan DNA) yang dapatmenginduksi fisiko K811ker (Auerbach, 1946, Phillips, 1981), Cara 81\aIisa prakiraan fisiko dengan met\ggunakanbiomarker (petanda biD) telah dipilih clan dikembangkan sebagai indikator adanya paparan endogenus danexogenus terhadap protein atau DNA, sebagaimana terbentuknya DNA-Adduct (DNA termodifikasi) yang dapatmenginduksi kanker. Teknik 31p-Post/abe//ing merupakan suatu metode yang cepat dan sensitif, telahdikembangkan untuk mendeteksi DNA termodifikasi (Randerath et aII,I993, Reddy, 1986). Melalui teknikpenandaan ini akan diperoleh informasi lebih lengkap baik secara kualitatif ataupun kuantitatif terhadappembentukan DNA adduct. Sehingga mekanisme reaksi kimia yang teljadi pada organ sasaran dimungkinkanpemah81nan-nya. Adapun prinsip utalna dari teknik 31p-Postlabe//ing adalah berawal dari proses mengisolasiDNA daTi suatu sel organ yang dilanjutkan dengan pemutusan secara enzimatis DNA dan basa-basanya(nukleotida). Nukleotida yang dihasilk81\ dengan ikataI\ fosfat pada posisi 3, merupakan prasyarat dimana prosespenal\daan radioaktif 32P-Fosfat (A TP) pada posisi 5 dari senyawa gula dapat berlangsung dan meng-hasilk.an 3, 5bifosfat d81\ diikuti proses pelnisahal1, serta analisa adduct dan penentuan tingkat radiasinya, Teknik tersebuttelah digw\akan untuk mendeteksi terbentuknya DNA adduct dari berbagai golongan bahan kimia'baik senyawadari tW1lnan siklik dan poliaromatis maupun senyawa golongan aldehyd dengan cx.j3 rantai tak. jenuh sepertik.rotonaldehyd yang pada kesempatan ini akan dibahas lebih lanjut, Hasil studi yang telah dilakukan baik secarain vitro maupun in vivo pada hewal\ mencit (F 344) Yal\g diberi k.rotonaldehyd, diketahui adanya DNA adductpada beberapa organ yang diteteliti dan bersifat persisten selama waktu tertentu (Eder, E dan Budiawan, 1997).

Kata kunci: Biomarker, 31P-Post/abe//ing teknik., DNA adduct, Krotonaldehyd.

ABSTRACT

DEVELOPMENT OF A JZp-POSTLABELLINGTECHNICS FOR DETECTION OF mEINITIATION OF CANCER. It is well known that the interaction between exogenous and also endogenoussubs-tances with macromolecular biology (Protein or DNA) in human with in sublethal or lethal level can leadto the initiation OfCatlCer (Auerbach, 1946, Phillips, 1981). In the assessment of carcinogen exposure (exogenusor endogenus), biomarkers are chosen based on a kll0wledge of the internal interactions of carcinogen mole-cules/metabolites with cellular macromolecules sucs as DNA, i.e. formation DNA adduct. The 32P-postlabellingassay is most sensitive, fast and applicability methods to structurally diverse classes of chemical. It has beelldeveloped to detect DNA adduct (Randerath et. all, 1993, Reddy, 1986). The 32p-Postlabelling technic hasemerged as the method of choice for qulitative detection and quatitation of carcinogen-DNA adducts in human.The result of detec-tion of the Adduct will lead the understand of the mechanism reaction of the substance inhuman organ. The basic assay of the 32P-Postlabelling involves a stepwise sequence of biochemical reactionentailulg: Isolation DNA and following with cleavage by enzimatic hydrolyzed of intac DNA to the Nukleotidewith phosphate in 3 position. Attacrunent of a 32p label to the 5'-hydroxyl end of DNA (Nucleotid) creating a3', 5'-biphosphate; following by separation atld detection of adducts by high-resulation TLC and autoradiographyrespectively and quantitation of adducts by measurement of radioactivity. The 32p-Postlabelling was used todetection of DNA adduct of Polycyclic aromatic and a,~ unstaturated carbonyl compound such crotonaldehyde,which is in this paper to discussed. We have investigated and developed the 32p-Postlabelling for detection ofmodified DNA of crotonaldehyde ;/1 v;tro and ;/1 v;vo as markers for initiation of cancer. From the result ofsuldy were found the adduct in several organs of F-344 rats after gavage and persisted to a certain extent (Ederclan Budiawan, 1997).

Key words: Biomarker, 32P.Postlabelling, DNA adduct, Crotonadehyde.

peranannya. Tentu hill ini menjadikan kita hidup didalam lingkungan yang tak terlepas dari zat-zat kimiatersebut. Walaupun kebanyakan bahan kimia bergunadan meng-untungkan manusia, tapi perlu dikaji bahwapenggunaan dan pengelolaan bahan kimia secara tidaktepat dan sembarangan dapat menimbulkan dampaknegatif (ballaya) , bahkan fisiko bagi kesehatan dan

lingkungan.

PENDAHULUAN

Diperkirakan diseluruh dunia telah dihasilkanlebih dari 80 juta ton pertallunnya bahan-bahan bakukimia alaIni dan sintetik, dimana diperkirakan lebih daTiratusan ribu daTi senyawa-senyawanya mempunyai nilaikom~rsil yang penting. JUmlall ini tentunya akan ternsbertambah dengan cepat sesuai tingkat kebutul1an dan

39

Page 2: Pengembangan teknik ,,32 P- post labelling" untuk mendeteksi dini

Risalah Peltemuan Ilmiah Penelilian dan Pengembangan Teknologi Is%p dan Radia~ 20lXJ

ini, konsisten dengan asumsi bahwa penyebaran senyawaini di lingkuogan akan menyebabkan fisiko yang burukbagi kesehatan manusia.

Somber Krotonaldehyd di lingkungan

Polusi udara, pencemaran air, daD tanall sertaresidu pestisida khususnya pada padi-padian, buah-buahan, sayur-sayuran dan tananlan lain merupakanbeberapa contoh yang merugikatl dari bahan kimiaterhadap kesehatan dan lingkungan.

Karena banyaknya rnanusia yang terpapar bahan-bahan kirnia ini, rnaka diperlukan mencari upayapengendalian yang tepat sebelum teljadi pengaruhbiologis yang akut daD kronis. Adanya interaksi zat-zatkirnia xenobiotik (exogenus) ataupun endogenus (Witz1989) di dalam rnak111uk llidup pada tingkatan subletalatau letal dapat meng-induksi serangkaian pengaruhbiologis (Auerbach 1946, Philips 1981).

Akrolein, Krotonaldehyd, malondialdehyd daDturunan senyawa poliarornatis seperti Benzo (a)pyren,daD Polychlorinate Biphenyl (PCB), serta senyawagolongan organoklor umumnya, merupakan senyawa-senyawa toksik yang berada di lingkungan baik di udara,perairan maupun terdapat pada zat lnakanan yang ditimbulkan melalui pencemaran akibat dari berbagaiaktivitas rnanusia. Untuk itu perlu dilakukan kajian fisikoyang mungkin teljadi akibat adanya interaksi senyawamakromolekular biologi (DNA) dengan senyawa-senyawa toksik tersebut.

Sebagaimana tujuan ~nyajian makalall ini, telal.dikembangkan teknik 3 P-Post/abe//ing untuk

mendeteksi dilU adanya DNA yang tennodifikasi olehsenyawa senyawa toksik seperti krotonaldehyd darigolongan senyawa a.,f:3-Aldehyd tak jenul1, sehinggakemungkulan fisiko kanker dapat diketallui daDdihindari.

Krotonaldehyd (2-butenal) merupakan basil daTiproduk samping pada pembuatan acetaldehyd, acetaldoldan vinyl asetat. Produk yang dibasilkan sekitar 1000 ton(1989) dan tahun kedua 100 ton (1990). Saat inikrotonaldehyd merupakan produk antara pada indutriasam sorbat (bahan pengawet makanan), 3-metoksi-butanol (bahan pelarut) dan trimetilhidrokinon yangmerupakan bahan antara pada produksi vitamin E(Budiawan, thesis 1997).

Krotonaldehyd dibasilkan secara alami pada buah-bualtan (seperti appel,jambu biji, anggur, strobery, tornatsekitar 0,01 ppln, sayuran (seperti kol, wortel, daunseledri bervariasi antara 0,02 -0,1 ppm), susu, daging,dan ikan (0 -0,04ppm) dan minwnan anggur sekitar 0,7 -1,42 ppm). Krotonaldehyd terdeteksi pada asapkendaraan bermotor (15 mg/m3), asap rokok (tembakau77 ~g/g), dan basil dari proses degradasi alami terbadapsenyawa lignin (proses pembusukan kayu), serta gasbuangan pada pembakaran sampah (3 mg/m3) (Eder etall., 1991).

Krotonaldehyd digunakan pada industri kimia n-butanol daD asam asam sorbat (bahan pengawetmakanan), serta sebagai ballaD campuran pada industriparfum.

Digunakan pula sebagai bahan antara dalamsintesa trimetilhidrokinon pada pembuatan vitamin E.

KrotonaldehydEfek toksikologi

Mutagenik dan karsinogenikKrotonaldehyd bersifat mutagenik tanpa melalui

aktif metabolit (Marnett et al,. 1985).Pemberian krotonaldehyd secara oral pacta mencit

F344 dan tikus B6C3F dengan dosis 40 mg/kg beratbadan selama 13 minggu menyebabkan hepatotoksik dankarsinogenik. Pembentukan Tumor terjadi setelah mencitF344 diberikan krotonaldehyd dengan dosis 420 mg/kgberat badan selalna 113 minggu (Chung et aI., 1984).

Sifat-sifat toksis dati senyawa a,l3, karboniltakjenuh (Aldehyd) (Schauenstein, 1977).

Tabel

Senyawa a.,f3-Aldehyd tak jenull merupakanballaD industri kimia penting yang juga memberikan efekpolutan pada lingkungan (Eder et al., 1991). Sebagaicontoh senyawa dari golongan ini adalall Akrolein daDKrotonaldehyd. Produksi Akrolein didunia diperkirakanlebih dari 500.000 ton setiap tahunnya (IARCMonograph, 1979), sedangkan Krotonaldehydmerupakan basil samping dari produksi Acetaldehyd daDasam sorbat (ballan pengawet makanan),methoksibutanol (pelarut organik) datlTrimetilludrokinon produk atltara dari Vitamin E)(Budiawan, tIlesis 1997).

Lebih lanjut, senyawa-senyawa tersebut terbentukdi alam akibat proses degradasi biologis daripembentukan asatn humat atau degradasi dari lignin padaproses pembusukan kayu, disamping merupakan produkpembakaran yang ditemukan dalam jumlah yang cukupbesar pada asap kendaraan bennotor, asap rokok, dan gashuang (Dratninski et all. 1983). Beberapa diantaranyadigtlnakan juga sebagai pestisida atau terbentuk dari basildegradasi pestisida (Eder et all. 1991). Senyawa ini telalllama dilaporkan bersifat mutagenik daD kanserogenikbaik secara in Vitro don in VJ\JO ( Eder et all 1997,Marnett et all. 1985, daD Chung et all. 1984). Studipembentukan senyawa siklik I, N2-deoxyguanosine (basaDNA) telall dilaporkan dan dapat menyebabkan aktifitasmutagenik dan efek genotoksik (Chung et all. 1984, Ederet all. 1993). Semua data yang dipublikasikan akhir-aklur

Toksisitas HambatandalamSintesaDNAc

SenyawaLDSO Tikus' Mikroorga

nismeb0,250,26

17,58,75

~feln

KrotonaldehydPentenalHexenalSitral

0,10 0,032,3

2,93,02,9

(a) Dalam mmol/kg berat badan, secara intraperitoneal (i.p)(b) Dosis yang menghambat bakteri/mikroorganisme.(c) 10-8 dalam 106 EATC

EA TC: Ehrlich-Ascites- sel Tumor

40

Page 3: Pengembangan teknik ,,32 P- post labelling" untuk mendeteksi dini

Risalah Peltemuan Ilmiah Penelitian dan Pengembangan r eknologi Isotop dan Radiasi, 2(xx)

TEKNIK 32 P-POSTLABELLINGRontgen pada Film) dan terakhir dihitung tingkatradiasinya terhadap potongan kromatogram alau spot(noda) yang diperoleh berdasarkan "Scintilationcounter/Cerekov Counting".

Untuk mengkaji lebih lanjut efek biologistkesehatan daTi basil monitoring klasik ter-hadap zat-zatberbahaya yang hanya didasarkan pada parnmeterpengukuran kadar (dosis) senyawa-senyawa toksikanyang ada di dalam lingkungan digunakan teknik "32p-Post/abe//ing". Telah dilakukan secara sistematik kajianrisiko terhadap bahan-bahan kimia berbahaya tersebutmelalui sistem pengujian dengan penggunaan "petandabio" (biomarker) yang telah dipilih daD di kembangkansebagai indikator adanya paparan endogenus danexogenus terhadap makromolekular biologis sepertiprotein daD DNA, yakni seperti terbentuknyaDNA/Protein termodifikasi. Dilaporkan oleh Auerbach1946, Philips 1981 bahwa adanya interaksi zat-zat kimiaxenobiotik (exogenus) ataupun endogenus (Witz 1989) didalam makhluk hidup pada tingkatan subletal atau letaldapat. menginduksi serangkaian pengaruh biologis yaknirisiko kanker melalui adanya ikatan kovalen antarsenyawa toksik dengan makromolekular biologi.

BASIL DAN PEMBAHASAN

Study analisa Krotonaldebyd-DNA adduct dengan32 P-Postlabeling

Krotonaldehyd daD Akrolein merupakan contohsenyawa mutagen dan karsinogen (Chung 1984, Ederdkk. 1991) yang terdapat dilingkungan.

Studi telah dilakukan terhadap pengembanganteknik 32P-post/abe/ing guna menganalisa DNA yangtermodifikasi (DNA adduct) oleh senyawa toksik (kro-tonaldehyd) secara in vitro dan in vivo (Budiawan, thesis1997).

Dilaporkan terbentuknya DNA adduct baik secarain vitro dengan Deoxyguanosin maupun in vivo padamencit (Fisher F334) yang diberi masing-masing zattersebut secara oral (Eder et aI, 1997). Hasil analisa darijumlah total Adduct di dapat 3 adduct per 108 normalbasa-basa DNA dari 10 ~g DNA di dalam organ hati,paru-paru tigakali lebih rendah, ginjaI serta usus besardaTi hewan percobaan (tikus F-344) setelah diberikansecara per oral 300 mgikg berat badan krotonaIdehyd(Gambar I). DNA adduct tersebut di dalam organ hatistabil dalaln waktu tertentu, setelah pemberian dosisberulang 5 hari per minggu (10 mgikg berat badan)selama 1 bulan,

BAHAN DAN METODE

4

~L-Q)a.-.-(.)~:gco-~ro""Q)L-

.croE::1-,

3

2

1

Teknik 32p-Postlabelling mempakan metodeyang sensitif dan sesuai untuk analisa berbagai biomarker(DNA adduct) dari bennacmn-macmn jenis senyawamutagenik dan karsinogenik (RanderatJI dkk.. 1993,Reddy 1986). Sejak penemuannya, teknik ini telahdikembangkan dan dimodifikasi dengan berbagai metodeanalisa seperti ELISA (Enzym Linked immunosystemassay) dan Kromatografi cair kinereja tinggi (KCKT)-kombinasi dengan 32P-detektor.

Untuk menentukan kepastian dalam mendeteksiadduct yang terbentuk secara teknik 32p-Postlabelling,analisa dapat dilakukan baik secara internal standarataupun external standard dari senyawa adduct tertentuyakni dengan cara mensintesa, mengisolasi danmengkarakterisasi adduct standar.

Bahan dan metoda untuk mensintesa standardkrotonaldehyd adduct adalah krotonaldehyddiinkubasikan pada SuIIU (37 -70 DC) dan waktu tertentudengan 2-deoxyguanosin-3-monofosfat dalam buferfosfat pada pH tertentu (pH 7 -9) dan analisa adductdilakuka1I secara KCKT, spektro Infra merall dan NMR(Nuclear magnetic resonance). Adduct yang diperolehkemudian dapat digunakan sebagai standar dalam teknik32 P-Postlabelling.

Prinsip ummn dari teknik 32p-Postlabellingadalall: Prosedur awal adaiall mengisolasi DNA secaraekstraksi fenol (Budiawan. thesis 1997) dari suatu organyang dilanjutkan dengan pemutusan DNA secaraenzimatis (campuran micrococal nuclease dan spleenphosphodiesterase) dari basa-basmIya (nukleotida) yangmengllasilkan nukleotida dengan ikatan fosfat padasenyawa gula yang terikat basa DNA terletak pada posisi3 yang menjadi prasyarat dimana proses labelling dapatberlangsung, kemudian diberikan label radioaktif 32p-Fosfat (A TP) pada posisi 5, dan diikuti proses pemisahansecara kromatografi lapis tipis "Poly Ethylen lInin" PEl(secara pertukaran ion) lalu penampakan noda (spot)dilakukan melalui negatif Film (penmnpakan Sifu'lr radiasi

0A B c D E

Jenis OrganGambar 1. Pembentukan Crotonaldehyd adduct di

berbagai organ Mencit jantan F-344 setelah20 jam diberikan dosis 300 mgikg beratbadan secara p.o. (oral). DNA di isolasisecara ekstraksi fenol (Budiawan, thesis,1997) dan kemudian dilakukan analisa. A.Organ hati, B. ginjal; C.Paru-paru; D Ususbesar dan E. Batas deteksi Analisa (setiaporgan di ambillO ~g DNA).

4\

ro"C".t::i0Q)~:3C

Page 4: Pengembangan teknik ,,32 P- post labelling" untuk mendeteksi dini

Risalah Pertemuan Ilmiah Pene/ilian dan Pei1gembangan Teknologi lsalop dan Radias~ 2fXXJ

1 minggu setelah akhir pemberian masih ada 65% DNAadduct stabil (Gambar 2). Dari contoh basil tersebut(Gambar 3) dimungkinkan seberapa besar konsentrasiminimal paparan yang memberikan efek langsung padaorgan sasaran secara kuantitatif sebagai indikasi awalkemungkinan ditim-bulkannya efek toksik yang kronis(kanker).

000..-~Q)Co

KESIMPULAN-:0::;ro"'Q5'-.croE::3~

Pencampuran (asimilasi) zat kimia xenobiotik didalam makhluk hidup pada tingkatan subletal dan letaldapat menginduksi serangkaian pengaruh biologis. lnidiakibatkan dari gangguan molekular dengan mekanismebiokimia daD interaksi dengan organel (seperti DNA danprotein), pada tingkatan selular, jaringan, daD organ.Akhirnya, basil ini memberikan suatu fungsi terpadu atautanggapan perilaku, yang dialami seluruh tingkatanmakhluk hidup yang dapat berlangsung bolak-balik atautidak.

Teknik 32p-Postlabelling merupakan satu diantarametode yang sensitif, cepat dan sesuai untuk anaiisaberbagai biomarker (DNA adduct) dari bermacam-macam jells senyawa mutagenik dan karsinogenik.Tulisan diatas merupakan suatu contoh bagaimanapemahaman kajian fisiko suatu zat kimia, yang telahdiperluas secara sistematik melaiui tahapan sturn in vitromaupun in vivo yang dilengkapi dengan teknik analisabiomarker dengan 32p-Postlabelling, sehinggamemungkinkan kita mengevaluasi secarn dini bahayaataupun fisiko kanker yang mungkin akan terjadi.

Waktu (Minggu)

Gambar 2. Persistensi Krotonaldehyd adduct di organhati daTi Mencit F-344 setelah diberikandosis 10 mg/kg berat badan. (O):Satu harisetelah pem-berian selmna 4 minggu; 1Minggu setelah akhir pem-berian dosis(Minggu ke 5), daD 2 minggu setelah akhirpemberian dosis (Minggu ke 6).

Gambar 3. Diagram kromatografi lapis tipis dati DNA adduct I,N2-cyclic propanodeoxyguanosin -3'-monophostat(Nukleotid termo-difikasi) secara prosedur pengkayaan adduk (Nulease PI) dati organ mencit F-344. (A)Kontrol (tanpa perlakuan); (B) DNA termodifikasi oleh krotonaldehyd daD (C) DNA termodifikasi +femtomol Adduct standar. "Labelling" dengan 60~Ci(y_32p) ATP. "Autoradiographie" pada "Rontgenfilm" setelall exposisi selmna 6 jam. Arall Dl: pengelusi 0,7 Ammoniumformat pH 3,5. Arab D2: 0,3 MAmmoniumsulfat dalam 10 InM buferfosfat pH 7,5.

42

ro"'0~0

..92~~c

Page 5: Pengembangan teknik ,,32 P- post labelling" untuk mendeteksi dini

Risalah Peltemuan Ilmiah Penelilian dan Pengembangan Teknologi lsalop dan Radiasi. 2()()o

DAFTARPUSTAKA Feron, V. J., Til-HP, D. E., Vrijer, F., Woutersen. R. A.,Cassee, F. R., and van-Bladeren. P. J. (1991).Aldehydes: occurrence, carcinogenic potential,mechanism of action and risk assessment. Mutat-Res. 259 (3-4):, 363-85.

Auerbach, C., and Robson, J. M. (1946). ChetnicalProduction of Mutation. Nature 157,302.

Bauer, K.H.: Das Krebsproblem. Springer Verlag, Berlin,1986. Hemminkj, K., Forsti, A., Lofgren, M., Segerback, D.,

Vaca, C., and Vodicka, P. (1993). Testing of

Quantitative Parameters in the 32p-Postlabellingmethod. IARC Scientific Publications (Lyon,International Agency for Research on Cancer),52-62.

Budiawan, (1997) Entwicklung Hochsensitiver 32p-Postlabelling- Techniken fur die analyse vonDNA-Addukten des Crotonaldehyds und des 3-CWor-crotonaldehyds, Disertation.

Chung, F. L., Young, R., and Hecht, S. S. (1984).Fonnation of cyclic I,N2-pro-panodeoxyguanosine adducts in DNA uponreaction with acrolein or croton-aldehyde. CancerRes. 44, 990-995.

IARC Monograph ScientificInternational Agency forvol. 63 (1979).

Publications (Lyon,Research on Cancer),

Marnett, L. J., Hurd, H. K., Hollstein, M., Levin, D. E.,Esterbauer, H., and Ames, B. N. (1985). NaturallyOcuring Carbonyl Compounds are Mutagens inSalmonella Tester strain TAIO4,. Mutation Res.148,25-34.

Chung, F. L., Tanaka, T., and Hecht, S. S. (1986).Induction of liver tumors in F 344 rats bycrotonaldehyde. Cancer Res. 46, 1285-1289.

Dralninski, W., E. Eder, E., and Henschler, D. (1983). Anew patllway of acrolein metabolism inrats. Archives of Toxicology 52,243-247.

Eder, E., Hoffman, C., and Deininger, C. (1991).Identification and Charnterization ofDeoxyguanosine Adducts of Methyl Vinyl Ketoneand Ethyl Vinyl Ketone Genotoxicity of theKetones in the SOS Chromotest. Chern. Res.Toxicology 4, 50-57.

Phillips, D. H., Miller, J. A., Miller, E. C., and Adams, B.(1981). Stroctur of the DNA Adducts Fonned inMouse Liver after Administration of theProximate Hepatocarcinogen 1'-Hydroxyestragole. Cancer Research 41, 176-186.

Randeratll, K., and Randerath, E. (1993). Postlabellingmethods on llistorical review. IARC Sci Publ.124,3-9.

Reddy, Y., and Randernth, K. (1986). Nuclease Pl-mediated enrichment of sensitivity of 32p-postlabelling test for structurally diverse DNAadducts. Carcino-genesis 9,1543-1551.

Eder, E., alld Hoffman, C. (1993). Identification andcharacterization of deoxy-guanosine adducts ofmutagenic beta-alkyl-substituted acroleincongeners. Chern. Res. Toxicology 6 (4), 486-94Issn: 0893-228x.

Schauenstein, E. (1977). Aldehydes with specificbiological functions. In: Aldehydes in biologicalsystems. Their natural occurrence and biologicalactivities. Methuen Inc. New York, 172-200.

Eder, E., Budiawan, Schuler, D. and Otteneder, M.(1997) Assessment of the Tumor-InitiatingPotential of a.,~-wlsaturated CarbonylCompounds by 32p-Postlabelling Quantification ofDNA Adducts In Vivo, Recent Results in Cancer,vol.143.

Witz, G. C. (1989). Biological interactions ofa.,j3-unsaturated aldehydes. Free Radical Bioi.Med. 7, 333-349.

Esterbauer, H., Scltaur, R. J., and Zollner, H. (1992).Chelnistry and biochemistry of 4-hydroxynonenal,

" malonaldehyde and related aldehydes. Free

Radical Biololgy & Medicine. 11(1),81-128.

43

Page 6: Pengembangan teknik ,,32 P- post labelling" untuk mendeteksi dini

Risalah Peltemuan Ilmiah Penelilian dan Pengembangan r eknologi !SOIOp dan Radias~ 2tXXJ

DISKUSI

ROSALINAWIWIK SOFIARTI

Bila dalam penelitian pengembangan terbaiklabeling telall diadakan pengujian secara in vitro maupWlin vitro pada hewan mencit. Tallap penelitian bagaimanaWltuk mencapai agar teknik 32p-post labelling dapatmenjadi sarana radio fannaka ?

Apakah Anda dapat memberikan alasan kenapakonsentrasi senyawa-senyawa toksik tersebut berbeda-beda pada organ tubuh ? Apakah hubungannya denganfungsi organ atau pengaruh jenis protein?

BUDIAWANBUDIAWAN

Dosis yang berbeda dalam tubuh/organ initergantung sifat akumulasi zat toksik dan kemampuaninteraksi zat toksik dan kemampuan interaksi zat tersebutterhadap organ tubuh. Tentu reaksi tersebut acta pengaruhjuga terhadap fungsi organ tersebut disamping jenisproteinnya.

Teknik labeling ini sebagai sarana rndiofarmaka,jika dirnaksud untuk mengkaji resiko bahan-bahanbersifat toksik jangka panjang dapat dimungkinkan.

SUDRADJAT ISKANDAR

WIWIK SOFIARTI

Saran: Teknik post-labeliling juga sangat cocokuntuk mendeteksi kanker hati, karena hati adalah salahsatu organ manusia yang dapat beregenerasi.

1. Apakah teknik 32p-postlauntuk mendeteksi fungsi

protein?2. Bagailnana perbedaannya

BUDIAWANBUDIAWAN

Benar teknik ill dapat digunakan semua organ,prinsip pertama isolasi DNAnya. Terima kasih sarannya.

I. Sejaull yang sara ketahui metoda/teknik labelingyang sara maksud, hanya dipakai untuk analisaprotein daD khusunya DNA.

2. Biomarker merupakan istilah yang digunakan sebagaiadanya senyawa-senyawa makro molekular biologi(yakni protein atau DNA) yang berinteraksi denganzat-zat toksik, singkat kata : petanda bio.

MADE SUMATRA

RAHAYUCH

1. Untuk mendeteksi dini kanker dengan tekniklabelling diperlukan organ tertentu yang akan disilasiDNAnya ?

2. Dalam pratek deteksi dini pakah bagian organ tubuhseseorang perlu diambil ?

3. Apakah hal tersebut dapat dilakukan mengingat orangyang bersangkutan belumltidak menderita kanker ?

1. Mengapa Guanidine pada DNA paling mudahterserang oleh zat kimia sehingga menyebabkankanker ?

2. Pemah sara membaca artikel, kalau kitamengkonsumsi Guanidine dari susu kedele misalnya,maka Guanidine dari susu kedele ini dapatmemproteksi Guanidine dari DNA kita dari seranganbahan kimia, sehingga kita kemungkinan besar dapatterllindar dari kanker. Bagailnana menltrut pendapatSaudara ?

BUDIAWAN

1. Secara prinsip teknik labelling ini memerlukan DNA,namun pada manusia sehat umumnya diambil.

2. DNA dalam darah, dan biopsi tertentu.3. Dapat dilakukan pada darnh alau biopsi tertentu yang

dimaksud seperti usus buntu.

BUDIAWAN

1. Sebab Guanin melnliki struktur NH2 sebagainukleofil yang lebih bebas uotuk berioteraksi denganzat-zat kimia tetentu.

2. Senyawa guanin dengan Guanidine berbeda apa yangsaya maksudan sebagai basa-basa DNA.

44

belling

dapat pula dipakailainnya selain DNA daD

dengaIl biomarker '7