Bab XIV. Metastasis

BAB XIV METASTASISPENDAHULUANJ) ila sel kanker primer menembus dinding pembuluh darah atau pembuluh-Ei U-f\" dun -.ndupatkan akses ke aliran darah atau limfe, sel-sel kankertersebut dapat menyebar ke tempat lain. Bergantung pada interaksi sel-seltersebut dengan sel stroma, sel endotel dan sel-sel imun dalam lingkungan-mikro-nya yang baru, sel-sel itu dapat tumbuh dan membentuk ekspansiklonal menjadi pertumbuhan metastasis, atau hidup dalam keadaan dormantatau mati. Observasi klinik menunjukkan bahwa metastasis jenis kankertertentu cenderung terjadi di organ spesifik sehingga muncul hipotesisyang dikenal sebagai \"soil and seed hypothesis\". Hipotesis ini menyatakanbahwa dalam organ teftentu terjadi interaksi diferensial sel-tumor/organ-pejamu yang mengakibatkan tempat bersangkutan lebih menguntungkanuntuk metastasis. Alternatif lain yang dapat menjelaskan adanya preferensioqgan untuk metastasis adalah perlimbangan hemodinamik, yaitu jumlahmetastasis yang berkembang dalam organ berkaitan dengan jumlahsel tumor yang dilepaskan oleh darah dan jumlah sel yang berhenti dipembuluh darah kapiler. Agaknya hipotesis di atas kedua-duanya benarkarena sel dalam sirkulasi harus berhenti dulu di pembuluh kapiler organtertentu tetapi hanya dapat tumbuh kalau organ bersangkutan memberikanlingkungan fertumbuhan yang cocok untuk sel tersebut.l'2 Sel dengan fenotip sel punca yang menyebar dini dalam perjalanankanker primer, seringkali berada dalam keadaan dormant dalam lingkunganbarunya dalam waktu lama dan baru menjadi aktif bila lingkungan mikro-nyayangbaru memberikan kondisi yang menguntungkan pertumbuhan selmetastatik. Bila kanker primer itu besar, ia bukan saja menjadi sumber selyang metastasis, tetapi jtga menjadi sumber mediator biologis aktif yangmempromosikan pembentukan relung metastasis yang kondusif, yangdapat menunjang pertumbuhan kolonisasi sel yang semula dormantmaupun sel-sel kanker yang baru tiba. Profil gen yang menunjukkanpotensi metastasis dapat diekspresikan dalam sel-sel kanker primersejak karsinogenesis dini atau mungkin juga diperoleh kemudian dalam 367

perjalanan karsinogenesis sebagai hasil evolusi subklon sel kanker yangmengalami beberapa episode perubahan sitogenetik dan epigenetik.3 Seperti disebut di atas, baik sifat genetik sel kanker primer maupunlingkungan mikro dimana sel kanker yang menyebar itu terdampar, turutmenentukan apakah sel tersebut akan mati, hidup dormant atau berkembang.Sesuai dengan hipotesis \"soil and seeds\" maka metastasis ke tulang darijenis kanker terlentu berbeda dengan kanker yang lain.3'a Metastasis kankerke otakjuga tidak sama dengan metastasis ke organ lain karena interaksi otakdengan sel kanker metastatik menunjukkan sifat unik yang mencakup adanya\"blood-brain barriers\", suplai nutrisi dan konsumsi yang sangat besar seftalokasi (situs) otak yang terlindung dari sistem imun.5,6 Pemahaman tentangsifat metastasis sel kanker dan perangai lingkungan mikro serla interaksikeduanya dianggap penting untuk menentukan pasien mana yang berisikomengalami metastasis dan merencanakan metode pengobatan.3,aMETASTASIS TUMOR Sudah diterima secara luas bahwa ancaman utama dan penyebabkematian penderita kanker adalah bukan tumor primer melainkan metastasisMetastasis biasanya merupakan manifestasi akhir dari perkembangantumor, dan prosesnya terdiri atas beberapa tahap, dimulai dari invasi kedalam jaringan sekitamya, sel-sel melepaskan diri dari induknya danmenginvasi pembuluh darah atat pembuluh limfe terdekat (intravasasi).Pembuluh darah atalu limfe membawa sel tumor ke tempat yang jauh dariasalnya, kemudian sel-sel tumor keluar dari pembuluh (ekstravasasi) danmembentuk koloni untuk kemudian membentuk tumor sekunder. Padasetiap proses, terjadi interaksi biokimiawi yang sangat kompleks antara seltumor dengan lingkungannya. Berbagai onkogen berperan dalam prosesini, demikian pula berbagai proses biologik yang terkait, misalnya sekresienzim protease yang merusak matriks molekul protein pengikat disekitarsel tumor dan kolagenase yang melarutkan kolagen pada membran basaldi sekitar sel sehingga dapat ditembus oleh sel tumor. Banyak faktor yangberperan dalam proses biokimiawi di atas, di antaranya berbagai reseptoryang membentuk jembatan antara satu sel dengan yang lain, misalnyacadherin, integrin dan lain-lain.',2 Berbagai molekul adhesi juga memegangperanan penting pada kaskade metastasis. Salah satu tahap agar sel tumordapat bermetastasis adalah setiap sel tumor melepaskan diri dari masatumor primer, dan untuk hal itu perlu dihilangkan pengaruh molekul-molekul adhesi tertentu, tetapi begitu ia tiba di organ sasaran metastasis,368 :

sel tumor harus mengalami interaksi adhesi dengan dinding pembuluhdarah maupun membran basal agar bisa menetap di tempat baru. Polaekspresi bertragai molekul adhesi ternyata juga mengalami perubahan padakanker, dan studi mengenai molekul-molekul adhesi juga diperlukan untukmemahami proses metastasis.T Metastasis adalah kemampuan sel untuk meninggalkan tumor primer,masuk dalam sirkulasi menuju jaringan di tempat jauh dan membentuktumor sekunder. Untuk dapat membentuk tumor sekunder sel harus mampuberadaptasi dengan lingkungan mikro jaringan dalam organ sasaran.Untuk dapat melakukan hal itu sel kanker yang bermetastasis memerlukansifalsifat yang sesuai untuk adaptasi terhadap lingkungan mikro yangasing baginya, dan ada kondisi yang kondusif untuk pertumbuhan dankehidupan sel kanker selanjutnya. Dalam hal ini, selain sifat sel kankersendiri yang menunjukkan kemampuan metastasis yang kuat, stromajaringan pejamu (dalam organ baru) merupakan hal penting untukmempromosikan pertumbuhan sel kanker.l'2 Hal serupa dikemukakan olehpeneliti lain yang menyatakan bahwa metastasis terjadi bila sel kankerdengan instabilitas genetik beradaptasi terhadap jaringan lingkunganmikro'yang berada jauh dari tumor primer. Proses ini melibatkan seleksi\"traits\" yang cenderung metastasis dan rekrutmen sel-sel tersebut kedalam stroma yang mengakomodasi invasi oleh sel-sel metastatik. Penelitiyang sama mengemukakan beberapa persyaratan (pre-requisife) untukterjadi metastasis, yaitu adanya perubahan genetik yang niengaktivasi\"self-renewal\", di antaranya ekspresi berlebihan faktor transkripsi padajalur Hedgehog, jalur Akt dan lain-lain, penurunan kemampuan adhesi,peningkatan motilitas, disrupsi membran basal dan matriks ekstraseluler.Selain itu harus tersedia \"niche\" dalam organ sasaran dan kemampuan selyang menginvasinya untuk membentuk koloni. Perlu diingat juga bahwapola kolonisasi tidak random tetapi mengikuti hipotesis \"soil and seeds\"seperti diuraikan di atas. Untuk memenuhi persyaratan ini ada mobilisasiprogenitor hemopoetik dari sumsum tulang ke lokasi sasaran sebagairespons terhadap faktor hotmonal yang dilepaskan oleh tumor primer,yaitu sel-sel yang mengekspresikan VEGFR-I, CD133, CD34 dan c-kit.Sel-sel ini memberikan prekondisi untuk lokasi metastasis. Bahwa adapengaruh selektif dari lingkungan mikro untuk berhasilnya metastasisjuga dikemukakan oleh peneliti lain. Setiap jaringan mempunyai strukturfisik dan anatomik fungsional yang tetap, lengkap dengan kompartemen-kompaftemen, suplai vaskular dan lingkungan ekstraseluler dengan nutrisidan stroma. Sel kanker yang yang masuk dalam lingkungan itu terpapar 369

pada stress lingkungan termasuk pH rendah, ROS dan mediator inflamasi.Pressure tersebut dapat menyebabkan terjadinya seleksi sel-sel kanker yangmemiliki kemampuan tetap tumbuh menghadapi tantangan tersebut danmengalami proses perubahan menjadi fenotip agresif. Misalnya hipoksiamenstabilkan HIF yang memprogramkan ekspresi gen-gen yang berakibatperubahan metabolisme anerobik, angiogenesis, invasi dan survival.T's Sel-sel tumor dalam perkembangannya terus menerus mengakumulasikelainan genetik, beberapa di anlaranya tetap \"silent\", tetapi beberapa yanglain dapatmengakibatkanperubahan fenotip menjadi lebih ganas danmemilikipotensi untuk bermetastasis atas pengaruh elemen-elemen yang dikenalsebagai enhancer element. Mutasi gen yang mengendalikan metastasis danmenyebabkan sel tumor dapat bermigrasi ke tempat jauh dari induknya,terjadi bersamaan dengan mutasi gen yang menyebabkan proliferasi takterkendali,e,lo tetapi di lain fihak keberadaan sel tumor dalam sirkulasi jugadapat disebabkan tindakan medis, misalnya pembedahan. I r'12 Tumor yang belum memiliki sifat fenotip invasif sering disebutsebagai \"carcinoma in situ\". Sifat invasif tidak hanya berarti kemampuanuntuk mendesak jaringan sekitarnya tetapi kemampuan untuk secara aktifmenembus dan dengan demikian merusak jaringan sekitarnya. Dalamhal ini, lingkungan mikro tumor primer memegang peran penting. Padabanyak tumor primer dengan sifat invasif adhesi interseluler berkurang,seringkali disebabkan kehilangan E-cadherin yang merupakan mediatorinteraksi adhesif antar-sel. Banyak mekanisme yang menyebabkanhilangnya E-cadherin, misalnya mutasi yang berakibat protein inaktif,gene-silencing akibat metilasi promoter (peristiwa epigenetik). Hilangnyafungsi E-cadherin diperlukan untuk transisi epitel-ke-mesenkim (epithelialmesenchymal transition,EMT), yaitu suatuproses dimana sel epitel berubahmenjadi fenotip progenitor mesenkim yang memungkinkan penglepasandan reorganisasi lapisan sel epitel selama invasi dan metastasis tumor.3aSifat khas dari sel epitel adalah perlekatannya (tight junction) yangerat dengan jaringan, jadi tidak dapat bergerak (tidak ada motilitas). Disamping itu dalam konteks ini adanya adherens junction juga merupakanhal penting untuk mencegah motilitas sel epitel. Adherens junction adalahadhesi homotipik antar-sel yang difasilitasi oleh glikoprotein transmembranyang bergantung pada kalsium, misalnya cadherin. Gen E-cadherin. jugadisebut gen supresor metastasis, karena tidak adanya gen ini berakibatinduksi fenotip invasif pada sel-sel yang imortal. Tidak adanya E-cadherinberakibat struktur jaringan menjadi longgar dan terjadi perubahan biologisyang lain antara lain dalam sitoskeleton yang memungkinkan sel epitel370 i\"

mengadopsi sifat sel mesenkim yang memiliki sifat motilitas. Pada prosesEM! bukan saja E-cadherin tetapi ekspresi sitokeratin juga berkurangdemikian pula polaritas. Ini merupakan langkah penting dalam transisiepitel-mesenkim dan perubahan menjadi fenptip invasif. 2TAHAPAN METASTASISMetastasis berlangsung melalui 5 tahap berurutan sebagai berikut;2:1) Invasi dan migrasi: sel-sel kanker masing-masing melepaskan diri dari tumor primer dan menginvasi jaringan sehat yang ada disekitarnya. Selamaproses ini terjadi sekresi berbagai enzim litikyang menghancurkan matriks ekstraseluler, dengan demikian menfasilitasi migrasi;2) Intravasasi: masuknya sel-sel kanker ke dalam sirkulasi darah dan limfe. Setelah melekat pada sel endotel melalui molekul adhesi, sel kanker mensekresikan emzim proteolitik yang menyebabkan sel-sel dapat menginfi ltrasi pembuluh darah;3) Sirkulasi: sel kanker beredar dalam sirkulasi dan harus menghadapi berbagai kondisi yang ada dalam darah. Kondisi itu antara lain adalah konsentrasi oksigen yang tinggi dan limfosit sitotoksik (immune- suweillance). Pada kondisi ini terjadi seleksi sel-sel turnor yang resisten dan agresif.4) Ekstravasasi: sel-sel kanker terperangkap di kapiler organ tertentu, ' endotel setelah meninggalkan pembuluh darah dengan cara penetrasi mengeluark an enzim prote ol itik;5) Kolonisasi, proliferasi dan angiogenesis: sel-sel kanker membentuk tumor sekunder di tempat baru dengan berproliferasi dan menginduksi neoangiogenesis untuk memastikan vaskularisasi yang cukup. Perlu ditekankan bahwa untuk mengembangkan anak sebar di berbagaiorgan, sel-sel tumor harus memiliki atau mampu mengembangkan sifat/fenotip metastasis. Tumor ganas diketahui menunjukkan tingkat mutasidan instabilitas genetik yang tinggi, sehingga rneningkatkan kemungkinanuntuk membentuk sel-sel dengan fenotip metastasis.l Tetapi sebagianbesar tumor yang mengalami ekstravasasi tetap tidak dapat membentukkolonisasi secara efektif sehingga tetap dormant. Salah satu sebabnyaadalah ketidak mampuan untuk menginduksi angiogenesis di tempat baru.Sel-sel ituviable tetapi tidak mampu memasuki kembali siklus se1.7 311

METASTASIS SPESIFIK ORGAN Seperti disebut di atas, beberapa jenis kanker menunjukkankarakteristik untuk bermetastasis ke organ tertentu dan tidak ke organ yanglain. Misalnya kanker payudara cenderung menyebar ke tulang, paru, otakdan hepar; kanker prostat sebagian besar bermetastasis ke tulang. Kankerpayrdara dan prostat keduanya dapat menyebar dan membentuk kolonisasidi tulang tetapi kalau kanker paludara membentuk metastasis osteolitik,kanker prostat membentuk metastasis osteoblastik.T'8 Homeostasis tulangdipelihara dengan keseimbangan osteoblast-osteoklast dan adanya anaksebar menyebabkan keseimbangan itu terganggu karena sel kanker yangbermetastasis ke tulang \"membajak\" keseimbangan itu. Sel kanker prostatsering mensekresikan osteoblast promoting factor, antara lain BMPs,ligand Wnt, endotelin-I, PDGF, sedangkan sel kanker payudara yangosteolitik justru menghambat jalur ini dengan mensekresikan inhibitorterlarut seperti PTHrP (parathyroid hormone related peptide), TNF-c,IL-6, IL-8, IL11.. Sel kanker prostat mensekresikan RANKL , inhibitorosteoprotegerin (menekan reaksi osteoklastik), sedangkan sel kankerpa1'udara mensekresikan protease yang menghancurkan RANKL danmengaktilkan osteoklast. Jadi faktor-faktor yang disekresikan oleh selkanker -dalam hal ini merupakan \"seeds\"- dapat mempengaruhi jenismetastasis yang terjadi.T'8 -a, I 'j.t .. i. I,:. l ++-g= . It iii :lds:lcjl tl/a f 1G+i iF-+ r lIti,;: I:.:i. 1\"r \"':' '.' .t:,' Gambar 1. Metastasis spesifik organ.s3',72

Pada gambar 1 tampak metastasis kanker payudara ke paru dantulang yang merupakan organ spesifik bagi metastasis kanker tersebutdan melibatkan berbagai molekul yang berperanpada kolonisasi di keduaorgan tersebut. Di paru, sel kanker yang memproduksi EREG, COX-Z,MMPI dan.ANGPTL4 lebih mudah menembus pembuluh darah kapilerparu karena faktor-faktor tersebut dapat merusak integritas endotelmikrokapiler paru. Fungsi ini tidak terlalu penting untuk infiltrasi ke dalamsumsum tulang karena sifat struktur sumsum tulang yang secara alamiahmembentuk vaskrrlatur sinusoid. Dalam parenkim paru, aktivitas gen anti-diferensiasi ID I dan interaksinya dengan faktor \"niche\" (relung) yang belumdiketahui, mempromosikan re-inisiasi tumor8 Sel kanker yang bersifatosteotropik mengekspresikan khemokin CXCR4 pada permukaannyadan reseptor ini memberi respons terhadap sinyal khemoatraktan yangdihasilkan oleh ligand SDF- 1 (s tromal derived factor-l) y ang disekresikandalam lingkungan mikro tulang (stroma sumsum tulang) oleh osteoblast,fibroblast, sel progenitor/sel punca hemopoetik dan sel endotel.3 Pada metastasis kanker primer yang menyebakan lesi osteolitik,khususnya sel kanker paytdara, disekresikan mediator biologis mencakupparathyroid hormone-related protein (PTHTP), IL-11, IL-B dan IL-6yang menginduksi resorpsi tulang yang dimediasi oleh osteoklast melaluiaktivasi jalur pensinyalan RANK/RANKL/OPG. Mediator-mediatorini meningkatkan ekspresi RANKL dan menekan ekspresi OPG olehosteoblast dan sel stroma yang lain, dengan demikian mempromosikanaktivasi dan diferensiasi osteoklast dan mengakibatkan resorpsi tulang.Sebaliknya faktor pertumbuhan, khususnya TGF-P dan IGF, dilepaskandari matriks organik meny.usul rusaknya komponen-komponen kristalanorganik tulang oleh osteoklast yang berakibat produksi PTHIP lebihlanjut yang diperlukan untuk terjadinya metastasis osteolitik selanjutnya.Hal ini menginduksi peningkatan ekspresi gen IL-11 dan mempromosikanproliferasi dan survival sel kanker. Selain itu faktor-faktor biologis inimemberikan sinyal khemoatraktan, dan dengan demikian meningkatkankecocokan relung untuk mengakomodasi sel metastatik. Di sampingitu sel-sel kanker metastatik tertentu juga mensekresikan MMP-2 danMMP-9 maupun osteopontin dan sialoprotein tulang ke dalam lingkunganmikro lokal. Hal ini meningkatkan kemampuan bone turn-over danmempromosikan pertumbuhan metastasis.3,s Metastasis ke tulang lebih sering terjadi pada tulang panjang, iga danvertebra dibanding bagian-bagian lain dari rangka tubuh dan paling seringterjadi dekat metafisis trabekuler. Pola distribusi ini dipengaruhi oleh arus J/J

aliran daruhyang lebih lambat dalam metafisis yang kaya sumsum dimana tekanan darah sinusoid yang meningkat bersama dengan khemoatraksi oleh SDF-I memudahkan adhesi sel metastatik CXCR4+ pada endotel vaskuler, yang disusul kemudian dengan. ekstravasasi. Sel endotel dari berbagai calon jaringan metastasis yang berbeda mengekspresikan lektin dan integrin spesifik j arin ganyangmenunjukkan preferensi untuk mengikat sel metastatik spesifik, misalnya adhesi sel kanker prostst pada endotel sumsum tulang dimediasi oleh integrin uvp3. Ekstravasasi dimediasi oleh enzim proteolitik seperti matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) dan urokinase plasminogen activator (UPA) yang mempercepat degradasi dan meningkatkan permeabilitas membran basal. Setiba dalam lingkungan mikro stroma sumsum tulang, sel kanker yang bermetastasis bermigrasi ke permukaan endosteal tulang dan bergantung pada fenotip kanker sel tersebut dapat memediasi deposisi osteoblastik atau resorpsi oateoklastik tulang melalui interaksi molekuler dengan sel-sel dan substansi-substansi biologis di sekitarnya 3 Dalam metastasis osteoblastik, sel-sel kanker primer metastatik tertentu, khususnya kanker prostat yang memiliki kemampuan untuk mel ginduksi aktivitas osteoblastik, mengekspresikan sejumlah faktor dan memediasi deposisi tulang, yaitu PDGF, ligand jalur Wnt, IGF,TGF -8, bone morphogenic protein (BMP) dan FGF. Faktor-faktor ini mempromosikan diferensiasi dan proliferasi osteoblast dan pembentukan jaringan tulang' yang lemah dan tidak tersusun baik. Metastasis tulang osteoblastik biasanya didahului oleh atau disertai aktivitas osteoklastik yang memegangperanan penting dalam mempersiapkan lingkungan mikro lokal yang cocok untuk terjadinya lesi osteoblastik. Dalam lingkungan mikro tulang, BMP-6 mempromosikan osteoblastogenesis dan pertumbuhan metastasis terutama melalui aktivasi jalur hilir gen Id-l dan aktivasi MMP. Kanker prostat juga memproduksi PTHTP, tetapi walaupun PTHrP itu merupakan faktor osteolitik, PSA dapat merombak PTHrP pada terminal-N, dan bukan hanya memblok resorpsi tulang yang diinduksi PTHrP, tetapi mengubah PTHrP menjadi stimulan anabolik deposisi tulang.3 Selain tulang, otakjuga dapat menjadi organ sasaran metastasis. Seperti telah disebutkan di atas ada 3 sifat khusus dari metastasis kanker ke otak, yaitu adanya blood-brain barrier (BBB), suplai nutrisi dan konsumsi energi yang tinggi dan status terlindung dari sistem imun. Otak menunjukkan densitas vaskuler yang paling tinggi dibanding semua organ, walaupun demikian, endotel otak membentuk'Junctions\" yang ketat yang memisahkan parenkim otak dari sirkulasi darah yang umum. Molekul-molekul kecil dan sel-sel 314 ,

dalam sirkulasi yang dengan mudah menembus dinding vaskuler dalamorgan lain, biasanya dicegah masuk dalam parenkim otak melalui endotelotak yang disebut blood-brain-baruier @nn;.s'6 Bagaimana sel kankerbisa menembus BBB dan mendapatkan akses ke parenkim otak, belumdiketahui. Namun, kalau sel kanker telah tumbuh dan membentuk vaskulersendiri, interface antar pembuluh darah dalam tumor disebut blood-tumor-barrier yang berbeda dengan BBB. Seperti halnya pertumbuhan kankerdalam organ lain, pertumbuhan kanker otakjuga memerlukan angiogenesistermasuk molekul-molekul yang diperlukan seperti VEGF. Apakahpembuluh darah tumor berasal dari pembentukan pembuluh baru atau ko-opsi dari pembuluh yang ada sebelumnya bergantung pada interaksi antarasel kanker dengan lingkungan mikro disekitarnya. Akhir-akhir ini diketahuibahwa sel punca glioma memiliki kemampuan untuk berdiferensiasimenjadi endotel dan membentuk pembuluh darah dalam tumor. Walaupuntidak secara langsung berkaitan dengan metastasis ke otak, penemuan itudapat mengubah paradigma tentang angiogenesis dalam tumor yang dianutsekarang, termasuk dalam metastasis ke otak.s Beberapa penelitian mengidentifikasi berbagai gen metastasis yangmemediasi metastasis ke otak, khususnya yang dapat memberi penjelasanbagaimana sel tumor dapat menembus BBB dan menginisiasi pertumbuhantumor di otak. Kelompok gen yang disebut 'obrain metastasis signature\"(BrMS) terdiri atas I7 gen. Beberapa di antaranya adalah gen COX2,ligan EGFR HB-ECF, dan a2,6-sialyltransferase (ST6GALNACS)diidentifikasi sebagai mediator ekstravasasi dan infiltrasi menembus BBB.Ekspresi COX2 dan HB-EGF mempermudah ekstravasasi melalui kapiler.ST6GALNACS meningkatkan adhesi pada endotel otak dan infiltrasimenembus BBB. Gambar 2 memperlihatkan penetrasi sel tumor melaluiBBB. (dikutip dari Arshad dan kawan-kawan 6) Tumas cslls l- A.tiffititi*l-.\dhrtiru: -i- L{.a\tsn{icn/.]t-1\":, I .*'-.:\"\" t:.;..., 11..',., BEMC's I JY{ Jy.,ryri.-_-+r-ts!'$ir*-Ylrs\"\"\"Gambar 2: Penetrasi se1 tumor melalui O\"O\" *.rastasis ke otak(dikutip dari Arshad dan kau'an-kawan 6 ) 375

Met as tas is pro gres s ion genes Berbagai gen yang terlibat dalam onkogenesis juga terlibat dalammetastasis. Berbagai penelitian mengungkapkan bahwa ekspresi p2lmenunjukkan korelasi dengan kemampuan metastasis, demikian pulabentuk mutan gen ras, myc dan p53 yang menyebabkan transformasisel dapat meningkatkan kemampuan metastasis. Sejumlah gen diketahuiterlibat dalam metastasis, misalnya plm59, pGm2l, mts-1 dan pMeta-1.Yang paling banyak mendapat perhatian adalah nm23. Kehilangan gennm23 atat penurunan ekspresi gen nm23 berkorelasi dengan peningkatanpotensi metastasis, sehingga diduga gen nm23 termasuk golongan gensuppresor. Ekspresi nm23 yang rendah dijumpai pada kanker payudarayang invasif dan menunjukkan prognosis buruk e Ekspresi gen nm23yang tinggi menunjukkan prognosis yang lebih baik.3 Dalam penelitian-penelitian terakhir terungkap bahwa berbagai miRNA juga terlibat dalaminvasi dan metastasis, misalnya miRNA-10b yang secara positif mengaturinvasi dan metastasis. Ekspresi miRNA-10b berlebihan berkorelasi denganprogresivitas pada kanker payrdara primer.i3'14. Tabel 2 memperlihatkanberbagai gen yang terlibat dalam pengendalian metastasis.Tabel2. Gen yang dihubungkan dengan metastasis 7 NADP)H menadione oxidoreductase Acidic ribosomal proteinst-3 (stromelvsin-3 Protein pengikat kalsium Metalloproteinase (?) Gen lain yang terlibat dalam metastasis adalah gen-gen yang menyandiberbagai enzim proteolitik yang mempunyai peran penting dalam prosesmetastasis seperli diuraikan dibawah.Enzim-enzim pro teo I it ik Agar kaskade metastasis dapat dimulai, sel yang mengalami transformasibermigrasi dan menembus dinding pembuluh darah, dan begitu ia beradadalam sirkulasi ia dapat menyebar ke seluruh tubuh. Dalam organ sasaran376

sel-sel tersebut bergerak di antara jaringan melalui suatu proses aktif,mencakup lisis sel-sel pejamu dan degradasi matriks ekstraseluler. Hal initerjadi karena sel-sel tumor dapat mensekresikan berbagai enzim proteolitik,seperti metalloprotease, kolagenase, plasminogen, cathepsin, heparanase,hyaluronidase dan lain-lain. Gambar 3 memperlihatkan beberapa enzimproteolitik yang berperan dalam metastasis. Agregasi trombosil Fibronectinolisis/o Fibrinolisis Kolagenolisis C O:o1i:1\".' o ;d€i5is,*X-:+gf&fr&oi o.. . - a Proteoglycanolisis Aktivitas lain Gambar 3, Ilustrasi enzim proteolitik dan aktivitasnya.T Diduga bahwa suatu kaskade enzim degradatif membuka jalan bagisel-sel tumor untuk melakukan invasi. Pada keadaan ini, en:zim-enziminaktif (pro-enzim/zymogen) disekresi lokal lalu diaktifkan melaluienzim-enzim regulator yang lain yang diproduksi oleh sel tumor ataujaringan stroma sekitarnya (fibroblast, sel mastosit dan lain-lain) Dianara zymogen tersebut yang banyak dipelajari adalah pro-cathepsin,plasminogen, prokolagenase, metalloprotease dan plasminogen activator.(PA). Aktivasi plasminogen merupakan sistem proteolitik ekstraseluler.Aktivator plasminogen mengubah plasminogen inaktif menjadi plasminserine protease. Plasmin mempunyai spesifisitas substrat sangat luasyang dapat menghancurkan protein matriks dan mampu mengubahzymogen lain menjadi bentuk aktif. Hingga saat ini 2 jenis PA telah dapatdi identifi kas i, yaitu uPA (u r o k i n a s e p I a s m i n o g e n a c t iv a t o r) dan tPA (t i s s u eplasminogen activator). Berbagai penelitian membuktikan bahwa uPAdiperlukan untuk migrasi dan invasi. Ada juga bukti-bukti bahwa sel-seltumor dapat merangsang sel-sel sekitarnya untuk mensekresi proteaseyang membantu invasi sel tumor ke dalam jaringan, tetapi jaringan yangsama juga dapat memproduksi inhibitor protease. Karena itu invasi sel 377

tumor ke dalam organ sasaran merupakan suatu proses dinamis, yangberlangsung melalui perubahan micro-echosystem seaara terus menerus.Sel-sel fumor yang bermetastasis harus terus menerus berinteraksi denganunsur-unsur pejamu, yaitu matriks ekstraseluler, fibroblast dalam sttoma,sel-sel endotel dan sel-sel sistem imun. Bila faktor yang mendukung invasimelebihi faktor yang menghambat invasi, maka invasi dapat berlangsung.riTabel3 memperlihatkan sistem proteases yang terlibat dalam proses invasitumor.Tabel3. Sistem proteases yang terlibat dalam invasi tumot rrUrokinase plasminogen Plasminogenactivator (uPA) activator Inhibitor (PAI-1-2)Tissue plasminogen Plasminogen TPARactivator (tPA)(serine protease) Betmacam-macam Reseptor plasmin Anti-plasminPlasminCathepsinB{cysteine Proteoglycan,fibronectin.prolease, laminin. kolagen lVCathepsin D s.d.a. Mannose-6Metalloproteases Kolagen I,II,III phosphate receptor lnhibitor metalloproteasesKolagenase IV Kolagen IV 72kDa receptorStromelysin Elastin, laminin,Heparanase proteoglycanThrombin Proteoglycan Bermacam-macam Reseptor trombin Anti-trombin III Aktivasi plasminogen berlangsung pada permukaan sel di mana pro-enzim uPA terikat pada reseptomya. (gambar 4). Komponen sistem UPAyang lain adalah inhibitor plasminogen (PAI-I dan PAI-2). Hambatanaktivasi uPA yang terikat dan disosiasi plasmin mengatur proses invasi.Kompleks uPA-uPAR mempunyai aktivitas enzimatik dan terletakpada sisi/ujung tumor yang melakukan invasi, karena itu tumor yangmengekspresikan uPAR dan dapat menginduksi sekresi jaringan sekitarnyauntuk memproduksi uPAR, merupakan tumor yang sangat invasif.378

Permukaan -i17-*=* - -dj*-T !NTN45']I.ULER / l'zF,kstraseluler (6 Ef.B@Fffi\"SF? i.r ' l1tr.\R$ro,t:FA diruitffi;@i6&'t i.+eii!r1l1iid@4& il,'ii&+;turft @ryr@!-{ Plasminogen Plasmin ,4\ Proteolisis fokal pada pennukaan sel Gambar 4. Siklus seluler UPA menghasilkan proteolisis fokal ada permukaan sel yang sedang invasi Siklus uPA seperli tampak pada gambar 4 dimulai dengan sintesisuPAR dalam sel dan ditransportasikan ke permukaan sel (1) lalu uPARberikatan dengan bentuk zymogen dari urokinase plasminogen activator(pro-uPA) untuk membentuk kompleks uPAR-pro-uPA (2). Perombakanpro-uPA oleh protease ekstraseluler, misalnya plasmin, menghasilkankompleks uPAR-uPA yang aktif dan terikat pada permukaan sel (3).UPAR-uPA mengkatalisis aktivasi plasminogen menjadi plasmin yangmerupakan serine protease, (4) membentuk konsentrasi lokal proteaseyang mengaktitkan enzim enzimogen degradasi yang lain dan merusakstroma. Sementara itu inhibitor plasminogen activator (PAI) mengikatkompleks uPAR-uPA (5) untuk menginaktivasinya (uPAR-uPA-PAI.Kompleks reseptor-inhibitor masuk ke dalam sel (internalisasi) (6) di manauPA-PAI dilepaskan untuk mengalami degradasi (7) dan uPAR mengalamisiklus ulang di permukaan sel bila keadaannya sesuai untuk melaksanakanproteolisis berikutnya. Berbagai penelitian telah membuktikan teori di atas.Invasi matriks ekstraseluler oleh sistem uPA-uPAR dapat terjadi melaluisekresi uPA secara parakrin, misalnya oleh sel-sel stroma disekitarnya, ataupenglepasan uPA secara autokrin oleh sel tumor dan ko-ekspresi uPAR.16 379

Enzim lain, yaitu matrix metalloproteinase (MMP), juga memegangperanan penting pada metastasis sel tumot.16 Mdtrix metalloproteinase(MMP) termasuk golongan zinc metalloproteinase yang disekresikandalam bentuk pro-enzim latent yang dapat diaktifkan melalui perombakanproteolitik.dan dihambat oleh inhibitor metalloproteinase jaringan (tissueinhibitors of metalloproteinase, TIMP';). MMP adalah endopeptidaseyang bergantung pada metal yang apabila diaktivasi dapat menghancurkanberbagai komponen matriks ekstraseluler, khususnya kolagen interstisial(tipe I-III), membran basal (tipe IV) atau kolagen tipe V. Transformasihiperplasia preneoplastik menjadi karsinoma terbukti berkaitan denganpeningkatan aktivitas MMP. Enzim proteolisis lain adalah stromelysin-3yang sering diekspresikan berlebihan pada kanker payudara. Aktivasifisiologis metalloproteinase hampir pasti melibatkan perombakan olehplasmin, di mana ia sendiri diaktifkan oleh uPApada permukaan sel. Karenaitu, sel yang sedang invasi yang mengekspresikan uPAR mengaktifkansejumlah protease pada bagian membran sel yang sedang bergerak aktifmelalui matriks ekstraseluler. Kolagenase tipe IV, seperti halnya proteaseyang lain disekresikan dalam bentuk pro-enzim. Kolagenase tipeIY 72-kDadat'92-kDa, masing-masing membentuk kompleks dengan TIMP-2 danTIMP-I, karena itu aktivasi kolagenase itu merupakan regulator pentingpada metastasis. Plasmin bertanggung jawab atas aktivasi kolagenasetetapi TIMP akan menghambat aktivasi tersebut.rr Seperti telah disebut diatas, di samping enzim proteolisis yang mendukung invasi dan metastasissel tumor, berbagai enzim lain befungsi sebagai inhibitor bagi proteasestersebut, di antaranya TIMP's (TIMP-l, TIMP-2), PAI-I dan PAI-Zseperli juga telah diuraikan di atas. Enzim-enzim ini berfungsi sebagaisupresor invasi. Eskpresinya dalam sel tumor berbanding terbalik dengankemampuan metastasis sel bersangkutan, dan secara umum kemampuaninvasi ditentukan oleh rasio antara aktivator dan inhibitor proteolisis . PAI-2merupakan inhibitor yang sangat poten bagi PA dan fungsinya dihubungkandengan gangguan alur sinyal transduksi,l6'17 regulator transkripsi,l8'le danpenekanan ekspresi reseptor permukaan spesifik.2o Supresor lain yangcukup spesifik adalah testisin yang merupakan serine proteinase dandiekspresikan dengan densitas tinggi pada sel-sel germinal testis tetapihilang pada tumor testis.21Molekul adhesi Dalam jaringan normal struktur umum dan susunan jaringan dan organditentukan oleh terpeliharanya kontak antar sel, antara satu sel dengan sel380 i.

di sebelahnya, dan matriks ekstraseluler (extracellular matrix, ECM disekitarnya. Kontak antar-sel dan matriks ekstraseluler berlangsung melaluiberbagai molekul adhesi, berupa reseptor-reseptor adhesi dan masing-masing ligand-nya. Destruksi berbagai molekul adhesi menyebabkanhubungan dengan jaringan sekitarnya hilang dan sel-sel tumbuh tidakterkendali, seperti yang terlihat pada kanker. Sebagian besar molekuladhesi termasuk golongan keluarga integrin, tetapi selain itu ada beberapagolongan molekul adhesi yang lain, di antaranya cadherin.22'23 molekuladhesi tipe imunoglobulin seperti ICAM-1 dan VCAM-1, sefia golonganselectin.23 Integrin merupakan glikoprotein permukaan sel terdiri atas 2sub-unit yaitu sub-unit s dan F yang membentuk kompleks heterodimerdan tertancap pada membran sel (gambar 5). Integrin memperantarai adhesi sel pada komponen matriksekstraseluler (ECM) seperti kolagen, fibronektin dan laminin. Karenabegitu kompleksnya keluarga integrin, biasanya integrin diklasifikasikansesuai dengan jenis ligand yang diikatnya. Seperti tampak pada label 4,beberapa reseptor integrin merupakan reseptor monospesifik yang hanyadapat berikatan dengan I jenis ligand, sedangkan yang lain dapat mengikat2 atau'3jenis ligand. Membran sel Domain intraseluler Domain ekstraseluler@ Ca binding sitesA Ligu,ld recognition site Gambar 5. Struktur heterodimer molekul adhesi keluarga integrin Integrin dapat berada pada permukaan sel dalam keadaan inaktifpada keadaan mana ligand tidak terikat. Aviditas terhadap ligand sangatmeningkat sebagai konsekuensi bermacam-macam sinyal aktivasi yangdiberikan pada sel, sehingga dengan demikian integrin dapat berfungsisebagai modulator adhesi yang fleksibel sebagai respons terhadap sinyaldari luar. Perubahan aviditas pengikatan ligand terjadi akibat perubahanstruktur konformasional domain pengikatan ligand. Banyak stimuli yangdapat mengaktifkan integrin, sebagian di antaranya spesifik sel, misalnyasinyal aktivasi limfosit melalui TCR, CD7, CDZB, CD31 dan CD44. 381

Molekul CD44 pertama kali dikenal sebagai lymphocyte homing receptoryang memperantarai perlekatan limfosit pada sel endotel, jadi memudahkanmasuknya limfosit ke dalam pembuluh getah bening. Molekul CD44terbukti juga berperan dalam invasi dan nletastasis sel kanker.22'23 Integrindapat diaktifkan melalui interaksi langsung dengan ligand misalnya denganantibodi dan peptida.Tabel4. Reseptor adhesi golongan integrin Untuk bisa tumbuh, sel normal pada umumnya harus terikat pada suatusubstrat (anchorage) supaya bisa berkembang dan berproliferasi. Di lainfihak, sel ganas dapat tumbuhpada media agar lembek dan menunj ukkan sifatadhesi yang menurun. Pada sebagian besar sel ganas, deposisi fibronektindan protein matriks ekstraseluler lain tidak ada, sedangkan molekul adhesifokal biasanya diekspresikan dengan densitas rendah. Peran integrin padaperlumbuhan kanker telah dipelajari secara luas, baik distribusinya dalamberbagai jenis kanker (kulit, paru, payudara, saluran cerna dan lain-lain)maupun perilakunya dalam sel kanker. Pada berbagai penelitian terbuktibahwa ekspresi integrin pada kanker cenderung menurun. Penurunanekspresi ini sejalan dengan kehilangan kontak dengan membran basalyangada dibawahnya. Di samping itu susunan integrin pada permukaan seljuga tidak beraturan dan jumlah integrin intrasitoplasmik juga berktnang.Perubahan ekspresi integrin pada sel kanker berperan dalam proliferasi seldan atau metastasis, bergantung pada jenis integrin Contohnya penurunanekspresi a5Bl mengakibatkan proliferasi sel tidak terkendali, sedangkanpenurunan ekspresi reseptor laminin u6B4 meningkatkan kemampuan382

metastasis. Cadherin merupakan glikoprotein transmembran pada permukaansel yang memperantarai interaksi homofilik antara sel dengan sekitarnya.Pada interaksi itu molekul cadherin spesifik pada satu sel tertentu berikatandengan molekul cadherin yang terdapat pada permukaan sel sejenis.Secara umum, sel dengan densitas molekul cadherin yang rendah kurangadhesif dengan sel sekitarnya. Ada 3 golongan cadherin, yaitu E-cadherin(epithelial), P-cadherin (placental) dan N-cadherin (neural) (tabel 5).Tabel5. Cadherin. Dari struktur cadherin, bagian paling penting adalah bagian yangterdapat intrasitoplasmik karena bagian inilah yang mempunyia fungsimengatur adhesi antara sel. Mutasi bagian intrasitoplasmik reseptor inimenyebabkan adhesi antar sel terganggu. Struktur molekul E-cadherindiperlihatkan pada gambar 6.Domain ekstraseluler Domain intrasitoplasmik1 ------ 1 13SHAVXSGambar 6. Molekul hubungan antara catenin \"_.\"unfiT:,T\":?:l$lu,xn Cadherin terletak pada tempat bertemunya kontak antar sel yangmerupakan struktur di mana filamen actin tertancap pada membran sel.Pada sisi sitoplasmik tempat peftemuan ini, E-cadherin berinteraksi dengankelompok protein yang disebut catenin. Subtipe c, catenin homolog denganvinculin dan diduga berfungsi menghubungkan E-cadherin dengan filamenactin. Bagian tengah dari molekul p-catenin berikatan dengan cadherin,serdangkan bagian aminotetminal dari molekul berinteraksi dengans-catenin. y-catenin sangat mirip B-catenin dan membentuk ikatan serupadengan cadherin dan cr-catenin.12 383

Peran cadherin pada perkembangan kanker juga telah dibuktikandalam berbagai penelitian. Telah terbukti bahwa ada hubungan antarasistem adhesi dengan proliferasi, reseptor faktor pertumbuhan dan gensupresor. Mutasi gen E-cadherin pada k4rsinoma lambung, prostat danovarium membuktikan bahwa E-cadherin termasuk supresor tumor.Pada FAP diketahui bahwa mutasi gen APC ada hubungannya denganE-cadherin. Dalam hal ini produk APC yang dapat mengikat B-catenin,diduga berkompetisi dengan E-cadherin untuk mengikat B-catenin. Dalamkaitannya dengan metastasis diduga bahwa kehilangan atau disfungsiE-cadherin menyebabkan tumor lebih invasif dan meningkatkan potensi metastasis.2a Sejauh ini telah dibahas tentang molekul (reseptor) adhesi yang terlibatdalam putusnya interaksi reseptor-ligand sehingga menyebabkan sel-seltumor terlepas dari induknya dan bermetastasis. Setelah berada dalamsirkulasi sel tumor perlu melekat pada dinding endotel pembuluh darahagar dapat menembus dinding pembuluih dan masuk ke dalam organsasaran. Hal ini memerlukan stabilisasi sel tumor dengan endotel melaluiproses adhesi yang juga dilakukan oleh molekul-molekul adhesi teftentu.Intercellular adhesion molecule-I (ICAM-I) adalah salah satu anggotakeluarga molekul adhesi tipe imunoglobulin yang terlibat dalam kaskadedi atas. ICAM-I pertama kali ditemukan pada penelitian melanoma yang,mengungkapkan bahwa ICAM-I diekspresikan dengan densitas tinggipada permukaan sel melanoma, dan berkorelasi dengan potensi metastasisdan survival pendek. VCAM-l disebutjuga INCAM-1 (inducible adhesionmolecule) terdapat pada permukaan sel endotel, epitel, makrofag dandendritik. Ekspresinya pada sel endotel diinduksi oleh TNF-u, IL-1 danlL-4. Interaksi antaraVCAM-1 dengan ligandnya (VLA-4) berperan dalammengarahkan ekstravasasi sel-sel tumor ke dalam jaringan dan dengandemikian meningkatkan risiko metastasis. 15 Keluarga molekul adhesi yang lain, yaitu selectin terdiri atas P-selectinyang terdapatpadapermukaan trombosit, L-selectin terdapatpadapermukaanleukosit termasuk limfosit dan E-selectin terdapat pada permukaan selendotel. Struktur molekul selectin secara umum terlihat pada gambar 7.Adhesi dilakukan melalui iinteraksi dengan ligand karbohidrat. Dalamkailannya dengan kanker, berbagai penelitian mengungkapkan bahwainteraksi P-selectin dengan karbohidrat yang terdap at pada permukaanberbagai jenis sel kanker misalnya kolon, paru, payudara, meningkatkanadhesi sel-sel kanker pada jaringan sekitarnya. E selectin ternyata lebihspesifik, yaitu hanya berinteraksi dengan permukaan sel-sel kanker kolon.384 ;.

E-selectin merupakan inducible selectin karena baru diekspresikan padapermukaan sel endotel setelah dirangsang oleh sitokin di antaranya IL-|,TNF, atau TGF-p.'z4NuLezc-tifnfiEfGfFi{I@2 -coon L-selectin qaJ Repeat units homolog dengan protein regulator COOH P-selectin (sekuen a.amino) LectinECFl23456 COOH E-selectin 4-1; Domain trans-\H2mr_---.U €r_\,tst€LY\rw mem bran GFlSlft DOmain iil ls$, srtoplasmrk Gambar 7. Struktur selektin Seperti halnya proteinase yang aktivitasnya dihambat oleh masing-masing inhibitor, aktivitas molekul adhesi juga dapat dihambat olehinhibitor. Molekul-molekul inhibitor ini merupakan satu keluarga anti-adhesi, dan salah satu di antarunya adalah mucin. Mucin diekspresikandalam jumlah banyak pada permukaan epitel kolon, tetapi tidak dijumpaipada permukaan kanker kolon, sehingga diduga berperan dalam metastasiskanker kolon.25Qrgan sasaran spesifik Sebagian besar tumor sekunder bermetastasis mengikuti aliran limfedan sirkulasi darah. Namun demikian, sejumlah besar persentase metastasisjauh tidak dapat dijelaskan hanya dengan pertimbangan anatomis, misalnyakanker prostatyanglebih sering bermetastasis ke tulang atau neuroblastomayang lebih suka bermetastasis ke hepar dan kelenjar adrenal. Perlu puladiingat bahwa walaupun sirkulasi dalam organ tertentu sangat ekstensif,misalnya jantung. limpa. ginjal. kulit dan otot. organ-organ ini jarangdipilih oleh sel-sel kanker sebagai tempat metastasis. Diduga ada suatuproses yang mengakibat-kan preferensi tumor tertentu untuk bermetastasiske organ tertentu, dan tidak ke organ lain 26 (tabel 6). 38s

Tabel 6. Situs yang merupakan preferensi metastasis tumor terlentuBerbagai faktor yang diduga berperan dalam pilihan lokasi metastasisbanyak dipelajari walaupun belum semua terungkap, di antaranya:Faktor mekanik Faktor perlama yang diduga adalahfaktor mekanik yaitu terperangkapnyasel tumor dalam kapiler. Sifat non-spesifik dari proses ini didukung olehberbagai observasi yang menunjukkan bahwa gumpalan (clusters) atauemboli sel-sel tumor homotipik dan heterotipik lebih mudah terperangkapdalam kapiler dibanding sel tumor tunggal. Segera setelah berada dalamsirkulasi, sel-sel tumor yang mengekspresikan protein protrombogenikatau mensekresikan ADP dapat menginduksi agregrasi trombosit danpembentukan fibrin. Agregasi heterotipik ini selain melindungi sel-seltumor agar tidak rusak atau di-\"serang\" oleh sel-sel sistem imun. jugamempermudah sel-sel terperangkap dan mengubah sifat adhesif sel-seltumor.25'26tr'aktor endotel dan matrix ekstraseluler Faktor lain yang diduga memegang peran penting dalam menentukansasaran metastasis adalah endotel dan matriks ekstraseluler yangmengelilingi pembuluh darah kapiler organ-organ tertentu. Sel-selkanker terbukti lebih suka melekat pada endotel pembuluh darah kapilerdibanding endotel pembuluh darah besar, sehingga dikenal dengan istilahmikrometastasis.26 Ada bukti-bukti bahwa tumor tefientu lebih sukamelekat eratpada endotel pembuluh darah kapiler organ tertentu dan tidakpada endotel kapiler organ lain. Hal ini dihubungkan dengan matriksekstraseluler spesifik organ yang terdapat di sekitar pembuluh darahorgan tersebut. Walaupun demikian preferensi itu tidak absolut. Hal itu386

menimbulkan dugaan bahwa tidak ada reseptor organ spesiflk, tetapi padaendotel pembuluh darah organ tertentu terdapat beberapa jenis reseptoratau kombinasi beberapa jenis reseptor. Belum banyak yang diketahuimengenai mekanisme atau reseptor endotel.spesifik tertentu yang dapatmenjelaskan.adanya preferensi untuk metastasis ke organ tertentu, tetapididuga ada peran molekul adhesi yang diekspresikan oleh endotel dalarnproses metastasis ini. Salah satujenis molekul adhesi yang diduga memilikisifat spesifik organ adalah Lu-ECAM-1 yang meng-fasilitasi penyebaranmelanoma ke paru-paru.2a Sel-sel endotel, stroma, dan membran basal organ tertentu juga dapatmerupakan sumber faktor khemotaktik untuk sel-sel tumor teftentu. Stromaorgan tertentu dapat memodulasi kemampuan invasi sel tumor denganmerangsang penglepasan enzim proteolitik oleh sel tumor. (gambar 8)24 Gambar 8. Penglepasan enzim degradasi matriks oleh sel tumortr'enotip sel tumor dan adhesi selektif matriks ekstraseluler Ekspresi integrin yang berbeda-beda dalam sel-sel tumor dihubungkandengan fenotip ganas dan preferensi metastasis ke organ-organ tertentu.Dengan ditemukannya molekul dan sifat-sifat integrin peran molekultersebut dalam mengatur metastasis mulai terungkap. Contohnya secaraeksperimental adalah: sel-sel melanoma primer yang tidak menghasilkanmetastasis ternyata tidak mengekspresikan subunit a2Bl dan o6p 1 . Berbedahalnya dengan sel-sel melanoma lain yang menghasilkan metastasis diberbagai organ ternyata mengekspresikan integrin subunit a6B1 dalamjumlah banyak, tetapi sel-sel yang hanya bermetastasis dalam paru hanyamengekspresikan u2Bl dan tidak u6B1. Dengan demikian, disimpulkanbahwa ekspresi molekul adhesi tertentu turut berperan dalam mengaturpreferensi metastasis spesifi k or gan.26Sitokin dan faktor-faktor pertumbuhan Sitokin juga diduga berperan pada proses preferensi metastasis dalamorgan teftentu karena sitokin dapat mengatur ekspresi molekul adhesi pada 381

endotel yang memegangperanpenting pada proses adhesi dan ekstravasasilimfosit dari lumen pembuluh darah ke jaringan yang mengalami inflamasi.Ada bukti-bukti bahwa proses yang sama berlaku bagi penyebaran tumor.Salah satu penelitian menggunakan cell line kanker kolon membuktikanbahwa salah satu sitokin yang turut berperan dalam preferensi metastasisdalam organ tertentu adalah TNF-u dan il--l. Sitokin ini mampumengaktifkan sel endotel untuk mengekspresikan molekul adhesi ELAM- 1sehingga meningkatkan adhesi sel-sel kanker kolorektal pada endotel venaumbilikalis.26 Adanya sel tumor dalam organ tertentu tidak menjamin bahwa tumorakan tumbuh dalam organ tersebut. Langkah yang harus diambil oleh sel-sel tumor adalah berproliferasi dan menembus parenkim organ tersebutdan tumbuh membentuk koloni. Hal ini antara lain sangat bergantung padaangiogenesis. Angiogenesis dapat terjadi bila sitokin yang dihasilkan olehtumor merangsang pertumbuhan/migrasi endotel kapiler (gambar 9) Padagambar 9 tampak: A: adhesi sel tumor pada endotel; B: Ekstravasasi; C:Tumor tumbuh hingga besarnya mencapai l-2 mm3; D: tumor merangsangremodelling vaskulatur dalam kapiler; E: Terdapat vaskularisasi dalamtumor, dan dengan adanya perfusi dan nutrisi tumor dapat tumbuh danmenjadi besar.AB C D Em,\"#* m,ffi'e ffi%. r@ !,il ww re @@ qeJ@ec G ;€r{f t E\"7 { Gambar 9. Pertumbuhan anak sebar tumor dalam organ sasaran.26 Seperti telah disebut terdahulu, sel endotel pada organ-organ yangberbeda menunjukkan heterogenitas dalam respons terhadap faktorpertumbuhan, misalnya EGF merupakan mitogen bagi endotel paru dan388 \" .

kulit tetapi tidak bagi endotel kapiler kelenjar adrenal. Diversitas responsendotel kapiler terhadap faktor pertumbuhan yang dihasilkan oleh tumordalam berbagai jaringan yang berbeda mungkin merupakan alasan mengapatumor yang satu lebih mudah menyebar ke\"dalam organ tertentu karena adanya neovaskularisasi, tetapi tidak dalam organ yang lain.26 Fenotip sel yang mengalami transformasi sering kali mampu tumbuhtanpa stimulasi faktor perlumbuhan parakrin. Kemampuan tumbuh tanpapengaruh rangsangan faktor pertumbuhan dari luar ini mungkin disebabkan adanya peningkatan faktor pertumbuhan autokrin, aktivasi onkogen secaraterus menerus atau kehilangan kemampuan untuk bereaksi terhadappengaturan negatif pertumbuhan. Walaupun demikian, hal ini tidakberlaku bagi semua jenis tumor yang bermetastasis karena pertumbuhansebagian tumor bergantung pada faktor pertumbuhan dan faktor survivalyang dilepaskan oleh sel-sel organ sasaran. Demikian pula sitokin yangspesifik organ mampu mempertahankan sel tumor untuk tumbuh dan tetaphidup hanya apabila sel-sel tumor tersebut mengekspresikan reseptor danmekanisme respons yang tepat. Reseptor untuk platelet derived growthfactor (PDGF-u) telah ditemukan pada klon sel tumor yang bermetastasiske paru, tetapi tidak pada varian sel yang bermetastasis ke ginjal. Hal inimemb'uktikan bahwa ekspresi faktor pertumbuhan dan atau reseptornyaoleh sel tumor turut menentukan tumbuh tidaknya sel-sel tumor dalamorgan sasaran. Produksi GM-CSF oleh sel tumor menunjukkan korelasidengan kemampuan menyebabkan metastasis spontan dalam paru dankelenjar getah bening. Korelasi yang sama juga ditunjukkan oleh produksiiL-1 dan IL-6 oleh tumor yang menyebabkan metastasis dalam hepar.26 Selain ditentukan oleh sitokin yang merangsang peftumbuhan,pertumbuhan tumorjuga ditentukan oleh berbagai sitokinyang menghambatpertumbuhan (negative paracrine growth signals) Inhibitor peftumbuhanyang dilepaskan oleh berbagai organ dapat mencegah tumor menyebar dantumbuh dalam organ tersebut. Ketidak pekaan tumor terhadap inhibitorpertumbuhan yang dilepaskan oleh organ tertentu menyebabkan tumordapat tumbuh dalam organ tersebut dan menghasilkan spesifisitas organsasaran sebagai tempat bermetastasis bagi tumor bersangkutan. Salah satucontoh inhibitor pertumbuhan yang poten adalah TGF-p. Sitokin ini dapatmenghambat pertumbuhan berbagaijenis tumor misalnya tumor paru danfumor payudara.26Implikasi klinik Seperti telah diuraikan di atas, kehilangan ekspresi molekul adhesitertentu, misalnya beberapa jenis integrin atau E-cadherin, menunjukkan 389

korelasi dengan peningkatan potensi metastasis pada berbagaijenis kanker.Karena itu berbagai upaya dilakukan untuk memperbaiki ekspresi molekul-molekul tersebut sebagai upaya pengobatan. (gambar 10).27Gen korektif dimasukkan Sel tumor sebagai sasaranKe dalam tumor, misalnya gen korektifAntisense thd ras mutan atau p53 Sel sasaran terkoreksi atau I Mengalami apoptosis I C#lJV%omem%*-a Gen diekspresikan pada tumor l) Sel yang mengekspresikan gen abnormal dikonversikan kembali atau diinduksi untuk apoptosisdO-*f*f*R ffi ffi Gambar 10. Pengobatan gen korektif Bila gen korektif dimasukkan ke dalam sel tumor, hasil yang palingbaik adalah ter-koreksinya gen yang mutasi dan terjadi konversi sel ganasmenjadi jinak, atau sel tumor terinduksi untuk apoptosis.2T Beberapapeneliti lain mengusulkan untuk memperbaiki ekspresi reseptor dengangene transfeq tetapi hasilnya masih diragukan.RINGKASAN Perjalanan sel-sel tumor dari tumor primer ke dalam sirkulasimerupakan tahap awal proses metastasis. Pertama-tama adhesi antar selharus dihilangkan. Penurunan ekspresi cadherin, dan integrin merupakanhal yang penting pada tahap awal ini. Kemudian tumor harus dapatbermigrasi melalui matriks ekstraseluler, dan untuk hal ini perlu dibuatjalan yaitu dengan produksi berbagai enzim proteolitik, misalnyametalloproteinase dan berbagai serine protease. Begitu sampai dalamsirkulasi, sel-sel tumor harus mampu menghindar dari sistem imun, danharus mampu melekat pada dinding pembuluh darah dan menembusnya,390

untuk kemudian bersarang di lokasi baru. Walaupun proses invasi ke dalampembuluh darah diawali dengan penglepasan sel tumor dari induknya,disusul dengan motilitas dan proteolisis, setiap tahap sebenarnya tidakberdiri sendiri tetapi saling berinteraksi. . Hasil-hasil penelitian yangmengungkapkan bahwa molekul-molekul adhesi menyertai perkembangandan pertumbuhan tumor membuktikan bahwa molekul adhesi berperanpenting pada proses metastasis. Untuk dapat hidup dan berkembang ditempat baru, sel-sel tumor memerlukan suplai oksigen dan nutrisi, dan halini dilakukan dengan membentuk pembuluh darah baru (angiogenesis).Baik proses angiogenesis maupun proses metastasis diatur oleh berbagaigen regulator positifdan regulator negatif.RUe,UKAN1. Bacac M, Slamenkovic I. Metastatic cancer cell. Ann Rev Pathol: Mechanism of Disease 2008;3:221-472. Leber MF, Efferlh T. Molecular principles of cancer invasion and metastasis (review) Intl J Oncol 2009;34:881-95.3. Feller L, Kramer B, Lemmer J. A short account of metastatic bone disease. Cancer Cell Intl 20 i 1 . Diunduh dari http ://.lr,'vl'w. cancerci. com/content/ 1 1 / 1 /244. Korde LA, Graiow JR. Can we predict who's at risk for developing bone metastasis in breast cancer? J Clin Oncol 2011; 29 diunduh dari http://ico.ascopubs.org.cgi/ doi/10. 1 200/JCO.20 I 1.35.70385. ZhangC, Yu D. Microenvironment determinants of brain metastasis. Cell & Biosc \" 2011; 1 :8. Diunduh dari http://www.cellandbioscience.com/ content/l /1/86. Arshad F, Wang L, Sy C, Avraham S, Avraham HK. Blood-brain barrier integrity and breast cancer metastasis to the brain. Pathol Res Intl 20i1. Diunduh dari doi.1 0.406 1/20 rt19205097. Gupta GP, Massague J. Cancer metastasis: Building a framework. Cell 2006;127: 679-9s8. Chiang AC, Massague J. Molecular basis of metastasis. N Engl J Med 2008; 359(26): 28t4-239. Bames R, Masood S, Barker E. Low nm23 protein expression in infiltrating ductal breast carcinomas correlates with reduced patients sutvival. Am J Pathol l99l;139:245-5010. Mizutani T, Onda M, Tokmaga A. Relationship of C-erB-2 protein expression and gene amplification to invasion and metastasis in human gastric cancer.Cancer, 1993; 72:2083-8811. Johnson PWM, Burchill SA, Selby PJ. The molecular detection of circulating tumour cells. Br J Cancer 1995;72:268-7612. Choy A, McCulloch P. Induction of tumour cel1 shedding into effluent venous blood breast cancer surgery. Br J Cancer 1995;'73:79-8213. SwarbrickA. Review of: Tumour invasion and metastasis initiated by micro-RNA-10b in breast cancer. Breast Cancer Online 2008; 11(1): 1-314. Li N, Weinberg RA. Micromanagers of malignancy: role of microRNAs in regulating metastasis. Trends in Genet 2008; 24(9):448-56 391

15. Durand MKV, Bodker JS< Christensen A, Dupont DM, Hansen M, Jensen JK. Plasminogen acivator inhibitor-1 and tumor growth, invasion and metastasis. Thromb Haemost 2004; 91: 438-4916 Dickinson JL, Bates EJ, Ferrante A. Plasminogen activatot inhibitor-type 2 inhibits TNF-a-induced apoptosis: Evidence for an altelnate biological function. J Biol Chem. 1995;210: 27894-90417. Altaiis Tm, Costelloe E, Muddiman J. Regulation ofthe plasminogen activator inhibitor type-2 (PAl-2) gene in monocytes: Localisation ofan upstream transcriptional silencer. Blood; 1996; 88: 3686-9718. Mahony D, Stringer B, Dickinson JL. DNAse t hypersensitive sites in the 5'flanking region of the plasminogen activator inhibitor type-2 (PAI-2) gene are associated with basal and tumor necrosis factor-alpha induced transcription in monocytes. Eur J Biochem 1998; 256: 550-5919. Antalis TM, Lin ML, Donnan K. The serpin plasminogen activator inhibitor type 2 (PAI-2) protects against viral clopathic effects: evidence for PAI_2 mediated influence on the interferon-alpha/beta signaling pathway. J Exp Med 1998; 187: 1799-181120. Shafren Dq Gardiner J, Mann VH. Picomavirus receptor downregulation by plasminogen activator inhibitor type-2 (PAl-2). J Virol 1999; 73: 7193-9821 Hooper JD, Nicol DL, Dickinson DL. Testisin, a new human serine proteinase expressed by premeiotic testicular germ cells and lost in testicular germ cell tumor. Cancer Res 1999; 59: 3199-320522 Gotley DC, Fawcett J, Walsh MD. Alternately spliced variants of the cell adhesion molecule CD44 and tumor progression in colorectal cancer. Br J Cancer 1996;74: 342-5123. Reeder JA, Gotley DC, Walsh MD. Expression of antisense CD44v6 inhibits colorectal tumor metastasis and tumor growth in a wound environment. Cancer Res 1998; 58: 3719-261/ Buck CA. Adhesion mechanisms controlling cel1-cell and cell matrix interactions during the metastatic process. In: Mendelsohn J, Howley PM, Israel MA, Liotta LA. (eds) The molecular basis of cancer, 1995. Philadelpohia, WB Saunders Co.1995;172-9525. Williams SJ, McGuckin MA, Gotley DC. Two novel mucins identified by differential display are down-regulated in colorectal cancer. Cancer Res 1999; 59: 4083-8926. Moghaddam A, Bicknel R. The organ-preference of metastasis - the journey from the circulation to secondary site. In: Vile RG (ed) Cancer metastasis: from mechanisms to therapies. New York. John Wiley & Sons 1995;4'7 -7027 Vile RG. Novel molecular therapies for cancer. In: Cancer metastasis: from mechanisms to therapies. New York, John Wiley & Sons. 1995; 179-98392