Bab II. Onkogen

BAB II ONKOGENPENDAHULUANT/ anker disebabkan perubahan dalam onkogen, gen supresor tumorPerubahan-perubahan ini biasanya terjadi somatik, walaupun mutasi yangterjadi pada sel germinal (germ-line) dapat berakibat predisposisi seseoranguntuk menderita kanker herediter. Konsep awal onkogen berasal daripenemuan susunan gen virus yang ekspresinya mengakibatkan sel terinfeksivirus tersebut berubah (transformasi) menjadi ganas. Penelitian-penelitianselanjutnya membuktikan bahwa susunan (sekuen) DNA dalam sel ganasmenunjukkan homologi dengan DNA virus, sedangkan studi lain yangmenggunakan metode gene transfer membenarkan bahwa sekuen DNAbersangkutan memberikan kontribusi untuk perkembangan sel ganas. Onkogen terjadi melalui mutasi somatik proto-onkogen, - counterpart-nya yang tidak memiliki kemampuan transformasi-yang merupakan gen-gen yang memegang peran kunci pada proses perfumbuhan dan diferensiasi'sel. Dalam sel normal ekspresi proto-onkogen ini diperlukan untuk per-kembangan dan pertumbuhan sel normal dan tidak mengakibatkankeganasan karena aktivitasnya dikontrol secara ketat.l'2 Aktivasi proto-onkogen menjadi onkogen dapat terjadi melalui perubahan struktural dalamgen, translokasi kromosom, amplifikasi gen atau mutasi dalam berbagaielemen yang dalam keadaan normal berfungsi mengontrol ekspresi genbersangkutan: Mutasi proto-onkogen relatif sering terjadi dalam selyang berproliferasi aktif, namun perubahan ke arah ganas dapat dicegahdengan bantuan ekspresi berbagai gen supresor (tumor suppressor genesatau anti-onkogen) yang berperan menginduksi terhentinya siklus sel ataumenginduksi proses apoptosis. Apabila fungsi gen-gen yang berperandalam surveillance ini terganggu akibat mutasi atau hilang (deletion),sel- bersangkutan menjadi rentan terhadap transformasi ganas.l Namundemikian, terbukti pula bahwa kanker terjadi melalui proses bertahapdalam jangka waktu panjang, sehingga diduga bahwa keganasan terjadi apabila ada akumulasi kelainan berbagai gen yang saling melengkapi dansatu dengan lain berinteraksi untuk menghasilkan fenotip ganas.236

Banyak fungsi seluler didasarkan atas fungsi transmisi sinyal per-tumbuhan yang diinduksi oleh faktor peftumbuhan dengan berikatan padareseptomya pada membran sel kemudian sinyal tersebut diteruskan, melaluiproses kaskade fosforilasi dan defosforilasi protein dalam sitoplasma,ke nukleus.. Karena itu perhatian penelitian tentang onkogen difokuskankepada berbagai gen yang terlibat dalam transduksi sinyal tersebut sebagaionkogen potensial. Dari berbagai penelitian itu terungkap bahwa prototiponkogen-onkogen ini menyandi berbagai faktor pertumbuhan, hormondan masing-masing reseptornya, serta berbagai faktor transkripsi. Produkprotein dari proto-onkogen dan variannya yang memiliki kemampuantransformasi (onkogen) secara umum diklasifikasikan dalam beberapagolongan, berdasarkan lokasi subseluler atau aktivitas biokimianya,yattu:2 a)faktor pertumbuhan, b) reseptor faktor pertumbuhan dengan aktivitas tirosinkinase, c) protein tirosin kinase sitoplasmik, d) protein pengikat guanine(guanine binding protein) yang melekat pada membran sel, e) proteinkinase spesifik serine-threonin terlarut yang terdapat dalam sitoplasma,f) protein nukleus. Hingga saat ini telah ditemukan lebih dari 150 jenisonkogen yang berperan dalam transformasi sel, walaupun mekanismenyabelum seluruhnya terungkap.3'aPERUBAHAN PROTO-ONKOGEN MENJADI ONKOGEN. Proto-onkogen disebut demikian apabila terbukti bahwa ia dapat di-konversikan menjadi onkogen dan sebagai konsekuensinya iamemperolehkemampuan untuk mentransformasikan sel menjadi ganas. Berbagai prosesdapat merusak gen yang bertanggung jawab atas perubahan proto-onkogenmenjadi onkogen, di antaranya sebagai berikut: 51. Aktivasi akibat reduplikasi, transduksi dan penyisipan retrovirus (ins ertional mutagenes is)Pada gambar 1 tampak bahwa gen c-myc dapat diaktivasi apabila terjadireduplikasi DNA secara abnormal atau amplifikasi (kiri atas), atau apabilaterjadi translokasi c-myc ke lokasi di kromosom lain berdekatan dengangen yang memiliki kemampuan meningkatkan fungsi, misalnya translokasic-myc dari kromosom B ke kromosom 14 dekat lokasi gen Ig. Pada keadaanini gen Ig berfu ngs i meningkatkan akti v itas c -my c (kanan atas). P eningkatanaktivitas c-tnycjuga dapat terjadi akibat penyisipan DNA virus, misalnyadalam contoh DNA-ALV (kiri bawah), atau akibat transduksi retrovirus(kanan bawah). Penyisipan dan transduksi menyebabkan perubahan J1-I

fungsi proto-onkogen (dalam contoh ini c-myc) yang letaknya berdekatansehingga menj adi onkogenik. -l*ffi IgGen Translokasi c-myc rcom t+ Krom B.uen c-mvc normal I m| \ *L#L________lDNAALV dffiffiffiq4ry\Insertion mutation \effiryFi@w&6@/ Transduksi retrovirusGambar 1. Beberapa cara konversi proto-onkogen c-myc menjadi onkogen Transduksi retrovirus (gambar 2) dapat mengubah proto-onkogenc-myc menjadi onkogen melalui sedikitnya 3 cara. yaitu : a) bila ekspresi gen bersangkutan dikendalikan oleh genom virus; b) melalui fusi sebagianatau seluruh gen dengan genom virus dan menghasilkan gen hibrid danprodukprotein hibrid; c) menyebabkan kerusakan DNA setempat, misalnyapoint mutation atau deletion pada domain sandi gen bersangkutan (coding'domain).Transkripsi promoter vrus Point mutations Gambar 2. Aktivasi c-myc akibaf transduksi oleh virus Fenomena pertama dan kedua merupakan konsekuensi rekombinasiawal yang menanamkan proto-onkogen ke dalam genom virus. Fenomenaketigaterjadi akibat perubahanyang disebabkan proses transduksi itu sendiridan mutagenesis yang terjadi selama perkembangan virus selanjutnya.Perkembangan virus seringkali mengalami kesalahan sehingga berakibatmutagenesis pada berbagai bagian gen virus termasuk pada proto-onkogenyang ditransduksinya. Mutagenesis akibat penyisipan virus ini mengubah38

proto-onkogen menj adi onkogen terutama karena onkogen itu dikendalikanol\"h g\"noln virus yang memiliki kemampuan kuat untuk mengekspresikangen bersangkutan. Hasilnya adalah bahwa gen yang semula \"silent\"menjadi aktif atau diekspresikan secara berlebihan. Dengan kata lain,penyisipan DNAvirus dapat menyebabkan peningkatan produksi RNAdanprotein oleh proto-onkogen secara berlebihan. Pada umumnya penyisipangenom virus juga menyebabkan kerusakan pada domain sandi sehinggamenghasilkan produk protein yang abnormal. Myc hasil transduksi diatas (gambar 2) merupakan contoh bagaimana proto-onkogen di-konversimenjadi onkogen. Fungsi transkripsi onkogen mycberadadi bawah kendalivirus, mengalami fusi dengan gen struktural virus membentuk hibrid yangmenghasilkan protein hibrid yang abnormal, dan mengalami mutasi padadomain sandi. Semua perubahan ini dapat meningkatkan tumorigenesis.2. Aktivasi akibat translokasi kromosom Translokasi dapat mempengaruhi proto-onkogen melalui 2 cara. carapeilama menyebabkan berpindahnya gen ke pusat kendali transkripsi yangkuat sehingga ekspresi gen meningkat. Prototip kelainan ini dijumpai padalimfoma Burkit di mana gen myc pindah ke tempat berdekatan denganpusat kontrol transkripsi gen imunoglobulin (Ig). Ekspresi c-myc jugameningkat bila ia pindah ke lokasi yang berdekatan dengan gen reseptorsel T (TCR) seperti sering dijumpai pada leukemia sel T. cara kedua adalahapabila potongan-potongan gen yang berpindah tempat melakukan fusi daninenghasilkan protein hibrid, mirip dengan pembenfukan hibrid potongangen seluler dengan gen struktural virus (gambar 2). Terjadinya kromosomPhiladelphia merupakan contoh kelainan yang terjadi dengan cara ini, di manar'proto - onko g en ab I melaktskan fu si den g an b c r dan membentuk onko g en b cabl (gambar 3), sehingga dalam hal ini translokasi mengakibatkan perubahanstruktur gen dan pembentukan protein abnormal.ffiffihff€i '_ Translokasi __-_> ocr m.* bcr-abt @ffi Kromosom Ph ttE--ll 22OH A)Gambar 3. Kromosom Philadelphia. Proto-onkogen aDl pindah (translokasi) dari kromosom 9 ke lokus bcr pada kromosom 22 (modifikasi dari Cooper6) 39

Dalam melakukan fusi tidak selalu kedua bagian gen hibrid itumemberikan kontribusi pada aktivitas biokimiawi protein hibrid, salahsatu bagian mungkin saja merupakan bagian yang pasif, misalnyahanya mengganggu fungsi atau menggantikan domain yang fungsional.Translokasi tidak selalu menghasilkan fusion gene, tetapi mengakibatkanekspresi gen bersangkutan meningkat karena diaktivasi oleh proto-onkogenyang berdekatanyang fungsinya meningkatkan ekspresi gen. Contoh yangbaik adalah translokasi gen c-myc dari kromosom 8 ke kromosom 14, ata:utranslokasi gen bcl2 dari kromosom l8 ke kromosom 14 dekat lokasi genIgH. (gambar 4) m ffiffirranstokasi H--€ Ha,r:*ffi ffi g $*-,*, se-- = H 18 14Gambar 4: Translokasi bcl2 dari kromosom 18 ke kromosom 14 pada lokasi gen IgH erjadi pada limfoma folikuler (modifikasi dari Cooper6)3. Aktivasi akibat amplifikasi gen Amplifi kasi proto-onkogen m eningkatkan j umlah t emp I at e y ang diperlu-kan untuk transkripsi mRNA. sehingga dengan demikian meningkatkanjumlah produk yang dihasilkan oleh sel. Karena amplifikasi bisa sampailebih dari 100 kali, produk gen yang dihasilkan juga menjadi banyak. Disamping itu, beberapa alel yang diamplifikasi biasanya mengalami mutasipada domain sandi sebelum terjadi amplifikasi, sehingga mutasi tersebutjuga turut diamplifikasi. Amplifikasi gen semacam ini sering dijumpaipada berbagai jenis kanker4. Aktivasi akibat point mutation Banyak tumor pada manusia mengandung gen ras yang mengalamipoint mutation yang mengubah satu residu asam amino, biasanya padaresidu 12, 13 atau 6I. Point mutation ini telah terbukti berlanggung jawabatas terjadinya transformasi dengan kemampuan lebih dari 100 kali lipat.Aktivasi gen ras akibat mutasi ini sering dijumpai pada kanker. Proto-40

onkogen ret mertpakan contoh lain tentang bagaimana point mutationsdapat mengaktifkan onkogen. Rel menyandi reseptor permukaan yangmemiliki domain intrasitoplasmik dan domain ekstraseluler. Domainintrasitoplasmik reseptor ini merupakan protein kinase yang dapatdiaktifkan dengan pengikatan domain ekstrasel oleh ligand-nya. Mutasigenretmengakibatkan domain ekstrasel hilang dan domain intrasel beradadalam keadaan aktif terus menerus; di samping itu domain ini kehilanganspesifisitas kinase, sehingga dapat dianggap sebagai salah satu contohperubahan kualitatif gen akibat mutasi. Mutasi ret dikaitkan dengan tumorendokrin herediter, termasuk di antaranya multiple endocrine neoplasia(MEN) tipe IIA dan IIB.PATOGENESIS PERUBAHAN PROTO-ONKOGENMENJADI ONKOGEN Seperti telah diuraikan di atas berbagai cata dapal mengubah proto-onkogen menjadi onkogen. Ada 2 hipotesis bagaimana perubahan itu meng-akibatkan gangguan fungsi gen.7 Hipotesis yang pertama adalah modelkuantitatif, di mana patogenesis disebabkan oleh meningkatnya aktivitasgen dan produknya, sedangkan hipotesis kedua didasarkan atas perubahanspesifisitas atau fungsi sebenarnya dari produk gen bersangkutan. Banyakkankeryang disebabkan perubahan gen secarakuantitatif, dan padaumumnyaperubahan itu disebabkan mutasi yang berakibat peningkatan fungsi(gain of function mutations), sehingga gen bersangkutan diekspresikanberlebihan dan berfungsi secara terus menerus Berbeda dengan mutasi gen supresor (tumor suppresor genes) yang pada kanker umumnya mengalamiinaktivasi atau /oss of function, pada onkogen umumnya terjadi gain offtmction.Ada beberapa bentuk aktivitas berlebihan,, yaitu: gain offunction melalui kelainan ekspresi gen atau gain of function melal:oi perubahan struktur protein.5 l. Gain offunction akibat perubahan ekspresi gen Beberapa bentuk kerusakan genetik yang mengenai proto-onkogen dapat mengubah ekspresi gen. Transduksi dan mutagenesis akibat sisipan (.insertional mutagenesis) oleh retrovirus menyebabkan fungsi transkripsi gen bersangkutan dapat dipengaruhi atau dikendalikan oleh virus. Demikian pula translokasi kromosom dapat mengubah fungsi transkripsi gen-gen yang mengalami translokasi Pada keadaan-keadaan tersebut ekspresi gen dan aktivitasnya meningkat bahkan tidak terkendali (terus menerus 4t

akti|. Keadaan yang sama dapat timbul bila terjadi amplifikasi gen.Pada umumnya DNA yang mengalami amplifikasi sangat peka terhadaprangsangan transkripsi, bahkan tidak dapat dikontrol. Hasilnya sama denganyang diakibatkan gain offunction mutations,yaitu ekspresi gen secara terusmenerus. Adakalanya ekspresi gen berlebihan itu tidak disebabkan olehtranslokasi maupun amplifikasi. Salah satu kemungkinan mekanisme lainadalah perubahan minimal pada faktor transkripsi gen bersangkutan yanglebih sulit dideteksi dibanding amplifikasi atau translokasi.5 Akibat hal-hal di atas adalah bahwa sel tidak mampu mengontrol aktivasi gen yangberlebihan sehingga terjadi transformasi.2. Gain offunction akibat perubahan struktur protein Beberapa bentuk kerusakan gen dapat mengenai domain sandi proto-onkogen, di antaranya kerusakan yang disebabkan mutasi, kehilangan atauterjadinya fusi dengan gen lain. Perubahan-perubahan itu menghasilkanhal yang sama, yaitu: protein mutant yang sulit dikendalikan olehregulator-regulator yang dalam keadaan normal mampu menekan aktivasigen bersangkutan. Konsekuensi fungsional adalah sama dengan yangdisebabkan deregulasi ekspresi gen, yaitu aktivitas gen yang meningkatdan terus menerus yang tidak dapat dihentikan oleh regulator yang normal(lihat contoh kromosom Ph pada gambar 3). Salah satu contoh jelas yanglain adalah alel proto-onkogen ras yang mengalami mutasi. Protein yangdisandi oleh gen ras merupakan senyawa yang fungsinya meneruskansinyal yang dirangsang oleh pengikatan guanosine triphosphate (GTP)kemudian menghentikan sinyal itu melalui hidrolisis GTP terikat menjadiGDP (guanosine diphosphate). (lihat Bab XII dalam buku ini mengenaidisregulasi proliferasi pada kanker). Hidrolisis dimaksudkan untuk mem-batasi transduksi sinyal oleh Ras agar tidak berlebihan. Protein lain yangdisebut GAP (GIPas e activating protein) berinteraksi langsung denganprotein Ras untuk meningkatkan hidrolisis hingga beberapa kali lipat.Mutasi proto-onkogen ras menjadi onkogen menyebabkan protein Ras tidakmampu menghidrolisis GTP dengan tidak memberikan response terhadapGAP. Konsekuensinya adalahras meneruskan sinyal secara terus menerus-sama halnya dengan akibat yang disebabkan gain of function mutation.Kelainan yang sama dapat dijumpai pada proto-onkogen yang menyandiprotein kinase, misalnya erbBl (produknya merupakan reseptor faktorpertumbuhan epiderrnal, EGFR) yang menjadi aktif apabila kehilangandomain ligand-bindingnya; gen abl yang apabila melakukan fusi dengangen bcr menghasilkan chimeric fusion protein yang mampu mengaktifkan42

protein tirosin kinase secara terus menerus yang berakibat pertumbuhantak terkendali; gen raf (produknya merupakan serine-threonine proteinkinase dalam sitoplasma) yang menjadi aktif terus menerus apabila protein/produknya kehilangan domain regulator atau apabila regulatornya diganti.Banyak translokasi pada leukemia yang menghasilkan hibrid antara 2 jenisfaktor transkripsi, yang berakibat perubahan kualitatif dari fungsi genmasing-masing.5' Salah satu gen lain yang sering mengalami perubahanstr-uktur atau mutasi pada beberapa lokasi adalah gen MEI yaitu reseptortyrosine finase. MET terutama diekspresikan pada permukaan sel epiteldan bila reseptor ini berikatan dengan ligan-nya ia akan mengalamifosforilasi diikuti dengan aktivasi jalur sinyal MAPK dan atau PI3K/Akt'Perubahan struktur MET yang berakibat \"gain offunction\" menyebabkanpeningkatan proliferasi, invasi dan metastasis' Mutasi MET dalam sellerminal sering dijumpai pada kanker herediter, seperti kanker kolorektal'7Konsekuensi perubahan struktur gen akibat mutasi missense pada onkogenmaupun gen supresor tumor dikemukakan oleh Stehr dan kawan-kawan.8Dalam penelitiannya diperoleh informasi detail tentang frekuensi danposisi mutasi titik maupun kelainan struktural gen seperti insersi, delesi,perubahan jumlah copy dan rearrangement dari gen' Dari penelitian itu terungkap bahwa kompleksitas setiap gen yang terlibat dalam kanker jauh lebih besar dari yang diduga sebelumnya dan bahwa tetdapat variasi yang besar diantara berbagai jenis kanker dan di anlara berbagai sample jenis tumoryang sama. Gambar 5 menunjukkan distribusi situs mutasi fungsional pada onkogen dan gen supresor tumor. Kesimpulan dari penelitian ini adalah bahwa distribusi mutasi pada situs fungsional onkogen maupun gen supresor tumor tidak berbeda bermakna dengan mutasi random.8 43

ilandcm fu4$lations in Tumor Suppres$ors Canc8r Mutations in oncsgenes Cancer Muiation$ in Tumor $uppressors 84.; 4\"i < 1% 36% / I Ii:\":;; Situs aktif ilj*=u;j= Situs pengikatan ffi [tf; nensikatan ffi ATP Situs modifikasi -.--*-.--: Situs fbsforilasi Sffrug* Situs ubikitinasi'Gambar 5. Distribusi mutasi onkogen dan gen supresor tumor pada situs fungsional (dimodifikasi dari Stehr.s) Dari penelitian itu juga terungkap bahwa situs fungsional yang palingsering mengalami mutasi pada onkogen adalah situs pengikatan AIpdan GTP. Ini berarti bahwa mutasi situs pengikatan ATP dan GTP adalahspesifik dan merupakan mekanisme umum aktivasi onkogen.Tabel 1 menunjukkan contoh beberapa jenis onkogen yang di-amplifikasipada kanker (dikutip dari Perkins & Sternr0).44

Tabel 1: Onkogen yang diamplifikasi pada kankerttcr Leukemia, kanker paludara, lambung, paru dan kolon, neuroblastoma, glioblastomaffi Neuroblastoma, retinoblastoma, kanker paru l€:{ti H Kanker parn Glioblastoma, karsinoma sel skuamosaWffi Kanker pa1'rrdara, kelenjar liuE kanker ovarium Kanker payudara, karsinoma sel skuamosa Kanker paludara, karsinoma sel skuamosa Kanker payudara dan karsinoma sel skuamosa K562, chronic myelogenous leukemia cell line, Kanker kolon, leukemia Limfoma Kanker kandung kemih Kanker paru, ovarium, kanker kandung kemih Cell line kanker payudara SarkomaPERAN ONKOGEN PADA TUMORIGENESIS Sel mamalia pada umumnya berada dalam keadaan tenang sampai selitu menerima sinyal dari luar yang mengubah perilakunya secara spesifik.Karena itu, pertumbuhan sel, diferensiasi dan seringkali juga ketahananhidup sebuah sel normal bergantung pada sinyal-sinyal ekstemal tersebut.Proses komunikasi sel itu mulai bila satu sel memproduksi molekulsinyal, seringkali dalam bentuk hormon, yang kemudian berikatan denganreseptor bagi sinyal bersangkutan yang terdapat pada permukaan selsasaran. Pengikatan hormon pada reseptornya mengubah reseptor darikeadaan dorman menjadi keadaan aktif dengan cara merangsang fungsibiokimiawi intrinsik reseptor bersangkutan. Reseptor yang teraktivasikemudian memodifikasi jalur sinyal yang mengontrol ekspresi gen, siklussel, metabolisme, struktur sitoskeleton, adhesi maupun migrasi sele dandalam keadaan normal aktivasi dan inaktivasi jalur ini diatur melalui 45

fosforilasi dan defosforilasi secara bergantian sesuai kebutuhan. Diduga bahwa proto-onkogen teftentu menyandi produk-produk yang merupakanunsur-unsur penting dalam jalur transduksi sinyal pertumbuhan, danbahwa mutasi yang mengakibatkan peningkatan aktivitas jalur ini dapat mengubah proto-onkogen menjadi onkogen.2 Mutasi onkogenik mengubah kemampuan sandi gen-gen bersangkutan sehingga protein yang diproduksinya mengalami berbagai perubahan. Salah satu perubahan seperli telah diuraikan di atas adalah diekspresikannya gen secara terus menerus dan protein yang dihasilkannya yang disebut secara umum onkoprotein, kehilangan kemampuan untuk mengatur fosforilasi/ defosforilasi. Ekspresi terus menerus gen-gen bersangkutan di-interpretasikan oleh sel sebagai sinyal untuk terus tumbuh, karena itu onkogen mempunyai dampak dominan positif bagi pertumbuhan sel dengan menirukan fungsi sinyal mitogenik.2'6'e Onkogen yang terlibat dalam transduksi sinyal Identifikasi berbagai onkogen yang terlibat dalam pertumbuhan kanker disusul kemudian dengan bertambahnya pemahaman mengenai fungsi berbagai onkogen bersangkutan. Beberapa gen yang sering merupakan sasaran lesi onkogenik adalah gen yang terlibat dalam transduksi sinyal. Mutasi onkogenik seringkali melibatkan gen yang menyandi faktor- pertumbuhan dan atau reseptornya, dan protein yang meneruskan sinyal transduksi dalam sitoplasma hingga ke nukleus, serta faktor transkripsi. Golongan faktor perlumbuhan Hubungan p ertama antara onko gen dengan protein s eluler yang aktivitas fisiologiknya sudah dikenal adalah penemuan produk onkogen sls yang dikenal sebagai PDGF Qtlatelet derived growthfactor). PDGF merupakan faktor pertumbuhan utama bagi fibroblast dalam biakan sel. Gen sls pertama kali diidentifikasi sebagai onkogen simian sarcoma virus, yang diisolasi dari fibrosarkoma berasal dari monyet. Penelitian-penelitian selanjutnya membuktikan bahwa ada kesamaan antara protein produk onkogen sls dengan PDGF dalam hal sekuen asam amino, sehingga kedua protein itu di4nggap homolog..Penelitian tentang aktivitas biologik proto-onkogen sls menunjukkan bahwa apabila protein produk sls ini direkayasa secara molekuler, ia mampu menginduksi transformasi sel. Hal itu membuktikan bahwa sis/PDGF menginduksi transformasi ganas dengan merangsang jalur transduksi faktor pertumbuhan normal secara terus menerus. Hal penting 46

lain yang dibuktikan adalah bahwa produk gen sis dapat berikatan denganreseptornya secara internal yang berakibat stimuiasi autokrin. Faktorpertumbuhan lain yang juga berperan pada transfotmasi adalah keluargaf-aktor perlumbuhan fibroblast (FGF), fbktor pertumbuhan epidermal (EGF)dan faktor perlumbuhan hemopoetik. Faktor perlumbuhan hemopoetikdapat menjadi onkogenik melalui penyisipan promoter retrovirus, misalnyapada ieukemia. Sasaran sisipan retrovirus adalah faktor pertumbuhan sel T(IL-2), CSF (IL-3), GM-CSF dan M-CSF.6 (lihat tabel2)Tabel 2: Faktor pertumbuhan yang mempunyai potensi onkogenik* Keluarga PDGF 16-1 8.000 16-1 8.000 r Raniai A 28-32.000 22-23.000 Keluarga FGF 32.000 . FGF asam o FGF basa 7.000 . lnt-2 7 000 r Hst . Fgf-5 36-44.000 39.000 Keluarga EGF 15.000 . EGF 14-25.000 . TGF-q 35-45.000 1 8-30.000 Keluarga Wnt o Wnt-1 . Wnt-2 Faktor pertumbuhan hemopoetik . lnterleukin-2 . lnterleukin-3 . M-CSF o GM-CSF* Dimodifikasi dari Cooper 6Golongan reseptor Telah diketahui bahwaproses aktivasi reseptor faktor peflumbuhan terjadimelalui dimerisasi. Gen reseptor f-aktor perfumbuhan yang mengalami mutasimenghasilkan reseptor abnormal. Dari berbagai penelitian dapat diketahuibahwa reseptor faktor pertumbuhan yang dihasilkan oleh gen mutant(onkogen) dapat kehilangan beberapa bagian N-terminal atau C-tetminal, ataumengalami substitusi beberapa asam amino, tetapi tetap memperlahankandomain PTK (protein tirosin kinase) utuh yang terus menerus aktif. Selainsubstitusi, gen ini juga sering mengalami rekombinasi. Salah satu contoh di antaranya adalah onkogen c-erbB yang meng-hasilkan onkoprotein EGFR abnormal berupa reseptor tanpa domain 47

ekstraseluler. Onkogen neu (disebutjuga erb-B2 atau HER-2) mengalami single point mutalion yang mengubah valine pada residu transmembran menjadi asam glutamat. Substitusi ini menginduksi dimerisasi onkoprotein neu pada membran sel sehingga menyerupai induksi proses aktivasi oleh pengikatap dengan faktor pertumbuhan. Konsekuensinya adalah terjadi aktivasi walaupun tidak ada rangsangan faktor pertumbuhan dari luar. Contoh onkogen reseptor PTK yang lain adalah onkogen rel sepefti telah disinggung di atas yang berperan pada kanker endokrin herediter (multiple endocrine neoplasia). Onkogen ret ini merupakan pengecualian onkogen yang diturunkan, karena pada umumnya hanya kelainan pada tumor suppressor gene yang dikaitkan dengan kanker herediter.e Salah satu reseptor penting yang akhir-akhir ini mengemuka adalah NOTCH. Jalur pensinyalan melalui NOTCH merupakan jalur penting pada embriogenesis dan jaringan yang memerlukan self-renewal pada organisme dewasa. Beberapa fungsi penting dari jalur ini adalah di antaranya memelihara sel punca, cell fate dan spesifikasinya, proliferasi dan apoptosis. Bukti perlama keterlibatan \IOTCH dalam onkogenesis adalah pada T-ALL. Pada T-ALL terungkap bahwa fusi NOTCH dengan lokus TCR-B mengakibatkan peningkatan ekspresi NOTCH yang aktif. Kemudian terbukti juga bahwa NOTCH juga terlibat dalam perkembangan tumor padat, termasuk kanker payudara, meduloblastoma, kolorektal dan melanoma. Berbeda dengan gen onkogen lain yang hanya bersifat sebagai' onkogen, NOTCH terbukti juga dapat bersifat sebagai gen supresor tumor. Mekanisme peran ganda NOTCH sebagai onkogen sekaligus gen supresor tumor masih terus dalam penelitian, tetapi ada dugaan bahwa pensinyalan NOTCH terutama menargetkan program-program diferensiasi sel punca dan sel progenitor dan bertindak sebagai penentu arah perkembanganjenis sel (cell fate determinant). NOTCH dapat juga menentukan saat mutasi berikutnya dan transformasi sel. Misalnya, pada leukemia mieloid, pensinyalan abnormal dari NOTCH, baik karena mutasi maupun gene silencing, menghasilkan komitmen sel punca dan sel progenitor multipoten menjadi progenitor granulosit/monosit, memperbesar pool sel-sel penginisiasi leukemia (leukemia initiating cells). Lesi onkogenik berikutnya, misalnya mutasi TETZ, dapat menyebabkan transformasi sel-sel tersebut dan merupakan awal leukemia granulositik/monositik. Di lain fihak jalur yang sama mungkin memberi dampak supresi. Pada kulit, ekspresi reseptor NOTCH dan ligandnya terutama dijumpai pada sel suprabasal. Aktivasi NOTCH menginduksi diferensiasi dan penghentian siklus sel. Delesi NOTCH pada kulit dapat menyebabkan peningkatan 48

lapisan basal epidermis secara signifikan. Sesuai dengan fungsi NOTCHsebagai gen supresor tumor pada kulit, kehilangan fungsi NOTCH1menyebabkan karsinoma sel basal. Tabel 3 menunjukkan peran gandapensinyalan NOTCH pada kanker.l2Tabel 3: Peran ganda pensinyalan NOTCH sebagai onkogen dan gen supresor tumor pada kanker.r2T-ALL Onkogen NOTCHl Aktivasi tak bergantung ligandCLL Onkogen FBXWTNSCLC Onkogen NOTCHl Stabilisasi NliCPDAC Onkogen NOTCHl Gen supresor tumor Stabilisasi N1-lCHCC Tidak ada Korelasi dg survival pendek Gen supresor tumorHNSCC Tidak ada Stabilisasi N1-lCB-ALL Gen supresor tumor Korelasi dg survival pendek NOTCHl Hilangnya NOTCH menurun-kan Gen supresor tumor NOTCH2 sifat laten tumor NOTCH3 Hilangnya NOTCH meningkat- Tidak ada kan sifat laten tumor Aktivasi endogen NOTCH meng- induksi berhentinya pertumbuhan dan apoptosis Aktivasi jalur NOTCH berkorelasi dg survival lebih baik Reseptor inefisien atau ligand buntung Diprediksi hambat diferensiasi Aktivasi endogen atau eksogen menginduksi berhentinya siklusGolongan protein tirosin kinase intrasitoplasmik Golongan ini juga disebut protein-tirosin kinase (PTK) non-reseptor.Gen golongan ini menyandi protein-tirosin kinase yang tidak terdapat ataumenembus membran sel tetapi terdapat di dalam sitoplasma, beberapadi antaranya berhubungan dengan bagian sitoplasmik dari membran sel.Aktivitas kinase dan kemampuan transfotmasi gen ini dikontrol melaluifosfbrilasi dan defbsforilasi pada 2 residu pentihg tirosin, yaitu tirosin-416 dan tirosin-527. Kehilangan fungsi kontrol ini menyebabkan aktivitaskinase meningkat dan dapat berakhir dengan translormasi sel. Termasukgolongan ini adalah keluarga Src, Lck dan lain-lain 6'e Salah satu PTK intrasitoplasmik yang sudah sangat dikenal adalah genabl yang sudah diuraikan di atas. Konsekuensi ttxt abl dengan bcr (lihatgambar 3) adalah bahwa Dcr meningkatkan oligomerisasi protein Bcr-Abldan aktivasi domain tirosin kinase dari Abl melalui autofbsforilasi. Akibat 49

autofosforilasi ini, protein Bcr-Abl berikatan dengan protein Grb2 yangberfungsi sebagai protein sinyal sehingga menginduksi proliferasi danmemperpanj ang ketahanan hidup. I IGolongan, transduser intraseluler (pengikat guanine) Salah satu jenis gen yang menduduki tempat penting dalam riset awalkanker adalah gen RAS. Fungsi RAS yang pertama kali diketahui adalahkemampuannya untuk mengikat nukleotida guanine. Mutasi gen RASyang mengakibatkan aktivasi berlebihan merupakan kelainan genetikyang paling sering dijumpai pada kanker, dan karena fungsinya yang amatpenting pada pertumbuhan kanker, berbagai penelitian tentang RAS telahdilakukan dan mengungkapkan berbagaijalur ras dalam transduksi sinyaldalam sel (gambar 6, dimodifikasi dari Perkins & Stern.l0) Faktor pertumbuhan Reseptor s1,s Guanine nucleotide exchange factor ERBB-2 Guanine nucleotide binding protein R4S SHC GRB2 SO,S R4F Protein kinase MEK Protein kinase MAPK/ERK Protein kinase 1\"* Protein kinased[))\=, -I_s_r\z_J-_ PR4Dt f\1ffli,lL\r_i!Eiiiic.Cy!rcy.lcinlkininadseependent Faktor transkripsiFOS + JUNGambar 6. Diagram ialur RAS. Huruf-huruf yang dicetak miring adalah contoh onkogen atau gen dengan kemampuan transformasi bila diekspresikan berlebihan atau diamplifi kasi50

Mengambil contoh gen R 45 di atas, salah satu mutasi yang sering di alaminyaadalah point mutation yang mengubah asam amino Gly menjadi Val padaposisi 12, 13 alau 59 hingga 61. Pada beberapa dari posisi ini, khususnyaposisi 12 dan 61, substitusi berbagaijenis asam amino meningkatkanpotensiRas untuk transformasi. Pada umumnya mutasi-mutasi ini menggangguhidrolisis GTP pada siklus pertukaran RAS-GNP (gambar 7)GTPase inaktif Pertukaran nukleotidaberkurang aktif bertambah akibat mutasiakibatmutasi m*, Gambar 7: Interaksi protein Ras dengan guanine nucleotide Mutasi yang mengakibatkan aktivasi Ras berlebihan (activating mutation)menurunkan aktivitas GTPase atau meningkatkan kecepatan pertukaranGDP terikat dengan GTP bebas. Keduanya diduga meningkatkan jumlahGTP terikat dan karena itu meningkatkan aktivitas Ras.6'11 Dari analisisstruktur protein Ras terungkap bahwa asam amino yang terkena mutasiadalah bagian protein Ras yang mengikat guanine sehingga berakibatprotein Ras berada dalam keadaan terikat dengan GTP dan karenanya beradadalam keadaan terus menerus aktif dan meneruskan sinyal petlumbuhan.6 Banyak protein lain yang termasuk transduser intraseluler, misalnyaprotein serine/threonine kinase, bahkan sebagian besar aktivitas protein-kinase seperti disebut di atas pada sel mamalia berakibat fosforilasi serine-/threonine kinase. Lebih dari 100 jenis enzim serine/threonine kinase telahditemukan, sebagian besar di antaranya berperan penting pada berbagaijenis proses metabolisme. Salah satu di antara onkogen yang menyandigolongan enzim ini adalah keluarga onkogen raf. Ada 3 jenis onkogenraI, yaitu c-raf-1, A-raf dan B-raf, Ketiga jenis protein yang dibentuknyaidentik dalam domain kinase yang terletak pada bagian carboxy-terminalmasing-masing protein, dan bagian inilah yang mengatur aktivitas Raf-kinase. Mutasi yang mengubah proto-onkogen raf meryadi onkogenpada umumnya terjadi akibat hilangnya (.deletion) sekuen amino-terminaldari gen tersebut (gambar 8) yang merupakan domain yang mempunyaiaktivitas katal itik (ne g at iv e r egu I a t o ry do m a in). 5l

Proto-onkogen c-raf Potensi transformasi NH2 asam amino 648 COOH Kinase I a\"t\"tton COOH NH2 KinaseGambar 8. Proto-onkogen c-raf-l dikonversikan menjadi onkogen aktif akibat hilangnya domain regulator amino-terminal.6 Gen raf yang buntung ini dapat diaktifkan melalui fusi dengan sekuengag suatu virus atau fusi dengan berbagai sekuen sandi seluler dalamonkogen raf yang telah diaktifl<an pada waktu transfer gen bersangkutan.Tetapi sehenamya gen raf yang buntung itu sendiri sudah cukup untukmengaktifkan potensi translotmasi onkogen raf. Mutan dengan kemampuantransformasi paling tinggi menunjukkan kehilangan hampir seluruh domainamino-terminal. Hilangnya domain katalitik ini menyebabkan domainkinase berada dalam keadaan terus menerus aktif.6 Gen lain dalam golongan serine/threonine kinase adalah keluargaprotein kinase C (PKC). Pada saat ini telah diketahui sedikitnya 3 anggotakeluarga PKC yang berbeda satu dengan lain dalam aktivitas katalitikmaupun fungsinya sebagai regulator. Aktivitas katalitik isotip PKC yangklasik (cr, Fl, B2 dan y) memerlukan pengikatan baik dengan kalsiummaupun diacylglycerol (DAG), tetapi PKC yang lainnya seperti PKC-6dan PKC-e tidak bergantung pada kalsium dan hanya memerlukan DAGbagi aktivitasnya. Beberapa penelitian membuktikan bahwa PKC juga dapatdiaktifkan oleh proteolisis terbatas, sehingga diduga enzim itu mempunyaidomain regulator dan katalitik yang berbeda-beda (gambar 9) CProtein kinase asam amino 672 NH2 COOH K frXt;il-nc' c\"z*' proteolisis terbatas I Kinase Fragmen katalitik yang terus menerus aktil Gambar 9. Struktur PKC.652

Balkraf maupun PKC berfungsi sebagai efektor penerus sinyal yangdimulai dari pengikatan faktor pertumbuhan dengan reseptornya, melaluiaktivasi ras kemudian meneruskan sinyal tersebut melalui kaskade aktivasienzim-enzim yang terlibat dan berakhir dengan proliferasi sel.Onkogen nukleus Onkogen golongan ini merupakan komponen nukleus dari jalurtransduski sinyal termasuk faktor transkripsi. Proses pertumbuhan yangberlangsung melalui suatu siklus sel dikendalikan secara ketat, periodikdan spesifik / sesuai fase siklus sel oleh banyaknya dan aktivitas proteinterlentu. Di antara protein-protein tersebut termasuk berbagai cyclin dancyclin dependent kinase (cdk) dan inhibitomya serta faktor transkripsiAP- 1yang terdiri alas jun dan fos. Pengaturan yang ketat dari siklus sel jugamelibatkan berbagai gen yang menyandi berbagai protein yang diperlukanuntuk metabolisme dan replikasi DNA, misalnya thymidine kinase, DNApolymerase-cr, DNA polimerase-6 dan histone' Pengaturan komponenpenting dari mesin siklus sel ini terjadi melalui berbagai mekanisme yangsaling terkait, yaitu modifikasi pasca-translasi, hubungan dengan berbagaiproteiri regulator yang bersifat spesifik sesuai stadium (stage speciJtc),degradasi periodik, ekspresi gen yang diinduksi secara berulang dan lain-lain.13 Salah satu cara pengaturan faktor transkripsi oleh mesin siklus seladalah melalui modulasi aktivitas protein E2F oleh kompleks cyclin-cdk. Inaktivasi E2F dilakukan dengan melepaskan pengikatan proteinini dengan Rbl dengan cara fosforilasi Rb1 dengan bantuan cyclin-cdk.Selain itu sebagian protein E2F dapat merupakan substrat langsungbagi kompleks cyclin-cdk spesifik dan fsoforilasinya melepaskan ikatanprotein itu dengan DNA.10 E2F dapat berfungsi sebagai represor maupunaktivator pertumbuhan sesuai dengan fase siklus sel.'1 Contoh lain adalahc-myc seperti telah disebut di atas, c-fos dan jun sertaAP-1. Gambar 10memperlihatkan bagaimana protein Rb dan kompleks cyclin-cdk mengaturaktivasi faktor-faktor transkripsi. la 53

a) Fase Gl awal Fase G1 lanjut l/J-t-]^*L'f)-,/ Hcvi@clinb-zcf&f: r\*i/l-\ - @+crclin-cdk \*:'J. ' -b) c) Gambar 10. Model pengaturan aktivator transkripsi spesifik sekuen oleh pRb dan cdk.ra Gambar 10 memperlihatkan bahwa: a) pengaturan temporal E2F dantransaktivator lain dapat terjadi melalui interaksi berurutan dengan represorseperti pRb dan dengan cyclin-cdk yang dapat berfungsi sebagai represormaupun aktivator transkripsi (warna putih-abu-abu berarti fosforilasi).b) menggambarkan mekanisme represi transkripsi polymerase II denganperantaraanpRb. Pengikatan pRb padaE2F mengakibatkan hambatan padaE2F dan faktor transkripsi lain (misalnya TF). Pada mekanisme ini pRbmem-blok interaksi antara aktivator dan faktor transkripsi umum (generaltranscriptionfactors, GTFs). Protein pRb dapat berfungsi sebagai represorbagi transkripsi polimerase I dan DP-1, yang merupakan anggota keluargaE2F untuk membentuk heterodimer E2F. c) pada keadaan lain pRb dapatberfungsi untuk meningkatkan transkripsi promoter spesiflk Pada gambarini, TF berarti faktor transkripsi yang aktivitasnya diatur secara positif olehpRb.'* Sejakbeberapa tahunyang lalu diketahui ada golongan faktor transkripsiyang mengandung domain helix-loop-helix (HLH) yang mempunyai peranpenting dalam mengatur perlumbuhan dan diferensiasi sel (lihat gambar l1).54

bHLH heterodimera) Non-Id E-boxb) Protein ld dalam CANNTG E-box Gambar 11. Protein Id setragai antagonis dominan-negatif regulator transkripsi bHLH.ls Sebagian besar faktor transkripsi HLH mengandung segmen yangbersifat sangat basa yang terletak bersebelahan dengan domain HT'H'Domain HLH berfungsi memp erantarai heterodimerisasi, sedangkandomain basa bertanggung jawab atas pengikatan DNA pada sekuen DNAspesifik yang disebut E-box yang mengatur transkripsi berbagai genuntuk diferensiasi terminal berbagai jenis sel. Ke dalam golongan initermasuk faktor transkripsi yang berfungsi baik sebagai regulator positifpertumbuhan sel maupun berperan sebagai regulator negatif diferensiasiiel. Karena fungsi terakhir ini yang agaknya dominan maka ia diberi namaI d (inhib itors of c elt lffiren tiation). Protein I d-hel ix-l o op -helx merupakanantagonis dominan-negatif bagi faktor transkripsi golongan HLH lain yangfungsinya merangsang perkembangan sel sesuai komitmennya menjadiberbagai lineage dan stadium diferensiasi yang diprogramkan. TeIapi Id-helix-loop-helix (Id-HLHt tidak memiliki domain basa seperti di atas karenaitu ia berperan sebagai regulator negatif diferensiasi. Fungsi Id helixJoop-helix di-tntegrasikan dengan jalur pengaturan siklus sel dibawah kendalicyclin dependent kinase dan protein retinoblastoma.15 Dalam gambar 1l diperlihatkan: a) protein bHLH mengikat sekuenE-box secara spesifik dalam konfigurasi heterodimer dan berfungsi untukmengaktivasi ekspresi gen yang terlibat dalam mengatur diferensiasi sel. b)pada keadaan protein ldberlebihan seperti yang dijumpaipada sel-sel yangsedang berproliferasi, protein b-HLH kelas A praktis terpakai seluruhnyauntuk membentuk heterodimer dengan Id. Karena Id tidak memiliki domain 55

basa, heterodimer ini tidak mampu mengikat sekuen E-box, sehingga gen yang terlibat dalam proses diferensiasi dan bergantung pada E-box (E-box dependent) tidak dapat diekspresikan dan berakibat tidak terjadi diferensiasi.l5 Salah satu onkogen yang termasuk faktor transkripsi adalah onkogen pokemon. Onkogen ini terlibat dalam pertumbuhan dan diferensiasi sel dan onkogenesis. Onkogen ini diekspresikan berlebihan pada kanker paru, dffise large B-cell lymphoma, limfoma non-Hodgkin, kanker hati dan kanker payudara. Mekanisme kerjanya adalah mengganggu pengenalan GC box oleh Sp1 melalui interaksi dengan DNAzinc finger. Pokemon juga berpengaruh terhadap transkripsi gen responsif-NFk-B dengan berikatan dengan p65 dan menginduksi impor dan stabilissi p65 bersangkutan.Gen sasaran pokemon adalah kolagen tipe I, II, IX, X dan XI; agrekan, fibronektin, elastin, gen Rb, onkoprotein c-fos dan c-myc. Survivin yang merupakan anggota keluarga protein inhibitor apoptosis (IAP) memegangperanan penting pada apoptosis sel dan regulasi mitotik. Survivin diekspresikan pada sel-sel janin dan kanker tetapi tidak pada sel normaldewasa. Banyak penelitian dilakukan untuk mengetahui mekanismepengaturan ekspresi survivin dan terbukti bahwa ekspresi survivin diaturoleh berbagai onkogen, gen supresor tumor dan faktor pertumbuhan.Penelitian terakhir mengungkapkan bahwa eskpresi survivin berkaitan erat dengan ekspresi pokemon dan bahwa pokemon menginduksi ekspresi'survivin melalui pengikatan dengan GC box dan promoternya. Penemuanini penting karena dengan demikian pokemon dan survivin dapat digunakan sebagai sasaran terapi.16PERAN ONKOGEN DALAM METABOLISME SELTUMOR Selain berperan dalam pertumbuhan dan diferensiasi sel. onkogentertentu juga berperan dalam metabolisme sel. Sejak lama diketahuibahwa sel-sel kanker menunjukkan kelainan dalam pola metabolisme danmenunjukkan uptake glukosa dan glikolisis lebih tinggi dibanding sel-sel normal. Walaupun perubahan metabolik ini bukan merupakan dasarterjadinya kanker, perubahan metabolisme ini dapat mengakibatkan sel-selkanker dapat hidup terus dan mampu melakukan invasi.rT56

Laktat H*a) *lukosii. iiiktor penuu:huit;t* 150 pmb) o^oAktivasi onkogen : o-o@ MYC ApoptosisRAS :o*o-0c)0.9;0(?r)',/l/lipoAkdsaiaptasiBCR-ABL HIF-1 --+ rnetabolik Peningkatan ketahanan hidup BCt,2 \ PBp5C53 tR.ABL \ \/\ ;\ngiogenesis RAS PVIIL @ P53 h'{etastasi sGambar 12.Peran onkogen dalam metabolisme tumor,l7 Sel yang mengalami transformasi ganas dan kelainan genetik me-merlukan metabolisme khusus untuk berkembang menjadi masa tumordalam 3 dimensi. Tumor kecil (diameter < 1 mm) maupun bagian-bagian kecil dari tumor besar seringkali memiliki lingkungan mikro yangmenunjukkan berbagai metabolit penting seperti oksigen, glukosa danfaktor perh-rmbuhan. (gambar 12 a) Gambar lzb menunjukkan perubahanberbagai gen yang terlibat dalam pertumbuhan tumor. Aktivasi beberapaonkogen mengakibatkan deregulasi proliferasi sel, yang seringkalidihubungkan dengan apoptosis bila tidak tersedia faktor peftumbuhan.Hasilnya adalah peningkatan apoptosis (bola hitam), yang menyebabkantumor tidak bertambah besar. Peningkatan ketahanan hidup sel sebagaiakibat perubahan genetikyang mencegah apoptosis, misalnya aktivasi BCL2atau kehilangan p53, menyebabkan iumor bertambah besar. Aktivasi faktortranskripsi yang diinduksi oleh hipoksia (hip oxia- inducib I e trans crip tio nfactor, HIF-l) akibat hipoksia atau onkogen tertentu menginduksi faktoradaptasi metabolik dan angiogenik, yang mengakibatkan terbentuknya 57

pembuluh-pembuluh darah baru. Akhirnya sel bermigrasi, masuk ke dalampembuluh darah dan bermetastasis. 17 Onkogen myc yang seringkali diekspresikan berlebihan pada kankermenyandi faktor transkripsi yang membentuk heterodimer denganonkogen max wtuk mengikat sekuen 5'-GACGTG-3'. Dari berbagaipenelitian terungkap bahwa gen LDH-A merupakan sasaran gen myc, danekspresinya pada kanker sering meningkat, bahkan sejak lama LDH-Adigunakan sebagai petanda adanya transformasi ganas. Ekspresi genLDH-A diinduksi oleh hipoksia melalui aktivasi HIF-1. Gen myc jugadiketahui meningkatkan glikolisis dan produksi laktat.17 Aktivasi onkogenH-ras juga menyebabkan peningkatan glikolisis aerobik, merangsangtranskripsi gen yang menyandi VEGF (vascular endothelial growthfactor)dengan bantuan HIF-1. (gambar 13)v-SRC MYC il),\€. * {l fr- } h4Y{_t-tu4.4 ,l'1 ti.qi' ACACGTGGGTTCCCGCACGTCCGC Ltli{-A HIF-1 Gambar 13. Tempat pengikatan faktor transkripsi dalam promoter proksimal gen yang menyandi LDH-A.t7 Pada gambar 13 tampak bahwa E-box (5'CACGTG-3') merupakaninti dari carbohydrate response element yang tumpang tindih dengantempat pengikatan faktor transkripsi HIF-1, MYC-MAX dan USF. MYCdan HIF-l dapat secara langsung mengikat elemen cis, sedangkan v-SRCdan H-RAS teraktivasi meningkatkan aktifltas HIF-1 dan faktor-faktor lainyang berikatan dengan elemen-elemen ini dan mengaktivasi glikolisis.lT Dengan demikian terbukti bahwa di samping mengakibatkan perlumbuhantak terkendali dan menimbulkan fenotip abnormal, ekspresi berlebihan beberapajenis onkogen juga dapat meningkatkan ekspresi berbagai faktor transkripsiyang mengatur produksi berbagai enzim metabolik dan faktor-faktor angio-genikyang diperlukan untuk kehidupan sel-sel kanker selanjutnya..58

ADIKSI ONKOGENIK, NON-ONKOGENIK DANIMPLIKASI TERAPI TARGET Konsep adiksi onkogen (.oncogene addiction) muncul sekitar satudekade yang lalu yang menyatakan bahwa walaupun terdapat berbagailesi genetikkhas kanker yang berbeda-beda, beberapajenis kanker sangatbergantung pada satu onkogen tunggal yang dominan untuk tumbuhdan hidup, sehingga dengan menghambat onkogen spesifik tersebutsudah cukup untuk menghentikan fenotip neoplastik. Banyak bukti yangmendukung perrryataan ini, baik melalui riset maupun aplikasi terapeutik'Walaupun demikian mekanisme molekuler yang mendasari fenomena itubelum diketahui pasti. Di tingkatklinik, keberhasilan translasi model adiksionkogen itu dalam bentuk terapi rasional dan efektifterhadap onkoproteinindividual itu masih menghadapi banyak kendala, temtama terjadinyamekanisme escape dan resistensi. Namun demikian pada beberapa jenistumor, dengan mengganggu fungsi produk onko gen individualterbukti cukupuntuk menginduksi regresi atau stabilisasi tumor. Definisi adiksi onkogen(ketergantun gan pada aktivitas onkogen berkepanjangan) dikemukakanoleh weinstein pada tahun 2000 berdasarkan observasi bahwa beberapajenis kanker yang mengekspresikan cyclin-D berlebihan dapat diubahfenotip ganasnya dengan mengurangi ekspresi cyclin-D menggunakanRNAi (RI{A interferencei). Ada tiga model bagaimana mekanisme adiksioukogen terjadi di tingkat molekuler, semuanya didasarkan atas autonomisel kanker (spesifik kanker) yaitu; 1) genetic streamlining;2) oncogeneshock;3) synthetic tethality.Hipotesis genetic streamlining didasarkan ataskenyataan bahwa sel kanker secara konstan mengalami perubahan genetik sebagai akibat proses tumorigenesis dan pengaruh lingkungan mikro. Hipotesis oncogenic shock didasarkan atas kenyataan bahwa sebagian besar onkogen dominan memiliki kemampuan untuk menghasilkan sinyalpro-sulival dan pro-apoptotik sekaligus. Dualitas ini merupakan sifat sel normal, dimana rangsangan onkogen yang kuat dapat melawan sinyal pro-mitogenik yang dihasilkan oleh molekul yang sama melalui induksi apoptosis secara bersamaan. Dalam sel yang mengalami transformasi, kemampuan intrinsik pertahanan apoptosis ini terganggu akibat berbagai hal, termasuk kenyataan bahwa sinyal pro-sulival dari onkoprotein yang hiperaktif cenderung mendominasi dan mengalahkan sinyal apoptosis. Hipotesis synthetic lethality (SL) menyatakan bahwa gen A berada dalam hubungan letalitas sintetik dengan gen B kalau kehilangan fungsi gen A atau gen B benar-benar kompatibel dengan kemampuan sel untuk hidup 59

(viability), sedangkan kehilangan aktivitas produk gen A dan gen B secarabersamaan bersifat lethal bagi sel. Synthetic lethality disebut juga non-oncogene addiction.ls Korelasi klinik adiksi onkogen adalah penggunaan terapi target yangdiarahkan pada molekul-molekul yang diduga mengalami adiksi onkogen.Contohnya adalah BCR-ABL pada leukemia myeloid kronik, HER2 padakanker payudara, EGFR pada NSCLC dan glioma, BRAF pada melanomaPARP-1 pada kanker ovarium dan kanker payudara tripel negatif.t8,1e Salah satu onkogen yang akhir-akir ini kembali mendapat perhatianbesar karena dikaitkan dengan adiksi onkogen adalah onkogen Myc.2o.2t.22'23Onkogen Myc memberikan dampak protean pada banyak proses biologik,termasuk tanskripsi gen, translasi protein dan replikasi DNA. Proses inimengkoordinasi banyak fungsi sel termasuk proliferasi dan apoptosis,diferensiasi, self-renewal/penuaan dan angiogenesis. Ekspresi berlebihanMyc merupakan salah satu peristiwayang diaitkan dengan tumorigenesis,sehingga banyak peneliti berfikir untuk \"menembak\" Myc sebagaisasaran terapi. Inaktivasi Myc pada percobaan binatang terbukti berakibatberhentinya proliferasi, diferensiasi, penuaan danlatau apoptosis. Yangmenarik adalah bahwa konsekuensi inaktivasi onkogen ini bergantungpada konteks seluler dan genetik. Walaupun konsekuensi inaktivasi Mycitu berbeda untuk tiap jenis tumor, berhentinya proliferasi, diferensiasi,penuaan/apoptosis merupakan mekanisme yang umum terjadi. (gambar14).to MYC lnactivation Elicits Oncogene Addiction MYC OFF ei* Differentiationr'Senescence l rsP-r oN/rGF-fl oA' )+ ir, MYC ON Apoptosis rsp-f OFFr?GF-I] oFF f--,I\"4)ll €9.J\" ruTol tglgg'_9 f-qrtq!_[99g9ss!9n ; Gambar 14. Inaktivasi Myc dengan berbagai akibatnya.2060

Di lain fihak aktivasi Myc secara terus menerus juga diperlukan untukmemelhara lingkungan mikro yang kondusif untuk pertumbuhan tumor,khususnya suplai darah bagi perkembangan tumor melalui angiogenesis.sehingga inaktivasi Myc diharapkan selain menginduksi apoptosis sel-selendotel, juga diikuti dengan regresi tumor akibat hipoksia.22 Sekalipun inaktivasi Myc jangka panjang dapat menyebabkan regresitumor, ternyata pada sebagian tumor terj adi relaps. Pada beberapa penelitianterungkap bahwa tumor-tumor tersebut masih mengandung Myc endogendengan kadar yang lebih rendah dari tumor original yang merupakan buktibahwa tetap ada ketergantungan pada Myc dari tumor. Salah satu penyebabdiduga terjadi rearrangement dari Myc atau aktivasi jalur Notchl. 21 Konsep adiksi non-onkogenik (NOA) didasarkan atas pengertian bahwastatus tumorigenik bergantung pada aktivasi berbagai variasi gen dan jalurpensinyalan yang banyak di antaranya bahkan tidak bersifat onkogenik.Yang penting adalah bahwa gen-gen dan jalur-jalur itu esensial untukmenghasilkan dan memelihara fenotip kanker tetapi tidak diperlukan dalamderaj at yang sama untuk kehidupan sel normal. Gen- gen NOA di golongkandalam 2 kategori umum yaitu gen NOA intrinsik dan ekstrinsik tumor. GenNOAintrinsik tumor mendukung status onkogenik dari tumor dengan caraautonom sedangkan gen NOA ekstrinsik tumor berfungsi dalam sel stromadan sel vaskuler yang memberikan dukungan heterotipik bagi tumor. Ciridari status tumorigenesis adalah bahwa sel tumor mengalami banyakstres seluler yang tidak dialami oleh sel normal karena itu sel tumor lebihbergantung pada jalur pendukung stres untuk bisa hidup.2a25 NOA intrinsikmencakup arfiata lain stress kerusakan dan replikasi DNA, stres mitotik,stres proteotoksik, stres metabolik, stres oksidatif, hipoksia dan modulasirespons imun. NOA ekstrinsik yang paling penting adalah angiogenesis'Setiap protein dalam sel endotel yang diperlukan untuk angiogenesismerupakan kandidat NOA ekstrinsik. Stroma memegang peranan pentinguntuk menunjang perlumbuhan tumor. Interaksi heterotipik antara tumordengan stroma di sekitarnya mengakibatkan perubahan fenotip dalamstroma yang memungkinkan tumor tumbuh lebih baik. Perubahan fenotipstroma tersebut di antaranya adalah lebih mampu mensekresi sitokin yangmerangsang pertumbuhan tumor dan merekrut progenitor sel epitel untukangiogenesis. Perubahan ini ditunjang oleh berbagai perubahan ekspresigenetik dan peristiwa epigenetik dalam sttoma.2a Potensi adiksi non-onkogenik sebagai dasar terapi anti-kanker ber-gantung pada identifikasi faktor-faktor putatifyang terlibat dalam proses.Dalam hal ini pembunuhan sel kanker dengan model mekanisme synthetic 61

lethality seperti telah disebut di atas dapat digunakan, yaitu pendekatanspesifik-genotip karena hanya sel-sel kanker dengan perubahan pada genspesifik atau jalur spesifik saja yang sensitif terhadap terapi, dan padasaat yang sama memungkinkan eksploitasi perubahan-perubahan pada selkanker yang sulit dituju sebagai sasaran secara langsung.z5 Salah satu adiksi non-onkogenik penting yang lain adalah adiksi protease.Enzim proteolitik memegang banyak peranan penting pada pengaturan danpelaksnaan proses seluler baik pada keadaan fisiologis maupun patologis,melalui crosstalk yang sangat kompleks dengan regulator penting lainpada biologi sel seperli protein kinase dan fosfatase. Karena itu proteasedapat digunakan sebagai sasaran terapi anti-kanker. Ada berbagai bukti yangmenunjukkan bahwa sebagian besar, kalau tidak semua, kanker menunjukkanadiksi terhadap sejumlah aktivitas proteolitik, yang mungkin bisa mewakilisasaran penting untuk terapi anti-kanker walaupun tidak mengalami mutasiatau diekspresikan berlebihan oleh sel kanker. (gambar l5)Effi * l* {ry b' *rro*: €** l, , -{F*r Gambar 15. Adiksi protease pada kanker.2s Pada gambar l5 tampak bahwa sel kanker berada dalam kondisi ber-bagai jenis stress seluler sebagai efek samping fenotip yang mengalamitransformasi. Diduga bahwa pada sebagian besar kanker ada kemungkinanuntuk menemukan satu atau lebih protease spesifik yang diperlukan untukmemelihara ketahanan hidup sel kanker, yang selanjutnya merupakansasaran terapi.2562

Mengingat sangat banyaknya fungsi yang diperankan oleh plotease,dapat dimengerli kalau ada dugaan bahwa satu atau lebih enzim proteolitikakan terlibat dalam interaksi synthetic lethality dengan sebagian besaronkogen dan gen supresor tumor (lihat gambar 16).25 j\,/.,. jii1!i1 Jt 1. cAFtct* Gambar 16. Konsep synthesis lethality diterapkan pada interaksi antara protease dengan gen kanker.2s Mutasi pada onkogen dan gen supresor tumor berlindak sebagaipelaksana transformasi neoplastik. Suatu plotease dianggap sebagaisynthetic lethal bersama dengan onkogen atau gen supresor tumor kalau fungsinya secara spesifik sangat diperlukan (indispensable) untuk ketahanan hidup sel kanker dengan mutasi gen tersebut. Jadi, mutasi dalam gen penyandi protease atau inhibisi farmakologis enzim tersebut dapat ditolerir oleh sel normal tapi tidak oleh sel kanker.25IrINGKASAN Onkogen adalah bentuk abnormal dari proto-onkogen, yang mempunyai sifat biologis berbeda dari counterpartnya, yaitu memiliki kemampuan untuk transformasi sel menjadi ganas. Perubahan sifat itu dapat disebabkan pertama oleh perubahan kuantitatif, yaitu ampliflkasi atau diekspresikan 63

berlebihan, dan kedua oleh perubahan kualitatif, yaitu peningkatan fungsi.Ber bagai mekanisme dapat menyebabkan peningkatan ekspresi danatau fungsi onkogen, antaru lain: translokasi gen ke kromosom lain yangberakibat gen bersangkutan diaktivasi terus menerus, penyisip an (ins ertion)maupun transduksi gen virus yang juga mengakibatkan hiperaktivitasonkogen bersangkutan. Pada umumnya onkogen diklasifikasikan menurutfungsinya dalam sel. Onkogen yang berperan dalam tumorigenesis adalahonkogen yang memegang peran penting dalam proses pertumbuhan dandiferensiasi sel, mulai dari gen yang menyandi berbagai faktor pertumbuhan,reseptor faktor perlumbuhan, berbagai enzim intraseluler yang berfungsidalam transduksi sinyal maupun faktor transkripsi. Di samping berperandalam tumorigenesis, berbagai onkogen juga memegang peran pentingdalam metabolisme sel-sel kanker. Produk berbagai onkogen seringsecara langsung mempengaruhi metabolisme sel seperti transpor glukosa,glikolisis dan proses metabolisme lain.RUJUKAN1. Oster S, Penn L, Stambolic V. Oncogenes and tumor suppressor genes. Dalam: nTannock Hill RP, Bristow RG, Harrington L, eds. The basic science of oncology 4'd ed. New York, McGraw Hill, 2005; 123-41.2. Groce CM. Oncogenes and cancer. New Engl J Med 2008; 385 (5): 502-113. Parker J and Mufti GJ. Ras and myelodisplasia: Lessons from the last decade. Semin Hematol 1996; 33(3): 2A6-24'4. Baftram CR. Molecular genetic aspects of myelodysplastic syndromes. Semin Hematol 1996; 33(2): 139-495. Bishop JM, Hanafusa H. Proto-oncogenes in normal and neoplastic cells. In: Bishop JM and Weinberg RA.(eds) Molecular Oncology. New York. Scientific American 1996:61-846. Cooper GM. Oncogenes. Boston;Jones & Barllett Publ, 1995.1. Neklason DW, Done MW, Sargent NR, Schwartz AG, Anton-Culver H, Griffin CA, et al. Activating mutation in MET oncogene in familial colorectal cancer. BMC Cancer 20ll; 11:,424. Diunduh dari: http://www.biomedcentral. epm/J47240711114248. Stehr H, Jang SJ, Duarte JM, Wierling C, Lehrach H. Lappe M, et al. The structural impact of cancer-associated missense mutations in oncogenes and tumor suppressors. Molecular Cancer 2011; 10:54. Diunduh dari: http://www. molecular-cancer. qom/content/ I 0/ I /549. Bishop JM. Molecular themes in oncogenesis. Cell 1991;64:235-810. Perkins AS, Stern DF. Molecular biology of cancer: Oncogenes. In; Cancer. Principles and practice of oncology. 5'h ed. DeVita VT, Hellman S, Rosenberg SA. (eds). Philadelphia, Lippincott-Raven Publ; 1991 79-10264

11. Pawson T. The biochemical mechanisms of oncogene action. In: Bishop JM and Weinberg RA (eds). Molecular Oncology. New York. Scientific American 1996;61-8312. Lobry C, Oh P, Aifantis I. Oncogenic and tumor suppressor functions of Notch in cancer: it's NOTCH what you think. J Exp Med 2011; 208(10): 1931-3513. Bakiri L,.Lallemand D, Bossy-Wezel E, Yaniv M. Cell cycle dependent variations in c-Jun and JunB phosphporylation: a role in the control ofcyclin Dl expression. The EMBO J 2000; 19(9): 2056-6814 Sanchez I, Dynlach BD. Transcriptional control of the cell cycle. Current opinion in cell biology; 1996;8: 318-2415 Norton JD, Deed RW, Craggs G, Sablitzky F. Id helix-loop-helix proteins in cell growth and differentiation. Trends in Cell Biol 1998; 8: 58-6516 ZuX,MaJ, Liu H, Liu F, Tan C, Yu L, et al. Pro-oncogene Pokemon promotes breast cancer progression by upregulating survivin expression. Breast Cancer Res. 2011; 13: R26. Diunduh dari: http://www.breast-cancer-research.com/ content/ l3DR26t7. Dang CV, Semenza GL. Oncogenis alterations of metabolism. TIBS 1999; 24:68-7218. Torli D, Ttusolina L. Oncogene addiction as a foundational rationale for targeted anti-cancer therapy:promises and perils. EMBO Mol Med 20ll' 3: 623-3619. Yan V/, ZhangW, Jiang T. Oncogene addiction in gliomas: implications for molecular targeted therapy. J Exp & Clin Cancer Res. 2011 ; 30: 58. Diunduh dari htp:lx u&jeselaa!n/sau1c!t30411820. Felsher DW. MYC inactivation elicits oncogene addiction through both tumor cell-intrinsic and host-dependent mechanisms. Genes & Cancer 20l0; 1(6): 591 -60421. Choi PS, van Riggelen J, Gentles AJ, Bachireddy P, Rakhra K, Adam SJ, et al' Lymphomas that recur after MYC suppression continue to exhibit oncogene addiction. PNAS 20 1 1. Diunduh dari http://www.pnas.org/cgi/doi/ I 0. I 073/ p4al.!0'/3$-rc822. Von Eyss B, Eilers M. Addicted to Nyc - but why? Genes Dev 2011; 25 895-91z). Prathapam ! Aleshin A, Guan t Gray JW, Martin GS. P27KIP1 mediates addiction of ovarian cancer cells to MYCC (c-MYC) and their dependence on MYC p aral o g s. JB C 2 0 I 0. D iunduh dari btlu/Awvrnri bs-aId sgj1-dsil-l 0-lA 4 I jbs.Ml\"10.l51e02.24. Luo J, Solimini NL, Elledge SJ. Principles of cancer therapy: omcogene and non-oncogene addiction. Cell 2009; 136: 823-3125. Freije JM, Fraile JM, Lopez-Otin C. Protease addiction and synthetic lethality in cancer. Front Oncol 2011 l: Diunduh dari www.frontiersin.org 65