BAB I BIOLOGI SEL I{ANKERINTRODUKSIC'l udah diterima secara luas bahwa kanker merupakan penyakit yang di-D sebabkan rusaknya mekanisme pengaturan dasar perilaku sel, khususnyamekanisme pertumbuhan dan diferensiasi sel. Sejak 50 tahun yang laludiketahui bahwa apabila sel tumbuh dan berdiferensiasi, ada unsur genetikyang diaktitkan (switched on') dan yang lain di-inaktifkan (switched ffi.Gen-gen inilah yang tetmasuk sistem regulasi atau dikenal sebagai \"mesinsiklus sel\" yang merupakan sistem ulama bagi berlangsungmya faal sel-sel normal. Dalam perkembangannya sel berdiferensiasi dan membentukberbagai jenis jaringan dengan fungsi yang berbeda-beda. Walaupundemikian setiap sel memiliki informasi genetik yang sama yang disandidalam DNA-nya.l Dalam keadaan normal pertumbuhan sel diatur secaraketat oleh sistem regulasi tersebut untuk memenuhi kebutuhan organisme.Sebaliknya sel-sel kanker tumbuh autonom tidak terkendali, kemudianrnenginvasi jaringan organ di sekitarnya yang berakibat fungsi organbersangkutan terganggu. Transformasi sel normal menjadi sel kankerterjadi sebagai akibat terganggunya sistem regulasi di atas yang berakibatsel-sel kanker mampu membelah diri menjadi lebih banyak, bahkan hinggaberjuta-juta sel dan tidak menghasilkan pertumbuhan sel-sel progenitornormal. Itulah ciri utama sel kanker.2 Salah satu unsur penting dalam gangguan sistem regulasi pertumbuhansel adalah onkogen. Konsep onkogen pertama kali dikemukakan setelahditemukannyaunsur-unsurgenetikvirus (khususnyaretrovirus)yang bertanggungjawab atas kemampuan virus bersangkutan untuk mentransformasi sel.Penelitian-penelitian selanjutnya mengungkapkan 4 atribut onkogen yangmerupakan dasar adanya hubungan antara onkogen dengan kanker, yaitu:1) onkogen yang sama dapat dijumpai padabanyakjenis vertebrata maupuninvertebrata;2) gen bersangkutan diaktivasi pada berbagai jenis kankermanusia; 3) dampak aktivasi onkogen pada sel adalah dominan; ini berarlibahwa onkogen teraktivasi tersebut dapat merangsang pertumbuhan selwalaupun di dalam sel bersangkutan terdapat gen sama yang normal atau
inaktif; 4) setiap onkogen menyandi protein yang masing-masing berperandalam transduksi sinyal yaitu meneruskan pesan pertumbuhan dari luar selsecara berurutan dan teratur ke nukleus yang kemudian menerjemahkannyadalam proses proliferasi dan diferensiasi sel.3 Kelainan yang timbul dalam pertumbuhan sel kanker adalah kelainanyang diturunkanpada tingkat seluler yangberarti kelainan sel induk akandiwariskan kepada sel-sel turunannya secara genetik. Hal itu menimbulkandugaan yang sekarang sudah diterima secara luas, bahwa kelainan genetikbertanggung jawab atas transfotmasi ganas. Sebagian besar transformasiterjadi pada sel somatik, tetapi adakalanya mutasi gen terjadi pada germlinecells. Bila mutasi terdapat pada germline cells maka mutasi yang samaakan dijumpai pada setiap sel dalam tubuh. Seseorang yang mewarisisalah satu germline mutations dari orang tuanya mengakibatkan individutersebut mempunyai predisposisi untuk menderita kanker. Karena itudianggap perlu untuk mengidentifikasi gen-gen penting yang berperandalam perlumbuhan kanker dan menganalisis mekanisme pertumbuhan seldi tingkat molekuler. Pemahaman mekanisme molekuler pertumbuhan danpenyebaran kanker sefta identifkasi berbagai gen yang terlibat di dalamnya,di masa mendatang dapat digunakan untuk menentukan diagnosis, sebagaipenanda preneoplasia, menentukan predisposisi untuk menderita kanker,menentukan prognosis serta terapi spesifik untuk menyingkirkan sel ganas.aAplikasi biologi molekuler untuk mempelajari kanker saat ini banyakdigunakan untuk mendeteksi berbagai onkogen dan tumor suppressor genesdan mengkaji mekanisme aktivitas dan peranan gen-gen tersebut dalammengatur proliferasi sel.5 Bagi mereka yang bekerja di bidang onkologi,pemahaman tentang patogenesis kanker di tingkat molekuler merupakanprasyarat (prerequisite) untuk pengembangan metode diagnosis baru danterapi yang lebih efektif.6PENYEBAB KANKER Kanker merupakan refleksi faktor lingkungan dan faktor genetik. Bahwafaktor lingkungan berperanan penting pada karsinogenesis dibuktikandengan berbagai percobaan binatang. Hasil penelitian mengungkapkanbahwa frekuensi kanker meningkat pada binatangyang terpapar karsinogentertentu. Termasuk ke dalam faktor lingkungan adalah berbagai jenisvirus, bahan kimia dan radiasi pengion dan ultraviolet. Sebagian besardari faktor lingkungan tersebut memiliki sifat biologis yang sama yaitu dapatmengakibatkan kerusakan pada DNA. Kesamaan sifat ini menimbulkan
dugaan bahwa DNA sel merupakan sasaran utama semua bahan karsino-genik dan bahwa kanker disebabkan perubahan DNA sel. Bukti-buktilain yang mendukung konsep ini adalah: a) adanyajenis kanker tertentuyang insidensnya secara langsung bergantung pada faktor-faktor herediter;b) terdapatnya insidens kanker yang tinggi pada individu-individu yangmenunjukkan defek herediter kemampuan memperbaiki lesi DNA; c)adanya kelainan kromosom yang j elas pada sel-sel kanker tertentu; d) adanyasejumlah onkogen yang dapat mentransformasikan sel normal menjadi selganas; e) identifikasi gen supresor (tumor suppressor genes) yang apabilahilang atau mengalami inaktivasi mengakibatkan sel kehilangan kendalidan mengalami transformasi ganas.T,d*tiratinn l1racti?dtti$*AmpliSc lllutatinn.qIl,ltrtati*nsEpi6*netic l,pi54c*eticslt*ralians filtsrsti$ils frnc*genesis : 'Iranst*rmatian Un*Eft3*trled *rfitrlh, tslatsraf,i{}n nnt$( ,'Lh{t*r$al ditT Gambar 1, Onkogenesis Gambar 1 menunjukkan onkogenesis yang disebabkan kelainanonkogen, gen supresor tumor, DNA repair gene, microRNA, baik akibatmutasi maupun mekanisme epigenetik. Penelaahan perkembangan kanker memellukan sistem eksperimental,pada percob aanmanakanker teftentu dapat diinduksi dan di analisis secarasistematik. Berbagai jenis bahan fisiko-kimia menlpakan karsinogen yangampuh dan beberapa di antaranya juga karsinogenik bagi manusia. Bentukaktif dari bahan fisiko-kimia karsinogenik merupakan mutagen yangkuat, berarli ta dapat menginduksi mutasi genetik, tetapi sebagian besarkarsinogen baru mengakibatkan kanker setelah waktu lama. Periode latenyang lama mendukung dugaan bahwa perlu adanya beberapa perubahanatau beberapa mutasi sebelum sel normal berubah menjadi fenotip ganas.
Mutagen menyebabkan lesi DNApada berbagai tempat (lokasi) dan berkatperkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini dapat diidentifikasiberbagai lokasi pada DNA yang merupakan sasaran lesi onkogenik danyang mempunyai fungsi biologis penting bagi pertumbuhan sel.5Penelitiantentang hubungan antara kanker dan virus juga telah membuktikan bahwaberbagai jenis virus merupakan mutagen yang poten, bahkan lebih potendari bahan kimia. Ada 2 jalur melalui mana virus dapat menyebabkantransformasi, yaitu pertama dengan cara menghambat fungsi berbagaitumor suppressor gene seperli Rb dan p53 dan menghambat salah satukeluarga Bcl2yangpro-apoptotik yaitu bax, sedangkan jalur kedua dengancara menghasilkan produk onkogen virus yang menginduksi translokasikromosom atau mutasi gen lain dan berakhir dengan transformasi sel.S(gambar 2). ql]r, I :@ @ A\J $VtL I T rn IV IIUS trSF mffi@ I \=F/DNA G1 anest Apoptosis Sel kanker (lr \{ -/ Gambar 2. Dua jalur transformasi oleh virus DNA.8 Dalam gambar 2 diperlihakan transformasi sel oleh virus DNA melaluiinaktivasi produk tumor suppressor gene pRb dan p53 serla bax fialur bawah).Fungsi protein-protein ini juga sering terganggu pada karsinogenesisyang tidak berkaitan dengan virus. Jalur transformasi yang lain fialuratas) menunjukkan mekanisme transformasi oleh virus melalui produkvirus yang menginduksi translokasi kromosom dan ekspresi onkoprotein(oncogenicfusion protein). Salah satu produk virus (viral oncogene)yangsudah lama dikenal adalah E1A adenovirus yang menginduksi translokasit(l1;22).8
Walaupun demikian, infeksi virus tidak selalu berakhir dengan fransformasi.Banyak virus dapat berada dalam tubuh dalam keadaan laten untuk waktuyang lama dalam bentuk kriptik dan dapat mengawali tumorigenesis, tetapiuntuk berlanjut menjadi kanker diperlukan berbagai ko-faktor. Penelitianlebih lanjut.mengenai hal ini dapat mengidentifikasi berbagai gen virus(viral oncogenes) yang bertanggung jawab atas terjadinya transformasidan hasil penelitian tersebut merupakan dasar untuk pemahaman kitatentang onkogen-onkogen penting pada kanker yang diinduksi maupuntidak diinduksi oleh virus.e Seperti telah diuraikan di atas, baik virus maupun bahan fisiko-kimiadapat menginduksi tumorigenesis melalui mekanisme genetik. Bahanfisiko-kimia melakukannya dengan memodifikasi gen normal menjadionkogen sedangkan virus disamping dapat menyebabkan mutasi DNAjuga mengandung preformed oncogenes.6 Hingga beberapa waktu yang lalu perkembangan kanker terutamadikaitkan dengan masalah kelainan genetik namun kemudian terbuktibahwa perubahan epigenetik juga mempunyai peran besar pada kanker.Bahkan kedua keadaan abnor-mal itu dapat secara bersama-sama ataubekerja sama untuk mempromosikan sel menjadi sel ganas. Masalahepigenetik pada kanker mendapat perhatian besar pada tahun-tahunterakhir berdasarkan bukti-bukti bahwa mekanisme epigenetik merupakanmekanisme kunci pada perkembangan kanker. Semua perubahan pentingpada sel kanker seperti hambatan fungsi (silencing) gen supresor tumot,aktivasi onkogen, defek perbaikan DNA (DNA repair) bukan saja dapat disebabkan mekanisme genetik (perubahan sekuen DNA atau mutasi) tetapi juga dapat disebabkan mekanisme epigenetik. Peristiwa epigenetik dapat terjadi pada setiap tahap perkembangan kanker. (baca selanjutnya Bab XI tentang peran epigenetik pada kanker). Banyak faktor lingkungan baik lingkungan makro maupun lingkungan mikro yang berperan dalam perkembangan tumor, khususnya inflamasi sebagai lingkungan mikro tumor yang menghasilkan berbagai konsep yang memberi pengertian baru tentang tumorigenesis. Walaupun inflamasi merupakan reaksi protektif jaringan terhadap iritasi atau infeksi dan inflamasi akut merupakan bagian dari respons peftahanan, inffamasi kronik dapat menyebabkan berbagai keadaan patologik termasuk kanker. Berbagai produk gen pro-inflamatorik diketahui mempunyai peran penting dalam mensupresi apoptosis, meningkatkan proliferasi, angiogenesis, invasi dan metastasis. Di antara produk gen-gen itu adalah TNF dan anggota keluarga TNF-superfamily, IL-a7,IL-1p, IL-6, IL-8, IL-18, khemokin, MMP-g,
VEGF, dan COX-2. Bahwa inflamasi merupakan faktor risiko sebagianbesar kanker sudah diterima secara luas. Inflamasi kronik dihubungkandengan berbagai tahap terkait tumorigenesis, termasuk transformasisel, promosi, survival, proliferasi, invasi, angiogenesis dan metastasis.Inflamasi.kronik yang dihubungkan dengan infeksi dan autoimun dapatmendahului pertembangan tumor dan berkontribusi melalui induksi mutasi,instabilitas genomik, promosi awal tumorigenesis dan angiogenesis.Paparan jangka panjang terhadap iritan lingkungan juga berakibat hal yangsama. Respons inflamasi itu dapat meningkatkan angiogenesis, promosiperkembangan dan penyebaran tumor, menyebabkan imunosupresi lokaldan instabilitas genomik lebih lanjut. Respons inflamasi memegang peranpenentu dalam berbagai stadium perkembangan tumor, mulai dari inisiasi,promosi, konversi maligna, invasi dan metastasis. Sel-sel sistem imun yangmenginfiltrasi tumor berinteraksi dan melakukan cross-talk dengan selkanker melalui berbagai proses molekuler. Lingkungan mikro meningkatkanlaju mutasi dan meningkatkan proliferasi sel yang bermutasi. Produksifaktor pertumbuhan oleh sel-sel inflamatorik yang dapat mengubah fenotipsel serupa stem-cell dan sel progenitor, akan merangsang ekspansi sel-selters.ebut dan memperbanyak pool sel yang merupakan sasaran mutagenlingkungan. Hubungan inflamasi dengan sel-sel kanker bukan hubungansatu arah. Kerusakan DNA dalam sel kanker dapat berakibat inflamasimakin parah dan mempromosikan tumorigenesis.(baca selanjutnya BabXVI dalam buku ini tentang kanker dan sitem imun)BIOLOGI SEL KANKER Sebagian besar sel normal yang terdapat dalam tubuh sudah mengalamidiferensiasi yang berarti sel-sel tersebut telah mengalami berbagaiperubahan demikian rupa sehingga menunjukkan morfologi dan fungsispesifik. Selama proses diferensiasi, sel normal umumnya tidak memilikikemampuan untuk berproliferasi, tetapi di lain fihak sebagian kecil sel-selj aringan tubuh memi liki kemamp uan s e lf r e n ew al tntuk mengganti s el- s elyang hilang karena rusak atau menua. Sel-sel ini dikenal sebagai sel punca(stem-cells), yang menghasilkan sel precursor baru yang kemudian diikutioleh proliferasi sel-sel keturunannya. Diduga bahwa sebagian besar selkanker berasal dari sel punca atau sel-sel progenitor ini.r0 Terakumulasinyasel-sel yang tidak berdiferensiasi tampak sebagai maturation orrest yangmerupakan populasi terbesar dalam massa tumor. (gambar 3).
.ry self-renewing srem ( ellsA sel progenitor dengan kemampuan proliferasi terbatas\"+++ t'W,**\"siasi terminalffiffiffiSel-sel tanpa kemampuan membelah, mungkin mengalami apoptosisW .:=., ,--=, €;!+, :=,9r .,=r- ::::*Tumor '*,F bf. .i.'=..t, n .,F, \";#; Tumor Gambar 3. Produksi sel normal dan proliferasi sel yang tidak terkontrol't0penjelasan gambar 3: A: Jalur normal untuk memproduksi se1 yang berdiferensiasi. B:Si.- l.ff gigal memproduksi se1 anak non-stem-cel1 pada setiap pembelahan kemudianu\"rprotir\"riritnembentuk tumor; C: Se1 anak gagal berdiferensiasi normal dan berproliferasimembentuk tumor Pada umumnya diperlukan 2 perubahan penting untuk transformasiganas. Pertama adanya kemampuan untuk tumbuh dan berkembang tanpastimulasi dari luar (autocrine), baik melalui produksi regulator, aktivasireseptor secara tel.us menerus atau transduksi sinyal yang abnorrnal dalamjalui transduksi mulai dari reseptor hingga gen relevan dalam nukleus'
Kelainan yang kedua adalah kesalahan intrinsik dalam komitmen diferensiasi dari sel-sel yang memberikan respons terhadap stimulasi di atas sehingga, karena tidak ada komitmen diferensiasi, yang terbentuk adalah sel-sel yang sama dengan induknya dan bukan sel-sel prognitoryang memiliki komitmen untuk diferensiasi terminal. r0'1 I Pertumbuhan sel normal diatur oleh protein terlarut yang disebutfaktor pertumbuhan atau sitokin. Salah satu jenis protein yang diketahuibersifat sebagai faktor pertumbuhan adalah hormon yang juga merupakanmolekul penerus sinyal. Hormon disimpan dalam kelenjar endokrin dandisekresikan ke dalam sirkulasi apabila diperlukan. Di samping hormon,protein regulator fertumbuhan lain yang disekresikan oleh berbagai jenissel adalah polipeptida yang dapat mempengaruhi pertumbuhan sel-seldi sekitamya (sinyal parakrin); contoh faktor pertumbuhan golongan ini adalah sitokin. Sel juga dapat mensekresikan protein yang dapat berikatandengan reseptor pada permukaan sel sendiri (sinyal autokrin). Faktorpertumbuhan terlarut merupakan unsur penting dalam mengatur proliferasidan diferensiasi sefia fungsi sel-sel hemopoetik termasuk sel-sel sistemimun. Faktor pertumbuhan menyampaikan sinyal melalui pengikatandengan reseptor yang kemudian meneruskan sinyal ini melalui berbagaiproses biokimiawi intrasel ke nukleus. Proses ini disebut transduksi sinyal.Kelainan dalam jalur transduksi sinyal yang menyebabkan stimulasiberlebihan sering dijumpai pada sel-sel kanker.r0 Stimulasi berlebihan olehfaktor pertumbuhan saja pada umumnyahanya menyebabkan hiperplasiadan bukan transformasi ganas. untuk menjadi ganas diperlukan kelainanintrinsik lain misalnya inaktivasi tumor suppressor genes. Salah satucontoh interaksi antara faktor pertumbuhan yang berlebihan dengankelainan faktor intrinsik yang berakibat transformasi ganas diperlihatkanpada gambar 4 denganmengambil contoh kanker payudara. Pada gambar 4diperlihatkan pengaruh stimulasi berlebihan estradiol dan hormon steroidlain untuk merangsang proliferasi sel kelenjar paryudara. Stimulasi inimembantu ekspresi dan fiksasi mutasi gen yang telah ada dalam germlinecells (misalnya p53, BRCAI/BRCA2). Tambahan kelainan gen DNArepair (MSH1) mengakselerasi transformasi ganas. Aktivasi onkogen, baikakibat mutasi, translokasi maupun amplifikasi meningkatkan proliferasisedangkan inaktivasi tumor s uppres s or genes, yang dalam keadaan normalberfungsi mengontrol pertumbuhan, ditambah dengan disfungsi gen DNArepair, menyebabkan sel tumbuh tak terkontrol dan akhirnya mengalamitransformasi ganas.12
ffiEstradiol dan hormon-hormon steroid laino )t-\-* @ ->-* @etSelINonnal7---\" {{ iff:''{l!IGermline mutation Akumulasikelainan Ditingkatkan(akselerasi)p53, BRCA1,tsRCA2 genetik saat oleh mutator fenotiP pembelahan se1 MSH1 (defek DNA repair) (los s of heterozygos ity)Gambar 4. Pengaruh estradiol dan hormon steroid lain pada pertumbuhan sel kelenjar payudara yang mengandung kelainan genetikr2 Perkembangan dan pertumbuhan sel normal membutuhkan koordinasiintraseluler maupun interaksi antar sel yang terkendali dalam organismebersangkutan. Proliferasi sel normal berlangsung melalui suatu siklus selyang terdiri atas 4 fase yang ditentukan oleh waktu sintesis DNA, yaitufase Gl, fase S, fase G2 dan fase M (gambar 5). Berbeda dengan bakteriayang mensintesis DNA secara terus menerus selama siklus pembelahansel, sel-sel mamalia mengalami siklus sel yang lebih kompleks. Setelahmitosis, sel memasuki fase Gl, yaitu fase di mana sel sangat aktif tetapitidak mensintesis DNA atau memasuki fase G0 untuk beristirahat. Padafase G0/Gl kandungan DNA sel adalah 2N (diploid). siklus sel kemudianberlanjut ke fase S di mana terjadi sintesis DNA dan kandungan DNAberubah menjadi 4N. Fase selanjutnya adalah fase G2 sebelum memasukifase M di mana sel membelah diri menjadi 2 sel diploid. waktu yangdiperlukan untuk satu siklus bergantung pada jenis sel, dan perbedaanwaktu itu terutama terjadi di fase Gl, di mana bila diperlukan siklus selberhenti pada fase ini (G1 arrest) atau pada interphase G1/S.5
Gambar 5. Siklus sel: M=mitosis; G1=gap1; S:sintesis DNA; G2: gap2 Titik penentu (decision point) terletak pada G1. Pada titik ini selnormal melanjutkan siklus sel melalui Gl atau memasuki fase G0 untukberistirahat berganfung pada ada tidaknya faktor pertumbuhan. Kontrolpertumbuhan bergantung pada berbagai mekanisme transduksi sinyal yangacap kali diperantarai oleh hormon dan faktor pertumbuhan. Pertumbuhankanker menunjukkan kegagalan mekanisme kontrol tersebut sehingga sel-sel kanker tumbuh tak terkendali dan itulah yang merupakan ciri utama selgan4s. Pertumbuhan tak terkendali dapat terjadi karena sel-sel kanker tidakmemberikan respons terhadap sinyal kontrol, mungkin karena adanya lesiDNA atau adanya produk onkogen. Alternatif lain adalah defek mekanismekontrol homeostatik itu sendiri, misalnya akibat sekresi faktor peftumbuhaniang tidak tepat atau berlebihan, baik oleh sel-sel kanker sendiri maupunoleh sel-sel di sekitar kanker atau akibat gangguan proses metilasiDNA baik hipometilasi maupun hipermetilasi.r3,r4,r5 Pertumbuhan tidakterkontrol juga mungkin terjadi akibat perubahan (modifikasi) kuantitatifmaupun kualitatif pada reseptor faktor perlumbuhan atau gangguan fungsimeneruskan sinyal oleh kompleks faktor pertumbuhan dengan reseptomyake nukleus.T Salah satu kelainan reseptor faktor pertumbuhan adalahekspresi berlebihan c-ErbB2 yang merupakan reseptor tirosine kinase yangberakibat transduksi sinyal terus menerus melalui stimulasi ErbB I (EGFR).Fosforilasi reseptor faktor perlumbuhan karena ikatannya dengan ligand(faktor pertumbuhan) atau kelainan kualitas akibat mutasi mengakibatkanaktivasi molekul-molekul transduksi sinyal di bagian hlIir (downstream),misalnya MAP-kinase, ERK's, cJun/JNK dan lain-lain.r6 Banyak bukti-bukti yang menyatakan bahwa kanker berasal dari selprogenitor tunggal yang berproliferasi membentuk sebuah klon yangsel-selnya memiliki sifat-sifat sama dengan progenitornya, termasukmemiliki kelainan genetik atau menunjukkan fenotip ganas yang sama.10
Kelainan genetik itu harus stabil karena ia berada dalam sel yang terusmenerus berproliferasi dan mewariskan kelainan genetik itu kepada sel-sel keturunannya.u Tetapi meskipun adatanda-tanda klonal, ada pula buktibahwa sel-sel dalam klon itu tidak selalu identik. Sel-sel dalam sebuah tumorseringkali menunjukkan heterogenitas, sehingga menimbulkan dugaanbahwa sel-sel kanker mengalami modifikasi selama perlumbuhannya.Twalaupun kanker dapat berkembang dalam berbagai jenis organ, adabeberapa gambaran umum dalam perkembangan berbagai jenis kanker yangmengikuti pola yang sama5: Pertama, kanker berasal dari satu klon;jadineoplasma adalah perlumbuhan klonal (monoklonal) di mana populasi selmerupakan keturunan sel progenitor tunggal yang mengalami transformasidan kemudian berproliferasi abnormal. Kedua, kanker bukan merupakanpenyakit sel secara individual. Sel yang mengalami transformasi tumbuhmenjadi masa tumor yang menginvasi dan menginfiltrasi jaringan organ disekitarnya dan mengganggu fungsinya. Ketiga, kanker tidak hanya terjadiakibat proses transformasi tunggal, dan asal-usul klonal neoplasma tidakdengan sendirinya berarti bahwa mutasi gen secara langsung mengakibatkanterjadinya kanker. Untuk menjadi ganas populasi sel tersebut halus meng- alami proses karsinogenesis yang berlangsung bertahap (multistep process/ multistep carcinogenesis) sebelum ia menunjukkan fenotip ganas. selamaproses multistep yang diawali dengan inisiasi dan dilanjutkan dengan promosi dan progresi, dapat terlihat fase-fase perubahan preneoplastikyung *\"-pakan penanda kecenderungan sel menjadi ganas''7 Ke empat' kanker terjadi sebagai akibat akumulasiimutasi berurutan gen-gen penting yang berfungsi mengatur proliferasi dan diferensiasi sel dengan akibat meningkatnya atau menghilangnya aktivitas yang berlangsung dalam jalur proses perlumbuhan sel normal.r0'18're'20 Pada kanker tidak ada integrasi dan koordinasi sinyal pertumbuhan ekstraseluler dengan \"mesin pengatur siklus sel\". Akibatnya adalah sel tumbuh tidak terkendali, tidak bergantung pada ada tidaknya sinyal ekstraseluler/eksogen, dapat tumbuh tanpa sirryat pertumbuhan (autocrine stimulation) dan kurang responsif terhadap sinyal inhibisi. Dalam sebuah tumor ganas, proliferasi sel biasanya tidak beigantung pada kebutuhan akan sel-sel baru dan biasanya menunjukkan gangguan diferensiasi (maturation arrest).s'2l Pengertian awal tentang sifat-sifat sel kanker diperoleh dengan melakukan kultur sel in vitro' Dari kultur sel in vitro tersebut diketahui berbagai perbedaan sifat perlumbuhan sel kanker dengan sel normal. (Tabel 1) Salah satu sifat penting sel kanker dalam kultur adalah masa hidupnya dengan kemampuan berproliferasi yang tidak terbatas, yang sering disebut 11
dengan istilah \"immoftal\" dan diferensiasi abnormal. Diferensiasi abnormal itu berkaitan dengan proliferasi karena sel normal yang telah berdiferensiasi lengkap akan berhenti berproliferasi atau hanya berproliferasi lambat, tetapi sel-sel ganas akan berhenti berdiferensiasi konsisten dengan kemampuan berproliferasi aktif tanpa batas. Di samping itu, sel ganas seringkali tidak mampu menjalani apoptosis padahal ini merupakan program diferensiasi banyak jenis sel yang memiliki ketahanan hidup terbatas. Sifat sel ganas in vitro ternyata mirip dengan beberapa sifat sel ganas in vivo.s Tabel 1. Pertumbuhan sel fibroblast normal dan fibroblast neoplastik* * (dikutip dari Coopers) Salah satu sifat lain dari sel ganas adalah memiliki kemampaun untukmenembus jaringan sekitarnya dan menyebar melalui pembuluh darahatau pembuluh getah bening ke tempat jauh (metastasis). penyebaransel-sel kanker memerlukan perubahan genetik yang memungkinkan sel-sel tersebut mampu bermigrasi dari organ asalnya ke organ yang letaknya.berjauhan. Tetapi migrasi sel kanker saja tidak cukup untuk tumbuhnyametastasis di lokasi baru. untuk ini diperlukan ketersediaan nutrisi yangcukup yang diperoleh melalui vaskularisasi (angiogenesis). Kemampaunkita untuk mengontrol dan mencegah metastasis memerlukan pengertianyang lebih baik tentang mekanisme yang mendasari metastasis, termasukmekanisme yang terlibat dalam survival, migrasi dan adhesi maupunkontrol genetik proses tersebut. Saat ini telah dapat diidentifikasi berbagaienztm proteolitik yang mengawali cleavage, aktivasi dan degradasiprotein-protein seluler. Di antara enzim yang berperan penting dalamproses degradasi matriks yang diperlukan untuk proses metastasis danangiogenesis adalah enzim urokinase plasmtnogen activator (u-pA) daninhibitor (PAI), matrix-metalloproteinase (MMP), heparanases, stromelysindan lain_l ain D..23,24,25,26 Di samping kelainan mekanisme proliferasi dan diferensiasi, sel-selkanker yang mengalami kelainan genetik memerlukan metabolisme khususuntuk perkembangannya menjadi masa tumor dalam 3 dimensi. Walaupunkelainan metabolik ini tidak merupakan defek mendasar yang menyebabkanl2
kanker, kelainan tersebut dapat merupakan dasar kemampuan sel-selganas untuk hidup dan menembus jaringan sekitarnya. Penelitian akhir-akhir ini mengungkapkan bahwa beberapa di antara kelainan genetik yangmengakbatkan perkembangan tumor secara langsung atau melalui hipoksiajuga berdampak pada glikotisis yang berperan penting pada kemampuansel kanker untuk merekmt pembuluh darah baru (angiogenesis)'27 Di samping kelainan genetik atau mutasi DNA yang secara langsungberperan pada tumorigenesis, tidak boleh dilupakan kontribusi epigenetikpada perkembangan kanker. Proses epigenetik merupakan kelainan fungsigen yang diturunkan dan diperantarai oleh faktor-faktor lain di luarkelainan primer pada sekuen DNA. Seperti telah disebut di atas, denganbeberapa pengecualian, setiap sel dalam tubuh manusia memiliki informasigenetik yang sama. Walaupun demikian, terdapat perbedaan yang besardalam fungsi masing-masing jenis sel. Ini berarti bahwa setiap jenis selhanya mengekspresikan seperangkat gen spesifik yang diperlukan untukmelaksanakan fungsinya. Ekspresi gen spesifik sesuai jenis sel ini ditentukansaat sel berdiferensiasi melalui interaksi yang kompleks di antaranya sinyalekstraseluler, faktor transkripsi spesifik jaringan, dan modiflkasi kovalenDNA atau histone melalui metilasi atau deasetilasi yang dikenal sebagaiperubahan epigenetik. Perubahan epigenetik pada umumnya terjadi tanpaperubahan pada sekuen DNA primer, tetapi trait yang diperoleh biasanyastabil dan dapat diwariskan kepada sel-sel keturunannya pada saatpembelahan sel.rrPERUBAHAN BIOKIMIAWI DALAM SEL KANKER tsanyak penelitian dilakukan untuk mengidentifikasi perubahanbiokimiawi dalam sel kanker atau sel yang mengalami transformasi danmembedakannya dengan sel normal. Tetapi ternyata penelitian-penelitianitu tidak mampu membedakan perubahan biokimiawi yang menyebabkantransformasi (primer) dari perubahan biokimiawi sebagai akibat trans-formasi atau sebagai konsekuensi sekunder terjadinya transformasi. Selkanker biasanya mengandung jumlah kromosom atalu rearrangementskromosom yang abnormal (aneuploidi), yang menunjukkan instabilitasgenetik yang berperan penting pada tumorigenesis. Selain ifu, sel kankerseringkali berbeda dari sel normal dalam beberapa sifat biokimiawi,termasuk di antaranya peningkatan glikolisis, sekresi faktor pertumbuhan,sekresi protease, penumnan ekspresi protein permukaan yang diperlukanuntuk adhesi, dan disorganisasi sitoskeleton. Seperli telah dikemukakansebelumnya, beberapa di antara perubahan ini secara langsung berkaitan 13
dengan kelainan sifat pertumbuhan sel yang mengalami transformasi.Misalnya ekskresi faktor pertumbuhan mengurangi kebutuhan sel kankerakan faktor perlumbuhan eksogen, pemrnrnan ekspresi molekul adhesimenyebabkan hilangnya contoct inhibition, dan perubahan struktursitoskeleton menyebabkan morfologi sel ganas berbeda dengan sel notmal.Walaupun demikian tidak ada satupun penanda fenotip ganas di atas unikuntuk sel yang mengalami transformasi, demikian pula tidak jelas apakahperubahan-perubahan itu penyebab atau akibat transformasi. Karena ituuntuk lebih memahami sifat-sifat sel kanker perhatian diarahkan untukmempelajari gen-gen spesifik yang diduga menginduksi transformasi.5REGULATOR PERTUMBUHAN SEL KANKER Seperti telah disebut di atas, sel secara terus menerus dihadapkan padapengambilan keputusan untuk membelah, diferensiasi atau menjalaniproses apoptosis. Ketiganya memberi dampak pada jumlah sel sehinggajalur di mana proses pembelahan, diferensiasi dan apoptosis berlangsungmerupakan sasaran aktivitas onkogen dan fumor suppressor genes.Golongan gen lain yang juga merupakan sasaran aktivitas onkogenikadalah gen-gen yang berfungsi dalam perbaikan D\IA.Onkogen dan tumor suppressor gene (TSG). Sebagian besar onkogen dan tumor suppressor gene (TSG) beraksimelalui intervensi langsung pengaturan siklus sel normal. Mutasi proto-onkogen yang menghasilkan amplifikasi dan peningkatan fungsi onkogen(gain offunction mutation) mengakibatkan onkogen terus menerus meng-aktifkan komponen-komponen lain dalam kaskade transduksi sinyaltermasuk faktor transkripsi yang kemudian menghasilkan pembelahan sel.Di lainfihakmutasipadaTSG yang menyebabkan inaktivasi (/o s s of functionmutation) akan berakibat hilangnya rem pengatur laju pertumbuhan.2Beberapa jenis onkogen secara langsung membatalkan aktivitas protektifTSG dan sebaliknya beberapajenis TSG dapat rnendeteksi adanya onkogendan berusaha melawannya. Kedua kelompok gen ini berinteraksi melaluisuatu j ej aring pengaturan sinyal pertumbuhan. 2 8 Di antara onkogen penting yang berfungsi dalam proses di atas adalahonkogen Ras dan cyclin/cdk. Onkogen Ras memegang peranan pentingdalam transmisi sinyal ekstraseluler ke dalam sel. Untuk fungsinya iniRas menggunakan beberapa jalur efektor yang melawan aktivitas berbagaigen supresor (TSG), yaitu jalur Ras-Raf dan jalur Ras-PI3K. Kaskade t4
jalur Ras-Raf-Erk merupakan jalur utama yang berlanggung jawab atastransmisi sinyal proliferasi dari membran sel ke nukleus' Diduga aktivasiRas-Raf-Erk ini mengakibatkan peningkatan transkripsi gen MDM2 yangfungsinya menurunkan stabilitas (destabilisasi) gen p53. Peningkatan transkripsiMDM2 menekan aktivitas p53. Selain menekan aktivitas p53, jalur Ras-Raf juga menekan aktivitas gen NFl yang terlibat dalam perkembanganneurofibromatosis. Dengan menekan fungsi TSG, jalur Ras-Raf-Erk dapatmeneruskan sinyal proliferasi kepada gen-gen dalam nukleus yang relevan.padajalur Ras-Pl3K, Ras mengaktifkan phosphatidyl-inositol 3'kinase (Pl3K).Aktivitas PI3K dilawan oleh fosfatase dan keseimbangan antara kedua aktivitasmenentukan jumlah fosfatidil-inositol trifosfat pada membran sel. Di antaraprotein yang diaktifkan dengan cara berikatan dengan fosfatidil-inositol trifosfatadalah serine/threonine kinase Akt. Protein Akt berfungsi melaksanakan prosespeningkatan ketahanan hidup yang dipromosikan oleh PI3K.28 Beberapa jenis tumor suppressor gene TSG diprogramkan untukmendeteksi dan berespons terhadap sinyal yang diberikan oleh onkogen,jadi berfungsi sebagai perlahanan terhadap aktivitas onkogen. Beberapadi antaranya adalah p53, BRCAI/BRCA2, NK4a dan ARF' ARF dapatmengikat MDM2 dan menghambat fungsinya; dengan demikian ia menstabilkan p53. ARF dan iNK4a diekspresikan sebagai respons terhadaponkogen Ras dan Myc; dengan demikian ia memberi sinyal kepada gen p53 tentang keberadaan onkogen bersangkutan. Tetapi fungsi gen p53 tidak hanya semata-mata melindungi sel terhadap onkogen; ia juga melindungi sel terhadap kerusakan DNApermanen dengan mendeteksinya dan memberi sinyal kepada gen DNA repair.28 Kehilangan atau inaktivasi gen p53 akan berakibat instabilitas genetik. Jumlah protein p53 berlambah sebagai respons terhadap berbagai sinyal, misalnya sinyal kerusakan DNA, terhentinya sintesis DNA atau RNA atau bila tidak tersedia nukleotida (deptetion). Rangsangan yang sama juga mengaktifkan p53 tanpa adanya stress, yang biasanya laten. Peningkatan kecepatan awal translasi mRNA p53 dapat juga mengganggu kestabilan p53. Protein p53 dapat mengalami degradasi melalui berbagai cara, salah satu di antaranya adalah melalui pengikatan dengan protein Mdm2. Gen p53 mutan memiliki half life yang lebih panjang dan produknya tidak mampu meningkatkan ekspresi protein Mdm2 dengan akibat tidak terjadinya degradasi protein p53. Banyak jalur melalui mana sinyal-sinyal ditangkap oleh p53, di antaranya jafur D|'{A- dependent protein kinase (DNAPK) yang berfungsi meng-fosforilasi p53, jalur MAP-kinase yang memodulasi p53 dan lain-lain. Pada gambar 4 tampak bahwa p53 berakumulasi dan dimodifikasi serta diaktivasi l5
sebagai respons terhadap sinyal-sinyal yang dihasilkan oleh berbagai stresgenotoksik Beberapa protein, termasuk AIM, PARP (poly-ADP-ribose2$polimerase), BLS (Blooms syndrome) dan NBS (Nymegen breakagesyndrome) terlibat dalam aktivasi. Jalur RAS-MAP kinase terlibat dalammenentukan kadar basal p53 dan dapat mempengaruhi fungsinya. Beberapafungsi sel yang dipengaruhi oleh p53 dapat ditekan oleh ekspresi yang tidakterkontrol dari Myc, Bcl2, EIB atauB2F. Kontrol aktivitas p53 mencakuplingkaran autoregulasi yang melibatkan Mdm2. Perangkat lengkap jalurp53 membantu memelihara integritas genom dengan menyingkirkan sel-sel yang rusak, baik dengan menginduksi Gl arrest untuk memperbaikiDNA atau menginduksi apoptosis. Gen p53 juga rnembantu mengaturmasuknya siklus sel ke dalam fase mitosis, pembentukan spindle danintegritas sentrosom, yaitu checkpoints siklus sel yang terlibat dalammencegah kerusakan DNA.2,2e Salah satu jalur yang digunakan oleh p53untuk menginduksi Gl-arcest adalah melalui p2l yang akan melawanaktivitas kompleks cyclin-CDK. Karena itu inaktivasi p2l maupun ekspresiberlebihan cyclin, misalnya cyclin D1 (gambar 6), akan mengakibatkansalah satu jalur regulasi p53 terganggu, dan hal ini sering dijumpai padaberbagai jenis kanker di antaranya kanker kolorektal. Inaktivasi p2l danatau amplifikasi cyclin berkaitan erat dengan prognosis dan survival.3o Stimuli lIlr Jalur Ras-MAP kinase #; € ;i ;n* ;i#e+,'.'' + FaseSberlanjut Gambar 6. Komponen jalur sinyal p53 (dikutip dari Agarwal'?e)t6
Seperti telah diuraikan di atas, mutasi gen p53 dijumpai pada banyakjenis kanker, misalnya pada15-80oh kanker kolon. Individu yang memilikikerentanan terhadap predisposisi kanker seperti yang terlihatpada sindromLi-Fraumeni, dilahirkan dengan mewarisi mutasi pada satu alel gen p53 dandapat menderita kanker dengan mutasi p53 pada kedua alel, walaupun adajuga yang mutasinya terjadi hanya pada satu alel (disebut dominan negatif).Hal ini disebabkan alel p53 yang mutan mengganggu fungsi alel yangnormal (witd type). Mutasi p53 seperti telah disebut di atas mengakibatkaninstabilitas genetik dan memudahkan terjadinya mutasi gen lain.2 Gen BRCAI/BRCA2 adalah tumor suppresor gene yang terdapatdalam berbagai jenis sel dan dikaitkan dengan proliferasi dan diferensiasisel-sel jaringan yang berasal dari ektoderm dan mesodetm. Dalam jaringanpayudara, BRCA I /BRCA2 diekspresikan pada sel epitel alveolar dan duktal.Mutasi BRCA1 dan atau BRCA2 dalam germline cells bertanggung jawabatas sebagian besar kanker pay'udara herediter. Protein BRCA1 terletakpada kompartemen nukleus semua sel. Walaupun demikian, distribusinyadalam nukleus bervariasi sesuai siklus sel; ia berkelompok dalam nukleusselama fase S dan G2 dan tersebar merata dalam nukleoplasma pada faseGl. Lebih dari 200 jenis germline mutations BRCA1 dan lebih dari 80jenis mutasi BRCA2 telah diidentifikasi yang dapat dijumpai pada keluargadengdn kanker payudara herediter, tetapi peranannya pada kanker papdarasporadis belum diketahui. Walaupun aktivitas biologiknya belum diketahuipasti, bukti-bukti penelitian terakhir mengungkapkan gen tersebut sebagaigenome caretakers yang berfungsi memelihara integritas genom.3 i'32'3r'34 Tumor suppressor gene lain yang mempunyai peranan penting dalammengatur perhrmbuhan sel adalah gen retinoblastoma (Rb). Seperli telahdisebut di atas protein yang secara langsung mengatur atau diatur oleh cyclin-cdk merupakan sasaran lesi pada kanker. Gen Rb adalah salah satu yangtelah dipelajari secara intensif di samping gen p53. Gen ini untuk pertamakali dijumpai pada kanker retinoblastoma herediter. Mutasi Rb tidak terbataspada retinoblastoma tetapi diumpai pada banyak jenis kanker lain. Kelainanfungsi gen Rb disebabkan deletion pada kromosom 13 qI4 (gambat 7)1 -lor l4 + _Fqdeletion ffi H-g fgfffii MM =:+ Normal RetinoblastomaGambar 7. Deletion pada kromosom 13q14 r7
Seperti tampak pada gambar 7, kehilangan region Rb pada kromosom13q14 mengakibatkan mutasi/inaktivasi gen Rb. Protein yang disandioleh gen Rb, yaitu p105-Rb, diekspresikan dalam nukleus dalam bentukhiperfosforilasi atau tidak terfosforilasi. Protein pl05-Rb yang tidakterfosforilasi terdapat pada sel yang tidak membelah (istirahat) sedangkanyang terfosforilasi terdapat pada sel yang sedang berproliferasi pada faseG1 akhir, sebelum memasuki fase S. Fosforilasi dan defosforilasi Rb diaturoleh berbagai cyclin, khususnya cyclin-D. Selama fase Gl dari siklussel, E2F terikat pada pl05-Rb yang tidak terfosforilasi tetapi kemudiandilepaskan melalui fosforilasi pada batas fase Gl/S. Setelah dilepaskan,E2F mengaktifkan faktor transkripsi yang menjadi sasarannya, di antaranyaberbagai enzim yang terlibat dalam sintesis DNA. Kehilangan fungsi ataumutasi Rb, atau adanya DNA virus tumor yang mengikat Rb, menyebabkangangguan pada proses fosforilasi/defosforilasi Rb yang mengakibatkangangguan kontrol pertumbuhan. 2Telomere dan telomerase Seperti telah diuraikan di atas, stabilitas genetik merupakan prasyaratuntuk pertumbuhan sel normal, sebaliknya instabilitas genetik merupakansalah satu sifat sel kanker yang paling jelas dan banyak sifat sel kankerdidasarkan atas instabilitas genetik ini. Stabilitas genetik dapat terganggumelalui berbagai cara, misalnya kegagalan mismatch repair, segregasikromosom yang tidak tepat, rearrangement kromosom dan kehilangantelomere. Telomere adalah suatu kompleks antara DNA dengan proteinyang menutup dan melindungi ujung-ujung kromosom, sedangkantelomerase adalah enzim protein-RNA yang memperpanjang telomeresetiap kali setelah pembelahan sel. Pada manusia, sel-sel embrio terbuktimengekspresikan telomerase tetapi pada orang dewasa hanya sedikitsel yang memiliki aktivitas telomerase. Dengan terbatasnya kandungantelomerase, telomere secara bertahap menjadi lebih pendek sejalan denganbertambahnya umur sel. Erosi ujung kromosom akan membatasi jumlahpembelahan sel. Pada sel kanker, terjadi aktivasi abnormal telomerase yangmencegah pemendekan telomere dan menyebabkan sel membelah terus.Dengan demikian sinyal untuk menghentikan pertumbuhan diabaikan (bypass) pada tumorigenesis 2'35 Kenyataan int menimbulkan pemikiran kearah menghambat aktivitas telomerase sebagai salah satu alternatif terapi.3sTelomerase di anggap sebagai penanda ganas baru yang merupakanindikator prognosis dan sasaran terapi pada kanker.36 18
Setiap kali se1 membelah, selalu ada kehilangan 50-100 pasanganbasa pada ujung telomer. Hal ini merupakan konsekuensi polaritas untaianDNA dan mekanisme replikasi DNA. Bila telomere kehilangan sejumlahpasangan basa ia memberikan rangsangan kepada sel untuk menghentikanpembelahan sel. Kehilangan telomere di atasi oleh sel dengan mengaktifkantelomerase yang menambah sekuen telomere untuk mengganti sekuen yanghilang (gambar 8). Aktivasi telomerase mencegah pemendekan kromosomdan penuaan dengan konsekuensi proliferasi terjadi terus menerus.Struktur telomere di ujung kromosom memendek akibat replikasi DNA.Bila panjang telomere mencapai titik icritis, sebagian besar sel keluar darisiklus sel dan berhenti berproliferasi. Enzim telomerase akan menambahasam-asam amino yang diperlukan untuk membentuk telomere sehinggamenambah kemampuan sel untuk membelah.3T l-\"badan\" komosom Telomere #;#od;# ffirffi Repliklsi DNA Telomere pendek I ISenescence & Aktivasi telomerase crisis Gambar 8. Aktivasi telomerase mencegah pemendekan kromosom.3T Proses ini berlangsung seimbang, mencegah kromosom memendekselama pembelahan sel dan mencegah sel untuk menerima sinyal penghentianpembelahan sel. Sel yang memproduksi telomerase di antaranya adalahstem cell dan sel kanker, sedangkan sel somatik notmal tidak memilikiaktivitas telomerase. Stem cell mengurangi produksi telomerase secarabertahap sesuai dengan penuaan sel, kadar telomerase dalam stem cellhanya cukup untuk mencegah kehabisan telomere dalam jaringan yangperlu memperbaharui diri secara cepat.36 Dalam konteks tubuh manusia, fakta bahwa aksi telomerase menye-babkan sel tetap membelah menghasilkan berbagai konsekuensi yang t9
berbeda. Walaupun dalam sel normal manusia telomerase diekspresikandalam kadar rendah, bahkan sering tidak terdeteksi, jelas bahwa telomerasemempunyai peran protektif. Dalam konteks sel kanker, telomerasemempunyai sifat mempromosikan kanker Dalam hal ini aksi telomerasepada sel kanker tidak menyebabkan telomere lebih panjang; telomere padasel kanker tetap pendek tetapi telomerase berpartisipasi dalam responssel yang lain.38 Hal ini didukung oleh berbagai penelitian lain sebagaiberikut. Enzim telomerase tersusun atas suatu core katalitik minimal,mencakup protein TERT dan komponen RNA telomerase (TERC). TERCberfungsi sebagai cetakan (template) bagi enzim untuk menambah repeatstelomere dalam reaksi reverse transcriptase pada ujung kromosom. EkspresiTERT diperlukan untuk transformasi. Hal ini dibuktikan oleh penelitianyang mengungkapkan bahwa ko-transfeksi dengan gen TERT secaraspesifik mengaktifkan H-RAS, SV-40 large T antigen dan SV-40 small tantigen dan menyebabkan transformasi sel fibroblast berlangsung efisien.Selain pentingnya mempertahankan telomere untuk mendapatkan statustransformasi, tidak kalah pentingnya adalah terjadinya disfungsi telomere,misalnya disfungsi telomere dalam melaksanakan fungsi'ocapping\" akibatpemendekan telomere yang progresif atau \"uncapping\" yang mendadak,yang juga dapat menyebabkan perkembangan kanker melalui destabilisasikromosom. Dalam hal ini perkembangan kanker tetap bisa terjadi walaupunada ekspresi telomerase.3e Pada beberapa jenis kanker, telomere dapat diperlahankan tanpa aktivitastelomerase melalui proses pemanjangan telomere alternatif atau prosesreplikasi DNA melalui rekombinasi. Dalam hal ini berbagai protein DNArepair terlibat, di antaranya RPA, RecQ helicase dan beberapa protein DNArepair yang lain.aoApoptosis Seperti telah disebut di atas salah satu proses yang memberi dampakpada jumlah sel dalam jaringan termasuk jaringan tumor adalah apoptosis.Apoptosis adalah kematian sel terprogram yang merirpakan proses penting dalampengaturan homeostasis normal. Proses ini menghasilkan keseimbangandalam jumlah sel jaringan tertentu melalui eliminasi sel yang rusak danproliferasi fisiologis dan dengan demikian memelihara agar fungsi jaringannormal. Deregulasi apoptosis mengakibatkan keadaan patologis, termasukproliferasi sel secara tidak terkontrol seperti dijumpai pada kanker. Adaberbagai bukti yang menyatakan kontrol apoptosis dikaitkan dengan genyang mengatur berlangsungnya siklus sel, di antaranya gen p53, Rb, Myc,20 :,
ElA dan keluarga Bcl2. Gangguan regulasi proliferasi sel baik akibataktivitas onkogen dominan maupun inaktivasi tumor suppressor genes adahubungannya dengan kontrol apoptosis. Beberapa jenis virus onkologikmelaksanakan proses transfotmasi sel dengan cara mengganggu fungsiapoptosis dalam sel. misalnya SV40, herpes dan adenovirus, poliomamaupun virus Epstein Barr (EBV;. r'+t Keluarga gen Bcl2 dan produknya diidentifikasi sebagai regulatorkunci dalam proses apoptosis dalam banyak jenis sel. Keluarga proteinini dikelompokkan dalam 2 kelompok yaitu kelompok apoptotik dan anti-apoptotik yang berbeda dalam fungsi tetapi mempunyia struktur yanghomolog. Yang termasukkelompok apoptotik adalah Bax, Bak, Bcl-X* Bad,Bik dan Bid, sedangkan yang termasuk golongan anti-apoptotik adalah Bc12,Bcl-Xr Mcl-1.42,43 Gambar 9 memperlihatkan rasio relatif heterodimer Bcl2dan Bax dalam menentukan kerentanan sel terhadap apoptosis.aaHidup Mati ffiSinyal apoptosis (on / Gambar 9. Kerentanan terhadap apoptosis Dari gambar 9 di atas tampak bahwa ekspresi berlebihan Bcl2 me-ningkatkan ketahanan hidup sel, sedangkan ekspresi BAX berlebihanmenginduksi apoptosis. Dalam keadaan normal ekspresi BAX dan Bc12seimbang. Mutasi Bc12 pertama kali diketahui disebabkan translokasi t(14;18)yang berakibat peningkatan fungsi gen bersangkutan. Beberapa penelitianmengungkapkan bahwa ekspresi berlebihan Bcl2 menyebabkan pening-katan daya tahan hidup berbagai jenis sel in vitro dan menghambat apoptosisin vivo.as'a6 Bcl-X. menunjukkan homologi dengan BcD dan mampu meng-hambat apoptosis sama efektifnya dengan Bc12.a7 Sebagian besarkemoterapi dan radiasi ditujukan untuk menginduksi kematian sel kankermelalui jalur apoptosis.'18,4e,s0 Sebaliknya, resistensi sel kanker terhadapkhemoterapi dan atau radiasi sebagian disebabkan terganggunya jalur 21
apoptosis, salah satunya disebabkan ekspresi berlebihan Bcl2 atau Bcl-X,. ttKenyataan ini membuka kemungkinan untuk memberikan terapi kankerdengan mengembalikan fungsi apoptosis melalui pemberian antisenseoligonucleotida. Pada percobaan dengan kultur sel kanker metode ini telahberhasil meningkatkan khemosensitifitas. 50,52 Segolongan enzim proteolitik yang berperan penting pada apoptosisadalah caspases. Golongan enzim ini disebut demikian karena merupakancysteine protease yang merombak asam aspartat (c dari cysteine protease,aspase dari merombak protein pada asam aspartat). Banyak sasaran lisiscaspase yang disebut death substrate yang diketahui saat ini, antara lainlamin yang merupakan protein penting pada membran nukleus. Salahsatu gambaran apoptosis adalah disorganisasi struktur membran nukleussehingga lamin termasuk protein penting pada proses apoptosis. Selainbekerja pada nukleus, mesin kematian sel (cell death machinary) jugabekerja di sitoplasma dengan merombak protein-protein substrat yang adadi sitoplasma. Aktivitas caspase berlangsung melalui kaskade yang dalamgambar 10 diperlihatkan dalam bentuk balok warna gelap. Dalam gambar 10 tampak faktor-faktor yang berpengaruh pada prosesapoptosis berupa berbagai protein adaptor, inhibitor dan pemicu (triggers).Ke dalam golongan amplifiertermasuk cytochrome c yang ditransportasikandari mitochondria ke sitoplasma pada saat apoptosis. Di antara inhibitorapoptosis yang penting, seperli tampak dalam gambar l0 adalah keluargaBcl2 yang apabila diekspresikan berlebihan akan menghambat translokasicytochrome-c dari nukleus ke sitoplasma serta mencegah rusaknyamembran mitokhondria dan dengan demikian mencegah apoptosis.5r 5a Gambar 10. Kematian sel terprogram secara genetik.5322
Dari semua uralandi atas dapat disimpulkan bahwa kanker merupakanpenyakit yang melibatkan perubahan genetik dalam genom' Dasar inidiletakkan setelah ditemukannya berbagai mutasi yang menghasilkanonkogen yang diekspresikan berlebihan dengan dominasi aktivitasmeningkat (dominant gain of function) dan berbagai gen supresor tumoryang kehilangan fungsi secara resesif; kedua kelompok gen kanker initelah diidentiflkasi melalui perubahan-perubahan pada sel kanker binatangmaupun manusia yang menghasilkan fenotip kanker pada model-modeleksperimental. Berbagai bukti menunjukkan bahwa fumorigenesis padamanusia merupakan proses multistep dan bahwa langkah-langkah dalamproses ini merefleksikan perubahan genetikyang menyebabkan transformasiprogresif suatu sel menjadi sel malignan dan perubahan sel normal menjadisel kanker yang invasif terjadi melalui berbagai kondisi premalignan. Jugaada bukti-bukti bahwa gen pada sel kanker dapat mengalami perubahanpada berbagai tempat berbeda, mulai dari perubahan minimal sepertimutasi titik (point mutation) hingga perubahan komplemen kromosom.55Perubahan-perubahan itu menghasilkan berbagai genotip kanker yangwalaupun dapat berbeda antara satu jenis kanker dengan jenis yang lain,menunjukkan sifat umum yang sama, yang oleh Hanahan dan Weinberg,ssseperti diuraikan di bawah digolongkan dalam 6 perubahan penting padafisiologi sel yang secara kolektif mengatur pertumbuhan ganas. Namundemikian, penelitian akhir-akhir ini mengungkapkan ada kemampuan seli<anker yang ketujuh yaitu kemampuan menghindar dari sistem imun 56 (baca juga Bab XVI dalam buku ini tentang Kanker dan sistem imun) KARAKTERISTIK SEL KANI(ER Gambar 11 menunjukkan sifat-sifat umum sel kanker, mencakup: a) sifat dapat tumbuh tanpa memerlukan rangsangan pertumbuhan eksogen (setf-sfficiency in growth signals), b) tidak sensitif terhadap sinyal anti- pertumbuhan, c) kemampuan apoptosis yang menurun d) kemampuanproliferasi tidak terbatas, e) kemampuan angiogenesis, f) invasi dan metastasis dan g) kemampuan menghindar dari sistem imun'ss 23
Gambar 11: Sifat-sifat umum sel kanker (dimodifikasi dari Hanahan&Weinberg ss dan Curiel s6)a) Ketidak-bergantungan pertumbuhan sel kanker pada faktor perlumbuhan eksogen dapat disebabkan 3 hal, yaitu perubahan sinyal pertumbuhan .ekstrasel sendiri, perubahan transduser transseluler sinyal-sinyal itu, atau perubahan dalam sirkuit intraseluler yang menerjemahkan sinyal menjadi action. Reseptor permukaan yang berfungsi meneruskan sinyal ke dalam sel juga merupakan target deregulasi. Pada tumorigenesis reseptor permukaan ini sering diekspresikan berlebihan sehingga sel menjadi hiper-responsif terhadap rangsangan. Perubahan yang paling kompleks terjadi padakomponen-komponen sirkuit downstreamdalam sitoplasma, di antaranyayang memegang peran penting adalah kaskade SOS-Ras-Raf-MAPK. Mutasi pada gen-gen ini mengakibatkan dapat berlangsungnya stimulasi pertumbuhan tanpa adanya rangsangan melalui regulator upstream. Selain itu sel kanker dapat memproduksi ligan faktor pertumbuhan sendiri terhadap mana ia memberikan respons dengan mengekspresikan reseptor sehingga terj adi stimulasi autokrin. Di samping itu sel kanker dapat mengirimkan sinyal-sinyal untuk merangsang sel-sel normal dalam stroma yang kemudian bereaksi dengan mensuplai sel kanker dengan berbagai faktor pertumbuhanb) Sel kanker tidak sensitf terhadap sinyal anti-pertumbuhan (negative feedback loop) atau mampu menghindar dari supresor pertumbuhan. Dalam jaringan normal banyak sinyal anti-proliferatif yang bekerja untuk mempertahankan sel dalam fase G0 dan homeostasis jaringan,24
termasuk di antaranya inhibitor faktor pertumbuhan terlarut dan yang berada dalam matriks ekstraseluler serta pada permukaan sel disekitar sel tumor. Sinyal anti-pertumbuhan dapat mencegah proliferasi dengan 2 mekanisme berbeda, yaitu sel dipaksa untuk keluar dari siklus sel dan masuk dalam fase G0, atau sel diinduksi untuk secara pennanen meniadakan kemampuan proliferasinya dengan cara diinduksi masuk ke dalam fase pasca-mitotik, biasanya dengan status berdiferensiasi. Dalam keadaan normal sinyal antiproliferatif ini disalurkan melalui supresor tumor retinoblastoma (pRb) dan keluarganyapl}T dan p130. Dalam keadaan hipofosforilasi pRb memblok proliferasi dengan mengikat faktor transkripsi E2F yang mengontrol gen yang diperlukan untuk progresi siklus sel dari fase Gl ke fase S, hingga E2F tidak berfungsi. Gangguan pada pRB menyebabkan E2F terlepas sehingga ia bebas dan dapat melakukan fungsi transkripsi sehinga terjadi proliferasi. Sirkuit sinyal pRb dapat terganggu oleh berbagai hal, misalnya mutasi gen Smad4, delesi pl5tMaB, mutasi CDK4, dan lain-lain' TGF-P dikenal mempunyai efek antiproliferatif dan penghindaran sel kanker terhadap efek itu saat ini dianggap bukan saja dengan cara menghentikan sinyal pertumbuhan jalur sitokin itu tetapi dampak lebih jauh lagi adalah bahwa jalur TGF-B diarahkan (redirecteQ untuk mengaktifkan program seluler yang dikenal dengan EMT (ep ithel i ah o -mes enchymal -tr ans ition) y ang berakibat sel-sel kanker menjadi lebih agresif.c) Kemampuan apoptosis yang menurun. Kemampuan sel tumor untuk menambah jumlahnya tidak hanya bergantung pada laju proliferasi tetapi juga pada laju kematian sel. Kematian sel terprogram (apoptosis) merupakan sumber utama pengurangan jumlah sel. Mesin apoptosis dapat dibagi dalam 2 kelas komponen yaitu sensor dan efektor. Sensor bertanggung jawab atas pemantauan lingkungan ekstrasel maupun intrasel yang normal atau abnormal yang mempengaruhi apakah sel akan hidup atau mati. Sinyal-sinyal ini mengatur komponen golongan kedua yang berfungsi sebagai efektor kematian sel. Komponen ini mencakup reseptor permukaan yang mengikat faktor survival atau faktor kematian, contohnya adalah pengikatan IGF oleh IGF-R, IL-3 oleh IL-3R, Fas oleh FasL dan TNF(I oleh TNF0-R. Sensor intraseluler memantau kesehatan sel dan mengaktifkan jalur kematian sebagai respons terhadap adanya kelainan, misalnya ada kerusakan DNA, ketidak seimbangan sinyal akibat aktivitas onkogen, insufisiensi faktor survival dan hipoksia. Di samping itu kehidupan sel dipelihara oleh sinyal survival afltara sel dengan matriks ekstraseluler dan kontak 25
antar-sel, yang apabila terganggu akan menginduksi apoptosis. Banyak sinyal apoptosis mengarah pada mitochondria yang apablla ada sinyal akan melepaskan sitokrom-c, suatu katalisator penting untuk apoptosis. Selain itu berbagai protein seperti golongan b cl2 danp53 juga memegang peran pentingpada proses apoptosis. (baca lebih jauh Bab VIII tentang apoptosis dalam buku ini). Efektor yang paling penting dari apoptosis adalah berbagai jenis protein caspase yang sering disebut sebagai eksekutor apoptosis. Gangguan proses apoptosis dapat disebabkan oleh antara lain ekspresi berlebihan onkogen, dan mutasi p53.d) Potensi proliferasi tidak terbatas (limitless). Sebagian besar sel kanker dalam kultur terbukti bersifat immortal, sehingga menimbulkan dugan bahwa kemampuan proliferasi tak terbatas merupakan fenotip yang didapat in vivo selama progresi tumor dan merupakan sifat penting untuk bisa berkembang. Salah satu di antara faktor yang berper an adalah pemeliharaan telomere. Telomere adalah ujung kromosom terdiri atas beberapa ribu repeat dari sekuen DNA yang panjangnya hanya 6bp. Telomere akan memendek setiap kali sel membelah. Di sisi yang lain pada sel kanker, enzim telomerase akan mencegah pemendekan .telomere dan panjang telomere dipertahankan di atas ambang batas kritis, dan hal inilah yang menyebabkan sel dapat membelah atau berproliferasi tanpa batas.e) Kemampuan angiogenesis yang terus menerus. Oksigen dan makanan yang disuplai oleh pembuluh darah sangat penting untuk kehidupan dan fungsi sel dan untuk memelihara ini semua sel dalam jaringan harus berada dalam jarak 100 um dari pembuluh darah kapiler. Selama organogenesis, jarak ini dipelihara dengan mengatur pertumbuhan vaskuler, yang dikenal dengan proses angiogenesis. Untuk menjamin suplai oksigen dan makanan, sel ganas meningkatkan kemampuan untuk angiogenesis dengan berbagai strategi, di antaranya dengan meningkatkan ekspresi vascular endothelial growth factor (VEGF) fidan a c i d i c /b as i c b ro b I a s t grow th fa c t o r (F GF I I 2). Kemampuan invasi dan metastasis. Berbagai protein yang terlibat dalam menahan sel agar tidak terlepas ke sekitarnya terganggu pada kanker, salah satu di antaranya adalah cell-cell adhesion molecule (CAM) dan integrin yang menghubungkan sel dengan matriks ekstraseluler serta E-cadherin. Gangguan atau inaktivasi molekul-molekul ini berakibat sel tidak lagi \"melekat satu sama lain\" dan memudahkan sel terlepas dari kelompoknya. Selain itu ekspresi berbagai protease juga26
meningkat sehingga sel mudah menginvasi jaringan sekitarnya; dengan demikian inaktivasi molekul-molekul adhesi disertai peningkatan ekspresi protease meningkatkan kemampuan sel kanker untuk invasi dan metastasis.g) Kemampuan menghindar dari sistem imun. Berbagai cata dilakukan oleh sel-sel kanker agar ia dapat mengelak dari sistem imun, misalnya yang klasik adalah tidak mengekspresikan MHC sehingga ia tidak dikenal oleh sel-sel imun, dan berinteraksi dengan sel-sel imun dalam lingkunganmikrotumoryangberakibatprogresiyangmenguntungkan perkembangan tumor (dikenal dengan tiga fase imunoediting, 3E) Baca Bab XVI dalam buku ini tentang kanker dan sistem imun' Ketujuh kemampuan sel kanker di atas diperoleh sel kanker baiklangsung maupun tidak langsung selama perkembangan kanker melaluip..uUuftun pada berbagai gen. Sudah diketahui bahwa mutasi satu gen sajatidak serta mefta mengakibatkan transformasi. Harus terjadi akumulasikelainan genetik, dan ini dimungkinkan karena mutasi pada satu genmenyebabkan instabilitas genetik dan memudahkan terjadinya mutasi genyunj.luin.tt Dalam berbagai penelitian biologi sel kanker, para penelitilain telah berupaya untuk mengetahui sifat-sifat sel kanker, dikenal sebagaifenotip, yang secara konsisten berbeda dengan sifat sel normal. Salah satudi antaranya adalah bahwa sel kanker menunjukkan metabolisme yangberbeda dengan sel normal yang berakibat peningkatan glikolisis' Selainitu sel kanker menunjukkan struktur dan ekspresi penanda permukaan yang berbeda dengan sel normal, aktivitas enzim serla laju pertumbuhan yang meningkat. Banyak bukti yang menyatakan bahwa kanker terjadi akibat transformasi sel prekursor tunggal yang berproliferasi membentuk klon yang setiap sel-nya memiliki sifat sama dengan induknya. walaupun menunjukkan sifat klon yang sama, sel-sel dalam klon tidak selalu identik dan memang sel-sel dalam sebagian besar tumor ternyata heterogen dalam sifatnya, yang menunjukkan bahwa sel kanker secara terus menerus memodifikasi sifatnya selama pertumbuhan.5l Hal sama dikemukakan oleh pakar lain yang menyatakan bahwa tumor pada pasien yang berbeda' baik leukemia maupun tumor padat, menunjukkan heterogenitas yang signifikan dalam morfologi, penanda petmukaan, kelainan genetik, kinetik proliferasi sel dan respons terhadap terapi. Heterogenitas juga dibuktikan ahir-at<hir ini dengan membuktikan berbagai variasi ekspresi gen pada kanker payudara dengan metode micro-array.5e Heterogenitas juga tampak pada tumor individual yang bersifat klonal. Walaupun setiap sel tumor 2',7
menunjukkan kelainan genetik yang sama yang merefleksikan asal-usul klon-nya, analisis pada sel secara individual menunjukkan adanya variasi dalam kelainan genetik dan epigenetik di antara tumor yang berbeda maupun antara lokasi berbeda dalam suatu tumor. Pakar ini menyimpulkan bahwa fumor terdiri atas sel-sel yang secara fenotip dan fungsional heterogen. Ada 2 teoii bagaimana heterogenitas ini terjadi, yaitu 1) sel tumor secara biologik ekuivalen, tetapi perilaku biologiknya dipengaruhi oleh faktor intrinsik dan ekstrinsik, dan karenanya bersifat variabel dan tidak dapat diprediksi (unpredictable). 2) teori yang lain menyatakan bahwa tumorterdiri atas sel-sel yang secara biologik berbeda baik dalam kemampuan fungsional maupun perilaku. Hanya sebagian kecil dari sel-sel itu yangmampu mengawali pertumbuhan tumor, yaitu yang disebut sel puncakanker (cancer stem cells). Sel punca kanker ini memiliki potensi serf-renewal dan menghasilkan cikal-bakal sel tumor. Model teori kedua inimemprediksi bahwa sel punca kanker dapat diidentifikasi dan diisolasi daripopulasi non-tumorigenik berdasarkan ciri-ciri intrinsiknya.60 Hal yangsempa dikemukakan juga oleh peneliti lain yang berdasarkan hipotesis \"stencell origin oif cencer\", menyatakan bahwa sel yang mempunyai kemampuanself-renewal dapat mengakumulasi berbagai perubahan genetik dalam waktulama dan menghasilkan populasi sel yang heterogen inter-tumoral. sebagianbesar kanker juga sedikit banyak menunjukkan diferensiasi, sehingga har inimemungkinkan kita menentukan jenis kanker berdasarkan asal-usul jaringan,.khususnya pada kanker yang bermetastasis jauh.61 Selain ciri-ciri sel kanker di atas yang secara kolektif mempromosikanketahanan hidup dan proliferasi sel kanker, beberapa peneliti mengusulkankarakteristik tambahan yang didasarkan atas analisis fenotip sel kanker. Walaupun ciri-ciri tambahan fenotip sel kanker seperti tampakpada gambar 12 tidak berlanggung jawab atas inisiasi tumorigenesis, iamerupakan ciri yang umum diumpai pada banyak jenis tumor. Di antaraciri-ciri tambahan itu adalah stress kerusakan/replikasi DNA, stressproteotoksik, stress mitotik, stress metabolik dan stress oksidatif, semuanyadisebut stress phenotypes da:ri kanker. Di antara masing-masing jenis stresseringkali terjadi interaksi atau kerjasama.62 (gambar 12)28
Fvading Scii- rii:f f irie;lcy i*ailoptosis #r{i\"r:1! $iilr?i}lFr$:eotfixi* Mitotic: stf6sE stressGambar 12. Ciri-ciri sel kanker (diperluas). Dikutip dari Luo dan kawan-kawan 62 Yang diuraikan di atas adalah ciri kanker yang merupakan kemampuandidapat yang memungkinkan sel kanker dapat hidup, betproliferasi danmenyebar tanpa menyebut bagaimana kemampuan itu diperoleh. Fungsi-fungsi itu didapat dalam berbagai jenis tumor melalui mekanisme yangberbeda-beda dan bervariasi sesuai waktu selama tumorigenesis multistep.Kemampuan (enabling characteristics) itu diperoleh melalui dua cara;yang paling penting adalah terjadinya instabilitas genomik yang berakibatmutasi secara acak dan yang kedua melibatkan status inflamasi lesipremalignan yang didorong oleh sel-sel sistem imun yang beberapa diantaranya bertindak mempromosikan progresi tumor melalui berbagai cara(baca juga Bab XVI dalam buku ini tentang kanker dan sistem imun). Berbagai penelitian mengungkapkan bahwa ada 2 karakteristik selkanker yang terlibat dalam patogenesis beberapajenis atau bahkan semuajenis kanker yang berkaitan dengan kemampuan sel kanker (enablingcharacteristlcs). Satu di antaranya adalah kemampuan untuk memodiflkasiatau memprogram-ulang (reprogram) metabolisme seluler agar dapat me-nunj ang proliferasi neoplastik secara efektif. Yang kedua adalah kemampuanyang memungkinkan sel kanker menghindar dari perlawanan sistem imun(seperti juga telah diuraikan sebelumnya), khususnya destruksi oleh sel T 29
dan B, makrofag dan sel NK. Karena kemampuan-kemampuan itu belummerupakan hal yang berlaku bagi semua jenis kanker dan belum divalidasi,pada gambar 13 kedua kemampuan itu disebut sebagai \"emerginghallmarks \". Di samping itu dua ciri neoplasia yang lain yaitu instabilitasgenom dan inflamasi memfasilitasi kemampuan utama maupun kemampuanbaru (emerging hallmarks) sel kanker.63 Gambar 13 menunjukkan ciri-ciribaru sel kanker dan karakteristik kemampuannya.63 €r**rging Flellmarks Encbling Characieristics Gambar 13. Ciri-ciri baru sel kanker dan karakteristik kemampuannya. Ciri-ciri kemampuan (enabling characteristlcs) seperti diuraikandi atas sebagian besar bergantung pada perubahan genom dalam selkanker. Secara sederhana dapat disebutkan bahwa genotip mutant teftentumemberikan kemungkinan pada subklon sel terlentu untuk berkembangdan mendominasi lingkungan jaringan setempat. Karena itu progresi tumormultistep dapat digambarkan sebagai ekspansi klonal, masing-masingsubklon dirangsang oleh terjadinya genotip mutant tersebut. Karenaperubahan fenotip yang diwariskan juga dapat disebabkan mekanismeepigenetik, seperli metilasi DNAdan modifikasi histone, beberapa ekspansiklonal juga dapat dirangsang oleh perubahan pengaturan ekspresi gen yangtidak disebabkan mutasi. Di samping perubahan genom dalam sel kanker,inflamasi memberi kontribusi cukup besar pada perkembangan tumormelalui produksi berbagai molekul ke dalam lingkungan mikro tumorsehngga kondusifuntuk peftumbuhan sel tumor. Yang perlu diketahui adalah30
bahwa inflamasi pada umumnya terjadi pada stadium awal perkembangantumor yang memungkinkan sel ganas yang \"incipient\" berkembang menjadi,,full blovtn cancer\".Karakleristik lain adalah kemampuan sel kanker untukmenyesuaikan energi metabolism enya agar iadapat tumbuh. Dalam kondisiaerobik, mqtabolisme glukosa dalam sel notmal terjadi melalui glikolisismenjadi piruvat dalam sitosol kemudian CO2 dalam mitochondria. Dalamkondisi anaerobik, hanya sedikitpiruvat dilepaskan ke dalam mitochondria.Pada sel kanker ada perubahan dalam metabolisme ini yaitu dalam kondisiaerobik sel kanker mengubah metabolisme glukosa dan dengan demikianmengubah produksi energinya dengan hanya melakukan glikolisis yangberakibat \" aerobic glysolysis\" .63 { ffi.ffi FGFF \ lCycun'deoendent\ t-G-in.rh*'b/'tors ./t \-#L kinase 'nhrbrtors J {F Sustai*inq Evficjing lmm*ne activating ant;CTLA4 mAbAerobic qlycolysis proliferative gro!'rlh inhibitors $igral1ng $upp.essors nereguiatlng {* ceiiular energelil Resisling Enablrng Telomerase iepl:calive lnhibato.sftla'*T.-\"f,,J--r--,,.5.:+.d':,',':'\"-?- cell immo*ality dealh QenoBe promoting inslfib:lily & i4ilammation PARP ,ndlcrng Aclivaling \<..inhibito{s Seleciive anti' ! M@anoiofienesis invasion& met6slasis ::1ll':'-':i-1:y.* Gambar 14. Berbagai ciri kanker yang dapat dijadikan sasaran terapi'63 semua sifat biologis sel kanker akhir-akhir ini dipikirkan mflrk menjadisasaran terapi walaupun hasilnya belum seluruhnya memuaskan. Salah satudugaan kemungkinan masalah adalah bahwa terapi target yang diarahkanuntukmenekan salah satuj alurkunci dalam tumor belum tentumenghentikankemampuan jalur itu secara lengkap sehingga masih meninggalkan sel-selkanker yang tetap hidup (beradaptasi). Adaptasi itu, yang dapat disebabkanmutasi, epigenetik, pemograman-ulang (reprogram) atau remodelingstroma dalam lingkungan mikro, dapat menimbulkan kembali kemampuanfungsional sel kanker yang berakibat pertumbuhan kembali sel kanker dan 3l
relaps. Gambar 14 memperlihatkan berbagai sasaran terapi kanker yangdiduga dapat digunakan.63RINGKASAN Kanker berkembang melalui serangkaian perubahan bertahap yangberakhir dengan kehilangan kontrol pertumbuhan yang khas bagi selkanker, yaitu: proliferasi terus menerus secara tidak terkendali, kemampuanmenembus jaringan sekitarnya dan kemampuan metastasis jauh. Ciriproliferasi abnormal yang khas bagi sel kanker in vivo sama dengan ciriproliferasi sel kanker in vitro, sehingga dengan percobaan-percobaan invitro dapat dianalisis berbagai sifat biologik kanker termasuk berbagaigen yang mengaturnya. Pada saat ini telah diketahui berbagai sifatpertumbuhan sel kanker termasuk onkogen dan tumor suppressor geneyang terlibat dalam proses transformasi. Berbagai sifat biologis sel kankertermasuk gangguan dalam proses apoptosis sebagian telah dapat diketahuiwalaupun belum seluruhnya terungkap. Berbagai sifat dan kemampuanbaru sel kanker akhir-akhir ini mulai terungkap yang dapat menjelaskanperilaku sel kanker. Pengetahuan tentang sifat-sifat sel kanker di tingkatmolekuler meningkatkan pengetahuan kita tentang patogenesis kanker dandi kemudian hari dapat digunakan sebagai dasar pemberian terapi yanglebih tepat.RU.IUKAN.I Beardsley T. Smart genes. Scientific American 1991 ; August;86-952. Perkins AS and Stem DF. Molecular biology of cancer: Oncogenes.In: V!deVita Hellman S, Rosenberg SA.(eds) Cancer; Principles and practice. Philadelphia, Lippincott-Raven Publ 1991 ; 19-1023. Krontiris TG. Molecular Medicine: Oncogenes. Mol Med 1995;333:303-3064. Caldas C, Ponder BAJ. Cancer genes and molecular oncology in the clinic. The Lancet 1997;349 (suppl II): 16-185. Cooper GM. The Cancer cell. In: Oncogenes 2'd ed. Boston, Jones & Bartlett Publ, 1995: 3-l 86. Bishop JM and Weinberg RA. Introduction. In: Molecular Oncology. New York, Scientific American, 1996: 1-127. Hill RP and Tannock IF. Cancer as a cellular disease. In: The basic sciences of oncology 2'd ed. New York, McGraw-Hill Inc, 1992: 1-68. Kim D and Hermiston T. Induction of an oncogenis fusion protein by a viral9. gene - a new chapter in an old story. Nature Med 1999; 5 (9):991-992 Cooper GM. Tumor viruses. In: Oncogenes 2\"d ed, Boston, Jones & Bartlett Publ, 1995:21-3632
10. Martin GS. Normal cells and cancer cells. In: Bishop GM and Weinberg RA (eds): Molecular oncology. New York, Scientific American 1996: 13-40lt. Metcalf D. Control of leukemic cells by hemopoetic regulators. Hematology: Education programme and scientific supplement of IX Congress of the ISCH- AP Division: 1999;9t2. Henderson BE, Bernstein L, Ross R. Etiology of cancer: hormonal factors. In: V!DeVita Hellman S, Rosenberg SA (eds). Cancer: Principles and practice. Philadelphia, Lippincott-Raven Pubi; 199'7 : 219 -22113. Laird PW. Oncogenic mechanisms mediated by DNA methylation. Mol Med Today, 1997 ; May : 223 -229t4 Nakajima T, Akiyama Y Shiraishi J, et al. Age-related hypermethylation of the hMLHI promoter in gastric cancers. Int J Cancer 2001;94(2):208-21115. Yoon JH, Dammann R and Pfeifer GP. Hlpermethylation of the CPG island of the RASSFIA gene in ovarian and renal cell carcinomas. Int J Cancer 2001; 94(2):212-21716. Egeblad M, Moretenson OH and Jaattela M. Truncated ErbB2 receptor enhances ErbBl signaling and induces reversible ERK-dependent loss of epithelial morphology. Int J Cancer 2001;94(2):185-19111. Buick RN and Tannock IF. Properties of malignant cells. In: Tannock IR Hill RP (eds). The basic sciences of oncology 2\"d ed. New York, McGraw Hill Inc; 1992: 139-15318. Murakami MS, Strobel MC, Vande Woude GF. Cell cycle regulation, ohcogenes and antineoplastic drugs. In: Mendelsohn J, Howley PM, Israel MA, Liotta LA (eds). The molecular basis of cancer. Philadelphia, WB Saunders Co.1995:3-1119. Weinstein IB, Carothers AM, Santella RM. Molecular mechanisms of mutagenesis and multistages carcinogenesis. In: Mendelsohn J, Howley PM, Israel MA, Liotta LA (eds). The molecular basis of cancer. Philadelphia, WB Saunders Co, 1995: 59-8520. Lowey DR. The causes of cancer. In: Bishop JM, Weinberg RA (eds). Molecular Oncology 1996: 41-6021, Brugarolas J, Bronson RT, Jacks T. p21 is a critical CDK2 regulator essential for proliferation control in Rb-deficient cells. J Cell Biol 1998; 141:503-51422. Antalis TM, Lin ML, Donnan K, et al. The serpin plasminogen activator inhibitor type-2 (PAI-2) protects against viral cytopathic effects: evidence for aPAI-2 mediated influence on the IFN-o/B signaling pathways. J Exp Med 1998;187:1799-l8llL). Ougborne S, Antals TM. Transcriptional control and the role of silencers in transcriptional regulation in eukaryotes. Biochem J I 998; 331: 1-1424. Mahony D, Stringer B, Dicckinson JL, et al. Dnase I hypersensitive sites in the 5' flanking region of the plasminogen activator type 2 (PAI-2) gene are assocciated with basal and TNF-u induced transcription in monocltes. Eur J Biochem 1998; 256(3): 550-55925. Gohji K, Hirano H, Okamoto M, et al. Expression of three extrasellular matrix degradative enzymes in bladder cancer. Int J Cancer 2001; 95: 295-301 JJ
26. Adachi Y, Yamamoto H, Itoh F, et al. Clinicopathologic and prognostic significance of matrilysin expression at the invasive front in human colorectal cancer. Int J Cancer 2001;95 290-29427. Dang CV, Semenza GL. Oncogenic alterations of metabolism. TIBS 1999; Febr:68-7228. Serrano M, Massague J. Network of tumor suppressor genes. EMBO Repofts 2000;11 (21):115-11929. Agarwal ML, Taylor WR, Chernov MV et al. The p53 network. J Biol Chem 1998;273(1): t-430. Holland TA, Elder J, McCloud JM, et al. Subcellular localisation of cyclin Dl protein in colorectal tumours is associated with p2lwArr/crPl expression and colrelates with patients survival. Int J Cancer 2001;95: 302-30631. Scully R, et al. Association of BRCA1 with Rad5l in mitotic and meiotic cels. Cell 1997;88:265-21532. Sharan SK et al. Embryonic lethality and radiation hypersensitivity mediated by Rad51 in mice lacking Brca2. Nature 1991;386:804-81033. Scully R et al. Dlnamic changes of BRCA1 subnuclear location and phosphorylation state are initiated by DNA damage. Cell 1997;90: 425-43534. Feunteun J. Breast cancer and genetic instability: the molecules behind the scene. Mol Med Today 1998; June: 263-26735. Hahn WC. Role of telomeres and telomerase in the pathogenesis of human cancer. J Clin Oncol 2003; 2l(10):2034-4336. Hiyama E, Hiyama K. Telomere and telomerase in stem cell. Brit J Cancer 2001;96 1020-24 37. Weinberg RA, Hanahan D. The molecular pathogenesis of cancer. In: Bishop\" JM, Weinberg RA.(eds). Molecular Oncology New York Scientific American 1996: 119-204 38. Blackburn EH. Telomerase and cancer. Mol Cancer Res 2005; 3(9):477-82 39. Artandi SE, DePinho RA. Telomeres and telomerase in cancer. Carcinogenesis 2010;31(1):9-1840. Ueno M. Roles of DNA repair proteins in telomere maintenance. Biosc Biotechnol Biochem 20101' 7 4(l): 1 -64 I . White E. Regulation of apoptosis by the transforming genes of the DNA tumor virus adenovirus. PSEBM, 1993;204 30-3942. Adams JM, Cory S. The Bcl2 protein family: arbiters of cell survival. Science 1998;281: 1322-132643. Huang DC, Adams JM, Cony S. The conserved N-terminal BH4 domain of the Bcl2-homologous is essential for inhibition of apoptosis and interaction with CED-4. Embo J 1998; 17: 1029-1039 44. Yang E and Korsmeyer SJ. Molecular thanatopsis: A discourse on the Bcl2 family and cell death. Blood 1996; 88: 386-401 45. Garcia l, Martinou I, Tsujimoto Y et al. Prevention of programmed cell death of sympathetic neurons by the bc12 proto-oncogene. Science 1992;258,302-304 46. Chao DT, Korsmeyer SJ. BCl2-family: regulators of cell death.Annu Rev Immunol 1998; 16: 395-419 34!
47. Schott AF, Apel IJ, Nunez G et al. Bcl-XL protects cancer cells frorn p53- mediated apoptosis. Oncogene 1995; 1l: 1389-139448. Kitada S, Anderson J, Akar S, et al. Expression of apoptosis regulating proteins in chronic lynphocl'tic leukemia: correlations with in vitro and in vivo chemoresponse. Blood 1998; 9l:3319-338949. Kobayashi T, Ruan S, Clodi K, et al. Overexpression of Bax gene sensitizes K562 erl.throleukemiacellsto apoptosis inducedbyselective chemotherapeutic agents. Oncogene 1998; l6: 1587-159150. Wang CY, Cusack JC, Liu R, et al. Control of inducible chemoresistance : enhanced anti-tumor therapy through increased apoptosis by inhibition ofNF- rcB. Nat Med 1999: 5: 412-41751. Reed JC, Miyashita T, Takayama S et al. Bcl2 family proteins: regulators of cell death involved in the pathogenesis ofcancer and resistance to therapy. J Cell Biochem 1996; 60: 23 -3252. Xu Z, Fies H, Solioz M, et al. BCL-XL antisense oligonucleotides induce apoptosis and increase sensitivity of pancreatic cancer cells to gemcitabine' Int J Cancer 2001;94:268-214.53. Golstein P. Controlling cell death. Science l99l;275:1081-108254. Adams JM, Cory S. Life-or-death decisions by the Bcl2 protein family' TRENDS in Biochem Sc 2001;26(l) 61-6655. Hanahan D, Weinberg RA. The hallmarks of cancer. Cell 2000; 100 57-1056. Curiel TJ. Tregs and rethinking cancer immunotherapy. J Clin Invest 2007; 117(s):1161-1457. Donnovan JCH, Slingerland J, Tannock lF. Cell proliferation and tumor growth. Dalam: Tannock IF, Hill RP, Bristow RG, Harrington L (eds). The Basic Sciences of Oncology. New York, Mc Graw Hill 2005:161-9358. Barry W! Kemagis DN, Dressman HK, Griffus RJ, Hunter J'\rD, Olson JA, et al. lntratumor heterogeneity and precision of microanay-based predictors of breast cancer biology and clinical outcome. J Clin Oncol 2010; 28(13): 2198-20659. Dick JE. Stem cell concepts renew cancer research. Blood 2008; 112(13); 4793-80160. ShipitsinM,PolyakK.Thecancerstemcellhypothesis:insearchofdefinitions, markers and relevance. Lab Invest 2008; 88: 459-6361. Wicha MS, Liu S, Dontu G. Cancer stem cells: an old idea a paradigm shift. Cancer Res 2006;66(4): 1883-9062. Luo J, Solimini NL, Elledge SJ. Principles of cancer therapy: oncogene and non-oncogene addiction. Cell 2009; 136: 823-3163. Hanahan D, Weinberg RA. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell 2011, 144: 646-14 35
Search
Read the Text Version
- 1 - 35
Pages: