Kombinasi TRAIL-Quercetin: Jawaban atas permasalahan Resistensi TRAIL pada Sel Kanker Kolon

By: Nunuk A Nurulita

TRAIL (tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand) dapat menginduksi apoptosis pada sel kanker kolon, tetapi penggunaannya dibatasi oleh permasalahan resistensi. Terapi kombinasi dibutuhkan untuk mengatasi permasalahan tersebut. Flavonoid Quercetin digunakan sebagai kombinasi TRAIL dalam penelitian ini, diharapkan dapat meningkatkan sensitivitas sel kanker yang resisten terhadap TRAIL, sehingga terjadi induksi apoptosis lagi. Quercetin dapat menyebabkan akumulasi DR4 dan DR5 di lipid rafts pada permukaan membrane sel. Pemberian quercetin sebagai kombinasi TRAIL dapat memfasilitasi pembentukan death-inducing signaling complex/DISC dan aktivasi caspases yang merupakan respon dari stimulasi DR. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa quercetin mampu meningkatkan efisiensi terapi menggunakan TRAIL.

Quercetin telah banyak diteliti sebagai agen kemopreventif pada berbagai jenis sel kanker, khususnya kanker kolon. Senyawa flavonid ini telah terbukti mempunyai efek kemopreventif pada proses karsinogenesis yang diperantarai oleh mutasi gen RAS, melalui mediasi degradasi protein Ras onkogenik. Quercetin juga mampu mensensitisasi apoptosis oleh CD95 dan meningkatkan efek apoptosis TRAIL melalui defosforilasi Akt.

TRAIL merupakan anggota tumor necrosis factor yang dapat memacu apoptosis dengan cara membentuk homotrimerik dengan DR4 dan DR5 yang menjadi awal aktivasi signal kematian sel. selanjutnya menarik protein adaptor, fas-associated death domain sehingga terjadi aktivasi jalur signal kematian melalui aktivasi procaspase 8 dan 10. selain itu TRAIL juga dapat berikatan dengan decoy receptor (DcR) tetapi tidak menimbulkan aktivasi signal kematian sel. penelitian terdahulu menunjukkan bahwa presentasi  DR4 dan DR5 hanya terdapat pada permukaan membrane sel kanker, sedang pada sel normal hanya DcR saja.

Pada penelitian ini digunakan 3 (tiga) jenis sel kanker kolon, yaitu: HT-29, SW-620, dan Caco-2. HT-29 dan SW-620 merupakan sel adenokarsinoma, sedangkan Caco-2 adalah sel intermeat adenoma. Kombinasi TRAIL dengan quercetin tampak memberikan efek sensitisasi yang siqnifikan pada sel HT-29 dan SW-620. efek yang muncul tampak sebagai efek sinergis kedua agen yang termanifestasi sebagai potensiasi efek apoptosis. Sedangkan pada sel Caco-2 hanya memberikan efek aditif.

Pemberian TRAIL dapat menyebabkan peningkatan ekspresi DR4 dan DR5, sedangkan pada pemberian quercetin tidak menimbulkan efek tersebut. Kombinasi antara TRAIL dengan quercetin tidak menunjukkan adanya efek sinergisme peningkatan ekspresi. Sehingga dapat disimpulkan bahwa quercetin tunggal maupun kombinasi tidak berefek pada ekspresi DR. tetapi pada saat dilakukan konfirmasi pada protein-protein proapoptosis tampak adanya peranan quercetin dalam memacu apoptosis baik diberikan tunggal dan semakin nyata pada saat sebagai kombinasi TRAIL. Protein tersebut yaitu PARP, Bid, t-Bid, Bax, Cyt C, dan caspase 3. Tetapi data flowcytometry dengan pengecatan Anexin V menunjukkan pemberian quercetin tunggal belum mampu menginduksi apoptosis secara signifikan, walaupun pada level protein telah terjadi induksi ekspresi beberapa protein proapoptosis.

 

Gambar 1. Perkiraan mekanisme sensitisasi quercetin pada sel yang diberi perlakuan TRAIL (von Haefen, C., et al., 2004, Multidomain Bcl-2 homolog Bax but not Bak mediates synergistic induction of apoptosis by TRAIL and 5-FU through the mitochondrial apoptosis pathway, Oncogene, 23, 8320–8332).

Karena tidak berefek pada ekspresi DR4 dan DR5, maka diduga quercetimn mempunyai peran pada pembentukan komplek DISC sebagai respon stimulasi TRAIL. Eksperimen dengan metode imunopresipitasi dan wester blot menunjukkan bahwa quercetin memacu pembentukan agregat DR4 dan DR5 pada permukaan membrane sel, yang selanjutnya menarik FADD dan procaspase 8 pada komplek tersebut. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa bagian plasma membrane yang banyak mengandung kolestrol dan glikospingolipid (Lipid rafts) mempunyai peran dalam inisiasi kematian sel yang diinduksi DR. quercetin terbukti mampu menginduksi akumulasi DR4 dan DR5 dengan mekanisme redistribusi pada lipid rafts tersebut.

Redistribusi DR4 dan DR5 oleh quercetin tunggal pada plasma membrane belum cukup untuk memacu kematian sel, tetapi mempunyai kontribusi yang sangat berarti dalam mensensitisasi sel kanker terhadap TRAIL. Efek induksi apoptosis kombinasi TRAIL dengan quercetin tampak mengaktifkan 2 (dua) jalur signaling dari apoptosis jalur eksternal, yaitu aktivasi procaspase 8 mengaktivasi caspase efektor memacu apoptosis, dan caspase 8 menyebabkan pemotongan Bid menjadi bentuk aktif t-Bid, yang dapat menginduksi pelepasan Cytocrome C dan aktivasi caspase 9, 7, dan 3.

Kombinasi TRAIL dan quercetin menghasilkan efek sinergisme dalam induksi apoptosis sel kanker kolon melalui aktivasi jalur intrinsic (mitokondia) dan ekstrinsik (death receptor). Data penelitian ini dapat digunakan sebagai dasar usulan terapi kombinasi TRAIL-quercetin sebagai solusi dari permasalahan resistensi TRAIL pada sel kanker kolon.

Original paper:

Faiy H. Psahoulia, Konstantinos G. Drosopoulos, Lenka Doubravska, Ladislav Andera and Alexander Pintzas, Quercetin enhances TRAIL-mediated apoptosis in colon cancer cells by inducing the accumulation of death receptors in lipid rafts, Mol Cancer Ther, 6; 2591, doi: 10.1158/1535-7163.MCT-07-0001

Author: admin

Indonesian Society for Cancer Chemoprevention (ISCC) Perkumpulan Kemoprevensi Kanker Indonesia (PAKKI)