.jpeg)
.jpeg)
antikanker
Kanker yaitu kumpulan lebih dari 100 penyakit yang saling berhubungan dan
disebabkan oleh mutasi genetik maupun paparan lingkungan. Kanker dikarakterisasi dengan
pertumbuhan tidak terkendali, proliferasi, dan penyebaran sel abnormal. Penyakit ini melibatkan
bermacam-macam perubahan genetik dan epigenetik, terutama pada gen-gen yang terlibat dalam
control pertumbuhan dan pembelahan sel. Perkembangan kanker disebut dengan karsinogenesis.
Perkembangan ini bersifat lama, transformasi yang bersifat multistep dari sel normal menjadi sel
yang ganas serta meliputi tahan inisiasi, promosi, dan progresi. Interaksinya juga rumit dan tidak
hanya melibatkan sel yang bermutasi tetapi juga interaksinya dengan lingkungan sekitar. Metode
: Melakukan pencarian di PubMed (selama 2001-2021), penelitian terakhir dilakukan pada
Desember 2001; situs web yang relevan; dan pemindaian daftar referensi artikel yang relevan.
Tidak ada batasan bahasa atau publikasi. Pencarian kata kunci dalam MeSH (judul subjek medis)
“Animals model for anticancer”. Hasil : Didapatkan ada hewan model untuk pengujian anti
kanker yaitu Spontaneous tumor models, Transplantable tumor models ,Experimentally induced
tumors models (Virus induced ,Radiation induced Chemically induced), dan Genetically
Engineered Models
Kanker yaitu kumpulan lebih dari
100 penyakit yang saling berhubungan dan
disebabkan oleh mutasi genetik maupun
paparan lingkungan. Kanker dikarakterisasi
dengan pertumbuhan tidak terkendali,
proliferasi, dan penyebaran sel abnormal.
Penyakit ini melibatkan bermacam-macam
perubahan genetik dan epigenetik, terutama
pada gen-gen yang terlibat dalam control
pertumbuhan dan pembelahan sel.
Perkembangan kanker disebut dengan
karsinogenesis. Perkembangan ini bersifat
lama, transformasi yang bersifat multistep
dari sel normal menjadi sel yang ganas serta
meliputi tahan inisiasi, promosi, dan progresi.
Interaksinya juga rumit dan tidak hanya
melibatkan sel yang bermutasi tetapi juga
interaksinya dengan lingkungan sekitar
Karsinogen yaitu suatu agen yang
dapat meningkatkan insiden terjadinya tumor
(neoplasms) dibandingkan dengan insiden
pada kontrol yang tepat di organisme uji yang
didefinisikan. Karsinogen dapat
memicu kanker melalui mekanisme
genotoksik dan non genotoksik. Mekanisme
genotoksik antara lain terbentuknya DNA
adducts dan perubahan pada kromosom yang
memicu ternyadinya kerusakan genetis.
Sementara peristiwa non genotoksik antara
lain memicu inflamasi, imunosupresi,
meningkatnya ROS (Reactive Oxygen
Species), Reactive Nitrogen Species, dan
perubahan epigenetik yang memicu
perubahan pada transuksi sinyal . Hal ini memicu
kondisi instabilitas genetis yang
memicu proliferasi yang tidak
terkontrol dan luput dari apoptosis. Hal ini
dalam jangka waktu lama akan memicu
kanker.
Proses karsinogenesis terjadi dalam
beberapa tahap utama, yaitu:
1. Inisiasi
Langkah-langkah kritis berikut ini
terlibat dalam proses inisiasi oleh
bahan kimia karsinogenik, yaitu:
a. konversi bahan kimia menjadi
metabolit reaktif-DNA
(karsinogenik utama),
b. interaksi karsinogenik dengan
DNA, yang memicu
perubahan struktur DNA,
c. perbaikan DNA yang dapat
mengembalikan kerusakan
struktural, dan
d. proliferasi sel yang mengarah
pada fiksasi kerusakan DNA.
Proses inisiasi tanpa proses promosi
dan progresi, jarang menghasilkan
neoplasma yang bersifat ganas.
Apabila pada proses ini terjadi mutase
pada gen protooncogen / onkogen dan
gen penekan tumor, maka perubahan
ini dapat memicu transformasi
neoplastik. Inaktivasi gen penekan
tumor p53 melalui mutasi titik (point
mutation) merupakan mekanisme
dalam induksi kanker oleh berbagai
agen, termasuk benzo(a)pyrene dan
aflatoxin B1. Mutasi pada p53 yaitu
mutasi gen yang paling sering
ditemukan pada kanker manusia.
2. Promosi
Promosi mengacu pada fenomena
aktivasi gen dimana perubahan
fenotipe laten pada sel yang
mengalami proses inisiasi kemudian
diekspresikan melalui seleksi dan
ekspansi klon. Agen yang mampu
menginduksi tumor disebut sebagai
tumor promotor. Contohnya yaitu
Tetradecanoyl phorbol acetate (TPA),
fenobarbital,
tetracholorodibenzo-p -dioxin
(TCDD), dan asam kolat (cholic
acid).
Tumor promotor tidak berinteraksi
langsung dengan DNA, namun
tergantung pada perubahan ekspresi
gen. Aktivitas paling penting dari
promotor tumor yaitu stimulasi
mitogenik. Untuk memberikan efek
mempromosikan tumor, tergantung
pada konsentrasi paparan karsinogen
dan stimulasi tumor promotor harus
berlangsung terus-menerus dalam
jangka waktu lama di jaringan target.
Tidak semua sel yang terpapar tumor
promotor mengalami tahap promosi,
dan hanya sel yang distimulasi untuk
membelah dan melarikan diri dari
apoptosis yang akan melanjutkan ke
langkah berikutnya, yaitu "progresi".
3. Progresi
Langkah terakhir dari proses
karsinogenesis yaitu transformasi
preneoplasma dan/ atau neoplasma
jinak menjadi ganas. Selama tahap
progresi, fenotip neoplastik ganas
diperoleh melalui mekanisme genetik
dan epigenetik.
Agen yang hanya memicu
transisi sel dari tahap promosi ke
tahap progresi disebut agen progresor.
Contohnya yaitu hidrogen
peroksida, garam arsenik,
hidroksiurea, dan peroksida organik,
seperti benzoil peroksida.
Agen progresor ini mungkin memiliki
kemampuan untuk menginduksi
penyimpangan kromosom dan dalam
beberapa kasus, meningkatkan
klastogenesis yang terkait dengan
ketidakstabilan kariotipe yang
berkembang. Hal ini memicu
gangguan pada proses mitosis, fungsi
telomerase yang tidak teratur,
perubahan status metilasi DNA,
rekombinasi DNA, amplifikasi gen,
dan transposisi gen. Sel dalam tahap
progresi dapat memperoleh
kemampuan untuk menjalani invasi
dan metastasis untuk akhirnya
mengarah pada pembentukan kanker.
Melakukan pencarian di PubMed
(selama 2001-2021), penelitian terakhir
dilakukan pada Desember 2001; situs web
yang relevan; dan pemindaian daftar
referensi artikel yang relevan. Tidak ada
batasan bahasa atau publikasi. Pencarian kata
kunci dalam MeSH (judul subjek medis)
“Animals model for anticancer” dilakukan
terlebih dahulu. Kemudian, kami mencoba
untuk mengklasifikasikan semua data yang
berkaitan dengan efek farmakologis pada
animal models, penginduksi mekanisme
hewan yang berbeda.
1. Model Hewan untuk Kanker
Secara umum dapat dibagi menjadi
1. Spontaneous tumor models
2. Transplantable tumor models
3. Experimentally induced tumors
models
Virus induced
Radiation induced
Chemically induced
4. Genetically Engineered Models
Spontaneous tumor models
Pada model ini diperlukan seleksi
dan pemakaian hewan dengan insidensi
kanker secara alami. Tipe kanker dalam
model ini dangat spesifik terhadap
species, keturunan, dan strain. Model ini
digunakan jika tumor spontan mirip
dengan tumor yang terjadi pada manusia
dimana memiliki gejala, progresi,
karakteristik morfologis, etiologi dan
respon terapi yang mirip. Tumor harus
terjadi pada frekuensi yang cukup banyak
agar mungkin untuk dilakukan dan
ekonomis.
Contoh hewan yang dapat
digunakan yaitu tikus DA/Han dengan
lebih dari 60% hewan betina mati karena
adenokarsinoma endometrium, dan tikus
BDII/Han dengan 87 - 90% hewan mati
karena adenokarsinoma endometrial.
Keterbatasan dari hewan model ini yaitu
sebagai berikut:
a. Tidak praktis untuk mendapatkan
sejumlah tumor dengan ukuran yang
dapat dibandingkan untuk tujuan
screening pada waktu yang
bersamaan.
b. Pola metastasis tidak seragam dan
sulit untuk menentukan tahap yang
akurat.
c. Biasanya tidak reprodusibel dan
kebanyakan terdeteksi berasal dari
infeksi virus
Transplantable tumors
Model ini berdasarkan
penggunakan cell line kanker atau
jaringan yang dapat ditumbuhkan pada
mencit atau tikus. ada dua metode
transplantasi:
a. Transplantasi Heterotopik
Meliputi transplantasi sel tumor atau
jaringan pada situs lain selain situs
asalnya. Metode ini meliputi
transplantasi secara i.p. atau s.c,
dimana tumor berploriferasi dalam
bentuk ascites atau solid tumor
b. Transplantasi Orthotopic
Transplantasi sel kanker pada lokasi
anatomi atau jaringan dimana tumor
didapatkan. Misalnya tumor paruparu di transplantasikan ke paruparu.
Berdasarkan asal cell line kanker
atau jaringan-nya, ada dua jenis
model transplantasi:
a. Syngenic models
pemakaian sel line atau jaringan
kanker tikus atau mencit yang
ditransplantasikan pada hewan lain
dengan latar belakang genetic yang
sama dengan asal sel line atau
jaringan.
b. Xenograft models
Tumor yang ditransplantasikan berasal
dari manusia. Dapat memicu reaksi
penolakan imun yang parah. Untuk
tujuan ini digunakan mencit athymic
(nude) atau mencit dengan severe
combined immunodeficiency (scid).
Kedua jenis hewan ini mengalami
kekurangan dalam respon imun terhadap
material asing yang ditransplantasikan
Experimentally induced tumors
models
Virus induced tumors
Dua tumor diinduksi oleh
virus yang paling sering digunakan
yaitu Friend leukemia dan Rous
sarcoma. Friend leukaemia terjadi
pada tikus Swiss dewasa.
Ditransmisikan ke tikus lain dengan
injeksi filtrat bebas sel homogenat
leukemia-limfa. Rous sarcoma yaitu
tumor pada anak ayam, ditransmisi
melalui implantasi fragmen tumor
atau inokulasi bahan bebas sel dari
homogenat tumor. ada interval
2-4 bulan antara inokulasi virus dan
munculnya leukemia sehingga modelmodel ini umumnya tidak digunakan
untuk penemuan obat.
Radiation induced tumors
a. Tumorigenesis kulit pada mencit
tidak berambut SKH-1 yang
diinduksi sinar UV
Mencit peranakan tidak
berambut (SKH-1) diradiasi
selama 5 hari/minggu dengan dosis
total 74.85 J/cm2 UVA dan
2.44J/cm2 UVB selama 22
minggu. Mencit yang diradiasi
mengalami perkembangan ratarata 16 tumor/memcit pada minggu
ke-23 dengan rata-rata jumlah
karsinoma per mencit sebesar 2,1.
Obat diaplikasikan secara topical
dua kali seminggu dengan dosis
8mg/cm2
segera sesudah radiasi
UV. Parameter seperti, insiden
tumor kulit (jumlah mencit dengan
tumor), multiplikasi tumor (ratarata jumlah tumor per mencit),
reduksi kejadian papilloma kulit,
onset munculnya tumor yang
pertama dan pemeriksaan
histopatologi tumor termasuk
dengan Western Blotting atau
immunohistochemistry untuk
regulasi protein siklus sel
dipelajari.
b. Model tumorigenesis kulit dua
tahap
Induksi tumor dicapai
dalam dua tahap, inisiasi dan
promosi. Inisiasi dilakukan dengan
aplikasi tunggal DMBA (9,10-
Dimethyl-1,2-benzanthracene, 50
nmol) secara topical diikuti proses
promosi dengan dua kali seminggu
pemberian sinar UVB (250
mJ/cm2
) selama 25 minggu.
Penelitian dengan memakai
model ini menyediakan
pembelajaran mengenai proses
karsinogenesis. Aksi kerja dari
obat juga dapat diteliti, apakah
obat tersebut dapat mengobati atau
mencegah proses inisiasi atau
promosi.
c. Kekurangan
Keterbatasan dari
pemakaian radiasi dalam
menginduksi tumor yaitu sebagai
berikut:
pemakaian radiasi dapat
memicu timbulnya bahaya
radiasi terhadap peneliti.
Membutuhkan waktu yang
lama untuk menginduksi tumor
dan parameter evaluasi yang
membosankan merupakan
kekurangan dari model tipe ini.
Chemically induced tumors
Karsinogen kimia pada umumnya
merupakan elektrofil yang bersifat
sangat reaktif (memiliki 1 defisiensi
atom elektorn) yang bereaksi dengan
atom yang kaya dengan electron pada
RNA, DNA, dan potein selular
(nukleofilik). pemakaian karsinogen
kimia dalam menginduksi tumor
memiliki keterbatasan yakni adanya
kemungkinan efek karsinogen
terhadap hewan lain dan personnel
yang dihasilkan dari karsinogen yang
diekskresikan dan metabolitnya pada
feses dan urin hewan.
a. DMBA menginduksi tumor payudara
Tikus betina berumur 50 hari
diberikan dosis tunggal 12 mg DMBA (9,10-
Dimethyl-1,2-benzanthracene). Tumor ganas
yang pertama dapat dideteksi 20 - 30 hari
kemudian. Berat tumor dapat ditentukan
dengan palpasi, membandingkan volume
setiap tumor terhadap model plastisin. Berat
tumor dihitung dengan cara perkalian berat
model dengan faktor pengali dimana berat
spesifik plastisin dan tumor berhubungan.
Obat diadminsitrasikan secara subkutan
dimulas sesudah massa tumor telah mencapai
1 gram. Perubahan volume tumor direkan.
Pemeriksaan histopatologi dari tumor yang
meliputi indeks mitotic dapat menunjukkan
bagaimana mekanisme aksi obat.
b. MNU menginduksi tumor payudara
Tikus berumur 50 hari yang diinduksi
kanker dengan MNU merupakan model yang
popular karena prosedur ini pada umumnya
menghasilkan 100% insiden adenokarsinoma
dalam waktu 120–150 hari pemberian
karsinogen. Tikus betina Sprague-Dawley
berumur 50 hari diberikan injeksi IV tunggal
50 mg MNU/kg-bb (pH 5.0). Agen
kemopreventif diberikan biasanya 1 minggu
sebelum pemberian karsinogen dan berlanjut
sampai hewan uji dibunuh. Multiplikasi
tumor pada umumnya sekitar 4 -6 per hewan
dan latensinya pada umumnya 65 – 80 hari.
Agen yang menunjukkan hasil positif pada
model ini biasanya diujikan pada hewan yang
lebih tua di mana karsinogen
diadministrasikan pada hewan berumur 100 –
120 hari.
c. DEN Lung cancer models
Model diethylnitrosamine (DEN)
menginduksi adenokarsinoma paru diikuti
dengan injeksi subkutan dua kali seminggu
sebesar 17.8 mg DEN/kg-bb dimulai pada
umur 7–8 minggu dan berlanjut selama 20
minggu. Agen kemopreventif biasanya
diadministrasikan dalam makanan sejak 1
minggu sebelum pemberian pertama
karsinogen dan berlanjut selama 180 hari.
d. Tobacco-specific carcinogen 4-
(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-
butanone (NNK) Lung cancer models
Mencit betina (strain A/J) umur 6
minggu diberikan dosis tunggal 10μm NNK
dalam salin dengan injeksi i.p. Pada
umumnya 6–8 adenoma per hewan terbentuk
dalam 16-minggu pengujian dengan 100%
insiden. Pada minggu ke- 52, insiden
adenokarsinoma yaitu sekitar 70–80%
dengan multiplikasi 15–17 tumor
(kebanyakan berupa adenoma alveolus padar
dengan sedikit adenokarsinoma) per hewan.
e. DMAB (3, 2-dimethyl-4-aminobiphenyl)
menginduksi tumor
Tumor diinduksi pada tikus betina
F344 dengan injeksi subkutan DMAB
50mg/kg sekali seminggu selama 20 minggu.
Hal ini dapat menginduksi multiple tumor
colon pada sekitar 26-30% hewan yang diberi
makan low fat diet, dan 74% hewan yang
diberi makan high fat diet. Model ini
memproduksi adenomas (tumor jinak) dan
adenokarsinoma (tumor ganas) pada usus
besar. Berbagai parameter seperti insiden
tumor, ukuran tumor dan histopatologi
jaringan tumor dapat dipelajari. Limitasi dari
model ini yaitu memerlukan multiple
injeksi dari DMAB untuk menginduksi tumor
kolon. Terlebih lagi, ada induksi
neoplasma pada situs lain selain kolon seperti
adenokarsinoma pada kelenjar mamae pada
tikus betina, sarcoma pada kelenjar liur,
squamous cell carcinoma pada lubang telinga
dan kulit, gastric papillomas, sarkoma dan
limfoma, karsinoma pada kandung kemih.
Hal tersebut memperumit perbandingan
terhadap respon obat.
f. AOM and DSS Modelling Colitis Induced
Cancer
pemakaian azoxymethane (AOM)/
Dextran Sodium Sulfate (DSS) sebagai model
kanker kolon merupakan model yang kuat,
reprodusibel, dan relative tidak mahal
sebagai model inisiasi dan promosi. Model
inin menginduksi kerusakan DMA yang
diikuti dengan siklus berulang colitis. AOM
merupakan prokarsinogen, mengalami
metabolisme oleh CYP450, isoform
CYP2E1, menjadi methylazocymethanol
(MAM), suatu spesies alkilasi yang dapat
menginduksi terbentuknya DNA adduct O6-
methylguanine sehingga menghasilkan
transisi G→A. DSS merupakan polisakarida
menyerupai heparin yang terlarut dalam air
minum dan dapat memicu kerusakan
pada epitel kolon, menginduksi colitis yang
mirip seperti fitur pada IBD
Genetically Engineered Mouse
Models (GEMs)
a. Mencit Transgenik
• Mencit transgenik yaitu mencit
yang dimodifikasi dimana gen dari
luar dimasukkan dan digabungkan
dengan stabil ke genom dari tiap
sel mencit dan gen ini dapat
ditransmisikan ke keturunannya.
A. Pada mencit transgenik, DNA
transgenik ada pada salah satu
kromosom tetapi tidak pada
kromosom homolognya.
B. p53+/- Wnt-1 transgenic
mice: mencit p53+/- disilangkan
dengan mencit transgenic MMTVWnt-1 untuk mendapatkan model
tumorigenesis kelenjar mamae
dimana MMTV merupakan
promotor tumor virus kelenjar
mamae mencit
C. TRAMP transgenic Mice:
Mencit ini memiliki promotor
probasin promoter yang mengatur
ekspresi antigen tumor SV40.
Mencit ini mengalami kanker
prostat pada umur 12 minggu dan
mengalami metastasis dalam 3
minggu. Mencit TRAMP
merekapitulasi berbagai aspek
kanker prostat manusia.
D. Apc deficient mice: Mencit ini
secara spontan mengalami
preneoplastik intestinal polip
karena adanya mutase dominan
pada gen Apc (adenomatous
polyposis coli). Mutasi gen ini
umum terjadi pada sebagian besar
kanker kolon manusia.
b. Knockout Mice
1. Berbeda dengan mencit
transgenik yang diproduksi dengan menambahkan DNA eksogen secara
random, mencit knockout diperoleh
dengan insersi atau delesi gen dengan
targeting sehingga menghasilkan
rekombinasi homolog dan memiliki
tingkat kesuksesan produksi yang
sangat rendah.
2. The Nkx 3.1 knockout mice:
Nkx 3.1 merupakan tumor suppressor
gene spesifik untuk prostat. Gen ini
penting untuk diferensiasi dan fungsi
prostat. Kehilangan fungsi dari gen ini
menghasilkan gangguan histopatologi
yang menggambarkan gangguan pada
kanker prostat manusia.
3. Homozygous p53 knockout
mice: Mencit ini sangat rentan terhadap
tumorigenesis terutama limfoma.
4. Brca1 conditional knockout
model: Delesi Brca1diinduksi
memakai sistem Cre Ioxp dengan
mengekspresikan Cre dibawah kontrol
MMTV-LTR or WAP. Hewan akan
mengalami tumor kelenjar mamae pada
umur 10 - 13 bulan (Gaj, et al., (2013),
Platt, R. J, et al., (2014)
