PENGARUH PEMBERIAN EKSTRAK NIGELLA SATIVA TERHADAP JUMLAH SEL NATURAL KILLER DI JARINGAN

TUMOR DAN UKURAN MASSA TUMOR ADENOKARSINOMA PAYUDARA MENCIT C3H

 THE EFFECTS OF NIGELLA SATIVA EXTRACTS ON NATURAL KILLER CELL AND CANCER GROWTH IN BREAST ADENOCARCINOMA OF C3H

MICE

TESIS PENELITIAN

Tesis Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S2

dan Program Pendidikan Dokter Spesialis I Ilmu Bedah

Tjendono Harianto

PROGRAM PASCA SARJANA MAGISTER ILMU BIOMEDIK

DAN PROGRAM PENDIDIKAN DOKTER SPESIALIS I

ILMU BEDAH UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

2012

i

TESISPENGARUH PEMBERIAN EKSTRAK NIGELLA SATIVA

TERHADAP JUMLAH SEL NATURAL KILLER DI JARINGAN TUMOR DAN UKURAN MASSA TUMOR ADENOKARSINOMA

PAYUDARA MENCIT C3H

oleh :

Tjendono Harianto Telah disetujui untuk diseminarkan

Pembimbing

Pembimbing I Pembimbing II

Prof. dr. Edi Dharmana. M.Sc. Phd. SpParK dr. Djoko Handojo. SpB, SpB(K)Onk NIP. 194 70312 197603 1 001 NIP. 194 81119 197802 1 001

Mengetahui :

Ketua Program Studi Magister Ilmu Biomedik

Program Pasca Sarjana Universitas Diponegoro

Ketua Program Studi PPDS I Bedah

Universitas Diponegoro

Dr. dr. Winarto. SpMK, SpM(K)DMM dr. Sahal Fatah. SpB, SpBTKV NIP. 194 90617 197802 1 001 NIP. 195 71028 198510 1 001

ii

LEMBAR MONITORING

PERBAIKAN TESIS PENELITIAN

Yang bertanda tangan di bawah ini menerangkan dengan sebenarnya bahwa saya telah

menyetujui perbaikan Tesis penelitian yang diajukan: Selasa, 16 Agustus 2012, atas :

Nama Mahasiswa : dr. Tjendono Harianto

Bagian : Ilmu Bedah

Judul : Pengaruh Pemberian Ekstrak Nigella sativa Terhadap Jumlah Sel

Natural killer di Jaringan Tumor dan Ukuran Massa Tumor Adenokarsinoma Payudara Mencit

C3H

NO NAMA NARA SUMBER TANDATANGAN

TANGGAL

1. Prof. dr. Edi Dharmana, M.Sc, Ph.D, Sp.ParK

Pembimbing I

2. Dr. Djoko Handojo, SpB,SpB(K)Onk Pembimbing II

3. Prof. Dr. dr. I. Riwanto, SpB(K)BD Narasumber

4. Dr.dr.Winarto,Sp.MK,SpM(K),DMM Narasumber

5. Dr. dr. Andrew Johan, M.Si Narasumber

6. dr. Neni Susilaningsih, M.Si Narasumber

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis ini adalah hasil pekerjaan saya sendiri dan

didalamnya tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanan

disuatu perguruan tinggi atau lembaga pendidikan lainnya. Pengetahuan yang diperoleh dari hasil

penerbitan maupun yang belum/tidak diterbitkan, sumbernya dijelaskan didalam tulisan dan

daftar pustaka.

Semarang, 16 Agustus 2012

( dr. Tjendono Harianto )

iv

RIWAYAT HIDUP

A. IDENTITAS :

Nama : dr. Tjendono Harianto

NIM Magister Biomedik : G4A005037

NIM PPDS I Bedah : G3A006011

Tempat / TglLahir : Semarang, 08 Desember 1965

Agama : Katolik

JenisKelamin : Laki-laki

B. RIWAYAT PENDIDIKAN :

1. SD Kristen Widya Wacana Purwodadi (Grob), Jateng : Lulus th 1978.

2. SMP Kristen Widya Wacana Purwodadi (Grob), Jateng : Lulus th 1981.

3. SMA Negeri 1 Semarang, Jawa Tengah : Lulus th 1984.

4. FK UNISSULA Semarang, Jawa Tengah : Lulus th 2001.

5. PPDS I Bedah FK UNDIP Semarang, Jawa Tengah : Januari th 2006.

6. Magister Ilmu Biomedik Pasca Sarjana UNDIP Jateng : Januari th 2006.

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur dipanjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan

anugrah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul “Pengaruh Pemberian

Ekstrak Nigella sativa terhadap Jumlah Sel natural killer Jaringan Tumor dan Ukuran Massa

Tumor Adenokarsinoma Payudara Mencit C3H”.

Penelitian ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar derajat sarjana

S2 Ilmu Biomedik Program Pasca Sarjana dan Program Pendidikan Dokter Spesialis I Bedah

Universitas Diponegoro Semarang.

Penulis menyadari bahwa tugas ini tidak dapat terselesaikan dengan baik tanpa dukungan

dari berbagai pihak. Kepada Prof. dr. Edi Dharmana, MSc,PhD,Sp.Park sebagai dosen

pembimbing utama, dr. Djoko Handojo, Sp B, SpB(K)Onk sebagai dosen pembimbing kedua,

serta guru dan ketua program studi saya tercinta dr. Sahal Fatah SpB, SpBTKV, yang selalu

memberikan dukungan moral yang tidak ternilai harganya, penulis mengucapkan terima kasih

atas bimbingan, sumbangan pikiran, serta kesabarannya dalam proses penyelesaian tesis ini.

Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih Kepada :

vi

1. Prof. dr. Edi Dharmana, M.Sc, Ph.D, Sp.ParK, pembimbing I dalam penelitian ini,

atas segala waktu, tenaga dan bimbingan yang telah diberikan sehingga selesai tesis

ini.

2. dr. Djoko Handojo, SpB, SpB(K)Onk, Kepala Bagian Bedah Fakultas Kedokteran

Universitas Diponegoro / RSUP dr. Kariadi Semarang. sekaligus pembimbing II yang

telah memberikan semua petunjuk serta kesempatan kepada kami untuk mengikuti

Program Pendidikan Dokter Spesialis I Bedah dan Program Magister Ilmu Biomedik

dan atas segala waktu, tenaga, perhatian dan bimbingan yang diberikan sehingga

selesai tesis ini.

3. Prof. Drs. Sudharto P. Hadi, MS, Ph.D selaku Rektor Universitas Diponegoro

Semarang.

4. dr. Endang Ambarwati Sp RM, Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro

Semarang.

5. dr. Sahal Fatah, SpB, SpBTKV, Ketua Program Studi PPDS I Bedah Fakultas

Kedokteran Universitas Diponegoro Semarang, yang telah memberikan kesempatan

pada kami untuk menempuh Program Pendidikan Dokter Spesialis I Bedah dan

Program Magister Ilmu Biomedik.

6. Ketua program percepatan dan selaku narasumber Prof. Dr. dr. I. Riwanto, SpB,

SpB-KBD, beserta anggota tim: dr. Eka Yudhanto, MSi.Med. SpB, SpB(K)Onk,

vii

Dr.dr. Selamat Budijitno, MSi.Med. SpB(K)Onk, yang telah meluangkan waktu

untuk membimbing dan memacu selesainya penelitian ini.

7. Prof. Dr. dr. Anies, M.Kes, PKK. Selaku Direktur Program Pascasarjana Universitas

Diponegoro.

8. Dr.dr. Winarto. SpMK, SpM(K)DMM, Ketua Program Studi Magister Ilmu Biomedik

Program Pasca Sarjana Universitas Diponegoro Semarang.

9. Prof. Dr. Siti Fatimah Muis M Sc, SpGK(K) Ketua Komisi Etik Penelitian Kesehatan

Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro/RS dr. Kariadi Semarang.

10. Dosen-dosen Program Studi Magister Ilmu Biomedik Program Pascasarjana

Universitas Diponegoro yang telah memberi pengetahuan dan bimbingan kepada

kami serta memberikan motivasi selama mengikuti progam pendidikan magister dan

penyusunan tesis ini.

11. dr. Harijadi, SpPA(K), Kepala Instalasi Patologi Anatomi RSU Sardjito-FK UGM

Yogyakata.

12. Ibu Agustina Supriyanti, Amd, Kepala Analis dan tehnisi Intalasi Patologi Anatomi

RSU Sardjito–FK UGM Yogyakarta.

13. penguji dan narasumber yang telah dengan sabar berkenan memberi masukan,

arahan dalam penelitian dan penulisan tesis ini.

14. Semua rekan sejawat residen bedah undip (khususnya kakak kelas saya dr.Lily

Yuniarti Halim, MSi.Med, spB) yang selalu memberi arahan penelitian ini. Karyawan

viii

dan karyawati Bagian Bedah dan Program Studi Magister Ilmu Biomedik Universitas

Diponegoro serta staf yang telah membantu kami selama dalam penelitian sehingga

penyusunan tesis, kami mengucapkan terimakasih

15. Ucapan terima kasih kepada alm. orang tua saya yang telah membesarkan dan

memberi bekal pendidikan.

16. Ucapan terima kasih khusus kepada istri saya dr.Anna Mudjiati yang telah

memberikan dukungan moril dan materiil dalam menyelesaikan penelitian ini, serta

anak-anak tercinta Elizabeth Agustina, Angelia Agustina, Laurensia Valentina, Hans

Steven Kurniawan yang memberi semangat dalam penyelesaian penelitian ini.

Penulis menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari sempurna. Kritik dan saran

demi kesempurnaan penelitian ini akan diterima dengan senang hati. Penulis berharap

penelitian ini dapat berguna bagi masyarakat serta memberi sumbangan bagi perkembangan

ilmu kedokteran.

Semarang, 16 Agustus 2012

( dr. Tjendono Harianto )

ix

DAFTAR ISI

Hal.

HALAMAN JUDUL …………………………………………………………………. i

LEMBAR PENGESAHAN …………………………………………………………… ii

LEMBAR MONITORING PERBAIKAN ……………………………………………. iii

LEMBAR PERNYATAAN …………………………………………………............... iv

RIWAYAT HIDUP SINGKAT ………………………………………………………. v

KATA PENGANTAR ………………………………………………………………… vi

DAFTAR ISI ……………………………………………………………….................. ix

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………………….. xiii

DAFTAR TABEL …………………………………………………………………….. xiv

DAFTAR LAMPIRAN………………………………………………………………... xv

DAFTAR SINGKATAN………………………………………………………………. xvi

ABSTRAK …………………………………………………………………………… xix

ABSTRACT …………………………………………………………………............... xx

BAB 1. PENDAHULUAN……………………………………………………………. 1

1.1.Latarbelakang………………………………………………………… 1

1.2. Perumusan masalah…………………………………………………….. 4

1.2.1. Masalah Umum ……………………………………………………….. 4

1.2.2. Masalah Khusus ……………………………………………………… 4

x

1.3. Tujuan penelitian………………………………………………………… 5

1.3.1. Tujuan Umum…………………………………………………….. 5

1.3.2. Tujuan Khusus…………………………………………………….. 5

1.4. Manfaat penelitian……………………………………………………….. 5

1.5. Orisinalitas Penelitian…………………………………………………… 6

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA………………………………………………………. 8

2.1.Nigella sativa…………………………………………………………….. 8

2.2.Respon sistim imunologi terhadap sel tumor……………………………. 14

2.2.1. Respon sistim imunologi sel NK terhadap sel tumor……………..

2.2.2. Respon sistim imunologi sel Limfosit T terhadap sel tumor...........

14

18

2.2.3. Perforin dan granzyme…………………………………………… 19

2.2.4. Respon sistim imunologi sel makrofag terhadap sel tumor........... 19

2.3. Pertumbuhan adenokarsinoma payudara………………………………… 24

2.4. Apoptosis................................................................................................... 26

BAB 3. KERANGKA KONSEPTUAL DAN HIPOTESIS…………………………… 28

3.1. Kerangka teori…………………………………………………………… 28

3.2. Kerangka konsep………………………………………………………… 29

3.3. Hipotesis penelitian……………………………………………………… 29

BAB 4. METODE PENELITIAN……………………………………………………... 30

4.1. Rancangan penelitian……………………………………………………. 30

4.2. Sampel penelitian………………………………………………………... 31

xi

4.3. Waktu dan lokasi penelitian……………………………………………... 32

4.4. Variabel penelitian………………………………………………………. 32

4.4.1. Variabel bebas……………………………………………………. 32

4.4.2. Variabel tergantung………………………………………………. 34

4.5. Definisi operasional…………………………………………………….. 33

4.6. Bahan dan alat penelitian………………………………………………... 34

4.6.1. Bahan untuk perlakuan……………………………………………. 34

4.6.2. Bahan transplantasi jaringan tumor mencit……………………….. 35

4.6.3. Bahan pemeriksaan histopatologi rutin………………………….... 35

4.6.4. Bahan tambahan pewarnaan imunohistokimia……………………. 36

4.6.5. Alat transplantasi jaringan tumor pada mencit……………………. 36

4.6.6. Alat pembuatan sediaan…………………………………………... 37

4.6.7. Alat tambahan pewarnaan imunohistokimia……………………… 37

4.6 .8. Alat untuk pengukuran diameter tumor……………………..…… 37

4.7. Pelaksanaan penelitian…………………………………………………... 38

4.8. Alur kerja………………………………………………………………… 40

4.9. Prosedur pemeriksaan…………………………………………………….. 41

4.9.1. Prosedur transplantasi tumor………………………………….............. 41

4.9.2. Prosedur pembuatan preparat histopatologi……………………... 42

4.10. Cara pengumpulan data………………………………………..... 45

4.11. Analisis data…………………………………………………………… 45

4.12. Etika penelitian…………………………………………………………. 45

BAB 5. HASIL PENELITIAN……………………………………………………..… 46

xii

BAB 6. PEMBAHASAN……………………………………………………………... 51

BAB 7. KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………………….... 55

7.1. Simpulan…………………………………………………………………. 55

7.2. Saran……………………………………………………………………... 56

DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………………. 57

LAMPIRAN…………………………………………………………………………… 63

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar- 1 Bunga, daun serta biji Nigella sativa 9

Gambar- 2 Struktur molekul timoquinon 10

Gambar-3 Respon imun terhadap sel kanker 20

Gambar-4 Peran makrofag tumor, sel NK, CTL terhadap sel target 20

Gambar-5 Kerangka teori 28

Gambar-6 Kerangka konsep 29

Gambar-7 Skema rancangan penelitian 31

Gambar- 8 Alur Kerja 33

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel - 1. Komposisi kimia Nigella sativa ……………………………………………11

Tabel - 2. Komposisi minyak dalam Nigella sativa ……………………………………12

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 . Hasil pemeriksaan Mikroskopis (pengecatan Imunohistokimia )…………… 1

Lampiran 2 . Hasil pengolahan data penelitian menggunakan SPSS……………………….. 4

Lampiran 3. Gambar tikus saat perawatan, pembiusan, pengambilan tumor……………….. 23

Lampiran 4. Hasil pengukuran diameter tumor dan jumlah penghitungan sel NK…………. 28

Lampiran 5. Ethical clearance………………………………………………………………. 29

xvi

DAFTAR SINGKATAN

APC : Antigen Presenting Cells

ADCC : Antibody Dependent Cellular Cytotoxicity

Apaf-1 : Apoptotic Protease Activating Factor 1

ATP : Adenosine Tri Phosphat

Bcl2 : B cell lymphoma 2

Bax : B cell lymphoma 2 associated X protein

Bak : B cell lymphoma 2 antagonist/killer

Bid : BH3 interacting domain death agonist

Bim : B cell lymphoma 2 interacting mediator of cell death

Bcl2 : B cell lymphoma 2: protein pengatur apoptosis

Bcl-XL : B cell lymphoma 2, basal cell lymphoma extra large

CTL : Citotoxic T lymphosit : Limfosit T sitotoksik : CD8, CD3,CD45

CD4 : Cluster of Differentition 4

Caspase : Cystein protease

DISC : Death-Inducing Signal Complex

Fc R III : Fc Reseptor III = CD 16

FADD : Fas-associated death domain protein

FasL : Fas Ligand

GM-CSF : Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor

xvii

GF : Growth Factor

ICAM : Inter Celuler Adhesion Molecule

INF : Interferon

IFN-γ : Interferon Gamma

Ig G : Imunoglobulin G

IHC : Immunohistochemical

IL : Interleukin

IL-12 : Interleukin-12

HLA-G : Human Leukocyte Antigen G = MHC kelas I,II,III

LD50 : Lethal dosis 50%

LPS : Lipopolisacarida/lipopolysaccharide /lipoglycan

LAK cells : Lymphokine activated killer cells : sel NK teraktivasi IL2

NK Cell : Natural Killer Cell= CD16, CD56, CD3

NKR-P1 : Natural Killer Reseptor-P1

NS : Nigella sativa

NF-κB : Nuclear Factor-κappa Beta

MAF : Macrofag Activating Factor

MHC : Major Histocompatibility Complex = HLA

NO : Nitric Oxide

PAF : Platelet Activating Factor

PBS : Phosphat Buffer Saline

RFc/FcRIII : reseptor Fragmen crystallizeble (protein permukaan sel/ CD 16)

rFAS : reseptor FAS

rNKR-P1 : reseptor Natural Killer Reseptor-P1

ROS : Reactive Oxygen Species

xviii

ROI : Reactive Oxygen Intermediates

TCR : T Cell Reseptor

TNF : Tumor Necrosis Factor

TIL : Tumor Infiltrating Lymphocytes (sel limfosit darah perifer)

TLC : Thin Layer Chromatography

VEGF : Vascular Endothelial Growth Factor

xix

ABSTRAK

Latar belakang. Nigella sativa (NS) telah lama digunakan sebagai obat kanker tradisional berisi thymoquinone berguna untuk pengobatan penyakit keganasan payudara, Minyak volatile yang terkandung dalam NS mempunyai efek menahan perkembangan ukuran tumor dan mempunyai efek sitotoksik.

Tujuan. Membuktikan pengaruh ekstrak NS dosis bertingkat terhadap jumlah sel natural killer (NK) dan diameter tumor adenocarcinoma payudara mencit C3H betina dan menganalisis hubungan jumlah sel NK dan diameter tumor.

Bahan dan metode. Penelitian eksperimental laboratories menggunakan metode randomized post test only control group design untuk sel NK, dan pre and post test control group design untuk ukuran diameter tumor. Penelitian hewan coba 24 ekor mencit C3H betina diimplantasi tumor Adenocarcinoma payudara, dibagi dalam 4 kelompok perlakuan : kelompok K (tidak mendapat Nigella sativa), P1 (mendapat terapi ekstrak Nigella sativa 0,0175ml/hari), kelompok P2 (NS: 0,036 ml/hari), kelompok P3 (NS: 0,07/hari) selama 3 minggu, tumor diambil, diperiksa histopatologi dipastikan adenocarcinoma, dihitung jumlah sel NK jaringan tumor dan diukur selisih diameter tumor setelah-sebelum pemberian NS. Uji Mann Whitney digunakan untuk mengevaluasi perbedaan sebelum dan setelah ukuran diameter tumor dan jumlah tumor sel pembunuh alami itu. Uji korelasi antara variabel dengan Uji Spearman didapat hasil signifikansi (p=0,000), nilai correlation coefficient sebesar (p= -0,886)

Hasil: Terdapat perbedaan bermakna berupa peningkatan sel NK dan pengecilan diameter massa tumor, dengan correlation coefficient – 0,886

Simpulan: NS meningkatkan sel NK dan menghambat pertumbuhan massa tumor adenokarsinoma mamma mencit C3H, dengan hubungan korelasi negatif sangat kuat

Kata kunci: Jintan Hitam, Nigella sativa, jumlah sel NK, diameter massa tumor, adenokarsinoma mamma.

xx

Abstracts

Background: Nigella sativa (NS) often used as traditional medicine for cancer treatment, consisted thymoquinone , volatile oil in Nigella sativa had an effect inhibit the development of cancer cell and had cytotoxic effect.

Objective: This study is to prove the difference of natural killer cell's (NK cell) and size of tumor diameter and analyze the correlation between NK cell and size of the tumor diameter.

Material and method: A randomized post test only control group design for NK cells and pre and post test control group design for the size of diameter tumor on 24 C3H-mice were divided into 4 treatment groups. The K group was the control group, group-P1 was administered with 0,0175ml/Nigella sativa/day, group-P2: 0,036ml/day, group-P3: 0,07mg/day. After complete tumor cell inoculation, the diameter size of tumor before-treatment was measured. All of group were treated for 3 weeks, then measured before and after-treatment tumor diameter size and evaluate amount after-treatment the tumor natural killer cell's. Mann Whitney Test is used to evaluate the difference of before-and-after tumor diameter size and tumor Natural killer cell's amount. Spearman’s Correlation test was performed to analyze the correlation between tumor natural killer cell's and the size of tumor diameter. Result: There was significantly negative correlation between tumor natural killer cell's and size of the tumor diameter, with correlation coefficient - 0,886.Conclusion: There was significantly negative correlation between natural killer cell’s and size of the tumor diameter.Key words : Jintan Hitam, Nigella sativa, natural killer cell's, tumor diameter,

adenocarcinoma mamae

xxi

xxii