Gangguan Siklus Sel dan Mutasi Gen pada Kanker Payudara - Kalbe

OPINI

Gangguan Siklus Sel dan Mutasi Gen pada Kanker Payudara Yusuf Alam Romadhon Bagian Kedokteran Keluarga, Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Surakarta, Indonesia

ABSTRAK Secara global dan nasional, terdapat peningkatan bermakna jumlah kasus kanker payudara. Mekanisme patofisiologi sentral molekuler kanker payudara yaitu gangguan siklus sel dan mutasi gen. Gangguan siklus sel terjadi melalui perubahan mendasar molekul protein, seperti cyclin dependent kinase (CDK) dan pada produk tumor supressor gene, seperti BRCA1 dan BRCA2. Perubahan-perubahan ini disebabkan oleh mutasi gen yang bertanggungjawab mengkode molekul protein Beberapa jenis mutasi BRCA1 dan BRCA2 berpengaruh pada manifestasi klinis dan tingkat keparahan kanker payudara. Mutasi beberapa jenis SNP (single nucleotide polymorphism) pada gen BRCA1 dan BRCA2 meningkatkan peluang mutasi yang meningkatkan risiko kanker payudara. Dokter keluarga perlu memiliki pengetahuan yang cukup mengenai kanker payudara agar dapat memberikan layanan kesehatan yang baik. Fakta bahwa perubahan genetik berisiko rendah terhadap terjadinya kanker payudara menunjukkan perlunya modifikasi non-genetik sebagai upaya pencegahan pada wanita sehat. Kata kunci: kanker payudara, mutasi, siklus sel, tumor supressor gene, dokter keluarga

ABSTRACT Breast cancer cases tend to significantly increase globally and nationally. Disorders of cell cycle and gene mutation is the central molecular pathophysiological mechanism for breast cancer. Disorders of cell cycle are mediated by substantial change of protein molecule ie. cyclin dependent kinase (CDK) and tumor supressor gene like BRCA1 and BRCA2. Such changse are caused by mutation in genes responsible for protein molecules coding. Some types of BRCA1 and BRCA2 mutation implicate clinical manifestation and disease severity. Mutation of any type of SNP (Single Nucleotide Polymorphism) on BRCA1 and BRCA2 gene increase the chance of mutation that increase breast cancer risk. Family physicians need adequate knowledge of breast cancer to deliver good health management. The fact that genetic alteration have relative low risk for breast cancer, indicate the basic need of non genetic modification for breast cancer prevention in healthy women. Yusuf Alam Romadhon. Cell Cycle Disorder and Gene Mutation in Breast Cancer. Key words: breast cancer, mutation, cel cycle, tumor supressor gene, family physician

PENDAHULUAN Secara global, terdapat peningkatan jumlah penderita kanker payudara dari 641.000 penderita di tahun 1980 menjadi 1.643.000 penderita di tahun 2010, dengan pertumbuhan pertahun 3,1%, serta kematian akibatnya sebanyak 452.000 penderita.1 Kanker payudara merupakan kanker yang paling sering dijumpai pada wanita,2 dan sebagai penyebab kematian kedua akibat kanker di Amerika Utara, juga di Denmark.3,4 Satu dari 8,2 wanita pernah didiagnosis kanker payudara di sepanjang hidupnya, dan 1 dari 30 di antaranya meninggal akibat penyakit ini.3 Di Belanda, wanita yang didiagnosis kanker payudara meningkat dari 11.500 pada tahun 2003 menjadi 119.000 penderita pada Alamat korespondensi

786

tahun 2005.5 Di Indonesia, secara umum kanker merupakan penyebab kematian kedua dari kelompok penyakit non infeksi; tumor ganas menduduki peringkat ke-4 penyebab kematian secara nasional.7 Di Indonesia, provinsi Jawa Tengah (8,1%) menduduki peringkat kedua tertinggi setelah Daerah Istimewa Yogyakarta (9,6%), Di Jawa Tengah jumlah penderita kanker payudara menduduki peringkat pertama mencapai 12.281 kasus (50,74%), dengan populasi penderita tertinggi di Surakarta.8 Lebih dari 70% pasien kanker payudara datang dalam keadaan lanjut.6 Melihat data tersebut, diperlukan banyak dokter untuk terlibat dalam pengelolaan mulai dari aspek pencegahan, penanganan dini penyakit,

pengelolaan paliatif bagi tatalaksana kanker payudara secara komprehensif di masyarakat. Untuk penanganan yang baik, dokter harus mempunyai pemahaman komprehensif dan mendalam mengenai berbagai aspek penyakit kanker payudara. Pada tulisan ini, akan dibahas pemahaman mengenai aspek gangguan siklus sel dan mutasi gen pada patofisiologi molekuler kanker payudara. Pembahasan meliputi: 1) gangguan siklus sel pada kanker payudara [termasuk di dalamnya pembahasan siklus sel normal dan bedanya dengan yang terjadi pada kanker payudara]; 2) berbagai jenis mutasi yang terlibat pada kanker payudara dan 3) aspek aplikatif pemahaman gangguan siklus sel dan mutasi gen pada kanker payudara pada praktek kedokteran keluarga.

email: [email protected]

CDK-209/ vol. 40 no. 10, th. 2013

OPINI GANGGUAN SIKLUS SEL PADA KANKER PAYUDARA Siklus sel normal pada manusia Proliferasi sel normal berlangsung melalui suatu siklus sel yang terdiri dari 4 fase yang ditentukan oleh waktu sintesis DNA, yaitu fase G1, fase S, fase G2 dan fase M. Setelah mitosis, sel memasuki fase G1, yaitu fase sel sangat aktif tetapi tidak mensintesis DNA, atau memasuki fase G0 untuk istirahat. Pada fase G0/G1 kandungan DNA sel adalah diploid (2N). Siklus sel kemudian berlanjut ke fase S saat terjadi sintesis DNA dan kandungan DNA berubah menjadi 4N. Fase selanjutnya adalah fase G2 sebelum memasuki fase M di mana sel membelah diri menjadi 2 sel diploid. Waktu yang diperlukan untuk satu siklus bergantung pada jenis sel dan perbedaan waktu itu terutama di fase G1, bila perlu siklus sel berhenti pada fase ini (G1 arrest) atau pada interfase G1/S. 9

Cyclin D1 memudahkan proliferasi sel kanker payudara. Kerja cyclin D1 secara spesifik adalah menonaktifkan protein retinoblastoma (Rb protein) yang fungsinya mencegah pembelahan sel. Lebih lanjut, kehadiran cyclin D1 berkorelasi dengan buruknya prognosis kanker payudara.12 Keberadaan cyclin D1a atau cyclin D1b dideteksi dengan pemeriksaan imunohistokimia (Gambar 4).12 Gambar 2 Peran kompleks cyclin dependent kinase (CDK) di tiap fase siklus sel10,11

Kelainan siklus sel pada kanker payudara Pada genom manusia, terdapat sekitar 300 gen yang ditemukan mengalami mutasi pada kanker, yang membuat instabilitas genomik dan instabilitas kromosom; perubahan ini berkontribusi pada deregulasi kinase siklus sel, berdampak pada proliferasi sel kanker yang tidak terkendali.10,11 Telah diketahui pada tahun 2001 bahwa diperlukan kelainan cyclin D1 untuk terjadinya kanker payudara (gambar 3).10,12

BRCA1 dan BRCA2 serta peranannya pada DNA repair sel normal dan kanker BRCA1 dan BRCA2 merupakan tumor supressor gene, mutasi familial padanya terjadi pada sekitar 5% kanker payudara di Amerika Serikat setiap tahun. BRCA1 berperan dalam tiga hal: 1) aktivasi respons terhadap kerusakan DNA, 2) aktivasi checkpoint siklus sel dan/atau 3) perbaikan kerusakan DNA tipe double strand break (DSB). Jadi berperan agar sel yang mengalami kerusakan DNA tidak berlanjut ke siklus pembelahan sel. Peran BRCA2 terutama pada reparasi DNA dengan mekanisme rekombinasi homolog (homologous recombinant [HR]).13

Gambar 1 Fase-fase kritis pembelahan sel normal9,10

Kompleks cyclin dependent kinase (CDK) pada siklus sel Aktivitas cyclin dependent kinase (CDK) sebagai regulator siklus sel membutuhkan ikatan dengan subunit regulator yang dikenal sebagai cyclin. Cyclin disintesis dan dirusak pada waktu tertentu sesuai dengan fase siklus sel. Dapat dikatakan bahwa aktivitas kinase secara ketat terikat oleh waktu. Sel manusia mengandung lokus ganda untuk mengkode CDK dan cyclin. Pada CDK ada 13 lokus dan pada cyclin 25 loci. Molekul CDK terdiri dari tiga interfase dalam melakukan regulasi siklus sel (CDK2, CDK4, dan CDK6; pada sel-sel yang terspesialisasi/terdiferensiasi), satu CDK mitotik (CDK1; kemampuan dasar untuk membelah) dan sepuluh cyclin yang terbagi dalam empat kelas berbeda (cyclin jenis A, B, D dan E) (lihat gambar 2).10,11

CDK-209/ vol. 40 no. 10, th. 2013

Gambar 3 Sejarah penemuan-penemuan penting berkaitan dengan siklus sel, kanker dan peran Cyclin dan CDK10

Gambar 4 Hasil pemeriksaan imunohistokimia jaringan kanker payudara. Sel yang tercat berwarna coklat menunjukkan keberadaan cyclin D1b pada kasus 5 (kiri atas) dan keberadaan cyclin D1a pada kasus 6 (kanan bawah)12

787

OPINI Overekspresi cyclin E Protein cyclin E yang terekspresi berlebihan menyebabkan proliferasi fase S menjadi mudah, lebih lanjut meningkatkan proliferasi tak terkendali sel kanker payudara. Overekspresi cyclin E membuat kanker payudara resisten terhadap terapi antibodi monoklonal untuk HER2. Keberadaan protein cyclin E dapat dideteksi menggunakan pemeriksaan Western Blot (gambar 5).14 BEBERAPA JENIS MUTASI YANG TERLIBAT DALAM KANKER PAYUDARA Perkembangan mutakhir pengelolaan kanker payudara dengan pendekatan biologi molekuler dapat dilihat salah satunya pada aspek diagnosis berbasis molekuler. Terdapat empat klasifikasi molekuler sesuai ekspresi reseptor estrogen (ER), reseptor progesteron (PR), dan reseptor human epidermal growth factor receptor 2 (HER2).15,16 Empat klasifikasi tersebut meliputi : 1) tipe basal like; tripel negatif karena ER-, PR- dan HER2-, 2) tipe luminal A; ER +, histologis low grade, 3) tipe luminal B; ER +, histologis high grade, reseptor hormon rendah, dan 4) tipe HER2 positif; terdapat ekspresi tinggi gen ERBB2.15 Mutasi gen BRCA1 dan BRCA2 Telah dijelaskan peranan protein BRCA1 dan BRCA2 dalam perbaikan kerusakan DNA serta peranan penting dalam siklus sel agar sel yang

mengalami kerusakan DNA tidak melanjutkan diri ke fase siklus sel selanjutnya. Mutasi yang bersifat melemahkan atau inaktivasi gen BRCA1 dan BRCA2 ternyata juga mempunyai relevansi klinis terutama dengan keparahan kondisi klinis.17,18 Sebagian jenis mutasi penting tersebut adalah: • Mutasi delesi baik pada gen BRCA1 maupun BRCA2 membuat penderita berisiko 4 kali untuk menderita kanker payudara kontralateral. • Mutasi delesi missense pada gen BRCA1 meningkatkan risiko 6 kali untuk menderita kanker payudara kontralateral. • Mutasi splice, frameshift, nonsense pada BRCA1 meningkatkan risiko 4,2 kali menderita kanker payudara kontralateral. • Mutasi splice, frameshift, nonsense pada BRCA2 meningkatkan risiko 3,6 kali menderita kanker payudara kontralateral. Pemeriksaan biologi molekuler untuk deteksi mutasi adalah pemeriksaan analisis sekuens yang dicocokkan dengan gene bank.17 SINGLE NUCLEOTIDE POLYMORPHISM (SNP) PADA ALELA YANG RENTAN MUTASI BRCA1 DAN BRCA2 Banyak studi meneliti loci tertentu yang rentan mutasi untuk melemahkan atau menonaktifkan BRCA1 dan BRCA2. Berikut dua studi tersebut.

1. Wang et al18 melakukan studi 3451 karier mutasi BRCA1 and 2006 karier mutasi BRCA2 dari sembilan pusat studi. Didapatkan delapan SNP pada karier BRCA1 dan 12 SNP pada karier BRCA2. Alela minor rs6138178 pada SNRPB dan rs6602595 pada CAMK1D menunjukkan hubungan kuat dengan karier BRCA1 (HR [hazard ratio] 0,78, 95%CI [confidence interval] 0,69-0,90 dan HR 1,25, 95%CI 1,10-1,41), sedangkan rs9393597 pada LOC134997 dan rs12652447 di FBXL7 menunjukkan hubungan sangat kuat dengan karier BRCA2 (HR 1,55, 95%CI 1,25-1,92 dan HR 1,37, 95%CI 1,16-1,62) 2. Antoniou et al19 melakukan studi pada 14.123 karier BRCA1 dan 8.053 karier BRCA2. Dua SNP di 6q25.1, dekat gen ESR1 terindikasi merupakan gen yang rentan untuk terjadinya kanker payudara pada wanita Asia (rs2046210) dan wanita Eropa (rs9397435). Penelitian ini melibatkan 42 pusat studi. SNP secara independen berhubungan dengan risiko kanker payudara pada karier mutasi BRCA1 (r2 = 0,14) (HR 1,17, 95%CI 1,11-1,23 untuk rs2046210 dan HR 1,28, 95%CI 1,18-1,40, untuk rs9397435]. Hanya rs9397435 yang berhubungan dengan risiko sebagai karier mutasi BRCA2 (HR 1,14, 95%CI 1,01-1,28). SNP rs11249433 (1p11.2) berhubungan dengan risiko kanker payudara bagi karier mutasi BRCA2 (HR 1,09, 95%CI 1,02-1,17), tetapi tidak berhubungan dengan risiko untuk kanker payudara bagi karier mutasi BRCA1 (HR 0,97, 95%CI 0,92-1,02). SNP rs999737 tidak berhubungan dengan risiko kanker payudara bagi karier mutasi BRCA1 maupun BRCA2. APLIKASI PADA PRAKTIK KEDOKTERAN KELUARGA Dokter keluarga yang memahami mekanisme molekuler kanker payudara akan lebih mampu menjelaskan kepada pasien dan keluarganya beserta stakeholder bidang kesehatan mengenai pentingnya skrining mutasi gen yang berperan dalam siklus sel normal yaitu BRCA1 dan BRCA2, walaupun perlu mempertimbangkan faktor biaya pemeriksaan laboratorium tersebut.

Gambar 5 Hasil pemeriksaan Western Blot yang membandingkan galur sel yang resisten dan sensitif terhadap trastuzumab. Overekspresi cyclin E pada sel kanker payudara yang resisten terhadap trastuzumab ditunjukkan pita cyclin E yang lebih tebal jika dibandingkan pita yang sama pada galur sel yang masih sensitif trastuzumab.14

788

Faktor genetik mempunyai peran yang tidak bisa diabaikan, meskipun nilai risiko gen rentan relatif kecil (HR [hazard ratio tertinggi 1,55]). Hal ini menunjukkan bahwa selain aspek genetik, modifikasi gaya hidup dan lingkungan, seperti diet rendah lemak jenuh dan tinggi serat serta olahraga, penting dalam upaya menurunkan risiko kanker payudara.

CDK-209/ vol. 40 no. 10, th. 2013

OPINI DAFTAR PUSTAKA 1.

Forouzanfar MH, Foreman KJ, Delossantos AM, Lozano R, Lopez AD, Murray CJ, et al. Breast and cervical cancer in 187 countries between 1980 and 2010: A systematic analysis. Lancet.

2.

Surtees PG, Wainwright NWJ, Luben RN, Khaw KT, Bingham SA. No evidence that social stress is associated with breast cancer incidence. Breast Cancer Res Treat. 2010;120:169-74.

2011;378:1461-84.

3.

Humphrey LL, Helfand M, Chan BKS, Woolf SH. Breast cancer screening: A summary of the evidence for the U.S. Preventive Services Task Force. Ann Intern Med. 2002;137:347-60.

4.

Nielsen NR. Psychological stress and risk of hormon-dependent cancers [Dissertation]. Los Ang University of California, Los Angeles, 2007.

5.

Den Oudsten BL, Van Heck GL, Van der Steeg AFW, Roukema JA, De Vries J. Personality predicts perceived availability of social support and satisfaction with social support in women with early stage breast cancer. Support Care Cancer. 2010;18:499-508.

6.

Oemiati R, Rahajeng E, Kristanto AY. Prevalensi tumor dan beberapa faktor yang mempengaruhinya di Indonesia. Bul Penelit Kes. 2011;39(4):190-204.

7.

Departemen Kesehatan RI. Riset Kesehatan Dasar 2007.

8.

Dinas Kesehatan Provinsi Jawa Tengah. Profil Kesehatan Provinsi Jawa Tengah Tahun 2009.

9.

Kresno SB. Ilmu dasar onkologi. Jakarta: Badan Penerbit Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia; 2012.

10. Malumbres M, Barbacid M. Cell cycle, CDKs and cancer: A changing paradigm. Nat Rev Cancer. 2009;9:153-66. 11. Lapenna S, Giordano A. Cell cycle kinases as therapeutic targets for cancer. Nat Rev Drug Discov. 2009;8:547-66. 12. Millar EK, Dean JL, McNeil CM, O’Toole SA, Henshall SM, Tran T, et al. Cyclin D1b protein expression in breast cancer is independent of cyclin D1a and associated with poor disease outcome. Oncogene. 2009;28(15):1812-20. 13. O’Donovan PJ, Livingston DM. BRCA1 and BRCA2: breast/ovarian cancer susceptibility gene products and participants in DNA double-strand break repair. Carcinogenesis. 2010;31(6):961-7. 14. Scaltriti M, Eichhorn PJ, Cortés J, Prudkin L, Aura C, Jimenez J, et al. Cyclin E amplification/overexpression is a mechanism of trastuzumab resistance in HER2+ breast cancer patients. PNAS. 2011;108(9):3761-6. 15. Sotiriou C, Pusztai L. Gene-expression signatures in breast cancer. N Engl J Med. 2009;360:790-800. 16. Hu X, Stern HM, Ge L, O’Brien C, Haydu L, et al. Genetic alterations and oncogenic pathways associated with breast cancer subtypes. Mol Cancer Res. 2009;7(4):511-22. 17. Borg Å, Haile RW, Malone KE, Capanu M, Diep A, Tomgren T, et al. Characterization of BRCA1 and BRCA2 deleterious mutations and variants of unknown clinical significance in unilateral and bilateral breast cancer: The WECARE study. Hum Mutat. 2010;31(3):E1200-40. 18. Wang X, Pankratz VS, Fredericksen Z, Tarrel R, Karaus M, McGuffog L, et al. Common variants associated with breast cancer in genome-wide association studies are modifiers of breast cancer risk in BRCA1 and BRCA2 mutation carriers. Hum Mol Genet. 2010;19(14):2886-97. 19. Antoniou AC, Kartsonaki C, Sinilnikova OM, Soucy P, McGuffog L, et al. Common alleles at 6q25.1 and 1p11.2 are associated with breast cancer risk for BRCA1 and BRCA2 mutation carriers. Hum Mol Genet. 2011;20(16):3304-21.

CDK-209/ vol. 40 no. 10, th. 2013

789