Menu

Targeting the DNA repair defect in BRCA mutant cells as a therapeutic strategy

Penulis : Hannah Farmer, Nuala McCabe, Christopher J. Lord, Andrew N. J. Tutt, Damian A. Johnson, Tobias B. Richardson, Manuela Santarosa, Krystyna J. Dillon, Ian Hickson,

Charlotte Knights, Niall M. B. Martin, Stephen P. Jackson, Graeme C. M. Smith & Alan Ashworth

Diambil dari NATURE |VOL 434 | 14 APRIL 2005 | www.nature.com/nature

Direview oleh Adam Hermawan

BRCA1 dan BRCA2 merupakan salah satu tumor supresor gen yang penting untuk perbaikan DNA double strand break (DSB) melalui mekanisme rekombinasi homolog. Gen ini sering mengalami mutasi, utamanya pada penyakit kanker payudara dan kanker pankreas. Poly (ADP-ribosa) polimerase (PARP) adalah enzim yang terlibat dalam perbaikan DNA single strand break (SSB). Penelitian ini berhasil menemukan senyawa penghambat PARP pada kanker payudara yang BRCA-nya termutasi. Senyawa tersebut memiliki target aksi molekuler yang spesifik.

Adanya kerusakan DNA yaitu SSB akan diperbaiki dengan mekanisme yang melibatkan PARP. Namun apabila PARP dihambat, maka SSB tidak akan diperbaiki dan akan terbentuk DSB. Marker terbentuknya DSB adalah terekspresinya γ-H2AX. Pada sel yang BRCA-nya normal maka DSB akan diperbaiki melalui mekanisme rekombinasi sister chromatid dan pertukaran chromatid, yang ditandai dengan terekspresinya RAD51. Namun pada sel kanker yang BRCA-nya defect, DSB diperbaiki melalui non homologus end joining (NHEJ) menghasilkan complex reaarangement yang berujung pada G2/M arrest dan apoptosis.

Pada penelitian ini, pertama dibuktikan bahwa ES cell yang ditransfeksi siRNA PARP tidak mengekspresikan PARP. Selanjutnya mereka menguji siRNA tersebut pada 3 sel yaitu wild type, defect BRCA1 dan defect BRCA2. Terbukti bahwa siRNA PARP menghambat pertumbuhan sel yang defect BRCA. Mereka juga menguji 3 senyawa kandidat PARP inhibitor terhadap aktivitas PARP. Senyawa dengan nilai IC50 terrendah selanjutnya diuji pada sel wildtype BRCA1 dan BRCA2, maupun defect BRCA1 dan BRCA2. Terlihat bahwa senyawa tersebut menurunkan proliferasi sel yang defect BRCA. Untuk memastikan terjadinya DS break akibat perlakuan senyawa dicek dengan pengecatan γ-H2AX dan terlihat bahwa pada sel yang defect BRCA ekspresinya paling tinggi. Sedangkan untuk mengecek bahwa mekanisme perbaikan DNA tidak terjadi melalui rekombinasi homolog dilakukan pengecatan RAD51 dan hasilnya terlihat bahwa RAD51 hanya terekspresi pada sel wild type BRCA.

Untuk mengetahui efek penghambatan daur sel akibat perlakuan senyawa pada sel wildtype dan defect BRCA dilakukan flowcytometry, serta pengamatan apoptosis dengan fluorokrom propidium iodida (PI) dan Anexin V. Hasilnya adalah semakin tinggi konsentrasi senyawa, semakin tinggi sel yang terakumulasi pada fase G2/M. Hal ini juga sejalan dengan pengamatan apoptosis yang menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi senyawa uji, semakin tinggi sel defect BRCA yang mengalami apoptosis. Untuk memastikan mekanisme molekuler pengaruh senyawa terhadap bentuk chromatid dilakukan pengamatan terhadap chromatid, hasilnya adalah semakin tinggi konsentrasi senyawa perlakuan semiakin tinggi jumlah chromatid yang mengalami rearrangement.

Terakhir dilakukan uji in vivo pada mencit yang diimplantasi dengan sel kanker baik yang wild type maupun defect BRCA. Perlakuan senyawa pada kanker yang defect BRCA menunjukan adanya penghambatan yang sangat poten. Hal ini menunjukkan bahwa senyawa PARP inhibitor merupakan kandidat kuat agen antikanker dengan target dan mekanisme molekuler yang spesifik.