Kurkumin dan tetrahidrokurkumin (THC) dikenal karena sifat antikankernya, namun kelarutan yang terbatas dalam air menghambat efektivitasnya dalam melawan kanker. Dalam studi ini, kami melakukan eksplorasi in silico mengenai potensi β-siklodekstrin untuk membentuk kompleks inklusi dengan kurkumin atau THC. THC melampaui kurkumin dalam hal stabilitas kimia, bioavailabilitas, aktivitas antioksidan, dan aktivitas antikanker. Tidak seperti kurkumin yang mengalami autooksidasi dan menunjukkan efek pro-oksidan, Kurkumin dan tetrahidrokurkumin tidak memiliki potensi pro-oksidan. Perbedaan mencolok ini terutama disebabkan oleh variasi dalam struktur mereka dan pengaruh media. Kurkumin memiliki ikatan rangkap dalam rantai heptan, sedangkan THC tidak memiliki ikatan rangkap tersebut.
Angiogenesis, proses pembentukan pembuluh darah baru, memiliki peran krusial dalam pertumbuhan dan metastasis tumor, karena pembuluh darah baru diperlukan untuk menyediakan nutrisi dan oksigen guna mendukung perkembangan tumor. Studi ini berfokus pada aktivitas Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF), faktor penting dalam angiogenesis melalui interaksinya dengan VEGF Receptor (VEGFR). Menargetkan penghambatan interaksi VEGF dengan VEGFR merupakan strategi potensial untuk terapi kanker.
Penelitian kami menunjukkan bahwa ekspresi VEGF meningkat pada banyak pasien kanker dibandingkan dengan individu normal, yang menggarisbawahi perannya yang signifikan dalam karsinogenesis. VEGF adalah faktor angiogenik yang dihasilkan oleh tumor yang memiliki berbagai fungsi, termasuk stimulasi angiogenesis, vasculogenesis, peradangan, dan permeabilitas vaskular. Targeting VEGF sebagai target terapi telah divalidasi dalam berbagai jenis kanker manusia. Ekspresi VEGF yang tinggi dan peningkatan angiogenesis telah diamati pada berbagai kanker manusia, termasuk kanker kolorektal, kanker payudara, kanker paru-paru non-sel kecil, kanker ginjal, glioblastoma multiforme, dan tumor lainnya, dibandingkan dengan jaringan normal yang tidak bersifat ganas. Pada pasien dengan tingkat ekspresi VEGF tertinggi, hasil kelangsungan hidup secara signifikan lebih buruk dibandingkan dengan mereka yang memiliki tingkat VEGF negatif atau lebih rendah. Tingkat VEGF juga ditemukan prediktif terhadap metastasis di masa depan, menunjukkan nilai prognostik independen selain status nodal dan kemoterapi adjuvan.
Analisis in silico melibatkan beberapa tahap, seperti persiapan senyawa bioaktif, prediksi aktivitas biologis, pengambilan struktur 3D dari VEGF dan VEGFR, docking protein-ligan, dan visualisasi. Proses ini bertujuan untuk memahami bagaimana kompleks inklusi kurkumin dan Kurkumin dan tetrahidrokurkumin berinteraksi dengan VEGFR, dan bagaimana interaksi ini mempengaruhi jalur sinyal VEGF-VEGFR yang penting dalam perkembangan kanker.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kompleks inklusi kurkumin dan THC memerlukan energi bebas ikatan yang lebih rendah untuk berinteraksi dengan VEGFR dibandingkan dengan molekul kurkumin atau THC saja. Ketika VEGFR berikatan dengan kurkumin, kompleks inklusi kurkumin, atau kompleks inklusi THC sebelum berinteraksi dengan VEGF, terdapat peningkatan signifikan dalam energi bebas ikatan untuk interaksi VEGF-VEGFR. Keberadaan kompleks inklusi THC menunjukkan energi bebas ikatan tertinggi untuk interaksi VEGF-VEGFR, menunjukkan efikasi yang lebih tinggi dalam menghambat pengikatan VEGF ke reseptornya, VEGFR. Studi simulasi dinamis molekuler menunjukkan bahwa ketika VEGFR berikatan dengan kurkumin, kompleks inklusi kurkumin, atau kompleks inklusi THC, fluktuasi residu asam amino dalam VEGFR menurun dibandingkan dengan struktur protein VEGFR sebelum berikatan dengan molekul-molekul ini. Hal ini menunjukkan bahwa kompleks inklusi meningkatkan stabilitas struktural VEGFR.
Penelitian ini menunjukkan bahwa pembentukan kompleks inklusi dengan β-siklodekstrin memiliki potensi besar untuk meningkatkan efektivitas antikanker dari kurkumin dan THC. Kompleks inklusi, khususnya dengan THC, menunjukkan potensi untuk meningkatkan sifat anti-angiogenik dari senyawa-senyawa ini, yang penting dalam menghambat jalur sinyal VEGF yang krusial dalam perkembangan kanker. Namun, meskipun hasil in silico ini menjanjikan, diperlukan investigasi tambahan dengan studi in vitro dan in vivo untuk memvalidasi temuan ini sebelum mempertimbangkan aplikasi klinis. Penelitian lanjutan akan membantu memastikan bahwa kompleks inklusi ini dapat secara efektif digunakan dalam pengobatan kanker di masa depan. Dengan memahami dan mengoptimalkan interaksi molekuler ini, kita dapat membuka jalan bagi terapi antikanker yang lebih efektif dan inovatif, memberikan harapan baru bagi pasien kanker di seluruh dunia.
penulis: Firli Rahmah Primula Dewi, S.Si., M.Si., Ph.D.
