Jurnal Bahan Alam Indonesia ISSN 1412-2855 Vol. 2, No. 4, Juli 2003

121

ANTIKANKER SWINHOLIDE A DARI SPONS Theonella swinhoei

R. Rachmaniar

Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia

Abstract

Investigation on bioactivities of sponge Theonella swinhoei code S9815S45 collected from

Lombok Island in 1998 has been conducted. Crude extract in methanol and their fractions had

been tested for their anticancer activity using crude cell by measuring its inhibit concentration

(CI) with MMT assay. Some fractions gave active reactions. The most reactive fraction after

structure elucidation, was identified as Swinholide A

Keywords: Sponge, swinholide A, anticancer activity

PENDAHULUAN

Spons merupakan salah satu sumber daya

laut yang terdapat pada daerah terumbu karang. Di

Indonesia dapat ditemukan di perairan-perairan

kepulauan Seribu, Spermonde, Lombok, Sulawesi

Utara. Di perairan Indonesia terdapat 850 spesies

spons (10). Spons salah satu biota laut yang tidak

dimanfaatkan secara langsung seperti beberapa

hewan vertebrata. Untuk meningkatkan nilai tambah

spons dapat dilakukan melalui pemanfaatan metabolit

sekunder yang dikandungnya.

Spons biasanya terdapat pada kedalaman 12

meter atau lebih dan .merupakan anggota dari phylum

porifera. Spons adalah hewan invertebrata, multisel

yang sederhana; bentuknya bervariasi ada yang

bercabang, pipih, mangkok, cerobong, bentuk bola,

dan lain-lain. Kulitnya tebal berpori-pori. Bentuknya

seringkali dipengaruhi oleh lingkungan fisik,

lingkungan kimia, kedalaman, arus, ombak, dan

sedimentasi. Spons sebagaimana organisme hidup

lainnya menghasilkan berbagai metabolit sekunder

yang berfungsi sebagai pertahanan tubuhnya terhadap

pengaruh buruk lingkungannya. Metabolit-metabolit

sekunder yang dihasilkan antara lain berupa senyawa

terpen, peptida, dan lain-lain serta memiliki aktivitas

biologis dan farmakologis. Sifat bioaktivitas

metabolit sekunder dari spons telah banyak diteliti

oleh pakar-pakar kimia, farmasi, dan biologi dari

bebagai negara maju (1,8,12,14,15). Penelitian

umumnya dilakukan untuk mencari substansi aktif

yang memiliki aktivitas antikanker, antivirus, anti-

HIV, antibakteri serta bioaktivitas lainnya.

Dalam dekade terakhir pakar-pakar dari

negara maju telah berhasil mengisolasi,

mengidentifikasi dan menguji sifat bioaktif sekitar

2500 substansi bioaktif dari biota laut. Dari 2500

bioaktif tersebut 756 di antaranya berasal dari spons.

Di Indonesia penelitian terhadap Spons juga sudah

dimulai oleh beberapa peneliti meskipun masih tahap

permulaan. Penelitian terhadap sifat bioaktif dari

Spons yang dilakukan oleh LIPI sejak tahun 1993

terutama difokuskan pada pencarian substansi

bioaktif yang berkhasiat antibakteri dan antikanker.

Berbagai substansi aktif telah berhasil diisolasi dan

diidentifikasi dari spons Indonesia antara lain

Barangamide (14), Brianthein (1); Aaptamin (13);

Demethyl aaptamin (13), Lembehyne (2),

Bitungolides ( 3). Tulisan ini merupakan salah satu

hasil penelitian yang telah dilakukan; yaitu pengujian

sampel spons Theonella swinhoei dengan kode

S9815S45 yang diambil dari perairan Lombok dan

telah diuji sifat antikankernya terhadap sel kanker

KB. Ekstrak methanol dan fraksinya diuji

aktivitasnya. Fraksi aktif telah dielusidasi strukturnya

dan ternyata adalah Swinholide A. Identifikasi atau

struktur elusidasi senyawa aktifnya tidak disampaikan

pada tulisan ini. Yang dilaporkan pada tulisan ini

hanya terbatas pada aktivitasnya

BAHAN DAN METODE

Bahan penelitian berupa sample spons sp.

reagens kimia, dan bioindikator untuk bioesai.

A. Bahan. 1. Spons sp. diberi kode 9815S45 dikumpulkan

dari perairan Pulau Lombok, tepatnya di

perairan pantai Gilimeno pada kedalaman 12m

dalam bulan Agustus 1998 dengan alat Scuba

diving. Sampel kemudian dipotong-potong, lalu

diekstraksi dengan metanol.

2. Bioindikator berupa sel kanker yaitu: KB cell

human epidermoid carcinoma cell line.

3. Medium RPMI-1640 dari Nissui Pharmaceutical

Co. LTD, Osaka

4. MTT Reagents (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-

2,5-diphenyltetrazolium bromide) ex Sigma Co.

dibuat larutan 2 mg/mL bahan dalam buffer

fosfat dan disimpan dalam lemari pendingin.

5. Buffer fosfat dari Dulbecco.

6. DMSO (Di Methyl Sodium Oksida)

B. Peralatan Micro plate Reader: Model 450 (BIORAD, Japan,

Tokyo)

Antikanker Swinholide… (R. Rachmaniar)

122

C. Metode

1. Ekstraksi dan fraksinasi

Sampel Spons yang sebelumnya disimpan

dalam metanol diambil sejumlah tertentu lalu

diekstraksi dengan metanol p.a., lalu ekstrak kasar

yang diperoleh difraksinasi dengan butanol p.a. dan

reagens lainnya berupa etil asetat. Fraksi yang

diperoleh dan juga ekstrak kasar methanol diuji

bioaktivitasnya. Ekstrak methanol difraksinasi

dengan etil asetat/air. Fraksi etil asetat diteruskan

melalui pemisahan dengan kolom silica gel dengan

eluen n-heksana dan etil asetat.

2. Bioesai

Pengujian dengan metode MTT (4). Pada

pengujian antitumor dilakukan secara in vitro dari

ekstrak dan fraksi-fraksi sample. Sel KB sebanyak

1000 sel, dilarutka ! "#$#%! &''! $! %(")*%! +,-.-

1640; ditambah fetal bovine serum 10% (yang sudah

diinaktifkan dengan pemanasan); ditambah

kanamycin 50 g/ml. Campuran ini kemudian

")/#%0*1! 1#2#! ")! #2#3! %)/14! 0$#2(5! ")2#%6#7&''! $!

aliquot larutan uji dengan konsentrasi yang berbeda-

beda. Campuran ini kemudian diinkubasikan selama

tiga hari pada suhu 37C pada kelembaban udara 5%

CO2. Pada hari ketiga ditambahkan MTT reagens 25

$5! ")/#%0*1! 1#2#8! 9(2($#7! :#;2*! ) ;*6#3)! 3($(3#)5!

micro plate diaduk-aduk rata selama 10 menit;

medium dipisahkan dengan menggunakan aspirator.

Pada campuran ditambahkan 0,2 mL DMSO setiap

plate untuk melarutkan MTT Formazan yang

terbentuk, kemudian micro plate diputar secara

mekanik. Plate diukur pada micro plate reader

dengan panjang gelombang 540 nm. Persentase sel

yang terhambat pertumbuhannya diukur sebagai

berikut: (1-T/C)X100. C, adalah nilai rata-rata

pengukuran kontrol, T adalah sampel uji. Daya

hambat pertumbuhan sel diukur pada tiga dosis yaitu

&'! <=%>5!?! <=%>!"# !&! <=%>8

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pengujian ekstrak methanol dari spons

9815S45 serta fraksi-fraksinya yang terdiri dari fraksi

etil asetat-air, fraksi air. Fraksi hasil pemisahan silika,

dan pemisahan dengan HPLC dilakukan pengujian

#;2)@)2#3! # 2);# ;(1! 0#"#! ;4 3( 21#3)! &'! <=%>5! ?!

<=%>! "# ! &! <=%>8! A#3)$! *B)! #;2)@)2#3! (;321#;! (2)$!

asetat pada berbagai konsentrasi terhadap sel KB

menunjukkan aktivitas yang berbeda-beda pada

;4 3( 21#3)! &'! <=%>5! 0(13( 2#3(! 0( <7#%6#2# !

pertumbuhan sel (CI) sebesar 97%; pada konsentrasi

(;321#;! ?! <=mL CLI sebesar 61% dan pada

;4 3( 21#3)! &! <=%>! 3(6(3#1! CD! EF#6($! &G8! H1#;3)-

fraksi yang diperoleh dari hasil pemisahan dengan

kolom silica dan pelarut n-heksan dan etil asetat yaitu

lima fraksi (Fr 1, Fr2, Fr3, Fr4, dan Fr5). Dua fraksi

yaitu Fr4 dan Fr5 menunjukkan aktivitas yang

berbeda terhadap sel KB (Table 1).

Tabel 1. Hasil pengujian ekstrak Spons sp.

9815S45 terhadap sel KB

CI %

Sampel

uji Etil

asetat

- Air

Fr

– 1

Fr

– 2

Fr

– 3

Fr

– 4

Fr -

5

10

µg/ml 97 - - - 97 7

3 µg/ml 61 - - - 95 9

1 µg/ml 8 - - - 23 6

Tabel 2. Hasil pengujian fraksi Spons sp. 9815S45

terhadap sel KB

CI % Sampel

uji Fr –

1

Fr –

2

Fr –

3

Fr –

4

Fr -

5

10 µg/ml 22 98 97 97 8

3 µg/ml - 97 76 28 -

1 µg/ml - 96 35 25 -

Fraksi Fr4 menunjukkan aktivitas

penghambatan sebesar 97 %, 95%, dan 23% berturut-

2*1*2! 0#"#! ;4 3( 21#3)! &'! <=%>5! ?! <=%>! "# ! &!

<=%>I! 3("# <;# ! J1#;3)! HK! %( * B*;;# ! #;2)@)2#3!

7%, 9% dan 6% . Fraksi F4 dipisahkan melalui kolom

silika diperoleh lima fraksi lagi yaitu Fr 4-1; Fr4-2;

Fr4-3; Fr4-4; dan Fr4-5. Fraksi yang menunjukkan

aktivitas lebih tinggi lalu dipisahkan lagi melalui

kolom silika. Fraksi-fraksi ini diuji lagi terhadap

bioindikator dengan kepadatan yang sama. Pengujian

terhadap fraksi Fr4-1; Fr4-2; Fr4-3; Fr4-4 dan Fr4-5,

menunjukkan aktivitas penghambatan yang tinggi

(Tabel 2). Fraksi Fr 4-2 menunjukkan aktivitas

2(12) <<)! L#)2*! MCD! 0#"#! &'! <=%>5! MND! 0#"#! ?!

<=%>!"# !MOD!0#"#!&! <=%>8!H1#;3)!H1P-2 setelah

pemurnian diperoleh 123 mg dan setelah elusidasi

struktur ternyata substansi tersebut adalah Swinholide

A yaitu suatu senyawa makrolide. Fraksi Fr4-1 hanya

#;2)J! 0#"#! ;4 3( 21#3)! &'! <=%>! L# <! 3(6(3#1! QQD!

CI. Fr4-2 menunjukkan aktivitas 98% pada

;4 3( 21#3)!&''! <=%>5!MND!R.!0#"#!;#"#1!?! <=%>!

"# !MOD!0#"#!&! <=%>8!H1#;3)!P-3; 97% CI pada 10

<=%>5!NOD!0#"#!;4 3( 21#3)!?! <=%>!"# !?KD!0#"#!

;4 3( 21#3)!&! <=%>8

Fraksi Fr4-2 memiliki aktivitas tertinggi dari

fraksi-fraksi lainnya. Fr4-2 kemudian dimurnikan dan

diperoleh 123 mg. Struktur elusidasi dilakukan

terhadap substansi ini dan ternyata adalah swinholide

A dengan bobot molekul 1388.86 dengan rumus

molekul C78H131O20 dan struktur (Gambar 1) serta

Jurnal Bahan Alam Indonesia ISSN 1412-2855 Vol. 2, No. 4, Juli 2003

123

gambaran computer generated (Gambar 2).

Swinholide dan isomernya juga telah diisolasi dan

diidentifikasi oleh Kobayashi et al., (6) dari spons T.

swinhoei yang berasal dari perairan Okinawa.

Swinholide yang diisolasi yaitu Swinholide A,

Swinholide B dan Swinholide C. Isoswinholide.

Ketiga tipe Swinholide yaitu A, B, dan C

menunjukkan sifat sitotoksik terhadap sel KB, sel

L1210.

Selain Swinholide A berbagai senyawa

bioaktif yang berkhasiat sebagai antikanker telah

berhasil diisolasi dan diidentifikasi dari spons asal

Indonesia antara lain Barangamide dari Theonella

swinhoei (14), Aaptamin dan Demethyl aaptamin dari

Aaptos (13), Melophlins A and B (3), Brianthein A

(1), Lembehyne A (1). Umumnya substansi ini

bersifat bioaktif terhadap sel kanker dan bakteri. Di

samping menghasilkan Swinholide yang bersifat

sitotoksik, Th. Swinhoei juga menghasilkan banyak

lagi senyawa aktif lainnya. Sirirath et. al., (15)

melaporkan telah mengisolasi dan mengidentifikasi

sejumlah senyawa baru yang diberi nama Bitungolide

dari Th. Swinhoei yang dikumpulkan dari perairan

Bitung, Sulawesi Utara. Bitungolide merupakan

senyawa poliketida yang memiliki aktivitas

menghambat kerja enzim fosfatase.

Gambar 1. Struktur Swinholide A

Gambar 2. Computer Generated Swinholide A

O

CH 3

CH 3

CH 3

OM e

O

CH 3

OH

OH

CH 3

MeO

O

HO

CH 3

O

CH 3

CH 3

O

OM e

CH 3

CH 3

OH

H3C

OH

OM e

OH

H3C

O

OH

O

OH

O

1 7

21'

7' 1'

21

C78H 131O 20

Exact M ass: 1387.92

M ol. W t.: 1388.86

Antikanker Swinholide… (R. Rachmaniar)

124

DAFTAR PUSTAKA

1. Aoki. S; K. Higuchi; Y. Ye; R. Rachmaniar; and

M. Kobayashi; Melophlins A and B; novel

tetramic acids reversing the phenotype of ras-

transformed cells, from the marine sponge

Melophlus sarassinorum; Tetrahedron letters

Vol.56 No. 46; Nov. 2000

2. Aoki, S.; M. Okano; K. Matsui; T. Itoh; R.

Rachmaniar; S. Akiyama and M. Kobayashi;

Brianthein A, a novel briarane type diterpene

reversing multidrug resistance in human

carcinoma cell line from the gorgonian Briareum

excavacatum; Tetrahedron Vol 57. No. 43.

3. Aoki, S; K. Matsui; K. Tanaka; R. Rachmaniar

and M. Kobayashi. Lemebehyne A, a novel

neuritogenic palyacetylene from a marine sponge

of Haliclona sp. Tetrahedron vol 56. No. 51.

4. Carmichael, J. 1994. Cancer Chemotheraphy:

Identifyng Novel Anticancer Drugs. Current

Issue in Cancer. BMJ. Vol. 308.

5. Kobayashi, M.; Y. Chen; S. Aoki; Y. In; T.

Ishida; I. Kitagawa. Four New b-carboline

alkaloids isolated from two Okinawan Marine

Sponges of Xestospongia sp., and Haliclona sp..

Tetrahedron vol. 51. No. 13 1995. p. 3727-3736.

6. Kobayashi, M.; M. Kurosu; N. Ohyabu; W.

Wang; S. Fuji; I. Kitagawa. The Absolute stereo

structure of Arenotatin A, A potent cytotoxic

Depsipeptide from the Okinawan Marine Sponge

Dysidea arenaria. Chem. Pharm. Bull. 42 (10)

2196-2198 (1994). Pharm. Society of Japan.

7. Kobayashi, M.; W. Wang; N. Ohyabu; M.

Kurosu; I. Kitagawa. Improved total synthesis

and structure activity relationship of Arenastatin

A, A potent cytotoxic spongean Depsipeptide.

Chem, Pharm. Bull. 43 (9) 1598-1600, 1995.

8. Kobayashi, M.; s. Aoki; I. Kitagawa; Absolute

stereostructure of Altohyitin A and its congeners,

potent cytotoxic macrolides from the Okinawan

Marine sponge Hytios altum. Tetrahedron letters

Vol. 36 No. 8. pp. 1243-1246, 1994.

9. Kobayashi, M.; H. Uehara; K. Matsunami; S.

Aoki; I. Kitagawa. Trichoharsin, A New

Polyketide Produced by the imperpect fungus

Trichoderma harzianum separated from the

marine Sponge Micale Cecilia. Tetrahedron

letters. Vol. 34 No. 34 pp. 7925-7928. 1993.

10. Nontji, A. Potensi Bioteknologi Kelautan Di

Indonesia In : Proceedings Seminar Nasional

Bioteknoligi Kelautan I. Eds. Subagyo,

Rachmaniar & Sulistijo, 1999

11. Pettit, G.R.; et.al.;. Isolation and structure

elucidation of the cell growth inhibitory

constituent from the Western Pacific Marine

Sponge Axinella sp. Am. Chem. soc. 1991

12. Pettit, G.R. et.al.; Isolation and structure

elucidation of Halistatin 3 from the Western

Pacific Marine Sponge Phakellia sp. J. chem.

Soc. 1995.

13. Rachmaniar, R.; Antibakteri Aaptamin dan

Demethylaaptamin dari spons Aaptos aaptos

14. Roy, M.C.; I.I. Ohtani; T. Ichiba; J. Tanaka; R.

Rachmaniar; and T. Higa. New Cyclic peptide

from the Indonesian sponge Theonella swinhoei.

Tetrahedron vol.56. No.46. Nov. 2000.

15. Sirirath, S.; J. Tanaka; I.I. Ohtani; T. Ichiba; R.

Rachmaniar; K. Ueda; T. Usui; H. Osada; T.

Higa. “ Bitungolides A-F, New Polyketides from

the Indonesian Sponge Theonella swinhoei.

Journal of Natural Products Vol. 65. No.12,

1820-1823; 2002