Onkometabolisme: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Fabi Fuu 76 (bicara | kontrib) →Sejarah: add image |
Fabi Fuu 76 (bicara | kontrib) |
||
| (4 revisi perantara oleh pengguna yang sama tidak ditampilkan) | |||
Baris 7:
== Sejarah ==
[[Berkas:Otto Warburg.jpg|jmpl|369x369px|Otto Heinrich Warburg, dianggap sebagai "Bapak Onkometabolisme" untuk penemuan awalnya di bidang ini.]]
Pada tahun 1920-an, Otto Heinrich Warburg menemukan suatu [[fenotipe]] bioenergetik yang mengejutkan yang umum ditemukan pada sebagian besar sel tumor. Warburg mengamati bahwa sel-sel tumor memiliki ketergantungan yang lebih tinggi dari biasanya pada proses [[fermentasi asam laktat]] untuk memproduksi energi.<ref name=":0" />
Karena penemuan penting ini, Warburg dianggap sebagai "Bapak Onkometabolisme."<ref name=":0" /> Meskipun dasar-dasar bidang penelitian ini sudah ada sejak era 1920-an, temuan Warburg baru belakangan ini diterima dan diakui kalangan ilmiah.<ref name=":0" /> Selama lebih dari sepuluh tahun terakhir, eksplorasi dalam bidang onkologi semakin berfokus pada bagaimana perubahan jalur metabolisme mempengaruhi perkembangan kanker dan fungsi [[Sistem imun|sel-sel imun]].<ref name=":1">{{Cite journal|last=Biswas|first=Subhra K.|date=2015-09|title=Metabolic Reprogramming of Immune Cells in Cancer Progression|url=https://doi.org/10.1016/j.immuni.2015.09.001|journal=Immunity|volume=43|issue=3|pages=435–449|doi=10.1016/j.immuni.2015.09.001|issn=1074-7613}}</ref> Hal ini mendorong meningkatnya ketertarikan peneliti dalam mengkarakterisasi perubahan metabolisme yang terjadi pada sel-sel yang berada di dalam lingkungan mikro tumor (TME).<ref name=":1" /> == Efek Warburg ==
Sel normal memanfaatkan mitokondria untuk mengoksidasi glukosa ketika oksigen tersedia (kondisi aerobik).<ref name=":0" /> Di lain sisi, dalam kondisi tanpa oksigen (anaerobik), glukosa normalnya diubah menjadi laktat. Otto Warburg, pada tahun 1920-an, mengungkapkan bahwa sel kanker menggunakan glukosa dalam jumlah yang lebih banyak meskipun terdapat oksigen, dan oleh karenya, menghasilkan lebih banyak laktat<ref name=":2">{{Cite journal|last=Potter|first=Michelle|last2=Newport|first2=Emma|last3=Morten|first3=Karl J.|date=2016-10-15|title=The Warburg effect: 80 years on|url=https://portlandpress.com/biochemsoctrans/article/44/5/1499/65721/The-Warburg-effect-80-years-on|journal=Biochemical Society Transactions|language=en|volume=44|issue=5|pages=1499–1505|doi=10.1042/BST20160094|issn=0300-5127|pmc=PMC5095922|pmid=27911732}}</ref>. Fenomena ini, yang juga dikenal sebagai efek Warburg, telah teridentifikasi pada berbagai jenis tumor, termasuk kanker kolorektal,<ref>{{Cite journal|last=Sakashita|first=M|last2=Aoyama|first2=N|last3=Minami|first3=R|last4=Maekawa|first4=S|last5=Kuroda|first5=K|last6=Shirasaka|first6=D|last7=Ichihara|first7=T|last8=Kuroda|first8=Y|last9=Maeda|first9=S|date=2001-01|title=Glut1 expression in T1 and T2 stage colorectal carcinomas|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0959804900003713|journal=European Journal of Cancer|language=en|volume=37|issue=2|pages=204–209|doi=10.1016/S0959-8049(00)00371-3}}</ref> payudara,<ref>{{Cite journal|last=Grover-McKay|first=Maleah|last2=Walsh|first2=Susan A|last3=Seftor|first3=Elisabeth A|last4=Thomas|first4=Patricia A|last5=Hendrix|first5=Mary JC|date=1998-06|title=Role for glucose transporter 1 protein in human breast cancer|url=http://link.springer.com/10.1007/BF02904704|journal=Pathology & Oncology Research|language=en|volume=4|issue=2|pages=115–120|doi=10.1007/BF02904704|issn=1219-4956}}</ref> paru-paru,<ref>{{Cite journal|last=Wu|first=Min|last2=Neilson|first2=Andy|last3=Swift|first3=Amy L.|last4=Moran|first4=Rebecca|last5=Tamagnine|first5=James|last6=Parslow|first6=Diane|last7=Armistead|first7=Suzanne|last8=Lemire|first8=Kristie|last9=Orrell|first9=Jim|date=2007-01|title=Multiparameter metabolic analysis reveals a close link between attenuated mitochondrial bioenergetic function and enhanced glycolysis dependency in human tumor cells|url=https://www.physiology.org/doi/10.1152/ajpcell.00247.2006|journal=American Journal of Physiology-Cell Physiology|language=en|volume=292|issue=1|pages=C125–C136|doi=10.1152/ajpcell.00247.2006|issn=0363-6143}}</ref> dan glioblastoma.<ref>{{Cite journal|last=Lai|first=J.-H.|last2=Jan|first2=H.-J.|last3=Liu|first3=L.-W.|last4=Lee|first4=C.-C.|last5=Wang|first5=S.-G.|last6=Hueng|first6=D.-Y.|last7=Cheng|first7=Y.-Y.|last8=Lee|first8=H.-M.|last9=Ma|first9=H.-I.|date=2013-10-01|title=Nodal regulates energy metabolism in glioma cells by inducing expression of hypoxia-inducible factor 1|url=https://academic.oup.com/neuro-oncology/article-lookup/doi/10.1093/neuonc/not086|journal=Neuro-Oncology|language=en|volume=15|issue=10|pages=1330–1341|doi=10.1093/neuonc/not086|issn=1522-8517|pmc=PMC3779039|pmid=23911596}}</ref>
[[Berkas:Warburg's effect.png|jmpl|330x330px|Diagram sederhana yang menujukkan Efek Warburg]]
Penelitian lanjutan mengkonfirmasi efek Warburg. Misalnya, DeBerardinis ''et al.'' pada tahun 2007<ref name=":3">{{Cite journal|last=DeBerardinis|first=Ralph J.|last2=Mancuso|first2=Anthony|last3=Daikhin|first3=Evgueni|last4=Nissim|first4=Ilana|last5=Yudkoff|first5=Marc|last6=Wehrli|first6=Suzanne|last7=Thompson|first7=Craig B.|date=2007-12-04|title=Beyond aerobic glycolysis: Transformed cells can engage in glutamine metabolism that exceeds the requirement for protein and nucleotide synthesis|url=https://pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.0709747104|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences|language=en|volume=104|issue=49|pages=19345–19350|doi=10.1073/pnas.0709747104|issn=0027-8424|pmc=PMC2148292|pmid=18032601}}</ref> menginkubasi sel dalam kondisi teroksigenasi dengan glukosa berlabel <sup>13</sup>C yang kemudian diperfusi menggunakan glukosa biasa sebelum dilakukan analisis metabolomik. DeBerardinis ''et al.'' mengamati bahwa meskipun kadar oksigen tinggi, hasil analisis metabolomik menunjukkan bahwa metabolit glikolitik ada dalam kadar yang tinggi.<ref name=":3" /> Studi ini membuktikan hipotesis dari Warburg dengan menggunakan metode analitik yang lebih modern.<ref name=":2" /><ref name=":3" /> Fantin ''et al.'' menemukan bahwa ketika enzim laktat dehidrogenase yang mengubah piruvat menjadi laktat dihambat, kemampuan sel kanker untuk tumbuh juga akan ikut terhambat. Hal ini menunjukkan bahwa tumorigenesis bergantung pada energi dari glikolisis.<ref>{{Cite journal|last=Fantin|first=Valeria R.|last2=St-Pierre|first2=Julie|last3=Leder|first3=Philip|date=2006-06|title=Attenuation of LDH-A expression uncovers a link between glycolysis, mitochondrial physiology, and tumor maintenance|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1535610806001450|journal=Cancer Cell|language=en|volume=9|issue=6|pages=425–434|doi=10.1016/j.ccr.2006.04.023}}</ref>
Berdasarkan pengamatannya, Warburg menyimpulkan bahwa mitokondria pada sel-sel kanker yang memiliki peningkatan glikolisis aerobik ini tidak berfungsi sama sekali. Warburg menyebutnya sebagai "kerusakan respirasi" (''respiration injury'').<ref name=":0" /> Meski demikian, beberapa saintis menyangsikan hal ini.<ref name=":4">{{Cite journal|last=Pascale|first=Rosa Maria|last2=Calvisi|first2=Diego Francesco|last3=Simile|first3=Maria Maddalena|last4=Feo|first4=Claudio Francesco|last5=Feo|first5=Francesco|date=2020-09-30|title=The Warburg Effect 97 Years after Its Discovery|url=https://www.mdpi.com/2072-6694/12/10/2819|journal=Cancers|language=en|volume=12|issue=10|pages=2819|doi=10.3390/cancers12102819|issn=2072-6694}}</ref> Pada tahun 1956, penelitian menunjukkan bahwa sitokrom yang utuh dan fungsional yang terdeteksi pada sebagian besar sel tumor. Penemuan ini dengan jelas menunjukkan bahwa disfungsi mitokondria tidak terjadi, karena sitokrom yang utuh dan masih fungsional.<ref name=":4" /> Selain itu, Potter ''et al''. juga memberikan bukti yang signifikan bahwa fosforilasi oksidatif dan siklus Krebs yang normal tetap ada pada sebagian besar tumor ganas, menambah semakin banyak bukti yang menunjukkan bahwa sebagian besar kanker menunjukkan efek Warburg dengan tetap mempertahankan mitokondria yang fungsional.<ref name=":2" /><ref name=":5">{{Cite journal|last=Vaupel|first=Peter|last2=Schmidberger|first2=Heinz|last3=Mayer|first3=Arnulf|date=2019-07-03|title=The Warburg effect: essential part of metabolic reprogramming and central contributor to cancer progression|url=https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/09553002.2019.1589653|journal=International Journal of Radiation Biology|language=en|volume=95|issue=7|pages=912–919|doi=10.1080/09553002.2019.1589653|issn=0955-3002}}</ref>
Dang ''et al.'' pada tahun 2008<ref>{{Cite book|last=Dang|first=C. V.|date=2008|url=http://link.springer.com/10.1007/2789_2008_088|title=The Interplay Between MYC and HIF in the Warburg Effect|location=Berlin, Heidelberg|publisher=Springer Berlin Heidelberg|isbn=978-3-540-79477-6|editor-last=Kroemer|editor-first=G.|volume=2007/4|pages=35–53|doi=10.1007/2789_2008_088|editor-last2=Mumberg|editor-first2=D.|editor-last3=Keun|editor-first3=H.|editor-last4=Riefke|editor-first4=B.|editor-last5=Steger-Hartmann|editor-first5=T.|editor-last6=Petersen|editor-first6=K.}}</ref> memberikan bukti bahwa bagian jaringan tumor yang digunakan dalam eksperimen Warburg seharusnya lebih tipis untuk konstanta difusi oksigen yang digunakan, menyiratkan bahwa irisan jaringan yang diteliti sebagian mengalami hipoksia (keadaan minim oksigen) dan jarak difusi kritis yang dihitung adalah 470 mikrometer.<ref name=":5" /> Akibatnya, terjadi perdebatan dan diskusi yang tak ada habisnya tentang penemuan Warburg, sehingga menarik minat para ilmuwan di seluruh dunia. Hal ini membantu meningkatnya popularitas dan perhatian dunia akademis pada pentingnya penelitian metabolisme sel pada kanker dan sel imun, serta penggunaan teknologi modern untuk menemukan apa saja jalur-jalur yang terkait dengan onkometabolisme, dan bagaimana jalur-jalur tersebut dimodifikasi sebagai target terapeutik yang berpotensi.
== Pemrograman ulang metabolisme ==
Sel-sel karsinogenik mengalami pemrograman ulang metabolisme (''metabolic reprogamming'') selama onkogenesis. Dalam proses ini, onkometabolit memainkan peran penting. Pada kanker, terdapat beberapa jalur metabolisme yang diprogram ulang yang membantu sel bertahan hidup ketika nutrisi menjadi langka. Sebagai contoh, sel akan melakukan glikolisis aerobik, yakni peningkatan fluks glikolitik meskipun terdapat oksigen yang cukup (efek Warburg). Glikolisis aerobik memungkinkan senyawa-senyawa intermediet glikolisis menjadi reaktan bagi jalur metabolisme tambahan untuk memenuhi kebutuhan metabolisme sel karsinogenik yang membelah dengan cepat.<ref>{{Cite journal|last=Lunt|first=Sophia Y.|last2=Vander Heiden|first2=Matthew G.|date=2011-11-10|title=Aerobic Glycolysis: Meeting the Metabolic Requirements of Cell Proliferation|url=https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-cellbio-092910-154237|journal=Annual Review of Cell and Developmental Biology|language=en|volume=27|issue=1|pages=441–464|doi=10.1146/annurev-cellbio-092910-154237|issn=1081-0706}}</ref> Jalur metabolisme terprogram ulang lain yang ditemukan adalah ''gain of function'' dari onkogen MYC. Gen ini mengkodekan faktor transkripsi yang meningkatkan ekspresi sejumlah gen yang terlibat dalam pertumbuhan anabolik melalui metabolisme mitokondria.<ref>{{Cite journal|last=Dang|first=Chi Van|date=2015-10-01|title=Abstract IA05: Targeting MYC-mediated cancer metabolism|url=https://aacrjournals.org/mcr/article/13/10_Supplement/IA05/233260/Abstract-IA05-Targeting-MYC-mediated-cancer|journal=Molecular Cancer Research|language=en|volume=13|issue=10_Supplement|pages=IA05–IA05|doi=10.1158/1557-3125.MYC15-IA05|issn=1541-7786}}</ref>
== Referensi ==
| |||