Awas! Mikroba Bisa Buat Kanker Loh! Simak Penjelasan Kami

Abstrak. Mikrobiota inang dapat meningkat, berkurang, atau tidak memiliki efek sama sekali pada kerentanannya terhadap kanker. Mengobservasi peran dalam kanker untuk mikroba spesifik dan mikrobiota, mengungkap interaksi inang-mikrobiota dengan faktor lingkungan dalam karsinogenesis dan mengeksploitasi pengetahuan tersebut untuk diagnosis dan perawatan kanker adalah bidang yang diminati secara intensif. Ulasan pada artikel ini membahas cara mikroba dan mikrobiota dapat memperkuat atau mengurangi karsinogenesis, responsif terhadap terapi kanker, dan komplikasi terkait kanker.

Hubungan antara kanker dan mikroba amatlah kompleks. Meskipun kanker umumnya dianggap sebagai penyakit genetika inang dan faktor lingkungan, mikroorganisme terlibat dalam 20% keganasan penyakit tersebut pada manusia. Cara mikroba dan mikrobiota berpengaruh terhadap karsinogenesis yakni dengan meningkatkan atau mengurangi inang yang terbagi dalam tiga kategori besar: (i) mengubah keseimbangan proliferasi dan kematian sel inang, (ii) mengontrol fungsi sistem kekebalan tubuh dan (iii) memengaruhi metabolisme inang.

Tumor yang muncul pada permukaan jaringan seperti kulit, orofaring, dan saluran pernapasan, pencernaan dan urogenital mengandung mikrobiota yang memperumit keterkaitan kanker-mikroba. Perkembangan mikroba di lokasi tumor tidak berarti bahwa mikroba berhubungan langsung, apalagi menjadi penyebab pada penyakit tersebut. Sebaliknya, mikroba mungkin menemukan tekanan dari kurangnya oksigen atau sumber karbon pada mikroba dan hanya memanfaatkan gizi yang kurang dimanfaatkan pada tumor tersebut. Berkurangnya jumlah mikroba spesifik juga dapat membuat meningkatnya resiko pengembangan kanker pada inang di lokasi lokal atau jauh dari mikroba ini.

1. Jaringan yang selat beserta mikrobiota

2. Mikrobiota menembus lapisan pelindung jaringan (mukosa)

3. Gagalnya jaringan untuk mengembalikan kondisi idealnya

4. Induksi karsinogenesis pada jaringan

Onkomikroba, Memengaruhi Keseimbangan Mati dan Berkembangnya Mikroba

Onkomikroba merupakan mikroba yang memancing transformasi pada sel inangnya tergolong langka. Oncovirus manusia dapat mengontrol karsinogenesis dengan mengintegrasikan onkogen ke dalam genom inang. Human papilloviruses (HPV) mengekspresikan oncoprotein seperti E6 dan E7. Mikroba juga dapat memengaruhi transformasi dengan memengaruhi stabilitas genom, resistensi kematian sel dan persinyalan proliferatif. Mekanisme dalam memengaruhi DNA pada banyak bakteri telah berevolusi, baik untuk menyaingi competitor (mikroba lainnya) maupun untuk bertahan pada habitatnya. Sayangnya, faktor pertahanan bakteri ini dapat menyebabkan peristiwa mutasional yang berkontribusi terhadap karsinogenesis. Sebagai contoh yakni bacteroides fragilis toxin (Bft) diproduksi oleh B. fragilis enterotoksigenik dan cytolethal distending toxin (CDT) yang diproduksi oleh beberapa ε- dan γ-proteobacteria dan colibactin yang diproduksi oleh E. coli. CDT maupun colibactin dapat merusak DNA untai ganda pada sel mamalia. Bft mampu meningkatkan ROS pada sel inang yang mampu merusak DNA. Tingginya kadar ROS mampu mengganggu mekanisme perbaikan DNA menyebabkan kerusakan DNA dan mutasi.

Baca Juga: Yuk kenal pembelajaran abad ke-21 tentang HOTS

Selain merusak DNA, beberapa mikroba memiliki protein yang dapat melibatkannya dalam karsinogenesis. Jalur persinyalan Wnt/β-catenin (persinyalan kanker) yang meregulasi sifat primordial (stemness) sel, polaritasnya dan pertumbuhannya. Contoh lainnya adalah strain Heliobacter pylori onkogen tipe 1 yang mampu menghasilkan protein CagA yang memodulasi β-catenin untuk memodulasi kanker pada lambung. Fusobacterium nucleatum dapat ditemukan pada adenoma kolorektal dan adenokarsinoma, mampu mengekspresikan FadA (komponen adhesi permukaan sel bakteri yang melekat pada E-cadherin inang) yang mampu mengaktifasi β -catenin. Strain Salmonella typhi juga mampu mempertahankan kondisi kronis infeksi dengan sekresi AvrA yang mampu mengaktifkan persinyalan β-catenin epitel yang berasosiasi pada kanker hepatobilier.

Sistem Imun, Mikroba, Mikrobiota dan Kanker

Hambatan permukaan berupa mukosa memungkinkan simbiosis inang-mikroba; keduanya rentan terhadap rusaknya lingkungan yang konstan dan harus dengan cepat memperbaiki untuk membangun kembali homeostasisnya. Keseimbangan inang atau mikrobiota yang terganggu dapat menyebabkan ganasnya infeksi pada jaringan. Kanker dan gangguan peradangan dapat muncul ketika pembatas jaringan (mukosa) rusak. Setelah hambatan ditembus, mikroba selanjutnya dapat mempengaruhi respon imun dalam mengembangkan lingkungan mikro tumor dengan meningkatkan aktifitas proinflamasi dan immunosuppressive.

Baik peradangan kronis, gangguan peradangan tingkat tinggi dan obesitas tingkat rendah, mendukung lingkungan permisif bagi tumor. Faktor peradangan seperti oksigen reaktif (ROS) dan spesies nitrogen, sitokin, dan kemokin dapat berkontribusi pada pertumbuhan dan penyebaran tumor.

Keterlibatan sistem kekebalan dalam lingkungan mikro tumor tidak terbatas pada sistem kekebalan bawaan (innate). Setelah lapisan mukosa ditembus dan sistem kekebalan bawaan diaktifkan, respons imun adaptif berikutnya terjadi da umumnya dengan konsekuensi yang merusak bagi perkembangan tumor. Sebagai contoh beberapa sitokin seperti IL-23, IL-17, TNF-α, IL-6 dan aktivasi STAT 3 seluruhnya merepresentasikan sistem imun bawaan dan berkontribusi terhadap perkembangan dan pertumbuhan tumor.

Mikroba, Metabolisme dan Kanker

Fermentasi serat makanan pada usus oleh mikrobiota kolon menghasilkan pembentukan beberapa asam lemak rantai pendek (Small Chain Fatty Acid) termasuk asam asetat, propionat dan butirat. SCFA ini memiliki berbagai efek pada banyak jenis sel, termasuk efek anti-inflamasi pada sel myeloid dan sel T regulator kolon, dengan konsekuensi untuk peradangan intra-tumoral. Sebagai contoh, Gpr109a merupakan reseptor niasin dan butirat yang memainkan peran penting dalam memediasi efek serat dan mikrobiota di usus besar di mana ia diekspresikan oleh kedua sel epitel kolon dan sel myeloid usus. Aktivasi Gpr109a oleh butirat menghasilkan respon anti-inflamasi dalam sel myeloid inang yang mengarah pada pembentukan sel T regulator. SCFA juga berpengaruh pada ekspresi gen inang, proliferasi sel dan kematian sel melalui media reseptor maupun tanpa reseptor. Sebagai contoh yakni aktivasi Gpr43 oleh SCFA yang dapat mereduksi laju proliferasi sel leukemia. Pada jurnal ini juga dikatakan bahwa obesitas merupakan faktor pendukung terhadap kanker beserta inflamasi dan mikrobiota.

Jangan lupa baca juga: Induksi fermentasi malolaktat (MLF) pada durian

Fungsi mikrobiota usus dalam metabolisme obat mempengaruhi toksisitas dan kemanjurannya. Irinotecan adalah inhibitor topoisomerase-1 yang digunakan dalam kombinasi dengan kemoterapi lainnya untuk mengobati beberapa kanker. Efek samping yang umum adalah diare. β-glucuronidase yang diproduksi oleh mikroba mengatur kadar bentuk bioaktif irinotecan dalam lumen usus dan dengan demikian memengaruhi toksisitas irinotecan.

Mikrobiota usus juga mempengaruhi kemanjuran kemoterapi. Oxaliplatin adalah kemoterapi berbasis platinum yang digunakan untuk mengobati beberapa kanker gastrointestinal. Bersama mikrobiota dan sistem kekebalan tubuh berkontribusi terhadap kemanjuran efek oxaliplatin. Mikrobiota usus memancing sel myeloid untuk produksi ROS. Stres oksidatif intra-tumoral yang dihasilkan menambah kerusakan DNA yang memicu kematian sel kanker.

Sumber Rujukan:

Resume jurnal ilmiah tahun 2015

10.1126/science.aaa4972