EFEKTIVITAS MiR-129, MiR-152, DAN MiR-204 YANG DIENKAPSULASI NANOVESICLE-JINTEN HITAM MODIFIKASI POLYETHYLENIMINE (PEI) SEBAGAI DRUG DELIVERY SYSTEM DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN LINI SEL KANKER PAYUDARA DISERTASI Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor dari Institut Teknologi Bandung Oleh ADELINA KHRISTIANI RAHAYU NIM: 30620301 (Program Studi Doktor Biologi) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Januari 2025 i ABSTRAK EFEKTIVITAS MiR-129, MiR-152, DAN MiR-204 YANG DIENKAPSULASI NANOVESICLE-JINTEN HITAM MODIFIKASI POLYETHYLENIMINE (PEI) SEBAGAI DRUG DELIVERY SYSTEM DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN LINI SEL KANKER PAYUDARA Oleh : Adelina Khristiani Rahayu NIM: 30620301 (Program Studi Doktor Biologi) Kanker payudara menduduki peringkat pertama penyakit kanker mematikan yang terjadi pada wanita. Terdapat 16,6% (65.858) kasus kanker payudara baru dan 9,6% (22.430) jumlah kematian akibat kanker payudara. Terapi gen berupa terapi dengan miRNA mimics merupakan salah satu alternatif dalam pengobatan kanker dan diharapkan dapat menurunkan proliferasi dan migrasi sel kanker serta meningkatkan apoptosis sel kanker payudara. Salah satu permasalahan yang muncul dalam penghantaran miRNA yang diberikan secara langsung adalah terdapat banyak ribonuklease di dalam darah yang dapat mendegradasi miRNA sebelum sampai sel target, serta pemberian terapi miRNA bebas juga mudah terfagositasi oleh reticuloendothelial system (RES). Perkembangan dalam bidang bioteknologi memberikan alternatif penghantaran miRNA agar lebih efektif, yakni menggunakan liposom sebagai vektor non-viral penghantar miRNA. Namun liposom komersil yang saat ini tersedia juga tergolong mahal, sehingga inovasi bahan pengganti liposom komersil yang memiliki kemampuan sama dan dengan harga ekonomis serta memiliki kelimpahan bahan untuk produksi sangat diperlukan, yakni menggunakan nanopartikel yang berasal dari tumbuhan atau disebut nanovesicle. Nanovesicle yang berasal dari tumbuhan memiliki struktur lipid bilayer yang mirip dengan liposom konvensional. Ketika berinteraksi dengan air, maka lipid polar berkumpul dan membentuk partikel koloid sehingga dapat mengenkapsulasi miRNA yang terlarut dalam air. Penghantaran nanovesicle dapat ditingkatkan dengan penambahan polyethylenimine (PEI), yakni polimer bermuatan positif sehingga akan mempermudah internalisasi nanovesicle-jinten hitam oleh lini sel kanker payudara MCF-7 dan MDA-MB 231. Oleh karena itu tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui efektivitas miR-129, miR-152 dan miR-204 serta kombinasi miRNA terenkapsulasi nanovesicle dari jinten hitam kombinasi PEI dan menguji aktivitasnya terhadap lini sel kanker MCF-7 dan MDA-MB 231. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nanovesicle-jinten hitam memiliki morfologi bulat, baik sebelum konjugasi PEI dan sesudah konjugasi PEI, sama dengan DOTAP liposomal transfection reagent (N-[1-(2,3-Dioleoyloxy)propyl]- N,N,Ntrimethylammonium methylsulfate). Nanovesicle-jinten hitam memiliki profil ii lipid sama seperti L-a-phosphatidilcholine kedelai, mengandung fosfolipid pada konsentrasi 8 nmol/µL serta memiliki kandungan protein. Muatan permukaan (zeta potensial) nanovesicle-jinten hitam (kosong tanpa miRNA) sebelum terkonjugasi PEI adalah -24 mV, sedangkan setelah terkonjugasi PEI adalah sebesar +7 mV. Nanovesicle-jinten hitam berhasil mengenkapsulasi miR-152, miR-129 dan miR- 204 dengan metode injeksi etanol. Diameter nanovesicle-jinten hitam-miRNA tersebut berturut-turut adalah 231nm, 250nm, dan 100nm, sedangkan diameter DOTAP yang mengenkapsulasi miRNA, yakni 218nm, 164nm dan 211nm. Hasil efisiensi enkapsulasi menunjukkan bahwa miRNA berhasil dienkapsulasi nanovesicle-jinten hitam sebesar 90%. Nanovesicle-jinten hitam dengan konsentrasi 2 – 12 mg/mL tidak bersifat toksik terhadap lini sel kanker MCF-7 dan MDA-MB 231, sedangkan DOTAP bersifat toksik terhadap lini sel MDA-MB 231 pada konsentrasi sama dengan DOTAP (konsentrasi 15 – 30ug/mL). Nanovesicle- jinten hitam berhasil diinternalisasi oleh lini sel MCF-7 mulai menit ke-45 setelah inkubasi dan semakin meningkat pada 2,5 jam setelah inkubasi. Internalisasi tersebut lebih cepat jika dibandingkan dengan internalisasi DOTAP oleh lini sel MCF-7 yakni setelah 2,5 jam setelah inkubasi. MiRNA terenkapsulasi nanovesicle- jinten hitam-PEI dan DOTAP berhasil diinternalisasi oleh lini sel MCF-7 dan MDA-MB 231 pada 24 jam setelah inkubasi dan semakin meningkat setelah 48 jam inkubasi.