Pengaruh variasi pelarut terhadap profil metabolomik berbasis FTIR dan aktivitas antikanker ekstrak daun kersen (Muntingia calabura L.) terhadap sel kanker payudara 4T1

Abstrak:

Daun kersen (Muntingia calabura L.) secara tradisional digunakan untuk pengobatan berbagai penyakit, dan beberapa penelitian menunjukkan bahwa daun ini memiliki aktivitas antibakteri, antioksidan, antiinflamasi, serta antikanker. Aktivitas antikanker tersebut dipengaruhi oleh kandungan metabolit sekundernya, yang komposisinya dapat berubah sesuai jenis pelarut ekstraksi yang digunakan. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi aktivitas antikanker ekstrak daun kersen terhadap sel kanker payudara 4T1, menganalisis pengelompokan metabolit berdasarkan variasi pelarut, serta mengidentifikasi gugus fungsi yang berperan dalam aktivitas antikanker. Ekstraksi dilakukan menggunakan metode ultrasonik 42 kHz selama 20 menit dengan lima pelarut: etanol p.a., etanol 70%, etil asetat, kloroform, dan n-heksana. Uji sitotoksik menggunakan metode MTT untuk menentukan nilai IC₅₀, sedangkan profil kimia dianalisis menggunakan FTIR-ATR pada rentang 4000–400 cm⁻¹. Data kemudian diolah dengan PCA untuk melihat pola pengelompokan dan OPLS-DA untuk menentukan gugus fungsi yang signifikan. Hasil dari PCA didapatkan total varian terjelaskan sebesar 88,8% (PC1 70,3% dan PC2 18,5%), menunjukkan pemisahan yang jelas berdasarkan jenis pelarut. OPLS-DA mengonfirmasi adanya hubungan antara profil FTIR dan aktivitas antikanker, serta mengidentifikasi bilangan gelombang yang berkontribusi penting. Ekstrak etanol 70% menunjukkan aktivitas paling tinggi dengan IC₅₀ 33,491 µg/mL, diikuti n-heksana (108,835 µg/mL), etil asetat (117,4 µg/mL), kloroform (118,068 µg/mL), dan etanol p.a. (155,517 µg/mL). Bilangan gelombang yang berkontribusi positif meliputi 1215 cm⁻¹ (C–O–H), 2848 cm⁻¹ (–CH alifatik), 1463 dan 1376 cm⁻¹ (C–H bending), serta 1636 dan 1586 cm⁻¹ yang menandai gugus C=O terkonjugasi dan C=C aromatik. Temuan ini menunjukkan peran penting metabolit fenolik dan flavonoid dalam aktivitas antikanker ekstrak daun kersen.

Abstract:

Kersen leaves (Muntingia calabura L.) are traditionally used to treat various diseases, and several studies have shown that these leaves have antibacterial, antioxidant, anti-inflammatory, and anticancer properties. These anticancer properties are influenced by their secondary metabolite content, the composition of which can vary depending on the type of extraction solvent used. This study aims to evaluate the anticancer activity of cherry leaf extract against 4T1 breast cancer cells, analyze metabolite grouping based on solvent variation, and identify functional groups that play a role in anticancer activity. Extraction was performed using a 42 kHz ultrasonic method for 20 minutes with five solvents: p.a. ethanol, 70% ethanol, ethyl acetate, chloroform, and n-hexane. Cytotoxicity testing used the MTT method to determine the IC₅₀ value, while the chemical profile was analyzed using FTIR-ATR in the range of 4000–400 cm⁻¹. The data was then processed with PCA to see the grouping pattern and OPLS-DA to determine the significant functional groups. The results of PCA showed a total explained variance of 88.8% (PC1 70.3% and PC2 18.5%), indicating a clear separation based on the type of solvent. OPLS-DA confirmed the relationship between the FTIR profile and anticancer activity, as well as identifying the wave numbers that contributed significantly. The 70% ethanol extract showed the highest activity with an IC₅₀ of 33.491 µg/mL, followed by n-hexane (108.835 µg/mL), ethyl acetate (117.4 µg/mL), chloroform (118.068 µg/mL), and ethanol p.a. (155.517 µg/mL). The wave numbers that contributed positively included 1215 cm⁻¹ (C–O–H), 2848 cm⁻¹ (–CH aliphatic), 1463 and 1376 cm⁻¹ (C–H bending), and 1636 and 1586 cm⁻¹ indicating conjugated C=O and aromatic C=C groups. These findings indicate the important role of phenolic and flavonoid metabolites in the anticancer activity of cherry leaf extract.

مستخلص البحث:

تُستخدم أوراق الكرسين (Muntingia calabura L.) تقليديًا لعلاج مجموعة متنوعة من الأمراض، وتشير بعض الدراسات إلى أن هذه الأوراق تمتلك نشاطًا مضادًا للبكتيريا، مضادًا للأكسدة، مضادًا للالتهابات، وكذلك مضادًا للسرطان. ويتأثر النشاط المضاد للسرطان بمحتوى المستقلبات الثانوية فيها، والتي يمكن أن تتغير تركيبها حسب نوع المذيب المستخدم في الاستخلاص. وتهدف هذه الدراسة إلى تقييم النشاط المضاد للسرطان لمستخلص أوراق الكرسين ضد خلايا سرطان الثدي 4T1، وتحليل تجميع المستقلبات بناءً على اختلاف المذيبات، وكذلك تحديد المجموعات الوظيفية المشاركة في النشاط المضاد للسرطان. تم الاستخراج باستخدام طريقة الموجات فوق الصوتية بتردد 42 كيلو هرتز لمدة 20 دقيقة مع خمسة مذيبات: إيثانول نقي، إيثانول 70٪، أسيتات الإيثيل، الكلوروفورم، وn-هيكسان. تم اختبار السمية الخلوية باستخدام طريقة MTT لتحديد قيمة IC٥۰، بينما تم تحليل الملف الكيميائي باستخدام FTIR-ATR في نطاق 4000–400 سم⁻¹. ثم تم معالجة البيانات باستخدام PCA لرؤية نمط التجميع وOPLS-DA لتحديد المجموعات الوظيفية ذات الأهمية. أظهرت نتائج تحليل المكونات الرئيسية (PCA) أن إجمالي التباين المفسر بلغ 88.8٪ (PC1 70,3٪ وPC2 18,5٪)، مما يشير إلى فصل واضح بناءً على نوع المذيب. وأكد تحليل OPLS-DA وجود علاقة بين ملف FTIR والنشاط المضاد للسرطان، كما حدد أعداد الموجات التي لها مساهمة مهمة. أظهر مستخلص الإيثانول 70٪ أعلى نشاط بقيمة IC٥۰ تبلغ 33.491 µg/mL ، يليه n-الهكسان (108.835 µg/mL)، الإيثيل أسيتات (117.4 µg/mL)، الكلوروفورم (118.068 µg/mL)، والإيثانول البروفيسيوني (155.517 µg/mL). وتشمل أعداد الموجات التي لها مساهمة إيجابية 1215 سم⁻¹ (C–O–H)، 2848 سم⁻¹ (–CH أليفاتيكي)، 1463 و1376 سم⁻¹ (انحناءC–H)، وكذلك 1636 و1586 سم⁻¹ التي تشير إلى مجموعة C=O مترافقة وC=C عطري. وتوضح هذه النتائج الدور الهام للميتوبوليتات الفينولية والفلافونويدية في النشاط المضاد للسرطان لمستخلص أوراق شجيرة الكيرسن.