## PERAN MATRIKS METALLOPROTEINASE 8 PADA METASTASIS SEL KANKER PAYUDARA

## Mike Permata Sari
Mikepermatasari1411@gmail.com ,Politeknik Kesehatan Hermina

## Abstract
MMP-8 is a protease produced by neutrophils and plays a role in the degradation of collagen found in connective tissue in mammals. In humans, the MMP-8 protein is encoded by the MMP-8 gene. In general, MMPs are secreted in the form of proproteins that are activated when cleaved by extracellular proteinases. MMP-8 Ekspression increased in breast cancer patients at different stages, but it is not happenin normal breast cells. MMP-8 has a different substrate with MMP-2 and MMP-9 which play a direct role in causing breast cancer cell metastasis to other organs. The role of  MMP-8  in  breast  cancer  has  been  reported  by  previous  studies  that  MMP-8  is  able  to  trigger  breast  cancer metastasis through an increase in proinflammatory cytokines,such as IL-6 and IL-8. IL-6 and IL-8 induce metastasis through  the  JAK/STAT3  signaling  pathway  which  will  activate  snail/slug/twist  which  will  suppress  E-cadherin expression, in addition IL-6 and IL-8 trigger VEGF synthesis, resulting in the formation of new blood vessels. Keywords : Breast Cancer, Matrix Metalloproteinase-8, Metastasis.

## Abstrak
MMP-8 merupakan protease yang diproduksi oleh neutrofil dan berperan dalam degradasi kolagen yang terdapat pada jaringan ikat pada mamalia. Pada manusia, protein MMP-8 disandi oleh gen MMP-8. Pada umumnya, MMP disekresi dalam bentuk proprotein yang diaktifkan ketika dipecah oleh proteinase ekstraseluler. Peningkatan Ekspresi MMP-8 berlebih pada penderita kanker payudara di fase yang berbeda, peningkatan ekspresi MMP-8 tidak ditemukan pada sel payudara normal. MMP-8 memiliki substrat yang berbeda dengan MMP-2 dan MMP-9 yang berperan langsung dalam penyebab metastasis sel kanker payudara ke organ lain. Peran MMP-8 terhadap kanker payudara telah dilaporkan oleh penelitian  sebelumnya  bahwa  MMP-8  mampu  memicu  metastasis  kanker  payudara  melalui  peningkatan  sitokin proinflamasi yaitu IL-6 dan IL-8.  IL-6 dan IL-8 menginduksi metastasis melalui jalur persinyalan JAK/STAT3 yang akan mengaktifkan snail/slug/twist yang akan menekan ekspresi E-cadherin, selain itu IL-6 dan IL-8 memicu sintesis VEGF sehingga mengakibatkan pembentukan pembuluh darah baru.
Kata kunci : Kanker Payudara, Matriks metalloproteinase 8, Metastasis

## PENDAHULUAN
Matriks  Metalloproteinase  8  (MMP-8)  merupakan  enzim  protease  yang  diproduksi  oleh neutrofil dan berperan dalam degradasi kolagen (Gutiérrez-Fernández et al., 2008) yang terdapat pada jaringan ikat dari kebanyakan mamalia (FITRIANA, 2013). Pada manusia, protein MMP-8 disandi oleh gen MMP-8. Pada umumnya, MMP disekresi dalam bentuk proprotein yang diaktifkan ketika dipecah oleh proteinase ekstraseluler. Akan tetapi, enzim ini disimpan di granuler sekunder dari  netrofil  yang  diaktivasi  dengan  cara  pemecahan  autolitik.  Fungsinya  adalah  untuk mendegradasi kolagen jenis I, II, dan III (FITRIANA, 2013).
Kanker payudara merupakan salah satu  penyakit yang menjadi  penyebab kematian yang utama  di  dunia.  Peran  MMP-8  terhadap  kanker  payudara  telah  dilaporkan  oleh  penelitian sebelumnya  bahwa  MMP-8  mampu  memicu  metastasis  kanker  payudara  melalui  peningkatan sitokin  proinflamasi  yaitu  interleukin  6 (IL-6) dan interleukin  8 (IL-8) yang dapat menginduksi terbentuk  angiogenesis  yang  menyebabkan  angiogenesis.  Tujuan  penelitian  ini  membahas mengenai peran MMP-8 dalam metastasis sel kanker payudara.

## Indonesian Journal of Health Science

## METODE
Pembahasan  melakukan  penulusuran  artikel  terkait  peran  MMP-8  terhadap  kanker payudara baik yang bermetastasis atau tidak bermetastasis.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Matriks Metalloproteinase 8 (MMP-8)
Matriks Metallporoteinase 8 (MMP-8) merupakan salah satu enzim protease jenis kolagenase yaitu kolagenase-2 atau kolagenase neutrofil karena dapat mendegradasi kolagen tipe I, II dan III. MMP-8 diekspresikan oleh banyak sel seperti sel ephitelial, fibroblast, sel endothelial, makrofag dan neutrofil (Decock et al., 2015). MMP-8 dikode oleh 467 asam amino dengan sekuens sinyal sekretori sebanyak 20 residu dan predomain sebanyak 80 residu dan menempati lokasi 11q22 pada kromosom (Hu et al., 1999). Struktur MMP-8 secara garis besar terdiri dari; 1. sinyal peptide adalah sinyal  yang  mengatur  MMP  ntuk  disekresikan  oleh  sel  yang  memproduksinya,  2.  prodomain berperan untuk menjaga situs aktif enzim dalam keadaan tidak aktif dengan cara menempati situs aktif  zink  dan  membuat  situs  katalitik  enzim  tidak  dapat  diakses  oleh  substrat,  3.  zink  yang menempati situs katalitik enzim bertujuan untuk menjaga proMMP dalam keadaan tidak aktif, 4. Domain hemopexin yang memediasi interaksi dengan substrat dan memberi spesifisitas enzim, 5. Hinge region yang menghubungkan situs katalitik dan domain homopexin . Pengaktifan proMMP- 8 menjadi MMP-8 aktif dengan cara menghilangkan signal peptide, membebaskan situs katalitik dari ion zinc, dan terjadi pelipatan proses pelipatan protein. (Vargova, Pytliak, & Mechirova, 2012) (gambar 1) dan struktur tiga dimensi pada (gambar 2).
Gambar 1. Struktur MMP-8
Sumber : (Cathcart, Pulkoski-Gross, & Cao, 2015)
Gambar 2. Struktur tiga dimensi MMP-8
Sumber : (Cathcart et al., 2015)

## Indonesian Journal of Health Science
Volume 1 No. 2, Desember 2021
MMP-8  berperan  dalam  pelilisan  matriks  ekstraseluler  untuk remodeling jaringan  dan perbaikan sel dengan medegradasi serat kolagen. MMP-8 yang memotong serat kolagen tipe I lebih efisien dari pada memotong kolagen tipe II dan III. MMP-8 dapat memotong serat di lokasi tertentu yaitu  ¾  dari  ujung  N-terminus  sehingga  menghasilkan  peptide  N-terminus  ¾  dan  peptide  C- terminus sepanjang 4 inchi. Ekspresi MMP-8 yang berlebih dapat menyebabkan kerusakan kolagen dan  meningkatkan  respon  inflamasi.  MMP-8  juga  terlibat  dalam  perkembangan  kanker,  namun temuan  terbaru  menunjukkan  bahwa  MMP-8  pada  tahap  awal  kanker  dapat  mengurangi pembentukan dan penyebaran tumor (Schlemmer, 2016).

## Peran MMP-8 Pada Kanker Payudara
Kanker  payudara  merupakan  salah  satu  penyakit  tidak  menular  yang  disebabkan  oleh sekelompok sel yang tumbuh secara tidak normal pada jaringan payudara. Kanker payudara yang telah  mengalami  invasif  dan  metastasis  adalah  sel  kanker  yang  telah  menyebar  dari  saluran payudara atau lobulus ke jaringan normal disekitarnya (National Cancer Institue, 2012).
MMP-8 dikenal sebagai enzim protease ekstraseluler yang memiliki peran sebagai pemicu aktifnya  respon  imun  proinflamasi  sehingga  menyebabkan  sel  kanker  payudara  mengalami metastasis.  Peran tersebut dipengaruhi oleh keadaan atau kondisi sel kanker payudara tersebut.
Pada  jaringan  payudara  manusia  normal  dan  pada  tumor  payudara  jinak  akan mengekspresikan MMP-8 dalam jumlah normal namun, ekspresi MMP-8 yang berlebih ditemui pada sel stroma kanker payudara. Peningkatan ekspresi MMP-8 ini sangat tergantung dari grade tumor payudara itu sendiri. Menurut penelitian yang menggunakan sampel wanita yang mengidap kanker grade II  dan  III  dan  tidak  pernah  mendapatkan  penanganan  seperti  kemoterapi  atau radioterapi lalu sebagai kontrol adalah wanita yang mempunyai sel payudara normal,  penelitian ini  menyatakan  bahwa  MMP-8  diekspresikan  berlebih  pada grade III  namun  sudah  mulai meningkat  dari grade II  (gambar  3)  (Benson,  Babu,  Radhakrishna,  Selvamurugan,  &  Sankar, 2013). Peningkatan ekspresi MMP-8 ini sangat mempengaruhi peran MMP-8 dalam invasif dan metastasis.
Gambar 3. Ekspresi MMP-8 pada kanker payudara grade II dan II.
Sumber : (Benson et al., 2013)
Dari gambar di atas diketahui adanya peningkatan jumlah MMP-8 pada grade II dan III dan tidak  terjadi  peningkatan  pada  kontrol.  Pada  kanker  payudara,  MMP-8  tidak  berperan  langsung dalam mencetus metastasis hal ini disebabkan karena  MMP-8 tidak mendegradasi substrat yang sama seperti MMP-2 dan MMP-9 sehingga tidak berperan langsung dalam  metastasis sel kanker payudara (Schlemmer, 2016). MMP-2 dan MMP-9 mendegradasi kolagen tipe IV pada ECM  yang

## Indonesian Journal of Health Science
Volume 1 No. 2, Desember 2021
berhubungan  langsung  antara  sel  dengan  ECM  sehingga  sangat  memediasi  proses  metastasis kanker  payudara  disebabkan  karena  MMP-2  dan  MMP-9  memiliki  struktur collagen  binding domain (CBD) atau yang disebut pelekatan gelatinase pada kolagen yang disebut fibronectin-II like domain (Monaco  et  al.,  2006).  MMP-2  dan  MMP-9  ini  yang  dijadikan  pencetus  angiogenesis, pertumbuhan kanker dan motilitas sel kanker  karena Selama mendegradasi kolagen tipe IV enzim ini akan  melepaskan VEGF ( Vascular endothelial growth factor) dan mengakibatkan migrasi dan proliferasi sel endhotelial  untuk menciptakan pembuluh darah baru.
Kondisi  berbeda  jika  sel  kanker  payudara  telah  mengalami  metastasis,  MMP-8  akan berperan dalam peningkatan sitokin proinflamasi yaitu interleukin 6 (IL-6) dan interleukin 8 (IL- 8) yang dapat menginduksi metastasis sel kanker. IL-8 dan IL-6 menginduksi metastasis melalui jalur  persinyalan  JAK/STAT3  yang  akan  mengaktifkan  snail/slug/twist  yang  akan  menekan ekspresi E-cadherin, spade jalur lain. Ikatan antara IL-8 dan reseptornya akan memicu penekanan ekspresi  E-chaderin melalui pengaktifan  faktor transkripsi Brachyury di  T-Box. Selain itu, IL-6 dan  IL-8  dapat  memicu  sintesis  VEGF  sehingga  mengakibatkan  pembentukan  pembuluh  darah baru.
Peran  MMP-8  sebagai  pencetus  peningkatan  sitokin  pro-inflamasi  telah  dibuktikan  oleh penelitian yang menggunakan 3 jenis mencit model MMTV-PyMT  ( mause mammart tumor virus- Polyoma virus middle T-antigen ) yaitu MMTV-PyMT ; MMP-8 Wild type (WT), MMTV-PyMT ;  MMP-8  Heterozigot  (HT)  dan  MMTV-PyMT  ;  MMP-8  Null  (KO),  ketiga  jenis  mencit  ini berumur 6 minggu dan telah menderita kanker payudara yang diinduksi oleh virus polyoma dan telah memperlihatkan metastasis sel kanker payudara pada paru-paru dan kelenjar getah bening. Setelah dilakukan pemeriksaan menggunakan imunohistokimia terjadi peningkatan makrofag dan inflitrasi neutrofil, kemudian setelah dilakukan RNA profiling menggunakan CD68, menyatakan bahwa  adanya  ekspresi  mediator  interleukin  6  (IL-6)  dan  reseptor  murine  interleukin  8  (IL-8) CXCL-5/LIX  dari  mencit  berumur  6  minggu  sampai  14  minggu  (gambar  6).  Dari  penelitian tersebut  dapat  dijelaskan  bahwa  IL-6  meningkat  pada  mencit  umur  10  minggu  dan  mengalami penurunan pada umur 14 minggu, IL-8 mengalami peningkatan pada umur 14 minggu (Decock et al., 2015). Dari pernyataan ini dapat disimpulkan bahwa peningkatan IL-6 dan IL-8 oleh MMP-8 dapat menjadi penanda bahwa sel kanker telah mengalami metastasis dan memediasi angiogenesis.

## PENUTUP Simpulan
MMP  disekresi  dalam  bentuk  proprotein  yang  diaktifkan  ketika  dipecah  oleh  proteinase ekstraseluler. MMP-8 dikenal sebagai enzim protease ekstraseluler yang memiliki peran sebagai pemicu aktifnya respon imun proinflamasi sehingga menyebabkan sel kanker payudara mengalami metastasis.  Peningkatan ekspresi MMP-8 terjadi pada peningkatan fase pertumbuhan sel kanker. Peningkatan MMP-8 pada sel kanker yang telah mengalami metastasis akan memicu peningkatan sitokinin  proinflamasi  yang  menyebabkan  penekanan  ekspresi  E-Chaderin  dan  angiogenesis sehingga semakin memicu terjadi penyebaran sel kanker payudara ke organ lain.

## DAFTAR PUSTAKA
Benson,  C.  S.,  Babu,  S.  D.,  Radhakrishna,  S.,  Selvamurugan,  N.,  &  Sankar,  B.  R.  (2013).
Expression  of  matrix  metalloproteinases  in  human  breast  cancer  tissues. Disease  Markers , 34 (6), 395–405. https://doi.org/10.3233/DMA-130986
Cathcart, J., Pulkoski-Gross, A., & Cao, J. (2015). Targeting matrix metalloproteinases in cancer:
Volume 1 No. 2, Desember 2021
Bringing new life to old ideas. Genes and Diseases , 2 (1), 26–34. https://doi.org/10.1016/j.gendis.2014.12.002
Decock, J., Hendrickx, W., Thirkettle, S., Gutiérrez-Fernández, A., Robinson, S. D., & Edwards, D.  R.  (2015).  Pleiotropic  functions  of  the  tumor-  and  metastasis-suppressing  matrix metalloproteinase-8  in  mammary  cancer  in  MMTV-PyMT  transgenic  mice. Breast  Cancer Research : BCR , 17 , 38. https://doi.org/10.1186/s13058-015-0545-8
Fitriana,  A.  (2013).  Perbedaan  kadar  matriks  metalloproteinase  8  cairan  sulkus  gingiva  pada pemakaian alat ostodonti cekat yang bertujuan terapi dan aksesoris.
Gutiérrez-Fernández, A., Fueyo, A., Folgueras, A. R., Garabaya, C., Pennington, C. J., Pilgrim, S., … López-Otín, C. (2008). Matrix metalloproteinase-8 functions as a metastasis suppressor through modulation of tumor cell adhesion and invasion. Cancer Research , 68 (8), 2755–2763. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-07-5154
Hu, S. I., Klein, M., Carozza, M., Rediske, J., Peppard, J., & Qi, J. S. (1999). Identification of a splice  variant  of  neutrophil  collagenase  (MMP-8). FEBS  Letters , 443 (1),  8–10. https://doi.org/10.1016/S0014-5793(98)01654-8
Monaco, S., Sparano, V., Gioia, M., Sbardella, D., Di Pierro, D., Marini, S., & Coletta, M. (2006). Enzymatic processing of collagen IV by MMP-2 (gelatinase A) affects neutrophil migration and  it  is  modulated  by  extracatalytic  domains. Protein  Science , 15 (12),  2805–2815. https://doi.org/10.1110/ps.062430706
National Cancer Institue. (2012). What You Need to Know About Breast Cancer, 1–46.
Schlemmer, A. M. (2016). Characterization of Matrix Metalloproteinase-8 (MMP-8) Structure and Stability and the Effects of Its Interaction with the Inhibitory Metal Abstraction Peptide NCC Using High-Resolution Solution NMR B y . University of Kansas.
Vargova, V., Pytliak, M., & Mechirova, V. (2012). Matrix metalloproteinase inhibitors: Specificity of Binding and Structure-Activity relationships. https://doi.org/10.1007/978-3-0348-0364-9