Wawasan Biologis dan Fitokimia Mengenai Opuntia ficus-indica (L.) Mill: Potensi Sitotoksik, Penyembuhan Luka, dan Anti Penuaan

Wawasan Biologis dan Fitokimia Mengenai Opuntia ficus-indica (L.) Mill: Potensi Sitotoksik, Penyembuhan Luka, dan Anti Penuaan

ABSTRAK
Opuntia ficus-indica (L.) Mill. telah dibudidayakan dalam bentuk liar di banyak bagian dunia, terutama dengan buahnya. Buahnya dapat dimakan mentah atau diolah. Penelitian telah menunjukkan bahwa jus buah memiliki berbagai efek farmakologis dan nilai gizi yang signifikan. Penelitian ini menyelidiki komposisi fenolik dari jus buah O. ficus-indica . Asam kafeat merupakan komponen utamanya. Aktivitas sitotoksik dan efek penyembuhan luka dievaluasi dengan uji in vitro. Hasil penelitian menunjukkan respons yang bergantung pada konsentrasi, dengan viabilitas terendah (111,89% ± 17,90%) pada 1000  μ g/mL dan tertinggi (162,25% ± 7,48%) pada 250  μ g/mL. Ekstrak (0–250  μ g/mL) memiliki penutupan luka yang sebanding dengan kelompok kontrol. Ini meningkatkan umur Caenorhabditis elegans , model in vivo, pada 125  μ g/mL. Potensi pengikatan O. ficus-indica ke metaloproteinase matriks 13 (MMP-13) dan glikogen sintase kinase 3 β (GSK3-β) diselidiki untuk efek penyembuhan lukanya. Fitokonstituen terikat pada MMP-13 dan GSK3-β, tetapi lebih sedikit dari ligan asli. Mereka lebih terikat pada MMP-13 daripada pada GSK3-β. Asam kafeat menunjukkan potensi pengikatan tertinggi dengan MMP-13 dan salah satu yang tertinggi dengan GSK3-β. Studi ini menunjukkan bahwa efek penyembuhan luka dan anti-penuaan dari jus buah O. ficus-indica bisa menjanjikan.

1 Pendahuluan
Opuntia ficus-indica (L.) Mill. adalah semak atau pohon kecil dengan batang sukulen, dalam famili Cactaceae, cabang-cabangnya menyebar. Tanaman ini dikenal luas di seluruh dunia dengan nama-nama seperti pir berduri dan pir kaktus. Tanaman ini, yang terutama terkenal dengan buahnya, berasal dari Meksiko dan tumbuh di berbagai lokasi kering dan semi-kering di Bumi, seperti Amerika Selatan dan Afrika Selatan. Baik bentuk tanaman yang dibudidayakan maupun liar ada di beberapa wilayah di dunia (Matthews 1972 ; Giraldo-Silva et al. 2023 ; WFO 2023 ). Buah, kladoda, dan bunga tanaman dikonsumsi mentah atau dalam bentuk produk siap pakai. Meskipun buahnya umumnya dikonsumsi segar, buah ini juga dikonsumsi dalam bentuk produk olahan seperti jus buah, selai, cokelat, sirup, jeli, anggur, minuman keras, sirup, dan cuka (Giraldo-Silva et al. 2023 ; Sinicropi et al. 2022 ). Jus buah dikonsumsi di rumah, di restoran, atau toko-toko kecil di negara-negara tertentu seperti Meksiko dan Chili (Sáenz dan Sepúlveda 2001 ). Penggunaan medis pir berduri sudah ada sejak lama. Cladodes, bunga, buah, dan bijinya digunakan untuk berbagai keperluan dalam pengobatan tradisional. Buahnya telah digunakan dalam pengobatan tradisional untuk mengobati peradangan hati dan ginjal, diabetes, asma bronkial, masalah pencernaan, luka, diare, dan radang usus besar. Buah ini juga digunakan sebagai antispasmodik, astringen, emolien, dan diuretik (Das et al. 2021 ; Kim et al. 2006 ). Di Pakistan, tanaman ini digunakan sebagai penambah pencernaan, baik buah mentah maupun jus (Khan dan Ahmad 2015 ). Jus buah digunakan sebagai pencahar dan diuretik di Meksiko (Brinker 2009 ). Di Turki, tanaman ini dikenal dengan nama-nama seperti “frenk inciri, frenk yemişi, dikenli incir, kaynana dili.” Buahnya digunakan di Turki sebagai obat untuk masuk angin, anemia, nyeri usus, dan batu ginjal (Yeşilada 2023 ).

Jus buah mengandung beragam komponen bioaktif, terutama flavonoid, asam fenolik, asam organik, dan betalain (Galati et al. 2003 ; Chavez-Santoscoy et al. 2009 ; Dehbi et al. 2013 ; Matias et al. 2014 ; Makhdoom et al. 2016 ; Mata et al. 2016 ; Zenteno-Ramírez dkk . 2018 ; Bargougui dkk . 2021 ;​ ​​ ​​ ​Ini adalah sumber yang kaya akan vitamin C, vitamin E, β-karoten, dan mineral (Cansino et al. 2013 ; Elshehy et al. 2020 ; Gouws et al. 2019 ; Zenteno-Ramírez et al. 2018 ). Jus buah menunjukkan berbagai efek farmakologis (seperti antioksidan, antikanker, antimikroba, antiklastogenik, antiinflamasi, antiproliferatif, antiulcerogenik, dan hepatoprotektif) berkat komponen bioaktifnya (Galati et al. 2003 ; Galati et al. 2005 ; Chavez-Santoscoy et al. 2009 ; Cansino et al. 2013 ; Dehbi et al. 2013 ; Madrigal-Santillán et al. 2013 ; Matias et al. 2014 ; Bargougui et al. 2019 ; Gouws et al. 2019 ; Palmeri et al. 2020 ; Martínez et al. 2021 ; Ferreira et al. 2022 ; Ferreira et al. 2023 ). Menurut uji klinis, jus buah memiliki aktivitas antioksidan substansial yang menurunkan kolesterol total dan LDL, sementara hanya menurunkan kolesterol HDL secara sedang. Telah ditetapkan juga bahwa jus buah mengurangi kerusakan otot yang disebabkan oleh latihan ketahanan (Khouloud et al. 2018 ). Dalam studi klinis lain, diamati bahwa konsumsi jus buah setelah asupan lemak mengurangi regulasi jantung otonom tetapi tidak mengubah respons risiko penyakit kardiovaskular tradisional pada pria sehat (Gouws et al. 2022 ). Telah terungkap bahwa minum jus buah secara teratur dapat melindungi tubuh dari stres oksidatif dengan menurunkan gula darah dan menunda timbulnya perkembangan katarak, yang merupakan akibat dari diabetes (Abd El-Razek et al. 2012 ). Telah ditunjukkan bahwa jus buah dapat berkontribusi pada penghapusan gangguan pengosongan lambung, serta sembelit dan diare pada tikus (Rtibi et al. 2018 ).

Tujuan kami dalam penelitian ini adalah untuk memastikan profil senyawa fenolik dari jus yang diperoleh dengan memeras langsung buah O. ficus-indica segar dan untuk mengevaluasi efek penyembuhan luka dan sitotoksiknya melalui studi in vitro dan efeknya pada masa hidup Caenorhabditis elegans , model in vivo, di bawah tekanan panas. Efek sitotoksisitas dan penyembuhan luka akan ditunjukkan dengan menggunakan pendekatan yang bergantung pada konsentrasi. Efek anti-penuaan dari O. ficus-indica akan dievaluasi untuk pertama kalinya menggunakan C. elegans , yang telah dilakukan sejumlah studi terbatas. Selain itu, kemungkinan mekanisme kerja untuk efek penyembuhan luka yang diamati dalam uji biologis diselidiki dengan docking molekuler. Sejauh pengetahuan kami, belum ada studi yang meneliti sifat anti-penuaan dan penyembuhan luka dari jus buah O. ficus-indica . Studi ini akan berkontribusi pada pemahaman yang lebih baik tentang potensi terapeutik jus O. ficus-indica pada tingkat molekuler.

2 Bahan dan Metode
2.1 Bahan
Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM) dibeli dari Capricorn Scientific GmbH (Jerman). Dulbecco’s phosphate-buffered saline (DPBS) dan penicillin/streptomycin (P/S) diperoleh dari Thermo Fisher Scientific (AS). Trypsin–EDTA diperoleh dari Biological Industries. Dimethyl sulfoxide (DMSO), 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT), dan Fetal Bovine Serum (FBS) diperoleh dari Sigma-Aldrich (St. Louis, MO). Semua bahan kimia dan pelarut yang digunakan bermutu analitis, memastikan kepatuhan terhadap standar kualitas yang ditetapkan untuk aplikasi penelitian.

2.2 Bahan Tanaman dan Persiapannya
Buah Opuntia ficus-indica yang sudah matang (2,5 kg) dibeli dari pasar lokal (diperoleh dengan cara memetiknya dari daerah sekitar) pada bulan September 2018 di Hatay, Turki. Buah-buahan tersebut dicuci dan dikupas. Kemudian, sari buah segar diperoleh langsung dari buah yang dikupas (1,522 kg) menggunakan juicer (Philips XXL). Sari buah yang dihasilkan (657,613 g) disaring dan dibekukan dalam freezer (−80°C) lalu dikeringkan dalam suhu beku dalam Freeze Dryer (Christ Gamma 2–16 LSC, Jerman).

2.3 Analisis HPLC–DAD
Analisis dilakukan dengan menggunakan metodologi yang sebelumnya diuraikan dalam Kızılyıldırım et al. ( 2024 ). Kolom Agilent Eclipse XDB C-18 (250 mm x 4,6 mm, 5 μm) digunakan dalam proses analisis. Volume injeksi disesuaikan menjadi 20  μ L. Dua eluen yang menyusun fase mobil adalah asam asetat 3% (A) dan metanol (B) dalam sistem gradien. Laju A dikurangi dari 93% menjadi 0% dalam 80 menit, kemudian dikembalikan ke kondisi awal. Larutan sampel dengan konsentrasi 4 mg/mL disiapkan. Larutan standar stok (asam galat, asam protokatekat, asam kafeat, asam siringat, asam ferulat, rutin, asam sinamat, quercetin, kaempferol) dengan konsentrasi 1 mg/mL digunakan. Pengumpulan dan analisis data dilakukan menggunakan sistem Perangkat Lunak Otomatis Laboratorium Kromatografi Shimadzu Class-VP (Shimadzu LC Solution 1.24 SP2).

2.4 Studi Sitotoksisitas In Vitro
Sitotoksisitas ekstrak sari buah yang larut dalam air O. ficus-indica dinilai menggunakan uji MTT (3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolium bromida) pada lini sel fibroblas embrionik tikus NIH/3 T3 (ATCC CRL-1658) (Bal-Ozturk et al. 2019 ; Yaşayan et al. 2021 ). Larutan stok pekat ekstrak disiapkan dalam medium lengkap (DMEM (Dulbecco’s Modified Eagle Medium), 10% FBS (Fetal Bovine Serum), 1% P/S (Penicillin–Streptomycin)) dan disterilkan melalui filter polietersulfon (PES) 0,22  μ m. Pengenceran serial larutan stok disiapkan dalam medium lengkap untuk mencapai konsentrasi pengujian yang diinginkan (15,63–1000  μ g/mL). Sel disemai pada kepadatan 6 × 10 3 per sumur dalam pelat 96 sumur dan diinkubasi semalam pada suhu 37 °C dalam inkubator 5% CO 2 yang dilembabkan . Setelah inkubasi, 100  μ L media lengkap yang mengandung berbagai konsentrasi ekstrak ditambahkan ke setiap sumur, kecuali untuk sumur kontrol negatif, yang hanya menerima media segar. Pelat diinkubasi lebih lanjut selama 24 jam dalam kondisi yang sama. Selanjutnya, larutan MTT 10% (v/v) (5 mg/mL dalam garam penyangga fosfat) disiapkan dalam media lengkap yang segar. Setelah menghilangkan media yang mengandung ekstrak dan kontrol, 110  μ L larutan MTT ditambahkan ke setiap sumur. Pelat diinkubasi selama 4 jam tambahan pada suhu 37 °C. Larutan MTT kemudian disedot, dan 100  μ L DMSO ditambahkan ke setiap sumur untuk melarutkan kristal formazan yang terbentuk. Plat dikocok selama 5 menit untuk memastikan homogenisasi yang sempurna. Terakhir, absorbansi formazan terlarut diukur pada 570 nm menggunakan pembaca mikroplat (BMG LABTECH SPECTROstar Nano). Dengan rumus berikut, viabilitas sel dinyatakan sebagai persentase dari kontrol yang tidak diobati:


di mana OD 570 Sampel adalah kerapatan optik pada 570 nm sampel, dan OD 570 Kontrol adalah kerapatan optik pada 570 nm kontrol.

2.5 Uji Gores In Vitro
Potensi penyembuhan luka dari ekstrak sari buah O. ficus-indica dinilai menggunakan uji goresan in vitro pada sel fibroblas embrionik tikus NIH/3 T3 (Yaşayan et al. 2021 ). Sel disemai pada kepadatan 40 × 10 3 per sumur dalam pelat 24 sumur dan dikultur dalam media lengkap (DMEM, 5% FBS, 1% P/S) hingga mencapai konfluensi 90%. Luka goresan standar dibuat secara vertikal melintasi lapisan sel menggunakan ujung pipet 200  μ L yang disterilkan. Puing-puing sel dan sel yang terlepas dihilangkan secara hati-hati dengan mencuci dengan DPBS (garam penyangga fosfat Dulbecco). Selanjutnya, ekstrak yang disiapkan (rujuk protokol MTT untuk detailnya) dalam media lengkap (dengan 5% FBS) ditambahkan ke sumur yang sesuai. Pelat diinkubasi dalam kondisi terkendali pada 37°C dan 5% CO 2 . Penutupan luka dipantau dan didokumentasikan pada titik waktu yang telah ditentukan (0, 6, dan 24 jam) menggunakan mikroskop terbalik (Observer Z1, Carl Zeiss). Gambar diambil, dan luas luka diukur menggunakan perangkat lunak ImageJ (National Institutes of Health). Persentase penutupan luka dihitung menggunakan rumus berikut:


di mana T 0 merupakan luas luka pada saat tergores, dan T x merupakan luas luka pada suatu titik waktu tertentu.

2.6 Uji Kelangsungan Hidup Caenorhabditis elegans dalam Kondisi Stres Panas
Galur Caenorhabditis elegans N2 tipe liar diperoleh dari Caenorhabditis Genetics Center (CGC) di University of Minnesota. Nematoda dibudidayakan dan dipelihara pada media pertumbuhan nematoda (NGM) yang berisi lempeng yang ditaburi Escherichia coli OP50-1, seperti yang dijelaskan oleh Stiernagle ( 2006 ), pada suhu 22°C ± 2°C. Untuk uji toleransi panas, bakteri dinonaktifkan dengan panas pada suhu 65°C selama 10 menit. Hanya populasi cacing yang tersinkronisasi, sehat, dan tidak terkontaminasi yang digunakan. Kondisi penelitian diberikan dalam Tabel S1 .

Setelah ditempatkan pada cawan agar NGM segar, telur dibiarkan menetas dan mencapai tahap dewasa muda sebelum dipindahkan ke cawan percobaan. Untuk kelompok percobaan, ekstrak pada konsentrasi berbeda ditambahkan ke kaldu L yang juga mengandung E. coli . Tiga cawan disiapkan untuk setiap kelompok (Alparslan et al. 2023 ).

Cacing-cacing tersebut disimpan dalam cawan petri yang telah disiapkan pada suhu ruangan selama 24 jam. Cacing-cacing tersebut kemudian dipindahkan ke inkubator bersuhu 35°C (Lithgow et al. 1994 ). Hingga semua cacing mati, gambar pada cawan diambil setiap 20 menit menggunakan pemindai beresolusi tinggi Epson Perfection V800 Photo. Cacing yang mati didefinisikan sebagai cacing yang tidak bergerak selama dua pemindaian berturut-turut.

Data survival dianalisis menggunakan metode Kaplan–Meier. Signifikansi statistik antar kelompok dinilai dengan uji log-rank (Mantel–Cox). Koreksi Bonferroni diterapkan untuk menyesuaikan beberapa perbandingan. Selain itu, uji eksak Fisher digunakan untuk mengevaluasi perbedaan pada ambang batas mortalitas tertentu (25%, 50%, 75%, dan 90%). Analisis dilakukan menggunakan alat analisis survival daring OASIS (Yang et al. 2011 ). Nilai p < 0,05 sebelum koreksi dianggap signifikan secara statistik.

2.7 Docking Molekuler
Docking molekuler fitokonstituen pada enzim target dilakukan melalui AutoDock Vina (Trott dan Olson 2010 ). Struktur kristal enzim target diambil dari bank data protein (PDB). Struktur metaloproteinase matriks 13 (MMP-13) dengan kode PDB 5UWK memiliki ligan yang terkokristalisasi, (S)-3-metil-2-(4′-(((4-okso-4,5,6,7-tetrahidro-3H-siklopenta[d]pirimidin-2-il)tio)metil)-[1,1′-bifenil]-4-ilsulfonamido)butanoat asam (Choi et al. 2017 ). Demikian pula, struktur glikogen sintase kinase 3 β (GSK3-β) dengan kode PDB 8AV1 memiliki ligan yang terkokristalisasi, 2-piridin-3-il-8-tiomorfolin-4-il-[1,3]oksazolo[5,4-f]kuinoksalin (Hasyeoui et al. 2023 ). Struktur MMP-13 dan GSK3-β yang digunakan memiliki resolusi masing-masing 1,60 Å dan 2,15 Å. Struktur senyawa diperoleh dari PubChem. Enzim dan senyawa disiapkan untuk docking seperti yang dijelaskan dalam studi yang dilaporkan (Erdoğan et al. 2024 ; Muhammed et al. 2023 ). Hasil docking divisualisasikan melalui Biovia Discovery Studio Visualizer 2021. Protokol docking divalidasi dengan melakukan redocking ligan asli pada masing-masing struktur.

2.8 Analisis Statistik
Perangkat Lunak GraphPad Prism (V.8.4, San Diego, AS) termasuk ANOVA satu arah, digunakan untuk analisis statistik sebagai mean ± simpangan baku (SD). Perbandingan dilakukan menurut uji Tukey. Nilai p < 0,05 dianggap signifikan secara statistik.

3 Hasil dan Pembahasan
3.1 Profil Kromatografi Senyawa Bioaktif
Hasil sari buah (%) ditemukan sebesar 11,5%. Kandungan senyawa bioaktif (asam galat, asam protokatekuat, asam kafeat, asam siringat, asam ferulat, rutin, asam sinamat, quercetin, dan kaempferol) dianalisis dalam sari buah dengan metode analisis HPLC. Kromatogram HPLC dari campuran standar dan senyawa bioaktif disajikan masing-masing pada Gambar 1a,b . Nilai kalibrasi untuk standar diberikan pada Tabel S2 . Asam galat, asam protokatekuat, rutin, quercetin, dan kaempferol tidak terdeteksi dalam sari buah. Jumlah asam kafeat (18,6 menit), asam ferulat (29,6 menit), asam siringat (20,2 menit), dan asam sinamat (70,2 menit) masing-masing terdeteksi sebesar 10,8668 ± 0,1020  μ g/g, 9,57 ± 0,2346  μ g/g, 8,6365 ± 0,2723  μ g/g, dan 7,5626 ± 0,1392  μ g/g. Asam kafeat diamati sebagai senyawa utama dalam sari buah segar O. ficus-indica (Tabel 1 ).

GAMBAR 1
( a) Kromatogram HPLC dari campuran standar, ( b) Kromatogram HPLC dari sari buah Opuntia ficus-indica . 1: Asam galat; 2: Asam protocatechuic; 3: Asam kafeat; 4: Asam siringat; 5: Asam ferulat; 6: Rutin; 7: Asam sinamat; 8: Quercetin; 9: Kaempferol.
TABEL 1. Kandungan senyawa fenolik dalam jus buah O. ficus-indica (L.) Mill.
Menggabungkan Konsentrasi (μg/g ± SD) Waktu retensi (menit) Rumus molekul
Asam kafeat 10.8668 ± 0.1020 18.6 gambar
Asam siringat 8.6365 ± 0.2723 20.2 gambar
asam ferulat 9,57 ± 0,2346 29.6 gambar
Asam sinamat 7.5626 ± 0.1392 70.2 gambar

Singkatan: SD, Deviasi Standar.

Buah O. ficus-indica memiliki nilai gizi yang sangat kaya dalam hal vitamin dan mineral dan digunakan untuk berbagai keperluan dalam pengobatan tradisional di berbagai belahan dunia. Penelitian telah mengungkapkan banyak aktivitas farmakologis buah-buahan dan jus buah berdasarkan penggunaan tradisional. Dalam penelitian ini, kami menyelidiki komposisi fenolik dari jus buah dengan analisis HPLC DAD. Beberapa senyawa kimia utama yang keberadaannya telah dibuktikan oleh penelitian sebelumnya dipilih untuk analisis (Bargougui et al. 2019 ; Galati et al. 2003 ; Makhdoom et al. 2016 ; Martínez et al. 2021 ; Mata et al. 2016 ; Zenteno-Ramírez et al. 2018 ). Dengan analisis tersebut, keberadaan asam galat, asam protokatekuat, rutin, quercetin, dan kaempferol tidak dapat ditentukan. Dalam sebuah penelitian yang dilakukan di Italia, disebutkan bahwa keberadaan asam ferulat diamati sebagai representatif utama asam hidroksisinamat, meskipun hadir dalam jumlah kecil. Juga, sejumlah kecil rutin ditentukan (Galati et al. 2003 ). Asam kafeat dideteksi sebagai komponen utama (Tabel 1 , Gambar 1b ). Song et al. melaporkan bahwa asam kafeat menunjukkan efek antioksidan dan anti-inflamasi yang kuat dalam sistem kultur sel, dan ini mungkin terkait dengan penyembuhan luka pada tikus yang diiris kulit (Song et al. 2008 ). Di Arab Saudi, senyawa fenolik dari jus buah dianalisis sebelum dan sesudah perlakuan enzimatik, dan diamati bahwa jumlah senyawa fenolik secara umum meningkat dengan proses enzimatik. Dalam penelitian ini, jumlah asam galat dan asam protokatekuat juga ditentukan (Makhdoom et al. 2016 ). Kehadiran rutin terdeteksi dalam jus buah yang diperoleh dari O. ficus-indica liar yang tumbuh di Portugal (Mata et al. 2016 ). Dalam sebuah penelitian yang dilakukan di Meksiko, jumlah asam galat ditentukan. Jumlah asam siringat (29,2  μ g/g) ditentukan lebih tinggi dari temuan kami (Zenteno-Ramírez et al. 2018 ). Mirip dengan penelitian kami, asam kafeat ditentukan sebagai senyawa fenolik utama dalam ekstrak etil asetat dari jus buah kultivar Ain Amara yang tumbuh di Tunisia (Bargougui et al. 2019 ). Penelitian lain yang dilakukan di Meksiko menentukan jumlah asam galat yang tinggi (21,75 ± 0,75 mg/L sampel segar) dalam jus buah tidak seperti penelitian kami (Martínez et al. 2021)). Profil dan jumlah senyawa fenolik pada tanaman bervariasi terutama tergantung pada kondisi pertumbuhan dan periode vegetasi tanaman. Selain itu, kondisi ekstraksi dan analisis senyawa fenolik juga mempengaruhi profil dan jumlah senyawa fenolik (Cartea et al. 2010 ).

3.2 Hasil Sitotoksisitas In Vitro
Mengingat minat yang semakin besar pada potensi bioaktif yang beragam dari O. ficus-indica , terutama ekstrak buahnya yang kaya akan asam fenolik dan flavonoid, sitotoksisitas jus buah O. ficus-indica dinilai menggunakan uji MTT pada sel fibroblas embrionik tikus NIH/3 T3. Sel diperlakukan dengan berbagai konsentrasi ekstrak jus buah selama 24 jam, dan viabilitasnya dibandingkan dengan kontrol yang tidak diobati (Gambar 2D ). Respons yang bergantung pada konsentrasi diamati, dengan viabilitas tertinggi (162,25 ± 7,48%) pada 250  μ g/mL dan terendah (111,89 ± 17,90%) pada 1000  μ g/mL. Analisis statistik tidak mengungkapkan perbedaan signifikan dalam viabilitas dibandingkan dengan kontrol pada 15,63 dan 1000  μ g/mL ( p  > 0,05). Namun, perbedaan signifikan diamati seperti signifikansi tinggi ( p  ≤ 0,001) pada 31,25  μ g/mL dan signifikansi sangat tinggi ( p  ≤ 0,0001) pada semua konsentrasi lainnya. Morfologi sel tetap tidak terpengaruh oleh peningkatan viabilitas, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2C . Hasil ini menunjukkan bahwa ekstrak sari buah O. ficus-indica dapat digunakan dengan aman dalam berbagai aplikasi biologis.

GAMBAR 2
Hasil studi kultur sel dari sari buah Opuntia ficus-indica : (A) Gambaran representatif uji garuk in vitro, skala batang: 200  μ m, (B) Hasil uji garuk in vitro, (C) Morfologi sel fibroblas setelah 24 jam perawatan, skala batang: 100  μ m, (D) Hasil uji MTT (Data menunjukkan mean ± SD, n  = 6 untuk hasil MTT dan n  = 8 untuk hasil garuk, ANOVA satu arah dengan uji post hoc Tukey, ns: P  > 0,05, * p  < 0,05, ** p  < 0,01, *** p  < 0,001.

Penelitian sebelumnya pada O. ficus-indica terutama meneliti sifat antikankernya, menyoroti kekhawatiran mengenai kemungkinan efek sitotoksik pada sel nonkanker (Ali et al. 2022 ; Becer et al. 2018 ; Sharma et al. 2022 ; Sharma et al. 2023 ). Selain itu, aplikasi potensialnya dalam pembalut luka, formulasi topikal, dan bidang biomedis lainnya memerlukan evaluasi sitotoksisitas. Sejalan dengan penelitian sebelumnya, penelitian kami menunjukkan bahwa ekstrak jus buah tidak menunjukkan efek sitotoksik pada fibroblas NIH/3 T3 dalam rentang konsentrasi yang diperiksa. Peningkatan viabilitas sel yang nyata diamati, terutama pada konsentrasi 250  μ g/mL, yang menunjukkan potensi efek proliferatif. Fenomena yang diamati dapat dikaitkan dengan sifat antioksidan dan sitoprotektif dari asam kafeat, senyawa fenolik utama yang ada dalam ekstrak. Penelitian menunjukkan bahwa kadar asam kafeat yang rendah dapat meningkatkan viabilitas sel dan menawarkan perlindungan terhadap kerusakan yang berhubungan dengan stres oksidatif, mungkin melalui aktivasi jalur pensinyalan ERK (Li et al. 2015 ; Ul Haq et al. 2023 ). Sebuah penelitian oleh Martínez et al. ( 2021 ) mengonfirmasi temuan sebelumnya, yang menunjukkan bahwa jus murni dari buah O. ficus-indica kuning secara selektif menargetkan sel kanker hati sambil membiarkan fibroblas normal tidak terpengaruh. Temuan ini lebih lanjut mendukung biokompatibilitas jus buah O. ficus-indica dan menawarkan bukti tambahan untuk potensi integrasinya dalam formulasi perawatan luka bioaktif.

3.3 Hasil Uji Gores In Vitro
Pengaruh ekstrak sari buah O. ficus-indica pada migrasi dan proliferasi fibroblas dievaluasi menggunakan uji gores in vitro pada rentang konsentrasi 0–250  μ g/mL. Pada titik waktu 6 jam, peningkatan penutupan luka yang bergantung pada konsentrasi diamati (Gambar 2A,B ), yang menunjukkan stimulasi tahap awal migrasi dan/atau proliferasi fibroblas. Khususnya, pada tanda 24 jam, semua kelompok yang diberi ekstrak menunjukkan penutupan luka yang serupa dengan kelompok kontrol, yang menunjukkan tidak ada efek penghambatan pada migrasi seluler dan mendukung biokompatibilitas pada tahap selanjutnya. Disimpulkan bahwa ekstrak sari buah O. ficus-indica dapat diformulasikan untuk digunakan dalam aplikasi pembalut luka.

Fibroblas, kontributor penting bagi matriks ekstraseluler, umumnya digunakan dalam penelitian semacam itu. Aktivitas penyembuhan luka batang O. ficus-indica telah dibuktikan dalam penelitian in vivo (Park dan Chun 2001 ). Perlu dicatat bahwa dalam model luka eksisi pada tikus, formula pengiriman obat nanoemulsifikasi sendiri dari minyak biji O. ficus-indica menunjukkan aktivitas penyembuhan luka yang lebih besar daripada minyak biji O. ficus-indica konvensional (Koshak et al. 2021 ). Peningkatan jangka pendek sebagian dapat dijelaskan oleh aksi asam kafeat, konstituen fenolik dominan dari ekstrak. Turunan asam kafeat juga sebelumnya dilaporkan meningkatkan perbaikan luka dengan merangsang migrasi sel, proliferasi, dan respons angiogenik dalam kondisi stres oksidatif atau hipoksia (Park et al. 2022 ). Sejauh pengetahuan kami, belum ada perbandingan efek langsung jus buah segar pada migrasi fibroblas in vitro sejauh ini. Oleh karena itu, penelitian saat ini memberikan bukti pertama yang mendukung penggunaan sari buah O. ficus-indica dalam kasus penyembuhan luka.

3.4 Uji Kelangsungan Hidup Caenorhabditis elegans dalam Kondisi Stres Panas
Dalam kondisi stres panas, masa hidup C. elegans dinilai pada berbagai konsentrasi ekstrak. Kurva survival Kaplan–Meier menunjukkan bahwa konsentrasi ekstrak tertentu menghasilkan sedikit peningkatan masa hidup jika dibandingkan dengan kelompok kontrol (Gambar 3 ).

GAMBAR 3
Kurva kelangsungan hidup C. elegans yang diobati dengan jus buah Opuntia ficus-indica .

Sementara nilai p yang tidak disesuaikan menunjukkan perbedaan signifikan untuk Kelompok 3 (250  μ g/mL, p  = 0,0222) dan Kelompok 5 (62,5  μ g/mL, p  = 0,0143) dibandingkan dengan kontrol, perbedaan ini tidak signifikan secara statistik setelah koreksi Bonferroni. Kelompok 2 (500  μ g/mL) juga menunjukkan tren menuju signifikansi ( p  = 0,0701), meskipun ini tidak dipertahankan pascakoreksi (Tabel 2 ).

TABEL 2. Hasil uji log-rank yang membandingkan kelompok yang diberi ekstrak dengan kelompok kontrol.
Kelompok Chi -2 (Bahasa Indonesia) nilai p dikoreksi Bonferroni
Kelompok 1 vs. Kontrol 1.6 0.2056 1.0000
Kelompok 2 vs. Kontrol 3.28 0,0701 tahun 0.4204
Kelompok 3 vs. Kontrol 5.23 0,0222 0.1331
Kelompok 4 vs. Kontrol 8.96 0,0028 1.0000
Kelompok 5 vs. Kontrol 6.01 0,0143 pukul 0,0143 0,0855 pukul 0,0855
Kelompok 6 vs. Kontrol 2.44 0.1183 0.7098

Kelompok 3 (250  μ g/mL) menunjukkan perbedaan yang signifikan dibandingkan dengan kelompok kontrol pada tingkat mortalitas 25% ( p  = 0,0080), sementara Kelompok 5 (62,5  μ g/mL) menunjukkan signifikansi pada ambang batas mortalitas yang lebih tinggi ( p  = 0,0293). Perbedaan yang konsisten dan sangat signifikan diamati antara Kelompok 2 dan Kelompok 5 di semua ambang batas ( p  = 0,0005).

Umur rata-rata Kelompok 5 merupakan yang terpanjang di antara semua kelompok eksperimen, mencapai 96,4 menit, dibandingkan dengan 94 menit pada Kelompok 3 dan durasi yang lebih pendek pada kelompok lain (Tabel 3 ).

TABEL 3. Nilai- p uji pasti Fisher pada berbagai ambang batas mortalitas.
Kelompok nilai p pada 25% nilai p pada 50% nilai p pada 75% p -nilai pada 90%
Kelompok 1 vs. Kontrol 0.1464 0.4969 0.4969 0.4969
Kelompok 2 vs. Kontrol 0,0356 0.2015 0.2015 0.2015
Kelompok 3 vs. Kontrol 0,0080 0.4977 0.4977 0.4977
Kelompok 4 vs. Kontrol 0.7346 0.2752 0.2752 0.2752
Kelompok 5 vs. Kontrol 0.1693 0,0293 0,0293 0,0293
Kelompok 6 vs. Kontrol 0.1525 0.6787 0.6787 0.6787
Grup 2 vs. Grup 5 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005

Untuk pertama kalinya, studi sari buah dilakukan. Dilaporkan bahwa umur C. elegans terbukti diperpanjang secara signifikan, dengan umur maksimum hingga 14,2 hari dan tingkat kelangsungan hidup rata-rata 21,06% ketika ekstrak buah O. ficus-indica kuning digunakan pada konsentrasi 0,5% b/v (Guerrero-Rubio et al. 2019 ). Studi kami menunjukkan korelasi langsung antara tingkat konsentrasi dan umur, dengan konsentrasi yang lebih tinggi (1000  μ g/mL, 500  μ g/mL, dan 250  μ g/mL) menghasilkan peningkatan yang signifikan dalam umur dibandingkan dengan kelompok kontrol. Peningkatan yang diamati berkisar antara sekitar 12% hingga 18%.

3.5 Docking Molekuler
Investigasi uji biologis menunjukkan bahwa ekstrak buah memiliki efek penyembuhan luka. Oleh karena itu, kemungkinan cara kerja untuk aktivitas penyembuhan luka yang terdeteksi dieksplorasi dengan menggunakan target yang sesuai yang terlibat dalam proses penyembuhan luka. Untuk tujuan ini, potensi pengikatan fitokonstituen jus buah O. ficus-indica dengan MMP-13 dan GSK3-β diselidiki melalui docking molekuler. Sebelum melanjutkan ke docking fitokonstituen, prosedur docking yang akan digunakan divalidasi dengan melakukan redocking ligan yang telah diko-kristalisasi ke struktur enzim target. Kemudian, nilai RMSD antara struktur yang di-redock dan struktur kristal dihitung. Nilai RMSD antara ligan asli yang di-redock yang tertanam dalam struktur kristal MMP-13 (ligan 1) dan struktur kristalnya ditemukan sebesar 0,8276 Å. Demikian pula, nilai RMSD antara ligan asli yang di-redock yang tertanam dalam struktur kristal GSK3-β (ligan 2) dan struktur kristalnya ditemukan sebesar 1,7869 Å (Gambar 4 ). Ligan 1 berinteraksi dengan struktur MMP-13 (5UWK) melalui tiga ikatan hidrogen konvensional dan tujuh jenis interaksi lainnya dengan afinitas pengikatan sebesar -8,2 kkal/mol (Gambar 4 , Tabel 4 ). Di sisi lain, ligan 2 tidak membentuk ikatan hidrogen konvensional dengan GSK3-β. Ia hanya membentuk delapan jenis interaksi lainnya. Bersamaan dengan ini, afinitas pengikatan ligan 2 ke enzim akan tinggi karena ditemukan sebesar -8,6 kkal/mol.

GAMBAR 4
Struktur ligan asli yang ditumpangkan (merah) dan kristal (hijau) bersama dengan interaksinya dengan struktur target yang sesuai.
TABEL 4. Afinitas pengikatan dan jenis ikatan fitokonstituen dalam interaksinya dengan MMP-13 (5UWK) dan GSK3-β (8AV1).
Menggabungkan Target Afinitas pengikatan (kkal/mol) Konstanta penghambatan (Ki dalam μM) Residu ikatan hidrogen konvensional Residu interaksi lainnya
Asam kafeat 5UWK -7,4 tahun lalu 3.76 Phe241, Ile243 Val219 sebuah , His222 b , His222 c , Tyr244 b
Asam sinamat 5UWK -6,7 tahun 12.26 Thr245 Val219 sebuah , His222 b , His222 c , Tyr244 b
asam ferulat 5UWK -7,2 5.27 Ile243, Thr245 Val219 sebuah , His222 sebuah , His222 b , His222 c , His232 sebuah
Asam siringat 5UWK -6,0 39.5 Phe241, Ile243, Thr245 Leu218a , Leu218d , His222e , Phe241e , Tyr244e , Thr245f
Ligand 1 5UWK -8,2 0,97 Thr247, Met253 (2) Lys136e , Lys140e , Lys140 (2) c , Phe217b , Leu218a , Phe252c
Asam kafeat 8AV1 -5,9 47.3 Val135, Asp200 Val70 sebuah , Ala83 sebuah , Lys85 sebuah , Leu132 sebuah , Cys199 sebuah
Asam sinamat 8AV1 -5,5 92.91 tyr134 tidak ditemukan Ala83 a , Leu188 h , Cys199 a
asam ferulat 8AV1 -5,9 47.3 Tyr134, Val135 Val70e , Ala83a , Leu188h , Cys199a
Asam siringat 8AV1 -5,6 78.48 Asp200, Phe201 Phe67 e , Val70 e , Ala83 e , Lys85(2) a , Val110 e , Leu132 h , Leu132 e , Asp133 d , Leu188 e , Cys199 a
Ligand 2 8AV1 -8,6 0,50 Val70(2) sebuah , Ala83 sebuah , Lys85 sebuah , Gln185 sebuah , Leu188 sebuah , Cys199(2) sebuah

suatu pi-alkil.
b. pi-pi.
c pi-ion.
d ikatan karbon hidrogen.
e alkil.
f donor–donor yang tidak menguntungkan.
g pi-sulfur.
h pi-sigma.

Analisis biokimia jus buah O. ficus-indica menunjukkan bahwa asam kafeat, asam sinamat, asam ferulat, dan asam siringat adalah fitokonstituen ekstrak. Potensi pengikatan fitokonstituen dengan MMP-13 (5UWK) dieksplorasi melalui docking. Afinitas pengikatan fitokonstituen ditemukan lebih rendah daripada ligan asli (ligan 1). Afinitas pengikatan tertinggi terhadap MMP-13 ditunjukkan oleh asam kafeat. Afinitas pengikatan asam kafeat (−7,4 kkal/mol) masih lebih rendah daripada afinitas pengikatan ligan 1 (−8,2 kkal/mol). Fitokonstituen lainnya memiliki afinitas pengikatan yang lebih rendah terhadap MMP-13. Dengan dicatat ini, perbedaan afinitas pengikatan di antara fitokonstituen tidak besar (Tabel 4 ). Kekuatan pengikatan yang dicapai melalui interaksi fitokonstituen juga akan lebih rendah daripada ligan 1. Ligan 1 membentuk interaksi yang lebih kuat melalui tiga ikatan hidrogen konvensional dan tujuh jenis interaksi lainnya (Tabel 4 , Gambar 5 ). Asam siringat memiliki tiga ikatan hidrogen konvensional dengan MMP-13. Namun, ia memiliki interaksi donor-donor yang tidak menguntungkan pada saat yang sama. Ini akan melemahkan kekuatan interaksi asam siringat dengan enzim. Fitokonstituen lainnya memiliki jumlah ikatan hidrogen konvensional yang lebih rendah dan interaksi lainnya dengan enzim (Gambar 5 , Tabel 4 ). Oleh karena itu, fitokonstituen diantisipasi untuk menunjukkan potensi pengikatan yang lebih rendah terhadap MMP-13 relatif terhadap ligan asli.

GAMBAR 5
Residu pengikat dan jenis ikatan asam kafeat, asam sinamat, asam ferulat, dan asam siringat dalam interaksinya dengan MMP-13 (5UWK). Pada gambar, representasi warnanya adalah sebagai berikut: Hijau (ikatan hidrogen konvensional), lemon (ikatan hidrogen karbon), merah muda (pi-pi), merah muda pucat (pi-alkil/alkil), dan oranye (pi-ion).

Potensi pengikatan fitokonstituen ekstrak ke GSK3 β (8AV1) diselidiki melalui docking. Hasil docking menunjukkan bahwa ligan asli (ligan 2) memiliki afinitas pengikatan yang lebih tinggi terhadap enzim relatif terhadap fitokonstituen. Di antara fitokonstituen, asam kafeat (−5,9 kkal/mol) dan asam ferulat (−5,9 kkal/mol) memiliki afinitas pengikatan yang relatif lebih tinggi daripada asam sinamat (−5,5 kkal/mol) dan asam siringat (−5,6 kkal/mol). Perbedaan antara afinitas pengikatan fitokonstituen ekstrak lebih rendah daripada perbedaan dengan ligan 2 (Tabel 4 ). Di sisi lain, kekuatan pengikatan fitokonstituen ditemukan sedikit lebih tinggi daripada ligan 2 karena fitokonstituen membentuk ikatan hidrogen konvensional dengan enzim (Gambar 6 , Tabel 4 ). Interaksi asam sinamat memiliki ikatan hidrogen konvensional. Namun, jumlah jenis interaksi lainnya rendah (tiga). Asam kafeat dan asam ferulat membentuk dua ikatan hidrogen konvensional. Jumlah jenis interaksi lain yang dibentuk oleh asam kafeat dan asam ferulat masing-masing adalah lima dan empat. Ligan 2 membentuk delapan jenis interaksi lain dengan enzim (Tabel 4 , Gambar 6 ). Jumlah interaksi lain yang lebih tinggi oleh ligan asli diantisipasi untuk mengimbangi perbedaan ikatan hidrogen konvensional ke beberapa tingkat. Akibatnya, perbedaan kekuatan interaksi antara ligan asli dan dua komponen tidak akan terlalu banyak. Namun, asam siringat membentuk sebelas jenis interaksi lain selain dua ikatan hidrogen konvensional. Akibatnya, asam siringat diharapkan membentuk interaksi yang lebih kuat dengan enzim dibandingkan dengan ligan asli. Bersamaan dengan ini, semua fitokonstituen memiliki afinitas pengikatan yang lebih rendah terhadap enzim dibandingkan dengan ligan asli.

GAMBAR 6
Residu pengikat dan jenis ikatan asam kafeat, asam sinamat, asam ferulat, dan asam siringat dalam interaksinya dengan GSK3 β (8AV1). Pada gambar, representasi warna adalah sebagai berikut: Hijau (ikatan hidrogen konvensional), lemon (ikatan hidrogen karbon), merah muda (pi-pi), merah muda pucat (pi-alkil/alkil), ungu (pi-sigma), dan oranye (pi-ion).

Kemungkinan cara kerja untuk aktivitas penyembuhan luka yang terdeteksi dari ekstrak dieksplorasi melalui docking. Docking fitokonstituen dengan MMP-13 dan GSK3-β dilakukan untuk tujuan ini. Metaloproteinase matriks (MMP) membersihkan matriks ekstraseluler yang rusak dari luka. MMP-13 (kolagenase 3) adalah anggota MMP mamalia yang memainkan peran penting dalam pembangunan kembali dan perbaikan jaringan. Para peneliti juga melaporkan perannya dalam perkembangan beberapa penyakit, termasuk kanker, artritis, dan aterosklerosis (Stura et al. 2013 ). Terutama, keterlibatannya dalam perkembangan kanker membuat kami memilihnya sebagai target. Aktivitas sitotoksik ekstrak juga diselidiki dalam uji biologis. Menargetkan MMP-13 juga akan berfungsi untuk menjelaskan kemungkinan efek antikanker dari ekstrak.

Prosedur docking divalidasi dengan melakukan redocking ligan asli pada struktur target. Nilai RMSD dari ligan 1 yang di-redock dan struktur kristalnya ditemukan sebesar 0,8276 Å. Nilai RMSD jauh lebih rendah daripada nilai ambang batas untuk docking yang andal (2 Å) (Muhammed dan Aki-Yalcin 2024 ). Setelah itu, interaksi ligan asli dengan enzim dibandingkan dengan studi kristalografi dan komputasional yang dilaporkan. Sebuah studi kristalografi melaporkan interaksi beberapa ligan dengan enzim melalui Thr247 dan Phe252 (Choi et al. 2017 ). Studi kristalografi lain yang terdiri dari ligan melaporkan interaksi melalui Leu218 (Stura et al. 2013 ). Interaksi ini yang diperoleh dari studi eksperimental diamati dalam studi komputasional (Tabel 4 , Gambar 4 ). Sebuah studi komputasional melaporkan interaksi ligan dengan enzim melalui Leu218 dan Thr247 (Cai et al. 2020 ). Komputasi lain yang terdiri dari sebuah studi melaporkan interaksi senyawa dengan enzim melalui Thr247 dan Phe252 seperti yang diamati dalam studi komputasional (Tabel 4 , Gambar 4 ) (Fuerst et al. 2022 ). Beberapa tingkat kesamaan antara residu interaksi ligan asli dalam studi ini dan studi sebelumnya tercapai. Nilai RMSD rendah antara ligan asli yang di-redock dan kristal menunjukkan prosedur docking yang andal. Kedua struktur tersebut seharusnya mengendap di sekitar lokasi pengikatan enzim. Tingkat kesamaan sedang dalam residu interaksi asam amino dari ligan asli dalam pengikatannya dengan enzim dengan studi yang dilaporkan mendukung kesamaan penyelesaian yang tinggi untuk kedua struktur tersebut.

Residu interaksi fitokonstituen dalam interaksinya dengan MMP-13 memiliki kemiripan yang tinggi dengan studi eksperimental dan komputasional yang dilaporkan. Dalam hal ini, studi eksperimental sebelumnya melaporkan interaksi berbagai senyawa dengan enzim melalui Leu218, Phe241, Ile243, Tyr244, dan Thr245 seperti yang diamati dalam interaksi fitokonstituen (Choi et al. 2017 ; Stura et al. 2013 ). Sebuah studi komputasional melaporkan interaksi ligan dengan MMP-13 melalui berbagai residu, termasuk His222, His232, dan Tyr244 (Bikádi et al. 2006 ). Studi komputasional lain melaporkan interaksi senyawa dengan enzim melalui residu Leu218, Ile243, Tyr244, dan Thr245 (Cai et al. 2020 ). Demikian pula, sebuah studi komputasional melaporkan interaksi suatu senyawa dengan enzim melalui residu His222, His232, dan Thr245 (Fuerst et al. 2022 ). Studi komputasional lain melaporkan interaksi suatu senyawa dengan enzim melalui residu Val219, Ile243, dan Tyr244 (Duan et al. 2023 ). Interaksi yang diamati dalam studi ini ditemukan sangat koheren dengan studi komputasional yang dilaporkan. Singkatnya, hasil docking dari studi komputasional sangat sesuai dengan studi eksperimental dan komputasional yang dilaporkan, karena semua residu interaksi diamati dalam studi sebelumnya. Dalam studi docking, interaksi fitokonstituen melalui His222 ditemukan penting dalam interaksinya dengan enzim. Hasil ini juga sejalan dengan studi komputasional yang dilaporkan, karena dua studi yang dilaporkan sebelumnya menunjukkan interaksi molekul yang berbeda melalui His222 (Bikádi et al. 2006 ; Fuerst et al. 2022 ). Hasilnya, dapat disimpulkan bahwa fitokonstituen dapat mengikat enzim tetapi dengan potensi yang lebih rendah daripada ligan asli. Lebih jauh, asam kafeat diantisipasi memiliki potensi tertinggi untuk mengikat enzim (Gambar 4 , Tabel 4 ).

Potensi interaksi fitokonstituen dengan GSK3-β diselidiki melalui docking molekuler. GSK3-β adalah anggota keluarga kinase serin/treonin yang diketahui terlibat dalam jalur Wnt-beta catenin (Paramesha et al. 2015 ). Aktivasi GSK3-β menunda proses penyembuhan luka. Oleh karena itu, penghambatan GSK3-β merupakan strategi penting untuk meningkatkan penyembuhan luka (Subbukutti et al. 2024 ). Hasilnya, potensi penghambatan fitokonstituen terhadap GSK3-β dieksplorasi melalui docking. Sebelum melanjutkan ke docking fitokonstituen, prosedur docking divalidasi dengan melakukan redocking ligan asli dalam struktur kristal yang digunakan. Nilai RMSD antara struktur ligan asli yang di-redock dan kristal ditemukan sebesar 1,7869 Å. Nilai ini di bawah ambang batas atas untuk docking yang andal (2 Å) (Muhammed dan Aki-Yalcin 2024 ). Oleh karena itu, protokol docking GSK3-β(8AV1) memenuhi persyaratan ini. Setelah itu, kesamaan residu pengikatan ligan asli (ligan 2) dibandingkan dengan literatur studi eksperimental dan komputasional yang tersedia dengan enzim target. Interaksi melalui Lys85 adalah residu umum dengan studi kristalografi yang melaporkan struktur GSK3-β yang digunakan dalam studi ini. Sebuah studi komputasional melaporkan beberapa residu sebagai titik koneksi atau residu stabil. Daftar tersebut mencakup Val70, Ala83, Lys85, Gln185, Leu188, dan Cys199, yang merupakan residu interaksi untuk ligan asli dalam studi ini (Zareei et al. 2024 ). Studi komputasional lain mengungkapkan interaksi berbagai ligan dengan enzim melalui Val70, Ala83, Lys85, Leu188, dan Cys199 sebagai ligan asli (Subbukutti et al. 2024 ). Demikian pula, studi komputasional lain melaporkan interaksi fitokomponen dengan enzim melalui residu termasuk Val70, Ala83, Lys85, Leu188, dan Cys199 sebagai ligan asli (Aksoy et al. 2021 ). Oleh karena itu, tingkat kesamaan yang tinggi antara studi komputasional yang dilaporkan dan residu interaksi ligan asli dalam studi ini diamati. Tingkat kesamaan yang tinggi dengan studi yang dilaporkan, terutama dengan studi komputasional, meningkatkan keandalan prosedur docking yang memberikan hasil RMSD yang dapat diterima.

Interaksi fitokonstituen dengan GSK3-β serupa dengan interaksi ligan asli dan studi komputasional yang dilaporkan. Semua interaksi ligan asli dengan enzim, kecuali yang melalui Gln185, diamati dalam interaksi fitokonstituen. Residu interaksi yang berbeda dari residu ligan asli juga diamati dalam studi komputasional yang dilaporkan. Dalam hal ini, sebuah studi komputasional melaporkan interaksi ligan dengan enzim melalui Asp133, Val135, dan Asp200 (Zareei et al. 2024 ). Demikian pula, studi komputasional lain melaporkan interaksi berbagai ligan dengan enzim melalui berbagai residu, termasuk Val110, Leu132, Tyr134, Val135, dan Asp200 seperti yang diamati dalam studi ini (Subbukutti et al. 2024 ). Studi komputasional lain juga melaporkan interaksi beberapa fitokonstituen dengan enzim melalui residu Val110, Leu132, Asp133, Tyr134, Val135, dan Asp200 (Aksoy et al. 2021 ). Analisis komputasional yang berisi studi melaporkan interaksi dua senyawa dengan enzim melalui Phe67 dan Tyr134 (Zhu et al. 2020 ). Interaksi ligan dengan enzim melalui Phe67 dan Asp200 juga dilaporkan oleh studi komputasional sebelumnya (Quesada-Romero dan Caballero 2014 ). Oleh karena itu, semua interaksi fitokonstituen dengan enzim, kecuali yang melalui Phe201, diamati dalam literatur yang tersedia yang didukung oleh docking. Dalam studi docking, fitokonstituen ditemukan menunjukkan afinitas pengikatan yang lebih rendah terhadap GSK3-β relatif terhadap ligan asli. Bersamaan dengan ini, fitokonstituen memiliki tingkat kekuatan interaksi yang sebanding dengan ligan asli. Asam kafeat ditemukan menunjukkan afinitas pengikatan tertinggi dengan kekuatan pengikatan yang cukup besar relatif terhadap fitokonstituen lainnya (Tabel 4 , Gambar 6 ). Konstanta penghambatan fitokonstituen utama dalam pengikatannya pada kedua enzim dihitung. Konstanta penghambatan dihitung dengan mengambil eksponensial dari perubahan energi pengikatan dibagi dengan konstanta gas (1,987 kal/K.mol) dan suhu (298,15 K). Asam kafeat adalah senyawa yang memberikan konstanta penghambatan terendah dalam interaksinya dengan kedua struktur enzim (Tabel 4 ). Hal ini menunjukkan bahwa asam kafeat akan memiliki kontribusi yang lebih tinggi terhadap pengikatan dan dengan demikian penghambatan ekstrak terhadap enzim target. Asam ferulat juga memberikan salah satu konstanta penghambatan terendah dalam interaksi dengan GSK3-β yang menyiratkan kontribusinya terhadap pengikatan (Tabel 4). Sebagai penutup, studi docking mengungkapkan bahwa fitokonstituen memiliki potensi pengikatan yang lebih rendah terhadap MMP-13 dan GSK3-β relatif terhadap ligan asli. Fitokonstituen utama ditemukan terbenam di dalam daerah pengikatan masing-masing struktur target (Gambar 7 ). Fitokonstituen memiliki potensi pengikatan yang relatif lebih tinggi terhadap MMP-13. Di antara fitokonstituen, asam kafeat menunjukkan potensi pengikatan tertinggi terhadap dua enzim target.

GAMBAR 7
Orientasi fitokomponen utama di dalam situs pengikatan struktur MMP-13 berkode 5UWK (A) dan struktur GSK3 β berkode 8AV1 (B).

Data yang diperoleh dalam penelitian ini sebagian besar sesuai dengan tujuan yang ditetapkan di awal penelitian. Analisis fitokimia berhasil mengidentifikasi asam kafeat sebagai senyawa fenolik utama dalam sari buah Opuntia ficus-indica , memenuhi tujuan untuk mengkarakterisasi komposisi kimianya. Uji sitotoksisitas dan penyembuhan luka in vitro menunjukkan respons biologis yang bergantung pada konsentrasi, sementara ekstrak menunjukkan efek penutupan luka yang menjanjikan yang sebanding dengan kontrol. Lebih jauh, uji umur panjang in vivo menggunakan C. elegans mendukung potensi anti-penuaan dari ekstrak. Studi docking molekuler mengungkapkan bahwa fitokonstituen, khususnya asam kafeat, memiliki afinitas pengikatan yang penting dengan MMP-13 dan GSK3-β, yang selaras untuk mengeksplorasi mekanisme yang mendasari efek penyembuhan luka dan anti-penuaan.

4 Kesimpulan
Penutupan luka pada semua kelompok yang diobati dengan ekstrak sari buah  O. ficus-indica (0–250 μ g/mL) ditemukan serupa dengan kelompok kontrol. Ketika diuji untuk sitotoksisitas, kelangsungan hidup tertinggi (162,25 ± 7,48%) diamati pada 250  μ g/mL dan terendah (111,89 ± 17,90%) pada 1000  μ g/mL. Ekstrak tanaman tampaknya cukup meningkatkan kelangsungan hidup C. elegans di bawah tekanan panas, terutama pada konsentrasi 62,5 dan 250  μ g/mL. Meskipun signifikansi statistik tidak dipertahankan setelah beberapa koreksi perbandingan, tren yang diamati menunjukkan potensi efek hormetik. Dosis rendah hingga sedang dapat merangsang mekanisme seluler pelindung, sementara dosis yang lebih tinggi (misalnya, 1000  μ g/mL) gagal memberikan manfaat, mungkin karena toksisitas atau efikasi yang berkurang. Temuan-temuan ini selaras dengan penelitian-penelitian sebelumnya (misalnya, Guerrero-Rubio et al. 2019 ) dan menggarisbawahi perlunya penelitian lebih lanjut mengenai sifat-sifat bioaktif ekstrak tersebut. Semua temuan ini menunjukkan bahwa ekstrak sari buah O. ficus-indica , yang diperkaya dengan berbagai metabolit sekunder, berpotensi dapat dimasukkan dengan aman ke dalam pembalut luka atau aplikasi topikal tanpa mengorbankan proses migrasi sel, yang sangat penting untuk penyembuhan luka. Sari buah tersebut juga dapat dikonsumsi sebagai makanan fungsional untuk penuaan yang sehat. Efek penyembuhan luka dan anti-penuaan dari sari buah tersebut mungkin disebabkan oleh senyawa fenoliknya. Ada kebutuhan untuk penelitian lebih lanjut mengenai efek penyembuhan luka dan anti-penuaannya. Studi docking menunjukkan bahwa fitokonstituen sari buah O. ficus-indica memiliki potensi pengikatan sedang terhadap enzim target, MMP-13 dan GSK3-β. Secara umum, potensi pengikatan fitokonstituen terhadap MMP-13 lebih tinggi daripada GSK3-β. Asam kafeat memberikan potensi pengikatan tertinggi pada MMP-13 dan salah satu yang tertinggi pada GSK3-β di antara fitokonstituen yang terdeteksi. Studi ini hanya meneliti sejumlah kecil senyawa bioaktif, dan penelitian lebih lanjut dapat mengeksplorasi komponen lain dan interaksinya. Efek jangka panjang jus pada kesehatan manusia belum diselidiki dan harus dipertimbangkan dalam penelitian mendatang. Penelitian mendatang harus difokuskan pada penjelasan lebih lanjut tentang mekanisme molekuler di balik interaksi fitokonstituen dengan MMP-13 dan GSK3-β, termasuk studi struktural dan analisis kinetik yang lebih rinci. Selain itu, mengeksplorasi potensi terapeutik jangka panjang jus buah O. ficus-indica dalam penyembuhan luka kronis dan penyakit terkait usia dapat membuka jalan baru untuk aplikasi klinisnya.

You May Also Like

About the Author: sipderman

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *