RADIOTERAPI 1

PENGGUNAAN IPTEK NUKLIR DALAM PEMBERIAN

TERAPI RADIASI YANG AMAN DAN NYAMAN

DR. Dr. SoehartatiA . Gondhowiardjo, Sp.Rad.(KO) Onk.Rad

Perhimpunan Onkologi Radiasi Indonesia

Departemen Radioterapi FKUI -Perjan RSCM, Jakarta

I. PENDAHULUAN

Radioterapi atau terapi radiasi adalah pengobatan dengan menggunakan sinar

pengion, yang saat ini merupakan salah satu jenis terapi penting untuk penyakit kanker

disamping pembedahan dan kemoterapi [1].

Onkologi radiasi adalah cabang ilmu yang mempelajari penerapan terapi radiasi

terutama dalam pengobatan penderita keganasan, baik sebagai pengobatan tunggal

maupun kombinasi dengan pengobatan lain, yang berlandaskan pada berbagai

penemuan dasar biologi clan fisika radiasi [2].

Penggunaan sinar pengion dalam bidang pengobatan ini dimulai tidak lama setelah

sinar-X ditemukan oleh Wilhelm Conrad Roentgen pada bulan November 1895, dan

penemuan radium oleh Curie tahun 1898. Efek biologi dan sinar tersebut mulai dikenal

saat itu, dan laporan pertama mengenai kesembuhan penderita dituliskan pada tahun

1899. Sejak masa tersebut terjadi berbagai perkembangan dalam teknologi peralatan, dan

ilmu pengetahuan mengenai dasar-dasar clan penggunaan terapi radiasi. Perkembangan

teknologi tampaknya terjadi lebih cepat dibandingkan penemuan dasar-dasar biologi

efek radiasi, dengan dikembangkan berbagai tabung sinar-X yang dimulai tahun 1913

[2,3,4].

Dengan berjalannya waktu, perkembangan berbagai ilmu dan teknologi berjalan

terus menerus termasuk berkembangnya ilmu radiobiologi, dan radiofisika, sebagai ilmu

dasar dari terapi radiasi. Disamping itu dalam teknologi terjadi juga dengan pesat

perkembangan berbagai hal misalnya computerized treatment planning, bermacam-macam

tehnik imejing sebagai alat bantu diagnostik dan lokalisasi dan juga penggunaan

komputer dalam terapi radiasi. Kemajuan berbagai teknologi canggih ini memungkinkan

dilakukan terapi radiasi dengan tingkat ketepatan yang sangat tinggi [3]. Hal ini sejalan

dengan tujuan radioterapi untuk mengeradikasi tumor in vivo dengan memberikan

sejumlah dosis radiasi yang diperlukan secara tepat didaerah target radiasi, tanpa

merusak jaringan sehat disekitamya, dengan harapan memperbaiki kwalitas hidup clan

memperpanjang kelangsungan hidup penderita [5]. .

-Dengan digunakannya sinar pengion disertai berbagai peralatan yang kompleks

beserta diperlukan kerjasama yang juga kompleks diantara berbagai tenaga professional

yang berbeda dalam menjalankan atau menyelenggarakan terapi radiasi, maka

diperlukan tindakan-tindakan khusus untuk menjaga keamanan dari terapi tersebut.

Untuk menjamin keamanan tersebut dapat dipertahankan perlu diadakan program

Qualihj Assurancedisertai program Qualihj Control-nya.

PENGGUNAAN RADIASI DALAM TERAPI

1. DASAR-DASAR RADIOFISIKA RADIASI

Sinar pengion

Sinar pengion adaIah gelombang elektromagnetik (foton) atau partikel berenergi

yang alan menimbulkan proses ionisasi bila meliwati berbagai materi termasuk materi

biologik. Terdapat dari 2 golongan besar sinar pengion yaitu pertama, gelombang

elektro~gnetik yang terdiri dari sinar-X clan gamma. Sinar ini merupakan gelombang

yang mempunyai energi tanpa mempunyai masa clan muatan, sehingga mempunyai daya

tembus yang dalam. Dan yang kedua adalah kelompok partikel yang mempunyai masa

clan muatan, misalnya yang bermuatan positif adalah proton clan helium. Elektron

merupakan partikel bermuatan negatif, sedangkan neutron merupakan contoh partikel

tanpa muatan (netral) [4,6].

Interaksi photon dengan materi organik akan menyebabkan terjadi perpindahan

elektron dari orbit sekitar inti atom atau molekul yang dilewati. Sehingga atom atau

molekul tersebut akan mempunyai kelebihan muatan positif yang dikenal sebagai ion,

dan proses tersebut dikenal sebagai ionisasi radiasi. Interaksi yang menyebabkan transfer

energi tanpa terjadi pelepasan elektron disebut sebagai proses eksitasi [1,4,7] elektron

sekunder dengan kandungan energinya tersebut akan menyebabkan proses ionisasi dan

eksitasi selanjutnya hingga energi yang dikandung sudah sangat menurun untuk

menyebabkan kedua proses tersebut [4,8].

Akibat proses tersebut berbagai molekul dalam sel berubah karena absorbsi energi

tersebut [1,4].

Berbagai sumber sinar pengion [8,9,101

Generator listrik yang menghasilkan sinar-X, elektron, atau berbagai partikel pengion

lainnya. Berdasarkan besar energi sinar pengion yang dihasilkan, pesawat radiasi jenis

ini dibagi dalam :

a. Jenis ortovolt, yang menghasilkan sinar X dengan energi 50-300 kilo voltage clan

dihasilkan oleh tabung rontgen. Jenis ~inar ini dibagi lagi berdasarkan besarnya

energi yang dihubungkan dengan penggunaannya menjadi kelompok permukaan

(superfisial), medium clan dalam (deep).

b. Jenis megavoltage, menghasilkan sinar dengan energi minimall meg.a-voltage.

Sinar ini dapat berupa foton, elektron atau jenis partikel berat yang dapat

dihasilkan oleh akseleratorlinier, betatron clan siklotion.

2. Sumber alamiah, yang dihasilkan dan proses peluruhan radioisotop dan dapat

menghasilkan sinar alfa, beta maupun gamma. Radioisotop yang digunakan adalah

60Cobalt, 137Cessium,1 92Irridium, 255Radon1, 31Iodium, 125Iodium dll. Jenis ini dapat

dibagi dalam :

a. Sumber terbuka, yang akan mengikuti metabolisme tubuh. Misalnya 131Iodium,

Fosfor dan 198Aurum.

b. Sumber tertutup, yang dalam penggunaannya akan dikontakkan dengan bagian

tubuh penderita, misalnya 60Cobalt, 137Cessium dan 192Irridium.

2. DASAR-DASAR BIQLOGI RADIOTERAPI

Sebagai dasar digunakannya terapi radiasi adalah terdapatnya perbedaan efek

radiasi pada tumor dan jaringan normal disekitamya. Perbedaan ini dinyatakan dengan

'therapeuticratio' (TR) [1,2,5].

Efek radiasi pada tingkat molekuler

Pelepasan energi dari sinar pada materi biologik yang dilalui, yang terjadi secara

random mengakibatkan perubahan akibat radiasi dapat terjadi pada setiap molekul

dalam sel. Akan tetapi telah diketahui bahwa kerusakan pada DNA merupakan penyebab

utama kematian sel. Kerusakan DNA yang dapat terjadi adalah antara lain [4] :

.single atau double strand breaksirantai DNA

.perubahan atau kehilangan basa-basa pembentuk DNA

.terjadi cross-links antara DNA dan protein kromosom.

Kerusakan-kerusakan yang terjadi ini dapat diikuti dengan proses repair baik yang

dilakukan secara sempurna, maupun sebagian [4,11,12]. Pada derajat kerusakan tertentu,

terutama pada double strand breaks tidak dapat lagi dilakukan proses repair, dengan akibat

dapat terjadi kematian sel. Kerusakan akibat terjadinya ionisasi pada DNA dikenal

sebagai efek langsung. Efek tidak langsung merupakan akibat terjadinya ionisasi dari

molekul air, yang merupakan 70% dari sel. Proses ini menyebabkan terbentuknya radikal

bebas, misalnya adalah OH yang merupakan agen oksidant yang bersifat paling

destruktif. Proses fisika dan kimia radiasi permulaan ini akan mengakibatkan proses

biokimia dan interaksi biologi berkelanjutan pada intra dan ekstra sel dengan akibat akan

terjadikerusakan sel danjaringan [4,13,14].

Efek radiasi pada tingkat seluler

Perubahan yang dapat terjadi pada tingkat seluler adalah [4] :

.Aberasi kromosom

.Hambatan melakukan proses reproduktif.

.Hambatan melanjutkan siklus proliferasi sel (G2 mitotic delay').

Hilangnya kemampuan sel tumor melakukan aktifitas reproduksi, sehingga

menurunkan kemampuannya menghasilkan 'viable progeny' merupakan efek yang

diharapkan dari radiasi dalam pengobatan keganasan, disamping kematian sel. Tumor

terkontrol bila ' stem cells' tidak dapat lagi berproliferasi.

Faktor-faktor biologis yang mempengaruhi respon sel terhadap radiasi

A Fase-fase proliferasi

Dalam populasi sel tumor terdapat kelompok (fraksi) sel-sel yang sedang aktif

melakukan proliferasi. Kelompok ini dikenal sebagai grolvth fraction. Dalam kelompok

ini terdapat beberapa fraksi proliferasi yang berbeda-beda yakni sel dalam fase

S(sintesa), G2, M(mitosis), dan G1 [15,16,17,18]. Sel yang sensitif terhadap radiasi

adalah sel aktif berproliferasi yang berada dalam fase G2 dan M. Terdapat beberapa

teori mengenai mekanisme ini, antara lain dikatakan bahwa hal ini berhubungan

dengan target utama kematian sel adalah DNA. Dalam fase G2 dan M ditemukan

jumlah DNA yang terbanyak. Teori lain mengatakan bahwa gel-gel dalam fase G1 dan

S mempunyai kemampuan melakukan proses repair terhadap kerusakan sub-Ietal

akibat radiasi yang sangat baik [19].

1. Oksigenisasi

Oksigen merupakan modifikasi kimia sensitifitas radiasi yang sangat potent. Sel

mamalia hipoksik mempunyai kepekaan 2,5 hingga 3 kali lebih rendah dari gel

yang teroksigenisasi dengan baik. Teori saat ini mengatakan bahwa mekanisme

sensitisasi tersebut terjadi akibat terikatnya oksigen oleh elektron yang tidak

berpasangan dilapisan luar radikal bebas sehingga terbentuk peroksidase yang

lebih stabil clan lebih toksik dibanding radikal bebas. Karena usia radikal bebas

hanya beberapa mikrodetik, maka untuk meningkatkan efek radikal bebas ini

diperlukan keberadaan oksigen pada saat pembentukannya [20].

2. Panas

Pemanasan disamping mempunyai efek sendiri dalam melakukan perusakan gel,

juga dapat digunakan sebagai faktor yang dapat meningkatkan sensitifitas radiasi.

Efek ini dapat terjadi karena panas bekerja pada gel dalam fase S yang dikenal

resisten terhadap radaisi dan juga tidak dipengaruhi oleh kandungan oksigen

jaringan [1, 21]. ,'"

3.Radiosensitizer kimiawi

Beberapa bahan misalnya derivat 1.uidin misalnya bromodeoxyuridine atau iododeoxyuridine dan pirimidin akan terikat dalam sintesa DNA. Sehingga bahan-bahan

tersebut akan terikat pada DNA dalam set tersebut. Sebagai akibat terjadi

kerapuhan dan peningkatan kepekaan DNA yang mengikat bahan tersebut terhadap radiasi (22.23).

B. Fraksinasi dalam radiasi

Untuk dapat memberikan TR yang tinggi, radiasi diberikan daIam dosis terbagi

menjadi fraksi-fraksi. Hal ini dilakukan karena beberapa sifat biologi tumor yang

menjadikannya lebih radiosensitif dari jaringan normal disekitamya dengan

dilakukannya fraksinasi.

Sifat -sifat tersebut adalah [19] :

1. Repair, adalah proses gel normal untuk melakukan perbaikan kerusakan DNA akibat

radiasi. Pada kebanyakan tumor ganas terdapat gangguan melakukan proses ini,

sehingga pada radiasi ulangan akan terjadi kematianfkerusakan gel-gel ~mor yang

lebih banyak dari jaringan normal disekitarnya, yang telah menjalani proses repair

secara sempurna saat waktu interval radiasi.

2. Reoksigenisasi, yang terjadi karena berkurangnya masa tumor akibat radiasi yang

berlangsung, sehingga terjadi perbaikan vaskularisasi tumor. Pada populasi tumor

-terdapat derajat oksigenisasi yang berbeda-beda, clan kematian gel akibat radiasi

teIjadi terlebih dahulu pada gel dengan tingkat oksigenisasi yang baik. Kelompok gel

yang belum mengalami kematian akan juga mengalami kematian setelah teIjadi

perbaikan oksigenisasi pada radiasi ulangan yang diberikan.

3. Redistribusi, sel yang sensitif terhadap radiasi adalah gel dalam phase G2 clan M dari

siklus proliferasi. Dalam masa interval radiasi akan teIjadi pengisian kembali phasephase

radiosensitif olehsel.-sel tumor, yang telah kosong akibat radiasi sebelumnya.

Sehingga £-ada setiap radiasi diberikan telah terku~pul kembali gel-gel dalam phase

PuslitbangK eselamatanR adiasid an BiomedikaN uklir-Badan TenagaN uklir Nasional 4

sensitif terhadap radtasi. Karena kebanyakan tumor mempunyai aktifitas proliferasi

lebih tinggi dari sel normal asalnya, maka sifat ini lebih dimiliki oleh populasi tumor.

4. Repopulasi, merupakan sifat sel untuk melanjutkan proses proliferasi dalam masa

radiasi. Berdasarkan penelitian terakhir,. terdapat percepatan sel tumor dalam

melakukan proses ini setelah sejumlah tertentu pemberian bahan sitotoksik termasuk

radiasi dan khemoterapi. Hal ini perlu diketahui dan diwaspadai untuk tidak lagi

melakukan perpanjangan waktu total radiasi, terutama bagi sel tumor dengan sifat

aktifitas proliferasinya yang tinggihttp://www.facebook.com/eddy.r.iskandar