BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.9. Resistensi Tuberkulosis
2.9.1. Mekanisme Resistensi
Berbeda dengan resistensi pada banyak bakteri terhadap antibiotika di mana resistensi yang didapat dengan transformasi, tranduksi atau konjugasi gen, resistensi yang didapat pada Mycobacterium tuberculosis terjadi melalui mutasi gen kromosom utama (genomically based).1 Berikut adalah mekasnisme resistensi TB berdasarkan obat anti tuberkulosis yang digunakan:
1. Isoniasid (INH)
INH merupakan obat anti tuberkulosis lini pertama terluas yang digunakan di dunia, sejak penemuannya di tahun 1952. Penggunaan INH dititikberatkan pada semua regimen TB dan infeksi yang bersifat laten.
Mycobacterium tuberculosis sangat rentan dengan INH (konsentrasi hambat minimumnya 0,02 – 0,2 ppm). INH hanya aktif melawan basil tuberkulosis yang sedang tumbuh dan tidak aktif melawan basil yang tidak bereplikasi atau dalam kondisi anaerob.
Resistensi terhadap INH muncul lebih sering dari OAT lainnya, dengan frekuensi satu dari 105-6 basil secara in vitro. Isolat M.tuberculosis yang resisten secara klinis terhadap INH seringkali kehilangan enzim katalase dan peroksidase yang dikoding oleh katG, khususnya pada strain resisten tingkat tinggi (KHM > 5
ppm). Strain resisten tingkat rendah (KHM < 1 ppm) kebanyakan masih memiliki aktivitas katalase.
Mutasi di dalam katG adalah mekanisme utama dari resistensi INH. KatG adalah enzim katalase peroxidase yang mengaktivasi prodrug dari INH yang dikoding oleh gen katG. Mutasi S315T katG adalah mutasi yang paling umum ditemukan pada strain resisten INH berkisar antara 50-95% isolat resisten INH klinis. Resistensi terhadap INH juga dapat muncul oleh mutasi operon mabA/inhA yang menyebabkan ekspresi berlebihan dari InhA, atau oleh mutasi sisi aktif InhA yang menurunkan afinitas InhA terhadap INH-NAD. Mutasi inHA dapat kemudian menimbulkan tambahan mutasi katG yang meningkatkan resistensi INH.
Mutasi inhA tidak hanya menimbulkan resistensi INH tetapi dapat juga menimbulkan resisten pada obat yang secara struktur kimianya serupa, misalnya etionamid (ETH). Mutasi mshA yang mengkoding enzim yang terlibat pada biosintesis mycothiol, baru-baru ini diketahui menyebabkan resistensi baik INH maupun ETH pada strain Mycobacterium tuberculosis secara in vitro.7
2. Rifampisin
RMP adalah antibiotik lini pertama yang penting untuk mengobati penyakit TB. RMP merupakan senyawa bakterisid terhadap M.tuberculosis, dengan KHM berkisar 0,05-1 ppm dalam medium padat maupun cair, tetapi KHM lebih tinggi pada medium berbasis telur (2,5-10 ppm). RMP aktif melawan baik basil yang sedang tumbuh maupun dalam fase stasioner dengan aktivitas metabolik yang rendah.
Pada M.tuberculosis, resistensi terhadap rifampisin muncul pada frekuensi 10-7 - 10-8. Mutasi dari rpoB sepanjang 81 base pair (bp) ditemukan sebanyak 96% dari isolat M.tuberculosis resisten RMP. rpoB merupakan RNA polimerase berupa suatu oligomer yang terdiri dari enzim pusat yang dibentuk
oleh empat rantai α2ββ’ dan bergabung dengan subunit σ untuk menginisiasi secara spesifik transkripsi terhadap promoter. RMP mengintervensi sintesis RNA
dengan berikatan pada subunit β dari RNA polimerase.
Mutasi pada posisi 531, 526 dan 516 merupakan strain resisten RMP yang seringkali ditemukan. Mutasi rpoB menimbulkan daya resisten yang tinggi
(KHM > 32 ppm) dan menyebabkan resistensi silang terhadap semua turunan rifampisin.
Keberadaan strain dependen-RMP masih belum diketahui secara pasti, tetapi strain ini sering muncul sebagai penyebab MDR-TB dan kemungkinan disebabkan karena penggunaan berulang dari rifampisin terhadap pasien. Strain ini memiliki pertumbuhan yang buruk pada medium berbasis telur, tetapi tumbuh dengan baik oleh keberadaan RMP.7
3. Pirazinamid
PZA merupakan obat anti tuberkulosis lini pertama yang digunakan bersama dengan INH dan RMP. PZA memerankan peran yang unik dalam mempersingkat waktu pengobatan TB dari 9-12 bulan menjadi 6 bulan karena PZA membunuh populasi basil yang bertahan dalam pH asam pada lesi yang tidak terbunuh oleh obat yang lainnya. PZA adalah obat anti tuberkulosis yang tidak konvensional karena memiliki aktivitas sterilisasi yang tinggi secara in vivo, tetapi tidak memiliki aktivitas melawan basil tuberkulosis dalam kultur normal pada pH mendekati netral. PZA hanya aktif melawan M.tuberculosis pada pH asam. Bahkan pada pH 5,5, aktivitas PZA cukup buruk, dengan KHM berkisar 6,25-50 ppm.
PZA merupakan prodrug yang membutuhkan pengaktifan menjadi asam pirazinoik oleh enzim pyrazinamidase/nikotinamidase yang dikoding oleh gen
pncA dari M.tuberculosis. Strain M.tuberculosis yang resisten terhadap PZA menghilangkan aktifitas pyrazinamidase/nikotinamidase. Ketidakefektifan pyrazinamidase disebabkan mutasi pncA merupakan penyebab terbesar resistensi PZA. Kebanyakan strain resisten PZA (72-97%) mengalami mutasi pncA. Strain resisten PZA lainnya, seperti negatif-pyrazinamidase memiliki tingkat resistensi yang tinggi, di mana mungkin disebabkan oleh mutasi pada gen pengatur pncA yang tidak terdefinisi.7
4. Etambutol
EMB adalah obat anti tuberkulosis lini pertama yang digunakan secara kombinasi bersama dengan INH, RMP dan PZA untuk mencegah terjadinya resistensi obat. KHM dari EMB berkisar pada 0,5-2 ppm. EMB merupakan agen
bakteriostatik yang aktif pada basil yang sedang tumbuh dan tidak memberikan efek pada basil yang tidak bereplikasi.
EMB berhubungan dengan biosintesis dinding sel arabinogalaktan. EMB menghambat polimerisasi dinding sel arabinan dari arabinogalaktan dan dari lipoarabinomannan, dan menginduksi akumulasi D-arabinofuranosyl-P-decaprenol, suatu intermediet dari biosintesa arabinan. Arabinosil transferase yang dikoding oleh embB, suatu enzim yang terlibat dalam biosintesis arabinogalaktan adalah target dari EMB pada M.tuberculosis.
Strain yang resisten terhadap EMB memiliki KHM > 7,5 ppm. Mutasi terhadap resistensi EMB muncul pada frekuensi 10-5. Mutasi pada operon
embCAB, terutama embB dan terkadang embC adalah penyebab resistensi dari EMB. Mutasi kodon 306 pada embB adalah yang sering ditemukan pada strain isolat resisten EMB, terhitung sebanyak 68% strain resisten. Meskipun demikian, sekitar 35% strain resisten EMB (KHM < 10 ppm) tidak mengalami mutasi
embB, kemungkinan disebabkan oleh mekanisme yang berbeda.7 5. Streptomisin (golongan aminoglikosida)
SM adalah antibotik golongan aminoglikosida yang aktif melawan beberapa spesies bakteri, termasuk M.tuberculosis. SM membunuh secara aktif basil tuberkulosis yang sedang tumbuh dengan KHM 2-4 ppm, tetapi tidak aktif melawan basil yang tidak tumbuh atau basil intraseluler. SM menghambat sintesis protein dengan mengikat subunit 30S dari ribosom bakteri, menyebabkan kesalahan pembacaan dari mRNA selama translasi. Sisi aktif SM pada ribosom subunit 30S dari protein S12 dan 16S rRNA.
Resistensi terhadap SM disebabkan oleh mutasi pada protein S12 yang dikoding oleh gen rpsL dan 16S rRNA yang dikoding oleh gen rrs. Ini merupakan mekasnisme yang paling umum terjadi pada resistensi SM, sekitar 50% dan strain resisten SM sebanyak 20%.
Mutasi yang paling umum terjadi pada rpsL adalah subtitusi kodon 43 dari lisin menjadi arginin yang menyebabkan resistensi tingkat tinggi pada SM. Mutasi kodon 88 juga sering terjadi. Mutasi gen rrs muncul pada putaran 16S rRNA dan terbagi menjadi dua wilayah sekitar nukleotida 530 dan 915.
Bagaimanapun, sekitar 20-30% SM resisten dengan resistensi tingkat rendah (KHM < 32 ppm) tidak mengalami mutasi pada rpsL atau rrs, yang mengindikasikan adanya mekanisme resistensi lainnya. Baru-baru ini, mutasi
gidB yang mengkoding 7-methylguanosim (m(7)G) methyltransferase spesifik pada 16S rRNA diketahui menyebabkan 33% resistensi tingkat rendah pada isolat
M.tuberculosis.7
2.9.2. Konfirmasi MDR-TB Secara Mikrobiologik