Karakterisasi Fenotipe dan Genotipe Streptococus agalactiae Isolat Asal Indonesia Penyebab Masitis Subklinis pada Sapi Perah

KARAKTERXSASI

FENOTIPE

DAN GEMQTIPE

Streptococcus agaiactiae

[SOLAT ASAL INDONESlA

PENYEBAB

MASTITIS

SUBKLINIS PADA

SAP1

PERAH

QLEH

:

AGNESIA ENDANG TRI HASTUTI

WAHYUNI

PROGRAM

PASCASARJANA

AGMESW ENOANG TRI HASTUTt WAHYUHI. KamWsasi F e w dan Genotipe

a g a W h #

lsolat Asal Indomsh Pmy@bab MasW Subkiinis pada

Sapi Pmh. Dibimbing okh t WAYAM TEGUH WtBAWAN, MASDUKI

PARTADIREDJA (Aim), FACHRIYAM HASMI PASARIRU, BAM8ANG mPITJO

PRIOSOERYANTU dan WlDYA ASMARA.

Sm#mxas

a g a b w m p a k a n =I&

satu

pmyelmb uEama masIi#s

subkiinis pada sapi parah

dm

menrpakm parasit

Miart

pada ambing, Pada

manu& bakM Eni mnpbablran infeksi mmatd seria pasta sari pa& wnita. Kadttwhsi S. a m M a e ini seafa

i c o n w ~ l

d m g ~

matoda

se-ng.

mdasawn atxls kekradaan antfgm tipe $ w a gemuka~in Sd b a r n *

s.

agalwfhe dapat dibagi ka dahm Wmmpa serotip pitu 9

antigen

polisdwida dan 3 mtQm protein. Wahupun metode irri swing

digu-n

namun s&duhp metode

ini mash mempunyai

kekmahan

d a m mwnbedakm bakM secata M h

diskriminat#/ rinci, apakgi masih banyak S.

qp&&w

y ~ l n g Mum bisa dibngirern ke

&!am

serrotipe

y m g

acla atau kdmpdr nontypabh (P17").

W h

h m a iEu pmbkaim baru dmgan matihat

s e a m

gemtip Weri p&u

h.

PenMan

ini W j u m unktk rnqetahui pbedpsean

*ran

#rot@, huhngan fvtnotipe

dan

senrtfpa

sewta

mengaabhui e l DNA maupun kekembatan mtw Esolrd Sdmg

manfaat dari peditian ini dihsrapkan dapat mmberi masukm

d a m

pngendalian

m a a s %Winis wrta menmican ciri W a r

png

dap& digunakan untuk

mmgetehui kemungkinan tajadinya

infeksi

a i m antam sapi dm

mnusia

yang

hrguna untuit W i apiderniolqis cian zoonosis.

PreridtbnifiW kWri ini dilakukan berclasafkm morfoiogi koloni dan

a n y a

%mama

faMw

Cirn'stie

W n s

M w h &&mn yang dihasiikm. Smmtara p m t u a n gnrp baMeri

dilakukan dengan

uji imundikrsil Agar

Gel

PtWpitafion T& (AGPT) dmgm mmggmakan serum W t k & M a p gntp B.

Eemrtifw

dad S.

a g a k b e tiitentuh dengan meilhat pula prtumbuhm pada media

cair

T m Hewit Broth (THFI), medm

agar

lmkl safiwar, panjang m i

dm

karaktw prmukaanl

tridmfobisbs kbwi thngan Safi &#gation Test. Setman serotipe

dad

S.

W a W e ditantukan dengan uji serottpe mmggunakan anthwm spesifik brhatbp antgen fipe i d a t nrjukan dengan AEPT. Ganotipa

&ri

Wdwi dilahkan d-n metode rrrsrcrr, mstmfm * . !Bgm811t lempdynmphiism (MFLP) schizotypng

dmgan p u W

fiaW

g&

eMny,fiamsis

(PFGE)

Had pen Jitian mnunjukkan ada prkiam distribusi s e r d p S. -kcthe dari

W r ,

Boptali

dan Makng.

Kabanyakan

isalat

S.

a

g

-

adalah

NT dsn

anwen

protein X adaiah ~Totiptb y m g paling serirtg mum& S. a p m

yaw

turnbuh jemih pa&

media

cair, bersifat irarnpak p&da nwdi agar tunak, m p u n y a i

rantai yang panjmg dan twrsifat hidrafabiic. Sebaliknya S.

ag&&ae

ymgl t u M

kemh pada media

a i r ,

kdoni brsifat difus, berantai pen& dan bemifa4 hidtofilik. Ada hut#rngm antam femtlpe dmgm mmtipe S,

sga-.

Harsil gmotipe dewan

mtde

MFLP/ schhutyping dengan PFGE hmpak S. ag&&m menghasilhn

m a n Deowbo N-ic A M (DNA) yang & i t dan dari 21 isoM

arfa

t5

pub

profile DNA yam bMda dan ditamukan 3 isalat yang tidak dapat dipom d& endm S m l . Dari pnelitiatl ini

dapat

disimpulkan hhwa (1)

ada

W a a n semtip

entar wilayah,

(2)

actia

hubungan

a t a m fenutipe dm -tips

#am

(3)

a&

ABSTRACT

AGNES& WDANG TRI HASTUTI WAWUNI. Charactlerizatbn

of

Pheraotype and

Genotype

of

StmpWwws

agak&ae

Isolated from tndonesia As Causetim Agent uf StMinic=nl Mastitis in Dairy

Cam.

Under 4 k direction

of

I WAYAN TEGUH

WMWAN, MASDUKI PARTADIREDJA, FACHRIYAN MASMI PASARIBU,

BAMBANG PONTJQ PRIOSOERYANTO and WDYA ASMARA

Strreptocoocus aga- is

one

of

$M mein

a@mb

responsible POT subdinid mastitis

in

dairy M e

and

as

an

oblig&e parasite in wddw.

In

human, this tiacteria

are #e h d q j -use

of

human

pstpwhm ancl nmmW infeckhs.

Charackwk&im

of

S.

ag#I&b

trsuaiiy

dana

by

canvantiotral samtypng methods,

Up

to

now,

b a a

on

the occumce

of

surface antigens. S. could b

d e w in

to

9 potysaccharitfe

snntigem

ptncj 3 protein antigens, Amugh this

m e t ) r o d i s a f f e n ~ b u t ~ ~ t y t h e m e t h & M BackdasMddiydiscriminabry

~ ~ a n d t h e e ~ s m w s f ~ M ( N T ) , ~ a n e w q p r o a & t > y genotypbg Mbeused. T # w a i m o f t t r i s ~ ~ s t o t a P a w h o w t h e ~ b u i b n

uf

-type of S. qjaiadiae, ihe relatianstrip

of

plwnotyp~ md

moty#m

and

4ha

p r a f i l e o f D N A a n d t h e g ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ * T I r e h m F i t a f t b s rewar& might give an infomatian in pravmtiva of the sut3dMml mastitis and

to

fmd

a ~ c m r l r ~ t h a t c a n k u s e d f o r ~ n o f a m s ~ n ~ h u m a n and m e .

F'1-alchtifhtion

of this bacteria was done based

on

lhe present

af

Christie

Atkins Mum& Petmen piranarnm

and

c o b y morphoioglks. Mik determination

uf

group

8 was dons by using

graup

8

s p W antisauum in

immunadifusion assay1 Agar Gel Precipitation Test (AGPn. The pbnotyplc of

isdata was determined

by

the growth pattern

of

S, agai&m

in

Todd Hwitk 8mth

(THB) and soft-agar media, the chain langtfr

of

hctaria and the

r

w

W

charactat/

hydmpbbidty was determined by using Satt Aggregation Test

of

S. agaiadiae was dona

by

using spesific antiserum

against

S. a p k # a mfemncta

strains

in AGPT. The genotypic

of

the

bacteria

was d m

by

macrr, m4rictian

fragment bty#h polymorphism (MFLPY schi;k*ng mthad using PuWfiaid gel eiactrophoresis (PFGE)

.

Resub

of

the pmssnt study strowed $ha4

there are deferences

disbibubn

of

serotrpa uf S.

ag#I#cfiae

kom

m r ,

byolali ang Malmg.

Mast

S. egaWa@

isolates

are

nontypeabk strain

(NT)

and lhe

type

a&$pn X is the most

frecluant

serotype. S. ipgalache mi grew as sediment wi4h char supernatant in fluid medium

(THB), formed compact cdwties in &-agar and

have

a lung &stin famation with a

hydrophobic surface. In contrast,

bacteria

g m w

krrt>id in fluid medium, showed

diffuse colonies in

--agar

and

have

a sttort

chain

fwmafim will haw a hirjmphili

surFace.

Them

is a relationship btween phenotype and semtype

d

S.

aga-.

Genotypic using

sdrixamng

meahads by PFGE with Smal restriction enzyme showd that S.

agalacthe

pmdumd Deaxyrib Nudaic Acid (DNA) discrete ftagmants

.

Thm

are

3 isolates

of

S. aga-

4

k

4

a n nut be W C f E K j by Snrai

enzyme.

Q m i c DNA analysis af 21

isolates

sirowed 15 & i t

DNA

pPafibs. The cclndusion

of

ttrese

research are ( 3 )

there

is a difbmnt

of

distibutian of

serotypes, (2) there is a relationship between phenotype and

smtype

and (3) tiwe

SUUAT PERMYATAAN

Dengan ini saya rnenyatakan bahwa disertasi berjudul :

"KARAKER15ASI FENOTfPE DAM

GENQTIPE

S-us

ag&bCtJBe

1-T

ASAL

lN00NESfA PEWEBAB MASTITlS SUBKtJNfS

PADA

SAP#

P€RAHm

adalah

b r t a r menrpakan h s i i kertya saya sendiri dan k i u m p m h dipubliksikan.

Semw sumtwr data cSan infomasi yam tiiunakan b h h dinyatakan secara jdas

dan &pat

dipxiksa kebnarannya.

Bogor, Agustus 20I32

Yang menyatakan

KAMKERISASI

FEWOTIPE

DAN

GENOIIPE

S-US

agalectiae

lSOlAT ASAL INDUNESIA

PENYEBAS

MASTlnS

SUSKLINIS

?ADA

SAP!

PERAH

PROGRAM PASCASARJANA

tNSTITUT PERTANIAM

BOGQR

Judu l Disertasi : Karakterisasi Eenotipe

dan

Genotipa

Stmptacomrs

agdiacfiae lsolat Asal Indonesia Penyebab Mastitis Subklinis pada Sapi Perah. Nama : Agnesia Endang Tri Hastuti Wahyuni

NRP : 985102

Program Studi : Sains Veteriner

Dr. Drh. I Wayan Twuh Wibawan, MS Ketua

Prof. Drh. Masduki Paftadiredja. MSc, Ph. D tAlrn) Dr. D&. Factlfivan Hasmi

Pasaribu

Anggota Anggata

X

-

O h . W#dya Asmara. SU., Ph.0

Angwb

2 .

Ketua

Program Studi Sains Veteriner ram PascasaFjana

Penulis dilahirkan di Karanganyar Solo pada tanggal 15 Agustus 1962 sebagai anak ketiga dari 6 bersaudara dari pasangan

SoekranBo

(Aim) dan Sami (Almh). Pendidikan Sa jana di tempuh di Fakultas KedoMeran Hewan Universitas

Gadjah Mada Yogyakarta, lulus pada tahun 1986

dan

gelar DoMer Hewan diperoleh pada tahun 1988. Pada tahun 1995 penulis diterima di -ram Studi Sains Veteriner Program Pascasa jana IPB, dan gelar Magi* Sam diperdeh tahun 1998. Pada

tahun

yang sama penulis melanjutkan ke jenjang Program Doktor pada Program Studi yang sama dan pada perguruan tinggi yang sama pula. Beasiswa pendidikan pascasajana baik program Magister maupun program Doktor diperoleh dari Tim Manajemen Program Doktor Direktorat Jendral Pendiiikan Tinggi

Departemen Pendidikan Nasional. Penulis bekeja sebagai Staf pengajar di

Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Gadjah Mada di LabcmWium Mikrobiologi sejak Januari 1991, bidang penelian yang digeluti adalah bakteriologi. Sebelum menjadi staf pengajar, penulis pemah bekerja pada petemah sapi perah PT. Nandi Amerta Agung di Salatiga Jawa Tengah selama kurang lebih 2 tahun.

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala kasih dan kanmia-Nya penulis berhasil menyelesaikan karya ilmiah yang berjudul

Karakterisasi Fenotipe dan Genotipe Stmptococcus agalactiae lsolat Asal lndonesia

Penyebab Mastitis Subklinis pada Sapi Perah. Karya ilmiah ini merupakan hasil penelitian terhadap salah satu penyebab utama mastitis subklinis pada sapi perah, yang dilakukan sejak tahun 1999 dari 3 daerah yaitu Bogor, Boyolali dan Malang.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr.

Drh. I Wayan Teguh Wibawan, MS; Prof. Drh. Masduki Partadiredja, MSc, Ph.D

(Alm); Dr. Drh. Fachriyan Hasmi Pasaribu; Drh. Bambang Pontjo Priosoeryanto, MS,

Ph.D dan Drh. Wdya Asmara, SU, Ph.0 selaku Tim Komisi Pembimbing. Kepada

Tim Manajemen Program Doktor Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikari Nasional penulis juga sampaikan terima kasih. Rasa terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Drh. I Wayan Teguh Wtbawan, MS atas bantuan sebagian dana penelitian dari Penelitian Hibah Bersaing VII Direbrat Jendral Pendidikan tinggi Departemen Pendidikan Nasional. Kepada lndonesia Toray Science Foundation (ITSF) 8 tahun 2001 yang telah rnemberikan dana sehingga penelitian ini be rjalan lancar. Ucapan terima kasih pula penulis sampaikan kepada Kepala Laboratorium Terpadu Fakultas Kedokteran Hewan lnstitut Pertanian Bogor yang telah mengijinkan dan memberi kesempatan sehingga penelitian ini dapat berjalan lancar. Tak lupa kepada Direktur SEAMEO BIOTROP yang telah memberi ijin untuk melaksanakan sebagian penelitian ini di Laboratorium

Bioteknologi dan kepada Bapak Dr. Ir. Antonius Suwanto, MSc yang telah memberi

kesempatan dan memberi masukan penulis ucapkan terima kasih. Terima kasih juga kepada Drh. Budi Tri Akoso, MSc, PhD., Direktur Kesehatan Hewan, Direktorat Jendral Bina Produksi Peternakan, Departemen Pertanian dan Dr.dr. Sri Budiarti Poetwanto, Staf Pengajar Jurusan Biologi FMIPA-IPB yang telah bersedia menjadi

Dosen Penguji Luar Komisi. Untuk rekan-rekan: Endang Endrakasih, Titiek

Djanatun, Mahdi Abrar, Sri Estuningsih, Eva Harlina, Fadrial Kamil, Zinatul Hayati atas saran, dorongan semangat dan kerja samanya selama ini. Untuk : Juwanto, Budi Pumomo, Fitria Khumiawati, Enysa, Diantyna, Endang Sri Pertiwi dan Ira Ramadhani yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian, juga terima kasih

untuk Bapak Drs. Agus Somantri yang te!ah membantu menyediakan media selama

penelitian ini, bapak Drs. Eddy Yusuf dari LIP1 Cibinong yang telah ikut memberi masukan dan bantuannya. Ungkapan terima kasih juga untuk almarhum ayah (Soekranto) dan almathumah ibu (Sami), kakak-kakak (Drs. Joko Supriyanto, MS; Ir. Edhy Sriyarmanto, k4Sc) dan adik-adik (Dra. Elizabeth Titik Kuspangestiningrum; Dra. Yasinta Wadhani Sutera Dewi; Dra. Anastasia Sutjijati Sulistijaningsih) serta keluarga besar bapak mertua Drs. Soetjipta, MSc. Untuk suami Drh. Setio Seputro Wdodo Triono, ke-dua buah hatiku Dhimas Husada dan Setia Bhagawanta, mbak Prantina atas segala bantuan, perhatian, pengertian, doa dan kasih sayangnya.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Agustus 2002

DAFTAR

IS1

Halaman

...

DAFTAR TABEL vi

...

DAFTAR GAMBAR vii

DAFTAR LAMPIRAN

...

viii

I

.

PENDAHULUAN

1 1

. .

Latar Belakang

...

1

1.2. Tujuan Penelitian

...

3 1.3. Hipotesis

...

3

II . TINJAUAN PUSTAKA

...

2.1

.

Streptococcus agalactiae

2.1.1. Mikrobiologi S

.

agalactiae

...

2.1.2. ldentifikasi S

.

agalactiae

...

2.1.3. lnfeksi oleh S

.

agalacfiae pada Hewan dan Manusia

...

2.2.

Fenotipe

S

.

agalactiae

...

...

2.3. Sem?ipe S

.

agalactiae

...

2.3.1

.

Antigen Polisakarida

...

2.3.2. Antigen Pmt3in

2.4. Faktor Virulen S

.

agahcfiae

...

...

2.4.1. Faktor Virulen Struktural

2.4.2. Faktor Virulen Nonstnrktural

...

2.5. Mastitis Subklinis oleh S

.

agalactiae

...

...

2.5.1. Mastitis Subklinis

...

2.5.2. Deteksi Mastitis Subklinis

2.5.3. S . agalactiae Sebagai Penyebab Mastitis Subklinis

...

Ill

.

BAHAN DAN METODE

3.1. Bahan

...

.

3.1 1. lsolat Bakteri 30

...

3.1.2. Hewan Percobaan 30

...

3.1.3. Bahan Kimia, Media dan Alat 30

Metode Penelitian

3.2.1. Penapisan Mastitis Subklinis

...

31 3.2.2. Preidentifikasi S

.

agalactiae

...

31

...

3.2.2.1. Morfologi Koloni Streptokokus 31

3.2.2.2. Uji CAMP

...

31

...

3.2.3. ldentifikasi S

.

agaladrae 32

...

3.2.3.1. Penentuan Grup (Serogruping) 32

...

3.2.3.1 .a. Pembuatan Ekstrak Antigen untuk Serogruping 32

3.2.3.1

.

b. Uji lmunodifusi dengan Agar Gel Prwiphtion (AGP)

33

...

3.2.4. Fenotipe S

.

agalactiae 34

...

3.2.4.1. Pertumhhan pada Media Cair (THB) 34

3.2.4.2. Pertumbuhan pada Media Agar Lunak

...

34

...

3.2.4.3. Panjang Rantai 35

3.2.4.4. Uji Hidrofobisitasl Karakter Permukaan

...

35 3.2.5. Penentuan Serotipe Secara Serologi I Semfyping

...

35

...

3.2.5.1. Pernbuatan Antigen Permukaan lsdat Rujukan 35

3.2.5.2. Pembuatan dan Preparasi Antiserum lsdat Rujukan

..

36

...

3.2.5.3. Uji Imunodiisi Antiserum yang Belum Diabsorbsi 37

...

3.2.5.4. Pembuatan Antiserum Monospesifik 38

3.2.5.5. Serotyping S

.

agaladiae lsolat Lapang dengan Antiserum Monospesifik

...

38 3.2.6. Genotipe S

.

agalactiae

...

3.2.6.1. Penyiapan Suspensi Bakteri 39

...

3.2.6.2. Penyiapan DNA Genom Utuh dalam Blok Agarose 39

....

3.2.6.3. Pemotongan DNA Genom dengan Enzim Restriksi

40

3.2.6.4. Pemisahan Molekul DNA dengan PFGE

...

40

...

3.2.6.5. Analisis Data 41

IV . HASlL DAN PEMBAHASAN

4.1. Penapisan Mastitis Subklinis dengan Menggunakan Pereaksi IPB-1

..

42

...

4.2. Preidentifikasi S

.

agalactiae 43

4.3. ldentifikasi S

.

agaladiae

...

45 4.4. Fenotipe S

.

agalactiae pada Media Cair. Agar Lunak. Panjang

Rantai dan Hidrofobisitas Bakteri

...

50

...

4.6 Genotipe S

.

a g a k h e dari

Bogor.

Boyolali

dan Malang

dengan

PFGE

...

64

V

.

KESIMPULAN DAN SARAN

DAFTAR

TABEL

Halaman

...

1 Jadwal penyuntikan dan pemanenan serum kelinci

2 Hasil penapisan sampel susu dari Bogor, Boyolali dan Malang terhadap mastitis subklinis dengan rnenggunakan pereaksi IPB-1

...

3 Hasil identifikasi S. agalactiae isolat dari Bogor, Boyolali cian Malang dengan serogruping menggunakan uji AGP

...

4 Hasil uji CAMP positif yang bukan S. agaladiae dari Bogor, Boyolali dan Malang

...

5 Hasil isolasi S. agaladiae dari sampel susu mastitis subklinis dari

Bogor, Boyolali dan Malang..

...

:.

...

i..

.

6 Fenotipe S. agaladiae dari Bogor, Boyolali dan Malang pa& berbagai

...

media

7a Data spesifisitas antiserum sebelum absorbsi antara antiserum isolat

...

rujukan dengan antigen permukaan isolat rujukan

7b Data spesifisitas antiserum sesudah absorbsi antar antiserum isolat rujukan dengan antigen permukaan isolat rujukan

...

8 Hasil uji sebaran semtipe S. agaladiae dari Bogor, Boyolali dan

...

Malang

9 Hubungan antara serotipe dan fenotipe S. agaladiae dari Bogor,

Boyolali dan Malang

...

10 P i DNA S. agakctiae dengan enzim resbiksi Smal dari Bogor,

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Struktur natif antigen polisakarida tipe la dan Ib

...

13

...

2 Stnrtur natif antigen polisakarida tipe 11 13

...

3 Struktur natif antigen polisakarida tipe 111 14

...

4 Struktur natif antigen polisakarida tipe IV

...

.

.

15

5 Struktur natii antigen polisakarida tipe V

...

15

6 Morfologi koloni S

.

agalactiae yang diisolasi dari susu sapi perah

mastitis subklinis pada media agar darah

...

44

7

Hasil uji CAMP antara P-hemolitik S . sums strain Pernth dengan

koloni streptokokus

...

45

8 Uji imunodifusi/ uji AGP antara serum spesifik grup B dengan ekstrak

antigen stt-eptokokus isolat lapang

...

47

9 Fenotipe S

.

agalactiae pada media cair (THB).

...

53

...

10 Fenotipe S

.

agalactiae pada media agar lunak 54

11 Morfologi bakteri S

.

agaladiae dengan pengecatan Gram

...

56

12 Hasil uji Imunodisi/ uji AGP antara serum monospesifik t e h d a p

antigen tipe dengan antigen perrnukaan S

.

agalactiae isolat lapang ... 62

13 Pita DNA genom isolat S

.

agalactiae berasal dari Bogor. Boyolali dan

...

Malang dengan enzim restriksi Smal dengan PFGE 65

14 Dendrogran yang menunjukkan hubungan kekerabatan antar isolat S

.

Htxh

man

...

..

1

SW-sifat

dan hasit uji S

.

aga- dari Bugor ,..,.,

...

04

2 Siat-sifat dan hasil uji S

.

agabctipe4 dari Ek, yubli

...

85

4 Data Bier berda-n ada-tidaknya pobngan DMA S

.

agalacfh

dari

I.

PENDAHULUAN

1

.I.

Latar Belakang

Penyakit radang ambing atau yang dikenal sebagai mastitis merupakan masalah

utama

&lam dunia petemakan sapi perah, karena dapat menyebabkan kenrgian yang besar akibat adanya penunman produksi susu, penurunan kualitas susu, penyingkiran susu, biiya perawatan dan pengobatan yang tinggi serta

pengafkiran temak lebih awal. Kejadian mastitis sekitar 97-98% merupakan rnastitis subklinis, sedangkan 23% merupakan hsus mastitis klinis yang terdeteksi (Sudarwanto 1999). Menurut Wibawan

et a/.

(1995) kejadian mastitis subklinis di Indonesia sangat tinggi (85%). Mastitis subklinis merupakan peradangan jaringan interna kelenjar ambing tanpa ditemukan adanya gejala klinis baik pa& susu maupun ambingnya, namun terjadi peningkatan jumlah sel radang, ditemukan

mikroorganisme patogen dan te rjadi perubahan kirnia susu (Sudarwanto 1999).

Dari hasil penelitian Wibawan et al. (1995) terisolasi Stn?ptococcus agalactiae pada kejadian mastitis subklinis sebesar 83% di wilayah Bogor, 82% untuk wilayah Boyolali dan sebesar 80% untuk wilayah Malang. Sedang Benda et

al. (1997) mengatakan bahwa dua bakteri

patogen

penyebab mastitis yang sering ditemukan yaitu S. agalacfiae (92%) dan Staphfloaxcus aums (67%). S.

agalactiae merupakan parasit oMigat pada ambmg sapi perah (Kennedy 1970). Selain menyebabkan mastitis subklinis, S. agalactiae atau dikenal sebagai

Streptokokus Grup B (SGB) pada kedokteran manusia dapat rnenyebabkan pneumonia, septisemia maupun meningitis pa& neonatal dan saluran kelamin wanita sebagai reservoimya (Baker 1980; Limansky et al. 1998). Angka prevalensi

dilahirkan oleh ibu dengan kolonisasi SGB akan mendapatkan kolonisasi yang sama

melalui transmisi vertikal yaitu melalui saluran kelamin ibu saat melahirkan (Edward

& Baker 1995).

Karakterisasi bakteri ini secara konvensional dilakukan dengan metode

serotyping. Berdasarkan spesifisitas antigen permukaan S. agalactiae ada beberapa

serotipe yaitu yang memiliki antigen polisakarida yang sampai saat ini ada 9 serotipe

yaitu la, Ib, 11, Ill, IV, V, VI, VII, Vlll dan yang memiliki antigen protein yaitu c, R, X

(Gravekam et a/. 1999; Bushman 1998; Kogan et all 1996). Menurut Wibawan &

Laemmler (1990a) isolat S. agalactiae dapat memiliki serotipe dengan antigen

polisakarida baik berdiri sendiri maupun dalam bentuk kombinasi dengan antigen

protein, misalnya ldc, IIIX. Namun demikian ada isolat yang belum bisa

diklasifikasikan kedalam serotipe yang ada dan disebut sebagai nonjrpeable (NT).

Hasil sebaran serotipe ini penting untuk diketahui karena dapat dipakai untuk

menduga faktor viwlen yang paling sering munculldominan dalam proses infeksi.

Disamping itu juga merupakan inforrnasi dasar dalam mempelajari epidemiologi

penyakit maupun untuk menemukan cara pengendalian penyakit tersebut. Meski

metode ini sering dipakai, namun sebetulnya mempunyai kelemahan dalam

membedakan baktefi secara lebih diskriminatiflrinci, apalagi masih banyak isolat S.

agalactiae dari sapi yang termasuk kelompok NT (Blumberg et a/. 1992; Fasola et a/.

1993; Limansky et a/. 1998). Akhir-akhir ini pendekatan secara molekuler bertujuan

untuk mengetahui perbedaan genom diantara organisme yang sangat dekat telah

digunakan untuk analisa S. agalactiae yaitu dengan Restriction Enzyme Fragment

Length Polymorphism (RLFP), -typing, Multi locus enzyme electrophoresis dan

1992; Denning et a/. 1989; Fasola et a/. 1993; Bentley & Leigh 1995; Gordillo et a/. 1 993; Quentin et a/. 1995)

Meski kejadian mastitis subklinis pada sapi perah yang disebabkan oleh S.

agalactiae di Indonesia tinggi, namun penelitian mengenai S. agalactiae sebagai

penyebab masih sedikit dilakukan. Bahkan sampai saat ini belum atau masih sedikit

diketahui bagaimana sebaran serotipe, ekspresi fenotipe apalagi profil DNA dari bakteri tersebut. Sampai saat ini faktor virulen S. agalactiae yang paling dominan

berperan dalam penampilan mastitis subklinis masih sangat terbatas. Kajian

epidemiologi dengan mempehitungkan sebaran serotipe belum banyak dilakukan.

Oleh karena itu penelitian tentang karakterisasi fenotipe dan genotipe S. agalactiae

isolat asal Indonesia sebagai penyebab mastitis subklinis pada sapi perah perlu

dilakukan.

1.2.

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah : (1) melihat sebaran serotipe S. agalacfiae

dari Bogor, Boyolali dan Malang, (2) melihat hubungan antara fenotipe dengan

serotipe dari isolat yang diperoleh (3) melihat profil DNA dan kekerabatan isolat dari masing-masing serotipe maupun masing-masing daerah.

1.3.

Hipotesis

:

1. Ada pola sebaran serotipe S. agalactiae yang berbeda-beda antar daerah

2. Ada hubungan antara fenotipe dengan serotipe

3. Ada perbedaan profil DNA dan kekerabatan dari masing-masing serotipe dan

II.

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Streptococcus agalactiae 2.1 .I. Mikrobiologi S. agalactiae

Streptokokus berasal dari bahasa Yunani yaitu

Sfepbs

yang berarti flexibel atau mudah disesuaikan dan coccus yang artinya bijilbibi. Sehingga menurut Foster

et a/. (1957) bisa diirtikan seperti untaian biji yang panjang menympai bentuk kalung. Sedang kata agalacfiae berarti ingin air susu yang menunjukkan habitat dari

bakteri tersebut (Sneath et al. 1986). Bakteri ini pertama kali diisolasi oleh Nocard dan Mollereau pada tahun 1887 dari kasus mastitis. Oleh karena itu mikroorganisme ini diberi nama S. nocadi (Jelinkova 1977).

S. agalacfiae adalah bakteri gram positif, tidak bergerak, tidak berspora, berbentuk bulat/kokus, tersusun &lam rantai bervariasi antara 20 sampai 40 sel &n dapat membentuk kapsul (mikrokapsul). Bakteri ini dikelompokkan dalam streptokokus yang bersifat pyogen yang beftanggung jawab temadap infeksi

bernanah, bebntuk bulat atau ovoid dengan diameter 0,6

-

1,2 pm dapat dikenal dari sifat-sifat biokimia yang dimilikinya (Rotta 1986; Joklik 1992; Gotoff 1992; Edwards & Baker 1995). Berdasarkan hernolise yang dihasilkan pada agar darah domba 5%, bakteri tersebut rnemiliki hemolise alfa, beta dan garna. Hemolise alfa ditunjukkan dengan adanya zona kehijauan disekitar koloni, zona terang dan luas disekitar koloni apabila bakteri mempunyai hemolise beta

dan

tidak terbentuknya

zona disekitar koloni menunjukkan sifat hemolisis gama (Kelser & Scoening 1948).

Pembagian kelompok Streptokokus pertama kali oleh Sherman (1937) menjadi : (1) Streptokokus Piogenik, biasanya P-hemolisis, tidak tahan panas dan

yang

kuat Tennasuk diilamnya ~ t o c o t m s agalactiae dan Stleptouxws pyugenes. (2) Streptokokus Viridans, tumbuh pada suhu 45% tidak tumbuh pada suhu 1 0 ' ~ ~ termasuk spesies Streptococcus themrophilus, Stteptoaxxus bovis dan

Streptococcus mutans. (3) Streptokokus laktik, tumbuh pada suhu 1 0 ' ~ tidak tumbuh pada 4 5 ' ~ ~ spesies yang termasuk antara lain Stteptomccus lactis dan

Streptococcus cmmoris. (4) Enterokoki, yang memiliki kemampuan hemolisis bewariasi, tumbuh pada suhu antara 10

-

45%. Beberapa spesies yang termasuk di dalamnya adalah Stmptococcus bcalis, Streptococlcus lquifaciens, Stmptococcus

zyogenes dan Streptococcus dumns.

Lancefield pada tahun 1933 mengamati suatu komponen polisakarida (substansi C) yang terdapat pada dinding sel bakteri streptokokus. Reaksi dengan

serum yang mengandung antibodi spesifik terhadap bakteri tersebut menyebabkan presipitasi, dari sinilah streptokokus dibedakan berdasarkan spesifikasi grup dengan

A, B, C, dan sebagainya (Wilson & Miles 1975). Sampai saat ini telah d i u k a n 20

grup streptokokus yang terdiri dari grup A sampai V kecuali grup I dan J.

Streptocaxs agalactiae tennasuk grup B, memiliki komposisi karbohidrat g w p spesifik tertentu yang terdiri dari D-glukosarnin, D-galaktosa, glusitol dan L-

rhamnosa (Joklik 1992; Edwards & Baker 1995j

2.1.2. ldentifikasi S. agalactiae

Untuk identitifikasi S. agalactiae dilakukan terlebih dahulu preidentifikasi

bakteri dengan melihat morfologi koloni dan uji Christie Atkins Muend, Petersen

(CAMP). Morfologi koloni dari streptokokus dilihat pada pertumbuhan di media agar darah domba 5%. Koloni akan berbentuk bulat kecil, dengan permukaan sedikit

hemolik 11439% strain. Namun demikian 5.15% adabh non hemolitik, sedangkan

untuk a-hemolitik jarang ditemukan (Joklik 1992; Edwards & Baker 1995).

Preidentifikasi dengan uji CAMP didasarkan atas kejasama yang sinergis

antara Staphy/ococcus aumus p-hemolitik strain Pertsch dengan S. agalactiae pada

agar darah sehingga membentuk zona kepala panah (amhead) atau setengah

bulan dengan lisis sempuma pada P-hemolitik (Brown et a/. 1981). Menurut Lay &

Hastowo (1992) S. aureus P-hemolitik mempunyai sifat hemolisis tidak sempuma

(partial hamolytic) akan berubah menjadi hemolisis sempuma sehingga terlihat zona

yang lebih terang di sekitar pertumbuhan S. agalactiae. Semua strain S. agalactiae

(Lancefield grup B) membentuk bahan-bahan yang dapat berdifusi untuk melengkapi

lisisnya eritrosit domba oleh hemolisin-P S. aumus sehingga memberikan reaksi

CAMP positif (Christie et a/. 1944). Hal yang sama telah dilakukan oleh W~bawan et

a/. (1995) dan Wahyuni (1998) dengan menggunakan S. sums (3-hemolitik strain

Pertsh.

ldentifikasi definitif untuk S. agalactiae (serogmuping), dapat dideteksi

berdasarkan jsnis kahhidrat yang terdapat pada dinding sel spesifik grup yang

selanjutnya dikenal dengan ca&ohydmte specific group. Pada S. agalactiae,

sejumlah metode diagnosis baik untuk menentukan serogrup maupun serotipe yang

dapat digunakan antara lain: imunodifusi, countecumnt immunoeledmphoresis,

enzyme-linked immunoso&ent assay (ELISA), imunofloresen tidak langsung,

koaglutinasi dengan stafilokokus dan aglutinasi dengan lateks (Towers et at. 1990;

Wibawan & Pasaribu 1993; Edwards & Baker 1995; Ruoff 1995). Salah satu

metode yang sering dipakai adalah metode imunodifusi (Ouchterlony). Metode ini

pembacaannya yang relatif lama (18-24 jam) dan memerlukan bahan yang relatif

mahal (VVibawan & Pasaribu 1993).

2.1.3. lnfeksi oleh S. agalacfiae pada Hewan dan Manusia

Selain menyebabkan mastitis subklinis pada sapi perah, bakteri ini juga

dilaporkan menyerang kerbau, domba, kambing dan babi. Pada bidang veteriner

selain menyebabkan mastitis, bakteri ini dapat pula menyebabkan abortus dan

cervicitis pada kuda dan babi , abses pada gajah, anjing, merpati, cicak, kadal dan

ikan (Pasaribu et al. 1993; Butter & Moor 1967). lnfeksi bakteri S. agalactiae

pada babi dan dari nutria (hewan pengerat), temyata hanya memperlihatkan sedikit

gejala klinis (Wibawan et al, 1993a). lnfeksi oleh bakteri ini dilaporkan dapat

menyebabkan kematian neonatal pada anjing, namun tingkat morbiditasnya lebih

rendah dibandingkan pada bayi manusia meski secara klinis ada kemiripan

(Komblatt et al. 1983). Sedang menurut Spitznagel et al. (1983) bakteri ini

menyebabkan arthritis pada tikus setelah 6-8 hari, tidak ada lesi atau luka pada kulit,

..

ekor maupun telinga.

Selain menyebabkan infeksi pada hewan, S. agalactiae atau yang lebih

dikenal sebagai Streptokokus Grup B (SGB) pada manusia temyata dapat

menyebabkan meningitis dan septisemia pada neonatal (Baker 1980; Limansky et al.

1998). Bakteri ini pertama kali dilaporkan sebagai patogen pada manusia yang

menyebabkan infeksi pascasalin pada tahun 1935. Manifestasi klinis infeksi

pasmsalin yang disebabkan oleh SGB ini antara lain endometritis, endomiometritis

ataupun endomioparametritis. Pasien-pasien yang menjalani seksiosesaria

oleh bakteri ini (aWmnri 1998). Nampaknya kasus pada manusia meningkat terns

setiap tahunnya demikian juga pada hewan (Schwartz et a/. 1994).

Manifestasi klinis infeksi neonatal dibedakan menjadi dua bentuk yaitu infeksi

dengan onset dini (early onset) dan infeksi dengan onset lambat (late onset). lnfeksi

early onset dapat tejadi ketika bayi masih dalam uterus (Katz 1993) atau dalam

minggu pertama kelahiran (biasanya dalam 20 jam setelah lahir) (Edwards & Baker

1995). Manifestasi yang paling dominan adalah pneumonia (Tamura et a/; 1994).

Pada keadaan yang lebih berat dapat terjadi sepsis yang disertai kegagalan

pemafasan. Pneumonia ini terjadi karena adanya apirasi cairan amnion yang

terinfeksi dalam uterus atau melalui vagina pada saat dilahirkan (Rubens 1992).

Sedang infeksi late onset biasanya tejadi minggu pertama kelahiran hingga

mencapai usia 3 minggu, dengan infeksi yang paling dominan adalah meningitis

dengan mortalitas 1530% (Katz 1993).

2.2. Fenotipe S. agalactiae

Patogenesis streptokokus berhubungan dengan fenotipe pada permukaan

set bakteri, kemampuan opsonik dan sifat protektif dari antigen polisakarida maupun

antigen proteinnya (Kling 1997). Fenotipe bakteri S. agalactiae sangat berhubungan

dengan keberadaan antigen permukaan. Pada umumnya bakteri yang memiliki

antigen protein X dan R dan bakteri yang belum dapat digolongkan pada salah satu

tipe yang ada (NT) menunjukkan pertumbuhan yang jemih pada supematan dengan

endapan pada media cair dan membentuk koloni kompak di media agar lunak (soft-

agarj, serta membentuk rantai yang panjang dan bersifat hidrofobik. Sebaliknya

bakteri yang hanya memiliki antigen polisakarida atau dalam bentuk gabungan

cair, koloni difus pada media agar lunak serta membentuk rantai yang pendek

(Wibawan et a/. 1996).

Selain antigen protein, fenotipe bakteri ditentukan juga oleh adanya kapsul.

Asam sialat adalah merupakan komponen utama penyusun kapsuV polisakarida

bakteri tersebut bahkan keberadaan asam sialat akan menentukan pola

pertumbuhan pada media cair, agar lunak, panjang rantai dan hidrofobisitas bakteri

serta efek hambat dalam proses fagositosis (Wibawan & Laemmler 1991 a). Residu

asam sialat terdapat dalam kapsul dari semua tipe ini dan terdapat dalam jumlah

yang besar pada tipe la, II dan Ill (Wibawan & Laemmler & Pasaribu 1992). Lokasi

residu asam sialat pada tipe II adalah unik dibanding yang lain karena asam sialat

tersebut tidak sensiti terhadap neuraminidase karena terikat langsung pada tulang

punggungnya (Jennings et a/. 1983). Kapsul polisakarida dinyatakan sebagai faktor

yang bertanggung jamb terhadap sifat virulensi mikroorganisme tersebut, dan

ketebalan dari kapsul menrpakan faktor utama (Baker & Kasper 1976). Secara

fungsional asam sialat diketahui dapat mencegah aktivasi lain dari komplemen.

Peran asam sialat sebagai faktor vinrlen bisa secara langsung meningkatkan

pabgenesitas dari bakteri tersebut atau juga bisa beriindak sebagai antiagositosis

(Shigeoka et a/. 1983). Sifat fisikokimia kapsul mencerminkan sifat fisikokimia

karbohidrat non stnrktural seperti menyerupai lendir (amorf), bermuatan negatif dan

sangat hidrofilik (Styrer 1988). Selain itu komponen karbohidrat kapsul seperti asam

sialat pada SGB (Shigeoka et a/. 1983, Wibawan & Laemmler 1991b) dan asam

hyaluronat pada Streptokokus gnrp C (SGC) (Durack 1989) umumnya dimiliki oleh

1982) ditambah dengan kemiripan struktur kapsul dengan komponen jaringan tubuh,

sehingga sifat non antigeniknya juga muncul secara in vivo (Wessels et a/. 1989).

Hidrofobisitas merupakan suatu sifat yang diekspresikan oleh suatu bakteri

berdasar atas komponen yang terdapat pada perrnukaannya. Menurut Pasaribu et

al. (1994) S. agalactiae yang memiliki antigen protein X dan c secara umum bersifat

hidrofobik dan yang hanya memiliki antigen polisakarida saja umumnya cenderung

bersifat hidrofilik. Pada S. agalactiae sifat hidmfobisitas berkaitan dengan morfologi

koloni pada agar lunak. Bakteri dengan derajat hidmfobik yang tinggi memiliki koloni

berbentuk kompak pada agar lunak dan permukaan koloni relatif kasar jika

ditumbuhkan pada media agar darah. Sebaliknya bakteri yang bersifat hidmfilik

memiliki koloni diffus pada agar lunak dan permukaan mukoid pada agar darah

(Kane et a/. 1975; W~bawan & Laemmler 1990b). Bakteri ini umumnya tersusun

dengan rantai pendek (diplokoki), namun panjang rantainya dapat dipengaruhi oleh

faktor lingkungan. Pada medium cair biasanya tumbuh dengan rantai yang lebih

panjang (Joklik et al. 1992). Menurut W~bawan et al. (1995), panjang rantai

dipengaruhi juga olen sifat hidrofobisitas dari komponen permukaan bakteri. Bakteri

yartg bersifat hidrofilik tersusun dengan rantai pendek, sedang bakteri yang bersifat

hidrofobik tersusun oleh rantai panjang. S. agalactiae yang diisolasi dari sapi perah

penderita mastitis subklinis biasanya mempunyai rantai yang panjang, sedangkan

SGB dari isolat manusia biasanya mempunyai rantai pendek.

Selain perbedaan ekspresi fenotipe S. agalactiae antara sapi dan manusia

diatas, perlu diketahui juga perbedaan sifat biokimiawi antara keduanya. Hal ini

penting untuk diketahui karena seperti diketahui bahwa di Indonesia pemerahan

sering berhubungan dengan sapinya dan keadaan ini memungkinkan te rjadinya

infeksi silang antara sapi dan manusia. Perbedaan sifat biokimiawi antara S.

agalacfiae dari manusia dan sapi adalah isolat asal sapi cenderung tidak mampu

membentuk pigmen apabila dibiakkan pada media lslam agar (Islam 1977), sedang

isolat asal manusia sebagian besar mampu membentuk pigmen. S. agalactiae asal

sapi sensitif terhadap basitrasin sedang SGB isolat manusia resisten terhadap

basitrasin (10 U) dan sebagian besar S. agalactiae asal sapi mampu memecah

laktosa sedang SGB asal manusia sebasian besar tidak mampu memecah laktosa.

Dari hasil penelitian Pasaribu, W~bawan dan Warsa (1993) dikatakan 98% S.

agalactiae isolat asal sapi mampu memecah laktosa sedang 89% SGB isolat asal

manusia tidak memecah laktosa. Namun dari hasil penelitian W~bawan et a/.

(1993a) isolat S. agalactiae dari babi dan nutrias memperlihatkan sifat menghidrolisa

Natrium hipurat dan salisin, maltose dan sakarose tetapi tidak dengan esculin,

manitol atau inulin. Sebanyak 53% S. agalactiae dari babi memfermentasi laktosa

sedang tidak ada yang memfermentasi laktosa pada nutrias. Sebagian besar bakteri

sensiti terhadap penisilin dan basitrasin 10 U, namun sebagian besar isolat dari babi

resisten terhadap tetrasiklin. Ditambahkan juga bahwa S. agalactiae dari babi maupun nutrias tidak berperan dalam infeksi silang antara hewan maupun antsra

manusia dan hewan.

2.3. Serotipe S. agalactiae

Berdasarkan atas spesifisitas antigen perrnukaan S. agalactiae dapat dibagi

dalam beberapa serotipe yaitu yang memiliki antigen polisakarida yang sejauh ini

ada sembilan serotipe yaitu la. Ib, 11, Ill, IV, V, VI, VII, Vlll dan yang memiliki antigen

al. 1996). Penyebaran serotipe diantara strain dari S. agalactiae berbeda di

beberapa negara, tergantung dari mana isolat tersebut didapat dan waktu

pengambilannya (Anthony & Okada 1977),

2.3.1. Antigen Polisakarida

Komposisi antigen polisakarida tip-spesifik terletak pada kandungan

galaktosa, glukosa, N-asetil glukosamin dan asam N-asetilneuraminik (sialic acid :

asam sialat). Perbedaan untuk masing-masing serotipe terletak pada rantai tulang

punggung dan ikatan rantai antar cabang gugus polisakarida serta ketebalan

kandungan asam sialat (Anthony 1992; Joklik 1992; Tissi 1998).

Tipe la dan Ib memiliki kesamaan struktur tulang punggung dan rantai

samping namun mempunyai perbedaan hanya pada ikatan cabang galaktosa ke

gugus glukosamin. Antigen polisakarida ini terdiri dari galaktose, glukose, N-

asetilglukosamin dan asam sialat dengan perbandingan 2 : 1 : 1 : 1 (Cumming et a/.

1981). Antigen polisakarida la mengandung jumlah asam sialat yang lebih banyak

dalam unit struktur kimianya yang diketahui dengan metode DEAE-Sephacel

Chromatography (Decueninck et a/. 1983). Tipe antigen Ib dengan menggunakan

Crossed ImmunoeIectmpho~sis (CIE) dari trichloroacetic acid (TCA)-ekstrak, selain

komponen polisakarida yang sama ditemukan pula rhamnose, dengan penambahan

jumlah molar pada glukosamin dan rhamnose (Cumming et a/. 1981). Struktur dari

Gambar 1. S t ~ k t ~ r nati antigen polisakarida la (A) dan Ib (B)( Wibawan 1993). Keterangan : asam sialat : a-D-NeupNac; Galaktose : p-D-Galp

N-Asetil-Glukosamine : p-D-GlepNac ; Glukosa : p-D-Glep

Tipe II mempunyai dua monosakarida rantai samping yaitu galaktosa dan

asam sialat yang secara langsung memanjang dari pengulangan tulang

punggungnya (Champbel et a/. 1992). Menurut Jenning et a/. (1983) antigen

polisakarida nati yang diisolasi dari tipe II S. agalactiae mengandung D-galaktosa,

D-glukcse, 2-acetamido-2deoxy-D-glukose dan asam sialat dengan ratio molar 3 : 2 : 1 : 1. Clntuk lebih jelasnya komposisi natif antigen polisakarida II ini dapat dilihat

pada Gambar 2.

[image:138.612.53.521.33.798.2]

Antigen polisakarida tipe Ill terdiri dari suatu polimer yang mengandung

pengulangan unit-unit tulang punggung trisakarida glukosa

-

N-asetilglukosamin

-

galaktosa dan rantai samping asam sialat

-

galaktosa yang terikat ke gugus N-asetil

glukosamin (Wessel 1998). Menurut Baker

et

a/. (1976) antigen tipe Ill ini terdiri dari

asam sialat (24%), galaktose (25%), heptose (21%). glukose (13%), glukosamin

(1090) dan manose

(7%),

yang diperoleh dari ekstraksi dengan menggunakan bakteri

utuh yang diwci dengan larutan netral atau penyangga. Struktur natif antigen

polisakarida tipe Ill dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Struktur natif antigen polisakarida tipe Ill (Wibawan 1993).

Antigen polisakarida tipe IV mempunyai susunan kimia yang terdiri dari

galaktose, glukose, N-asetiglukosamin dan asam sialat dengan ratio molar 2 : 2 :

1

:

1. Sedangkan untuk antigen polisakarida tipe V memiliki komposisi kim~a terdiri dari

glukose, galaktose, 2-acetoamido-2-deoxyglukosa dan asam sialat dengan ratio

molar 3 : 2 : 1 : 1 (Wibawan 1993). Gambar 4. dan 5. menunjukan Struktur natif

[image:139.612.48.516.34.781.2]

[image:140.616.50.469.43.774.2]

Gambar 4. Struktur natif antigen polisakarida tipe IV ( Wibawan 1993).

Gambar 5. Struktur natif antigen polisakarida tipe V ( Wibawan 1993).

mempunyai kandungan asam sialat yang tinggi diketahui dapat menghambat jalur

komplemen altematif, sehingga lebih tahan terhadap fagositosis (Anthony 1992).

Sifat fisikokimia kapsul mencerminkan sifat karbohidrat nonstrukural seperti lendir,

bemuatan negatip dan sangat hidrofilik. Selain itu komponen karbohidrat kapsul

seperti asam sialat pada SGB (Wibawan & Laemmler 1991a) dan asam hialuranat

pada SGC (Durack 1989) umumnya dimiliki oleh jaringan tubuh.

2.3.2. Antigen protein

Selain antigen polisakarida, S. agalactiae memiliki antigen protein yang terdiri

dari antigen protein c, R dan protein X. Antigen protein c sebelumnya dikenal

sebagai antigen protein Ibc (Wilkinson & Moody 1969 diacu dalam Wibawan et a/.

1993a). Perubahan penamaan protein antigen Ibc menjadi antigen c diusulkan oleh

Henrichsen et a/. (1984). Antigen protein c merupakan bagian dari antigen

polisakarida Ib dan antigen protein c sendiri (Wibawan & Laemmler 1990b). Hal

senada juga terjadi pada tipe antigen polisakarida Ib, yaitu merupakan antigen

protein c dan antigen polisakarida Ib sendiri. Antigen protein c dibagi menjadi ca

yang merupakan komponpn resisten tripsin dan protease dan tidak mengikat

reseptor imunoglobulin A dan cfl yang sensiti tripsin, protease dan mengikat Fc dari

reseptor imunoglobulin A msnusia ( Michel et al. 1991), bahkan sekarang telah

diremukan c~ dan c6 namun belum dikarakterisasi sifat biokimianya (Wibawan et a/.

1991c; Maeland 1997; Brady et al. 1988). Protein ini telah diekstraksi dari

permukaan sel bakteri dengan pemanasan HCI (Bevanger & lversen 1981),

deterjen non ionik (Russel-Jones et a/, 1984) dan mutanolisin (Madoff et a/. 1991).

sering ditemukan dengan antigen polisakarida la, Ib, II namun jarang dengan Ill

(Bevanger 1983; Johnson & Ferrieri 1984).

Antigen protein R dibagi R1 hingga R4, antigen ini biasanya ditemukan dari

isolat manusia dan jarang ditemukan pada- isolat asal sapi dan mempunyai berat

molekul 116 kDa. Antigen ini terutama R4 dan R1 biasanya bersama dengan

antigen polisakarida tipe II dan Ill dan sedikit dengan polisakarida yang lain (Flores &

Fenieri 1985). Antigen protein ini pertama kali dijelas~an pada streptokokus grup A

tipe 28 (Lancefield et a/. 1952) dan diberi nama R untuk sifat resisten terhadap

tripsin. Antigen protein R ini juga ditemukan pada streptokokus grup C, F, G, dan L

(Lancefiel et a/. 1957, diacu dalam W~bawan & Laemmler 1991c).

Antigen protein X biasanya ditemukan pada isolat dari sapi dan tidak

ditemukan pada isolat asal manusia, mempunyai berat molekul 180 kDa dan

bersifat imunogenik w ~ b a w a n et a/. 1996 & Rainard 1991). Antigen X ini merupakan

antigen permukaan yang bersifat protein labil terhadap tripsin (Jelinkova 1977).

Antigen permukaan ini identik dengan streptokokus patogen lainnya yaihr grup G

dan L (Laemmler et a/. 1987). lsolat S. agalactiae dapat memiliki serotipe dengan

antigen polisakarida baik berdiri sendiri maupun bentuk kombinasi dengan antigen

protein , misalnya la/c, IIIX (Wibawan & Laemmler , 1990a).

Dari hasil penelitian sebelumnya diketahui bahwa S. agalactiae yang diisolasi

dari sapi dan manusia masing-masing memiliki pebedaan yang khusus serta

mempunyai pola penyebaran tipe antigen yang berbeda. Hal ini penting untuk

mempelajari kemungkinan tejadinya infeksi silang dari manusia ke hewan atau

sebaliknya. lsolat S. agalactiae asal sapi tipe antigen yang sering ditemukan adalah

dilaporkan terjadi pada isolat asal manusia sehingga antigen protein X ini dikatakan

sebagai ciri khas markerhallmark isolat S. agalactiae asal sapi (Laemmler et a/.

1993). Pada isolat SGB asal manusia yang sering ditemukan adalah antigen la/c, II,

Ill baik berdiri sendiri maupun kombinasi dengan antigen protein R. Namun menurut

W~bawan et a/. (1995) temyata masih banyak S. agalactiae di Indonesia yang belum

dapat diklasifikasikan pada serotipe yang ada dan disebut sebagai nontypeable

(NT). Strain S. agalactiae pada babi banyak memiliki serotipe Ill dan banyak isolat

yang berasal dari nutrias, memiliki serotipe laic, dimana protein c terdapat dalam

bentuk

cp

2.4. Faktor Virulen S.

agalacfiae

Salah satu faktor penentu keberhasilan infeksi suatu bakteri adalah adanya

faktor virulen yang dimiliki oleh bakteri tersebut. Sifat faktor virulen ini sangat penting

untuk dikaji guna diketahui perannnya dalam mekanisme infeksi. Faktor virulensi S.

agalactiae dapat dibagi menjadi faktor virulensi struktural dan non strukturall

komponen ekstraseluler.

2.4.1. Faktor Virulen Struktural

Faktor virulensi struktural dibentuk oleh komponen-komponen penyusun sel

baik komponen perrnukaan maupun komponen penyusun dinding sel bakteri. Faktor

virulensi tersebut antara lain adalah antigen polisakarida, antigen protein dan asam

lipoteikoat serta antigen protein lainnya (Wibawan & Lemmler 1991 b; Anthony 1992).

Antigen polisakariddkapsul umumnya terdiri dari asam hialuronat, sedangkan

dinding sel terdiri dari peptidoglikan. Kebanyakan kapsul berupa

asam uronat dan gula asam organik seperti asam tartrat dan asam asetat

(Kleinsmith et

a/.

1995).

Antigen protein merupakan faktor virulensi yang imunogenik (Gravekamp et

a/. 1997; Rainard 1991), sedang antigen polisakarida sebagai pembentuk kapsul

bakteri merupakan faktor virulen yang tidak imunogenik (Kling et a/. 1997) dan

berperan sebagai anti fagositosis (Wibawan & Laemmlor 1991b). Pada S. agalactiae

diketahui bahwa kapsul berperan dalam menekan aktivitas komplemen, sehingga

proses eliminasi bakteri oleh makrofag dan PMN terhambat (Salasia et. a/. 1994).

Antigen polisakarida dapat berdiri sendiri namun dapat juga bergabung dengan

antigen protein (Wibawan & Laemmler 1992; Laemmler 1995; Gravekamp et a/.

1997) . Peran tipe antigen sebagai faktor virulen yang berpengaruh pada ekspresi fenotipe termasuk karakter permukaan ditentukan oleh keberadaan tipe antigen dan

kapsul di permukaan bakteri. Kedua ha1 ini mendasari patogenesitas bakteri ini

pada kasus mastitis dan kejadian sepsis maupun meningitis (Baker 1980). Protein

permukaan akan ikut menentukan sifat antigenik bakteri tergantung dari komposisi

asam amino yang menyusunnya. Oleh karena itu peran komponen-komponen

protein permukaan maupun antigen polisakarida penting untuk dipelajari sebagai

faktor virulen untuk memilih kandidat vaksin.

Kapsul merupakan lapisan teriuar bakteri yang memilikinya, sedang kapsul

pada S. agalactiae tersusun oleh asam sialat dan senyawa karbohidrat lainnya yang

membentuk struktur oligosakarida spesifik untuk tiap serotipe (Utarna et a/. 1997).

Antigen polisakarida sebagian besar tersusun oleh asam sialat, bahkan asam sialat

merupakan komponen utama penyusun kapsul bakteri tersebut (Wibawan et a/.

Komponen antigen permukaan lain yang dimiliki oleh bakteri S. agalactiae

adalah hemaglutinin, adhesin dan protein hidrofobik wbawan et al. 1993b; Kurl et

a/. 1989). Adhesi adalah menempelnya bakteri pada permukaan mukosa. Proses

adhesi dapat dibedakan dalam dua bentuk yaitu bersifat irreversible dan spesifik

serta ~versible dan non spesifik. Penempelan ini diperantarai oleh adhesin sebagai

komplek polimer permukaan bakteri yang mengandung protein, polisakarida, asam

sialat atau konjugatnya (Roth 1988). Adhesin adalah struktur dari bakteri yang

memperantarai adhesi, sedangkan adhesin yang menghemaglutinasi eritrosit adalah

hemaglutinin (Isaacon 1985).

Pada S. agalactiae hemaglutinin berperan dalam adhesi pada sel epitel

ambing sapi perah. Hal ini telah dibuktikan oleh Wahyuni (1998) yang melihat peran

hemaglutinin tersebut dengan menggunakan kerokan sel epitel ambing sapi perah.

Hemaglutinin merupakan faktor virulen struktural yang dimiliki oleh S. agalactiae asal

sapi. Hemaglutinin ini mampu mengaglutinasi beberapa eritrosit hewan tetapi tidak

dengan eritrosit manusia. Antibodi spesifik hemaglutinin mampu menghambat

adhesi S. agalacfiae pada sel epitel ambing. Hal yang sama juga dilakukan oleh

Wibawan et a/. (1993b) dengan menggunakan sel-sel heLa. Adhesi oleh

hemaglutinin ini diduga bersifat spesifik dan imversible . Menurut Ruup et a1 .

(1995) perlekatan awal bakteri pada suatu permukaan dianggap menjadi sebuah

proses remrsible (dapat balik) yang dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor non

spesifik. Sedang menurut Allison dan Sutherland (1987) diacu dalam Gilbert (1991)

proses ini diikuti dengan suatu ikatan yang irreversible dan spesifik baik melalui

perlekatan permukaan yang spesifik atau memproduksi polimer ekstraseluler.

memfasilitasi dan mengakibatkan adhesi. Reseptor hemaglutinin pada sel epitel

ambing sapi perah ini telah diisolasi dan dikarakterisasi oleh Estuningsih (1998) dan

temyata mampu menghambat aktivitas adhesi.

Pada S. agalactiae selain protein hemaglutinin, protein hidrofobik berperan

juga dalam mekanisme adhesi ini. Hal ini telah dibuktikan oleh Wahyuni 1998 dan

Wibawan et a/. (1992) yang telah menunjukkan bahwa S. agalactiae yang

mempunyai protein hidrofobik mempunyal kemampuan menempel jauh lebih besar

dibandingkan ysng tidak. Adhesi dari S. agalactiae pada sel epitel buccal sapi

dihambat oleh adanya protein hidrofobik yang berhasil diisolasi maupun dari

antibodi spesifik terhadap protein hidrofobik tersebut.

2.4.2. Faktor Virulen Nonstruktural

Faktor virulensi nonstruktural (metabolit) yang merupakan produk

ekstraseluler dari bakteri yang memiliki komponen antigenik berupa enzim atau

protein yang dilepaskan ke dalam medium perkembangbiakkannya dan berguna

dalam membantu proses infeksi. Untuk S. agalactiae produk ekstra sel dari bakteri

ini antara lain hemolisin, faktor CAMP, hipurikase, nuklease, protease,

neuraminidase, hiilorunidase dan C5a-ase (Takashi et a/. 1999; Timoney 1993;

Gotoff 1992). Faktor virulensi ini umumnya berperan dalam proses invasi.

Hyaluronidase dikenal sebagai spreading factor yang berperan untuk merusak

struktur jaringan. Menurut Davies et a/. (1973) hyaluronidase bersifat antigenik yang

2.5. Mastitis Subklinis oleh S. agalactiae

2.5.1. Mastitis Subklinis

Mastitis adalah peradangan pada jaringan ambing yang disertai perubahan

fisik, kimia, mikrobiologik dan adanya kenaikan jumlah sel radang terutama leukosit

dalam susu dan dapat disertai dengan perubahan patologi pada jaringan ambing

(Faull, 1987 diaw dalam Ananto, 1995). Mastitis menurut gejalanya dibagi mastitis

subklinis dan mastitis klinis. Mastitis klinis senantiasa diikuti oleh tandc-tanda klinis

baik berupa pembengkakan , pengerasan ambing, rasa sakit, panas, kemerahan dan

penurunan fungsi ambing (Sudawanto 1993). Sedang mastitis subklinis adalah

peradangan jaringan intema kelenjar ambing tanpa ditemukan adanya gejala klinis

baik pada susu maupun pada ambingnya, namun tejadi peningkatan jumlah sel

radang, ditemukan mikroorganisme patogen dan tejadi perubahan kimia susu

(Sudanvanto 1999). Pada umumnya mastitis subklinis akan berlanjut menjadi

mastitis kronis yang kadang-kadang didahului oleh munculnya mastitis akut ataupun

sub-akut dan mastitis seperti inilah biasanya sering menimbulkan terbentuknya

jaringan ikat pada ambing sapi.

Kejadian mastitis sekitar 97-98% merupakan mastitis subklinis sedang 2-3%

merupakan kasus masititis klinik yang terdeteksi, sehingga kasus mastitis itu seperti

'fenomena gunung es'. Dan hasil penelitian Wibawan et a/. (1995) kejadian rnastitis

subklinik di pulau Jawa mencapai 85%. Jumlah kasus mastitis di Indonesia terus

meningkat dari tahun ke tahun. Data kasus mastitis subklinis yang tercatat antara

lain