POLA
MULTIDRUG RESISTANCE
ISOLAT LAPANG
Escherichia coli
TERHADAP ANTIBIOTIKA
ANDI AULIA ARIESTY
DEPARTEMEN ILMU PENYAKIT HEWAN DAN KESMAVET FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pola Mutidrug Resistance Isolat Lapang Escherichia coli terhadap Antibiotika adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
ANDI AULIA ARIESTY. Pola Multidrug Resistance Isolat Lapang Escherichia coli terhadap Antibiotika. Dibimbing oleh I WAYAN TEGUH WIBAWAN.
Sifat resistensi E. coli menjadi sangat menarik untuk diteliti, terutama bakteri yang bersifat patogen. Beberapa penelitian mengenai peningkatan pola resistensi antibiotika terhadap E. coli telah banyak dilakukan sehingga perlu dilakukan pertimbangan terhadap jenis-jenis antibiotika yang masih sensitif dalam penanganan infeksi E. coli. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sensitivitas dan pola multidrug resistance isolat lapang Escherichia coli terhadap antibiotika eritromisin, cefepime, oxacillin, azitromisin, dan tetrasiklin. Isolat yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari 30 isolat lapang E. coli dan 1 isolat O157:H7 sebagai kontrol positif yang merupakan koleksi dari laboratorium mikrobiologi FKH IPB. Uji sensitivitas dilakukan dengan menggunakan metode difusi kertas cakram antibiotika pada media MHA. Seluruh isolat lapang E. coli menunjukkan sifat resisten sebesar 100% terhadap antibiotika eritromisin dan oxacillin. Di sisi lain isolat yang diuji memperlihatkan sensitivitas 100% terhadap cefepime, 80% terhadap tetrasiklin, dan 56.7% terhadap azitromisin. Pola multidrug resistance semua isolat ditunjukkan sedikitnya terhadap tiga jenis antibiotika.
Kata kunci: E. coli, multidrug resistance, resistensi antibiotika, sensitivitas antibiotika
ABSTRACT
ANDI AULIA ARIESTY. Antibiotics Multidrug Resistance Pattern on Escherichia coli from Field Isolates. Supervised by I WAYAN TEGUH objective to know the sensitivity and multidrug resistance pattern of E. coli from field isolates to erythromycin, cefepime, oxacillin, azithromycin, and tetracycline antibiotics. We used 30 field isolates and one O157:H7 isolate as positive control from microbiology laboratory of FKH IPB. The sensitivity test is conducted with antibiotic paper disk diffusion method on MHA media. All of the isolates showed 100% resistance to erythromycin and oxacillin. On the other hand, the isolates showed 100% sensitive to cefepime, 80% to tetracycline, and 56.7% to azithromycin. Multidrug resistance to at least three drugs for all isolates was found.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Hewan
pada
Fakultas Kedokteran Hewan
ANDI AULIA ARIESTY
POLA
MULTIDRUG RESISTANCE
ISOLAT LAPANG
Escherichia coli
TERHADAP ANTIBIOTIKA
DEPARTEMEN ILMU PENYAKIT HEWAN DAN KESMAVET FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Judul Skripsi: Pol a Multidrug Resistance Isolat Lapang Eschericia coli
Antibiotika
Nama : Andi Aulia Ariesty
NIM : 804110066
Disetujui oleh
Prof Dr Drh I MS
Pembimbing
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan November 2014 ini adalah sensitivitas antibiotika dan pola resistensi, dengan judul Pola Multidrug Resistance Isolat Lapang Escherichia coli terhadap Antibiotika.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Drh I Wayan Teguh Wibawan, MS selaku pembimbing serta Drh Siti Gusti Ningrum dan Drh Wyanda Arnafia yang telah banyak memberi saran. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Agus Sumantri selaku Pengurus Laboratorium Bakteriologi Bagian Mikrobiologi FKH yang telah berkontribusi banyak dalam membantu mempersiapkan segala kebutuhan penulis dalam pelaksanaan penelitiannya. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, kakak, adik serta keluarga Ganglion FKH 48 atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
DAFTAR ISI
Klasifikasi dan Karakteristik Escherichia coli 2
Mekanisme Resistensi Antibiotika 3
Tempat dan Waktu Penelitian 6
Alat dan Bahan 6
Prosedur Pengujian 6
Isolat 6
Persiapan Uji dan Pengujian Isolat 6
DAFTAR TABEL
1 Kategori sensitivitas Escherichia coli terhadap antibiotika 8 2 Hasil uji sensitivitas seluruh isolat Escherichia coli 9
3 Uji sensitivitas isolat E. coli O157:H7 9
4 Pola multidrug resistance pada isolat Escherichia coli 10
DAFTAR GAMBAR
1 Hasil subkultur isolat E. coli pada media EMB 8 2 Hasil uji sensitivitas isolat E. coli pada media Mueller-Hinton 9
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Infeksi Escherichia coli patogen saat ini banyak ditemukan di lapangan dan menjadi perhatian peneliti di bidang kesehatan hewan dan manusia karena infeksi tersebut bersifat zoonosis. Salah satu serotipe patogen pada manusia yang saat ini banyak diteliti adalah E. coli O157:H7 yang menyebabkan hemorrhagic colitis (HS) yang ditandai dengan kram perut serta diare berdarah dan hemolytic uremic syndrome (HUS) yaitu infeksi saluran kemih (Bibbal et al. 2014). Sebagai bakteri yang dapat bersifat patogen, sifat resistensi E. coli menjadi sangat menarik untuk diteliti, mengingat adanya sifat resistensi pada hewan dapat menularkan sifat resistensinya ke manusia pada saat terjadinya perpindahan agen ini dari hewan ke manusia. Selain itu, tindakan pengobatan pada hewan atau ternak yang sakit akibat infeksi ini juga menjadi tidak efektif.
Sejumlah penelitian terkait pola resistensi dari E. coli ini telah dilakukan oleh para peneliti. Penelitian yang dilakukan oleh Suardana et al. (2011) menggunakan serotipe E. coli O157:H7 isolat lokal, membuktikan bahwa strain lokal E. coli O157:H7 hasil isolasi feses sapi menunjukkan 40% resisten terhadap antibiotika amoksisilin. Hasil penelitian lainnya dari Suardana et al. (2014) dari 7 isolat E. coli O157:H7 hasil isolasi 82 sampel feses ayam serta satu isolat kontrol menunjukan 85.7% isolat bersifat resisten terhadap antibiotika metisilin, 71.4% resisten terhadap antibiotika penisilin G, serta 42.9% resisten terhadap antibiotika doksisiklin hidroklorida dan streptomisin. Hasil kajian juga menemukan 42.9% isolat bersifat resisten terhadap 2 jenis antibiotika, 14.3% resisten terhadap 3 jenis antibiotika, 14.3% resisten terhadap 4 jenis antibiotika dan 14.3% resisten terhadap 5 jenis antibiotika. Hasil penelitian tersebut menunjukkan telah terjadi peningkatan pola resistensi dan bersifat multidrug resistance dari agen E. coli O157:H7 sehingga perlu dilakukan pertimbangan terhadap jenis-jenis antibiotika yang masih sensitif dalam penanganan infeksi E. coli.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui sensitivitas isolat lapang E. coli terhadap antibiotika eritromisin, cefepime, oxacillin, azitromisin, dan tetrasiklin serta pola multidrug resistance dari agen tersebut.
Manfaat Penelitian
2
Hipotesis
E. coli yang diperoleh dari isolat lapang sensitif terhadap antibiotika eritromisin, cefepime, oxacillin, azitromisin, dan tetrasiklin.
TINJAUAN PUSTAKA
Klasifikasi dan Karakteristik Escherichia coli
Bakteri E. coli merupakan bakteri yang memiliki habitat alami dalam saluran penceraan manusia maupun hewan. E. coli pertama kali diisolasi oleh Theodor Escherich dari tinja seorang anak kecil pada tahun 1885. Bakteri ini berbentuk batang, berukuran 0.4-0.7 x 1.0-3.0 µm, termasuk dalam bakteri Gram negatif, dapat hidup soliter maupun berkelompok, umumnya motil, tidak membentuk spora, serta fakultatif anaerob. Klasifikasi E. coli menurut Songer dan Post (2005) adalah sebagai berikut:
Kingdom : Bacteria Filum : Proteobacteria
Kelas : Gamma Proteobacteria Ordo : Enterobacteriales Famili : Enterobacteriaceae Genus : Escherichia
Spesies : Escherichia coli
Struktur sel E. coli dikelilingi oleh membran sel, terdiri dari sitoplasma yang mengandung nukleoprotein. Membran sel tersebut ditutupi oleh dinding sel berlapis kapsul. Flagela dan pili E. coli menjulur dari permukaan sel. Tiga struktur antigen utama permukaan yang digunakan untuk membedakan serotipe golongan E. coli adalah dinding sel, kapsul, dan flagela. Dinding sel E. coli berupa lipopolisakarida yang bersifat pirogen dan menghasilkan endotoksin serta diklasifikasikan sebagai antigen O. Kapsul E. coli berupa polisakarida yang dapat melindungi membran luar dari fagositik dan sistem komplemen, diklasifikasikan sebagai antigen K. Flagela E. coli terdiri dai protein yang bersifat antigenik dan dikenal sebagai antigen H. Sejauh ini telah ditemukan sebanyak 170 tipe antigen O, 100 tipe antigen K, dan 75 tipe antigen H. Faktor virulensi E. coli juga disebabkan oleh enterotoksin, heolisin, siderofor, dan molekul pengikat besi (aerobaktin dan enterobaktin) (Sharma 2012).
3 Mekanisme Resistensi Antibiotika
Penggunaan antibiotika dalam dunia peternakan telah banyak dilakukan sebagai tambahan pada pakan hewan terutama sapi, babi, serta unggas tidak hanya sebagai pengobatan terhadap penyakit, tetapi juga digunakan sebagai pencegahan dan pemacu pertumbuhan (Susanto 2014). Antibiotika adalah senyawa kimia yang dihasilkan secara alami oleh cendawan maupun diproduksi secara sintetis yang bertujuan untuk menghambat atau membunuh bakteri (Susanto 2014).
Menurut Ebrahim (2010) mekanisme kerja antibiotika terjadi melalui beberapa cara yaitu menghambat sintesis dinding sel bakteri, mengganggu keutuhan membran sel mikroba, menghambat sintesa protein, menghambat sintesis asam nukleat, dan menghambat metabolisme sel bakteri. Antibiotikayang bekerja dengan menghambat sintesis dinding sel bakteri, termasuk di dalamnya
adalah golongan antibotika β-laktam, basitrasin, dan glikopeptida. Antibiotika yang mengganggu keutuhan membran sel mikroba, yang termasuk di dalamnya adalah polimiksin, golongan polien serta berbagai antibakteri kemoterapetik.
Antibiotika yang bekerja dengan menghambat sintesa protein, yang termasuk di dalamnya adalah golongan aminoglikosida kloramfenikol, makrolida, linkosamid, tetrasiklin, glisisiklin, oksazolidinon, streptogramin, dan pleuromutilin. Antibiotika yang bekerja dengan menghambat sintesis asam nukleat, yang termasuk di dalamnya adalah nitromidazol, nitrofuran, rifampin, fluoroquinolon. Antibiotika yang bekerja dengan menghambat metabolisme sel bakteri, yang termasuk di dalamnya adalah sulfonamid, trimetoprim, asam p-aminosalisilat, dan sulfon (Ebrahim 2010).
Resistensi antibiotika adalah ketidakmampuan antibiotika melakukan fungsinya terhadap bakteri. Mekanisme terjadinya resistensi antibiotika terhadap bakteri terjadi menjadi dua aspek, yaitu aspek biokimia dan aspek genetik. Aspek biokimia adalah inaktivasi antibiotika, modifikasi target, efflux pumps, dan merubah permeabilitas dari membran luar bakteri. Aspek genetik resistensi adalah dengan mutasi dan transfer material genetik secara horisontal (Guilfole 2007; Dzidic et al. 2008).
Inaktivasi antibiotika dilakukan oleh bakteri dengan memproduksi enzim yang akan memecah struktur kimia dari antibiotika sehingga antibiotika tidak
dapat berfungsi, terjadi resistensi. Salah satunya adalah enzim β-laktamase yang diproduksi oleh bakteri golongan Enterobacteriaceae (Guifole 2007). Resistensi juga terjadi melalui kemampuan bakteri untuk memodifikasi target antibiotika dengan adanya mutasi gen yang menjadi tempat perlekatan antibiotika ke targetnya. Penisilin bekerja dengan cara berikatan dengan protein yang akan membentuk dinding sel, bakteri akan melakukan mutasi pada protein tersebut sehingga antibiotika tidak dapat menempel dan tidak akan berfungsi. Kemampuan bakteri yang lain adalah dengan melakukan pengeluaran antibiotika yang masuk ke dalam sel dengan mekanisme efflux pumps. Mekanisme ini terjadi karena adanya energi yang mengeluarkan antibiotika lebih cepat daripada ketika antibiotika tersebut masuk ke dalam sel (Guilfole 2007).
4
akan terjadi kolaborasi gen sehingga terjadi resistensi. Konjugasi terjadi jika bakteri mempunyai kesamaan sex yang menyebabkan terjadinya perpindahan plasmid bakteri resisten ke bakteri yang peka. Elemen genetik lain selain plasmid yaitu transposom mempunyai kemampuan melompat dari satu kromosom ke kromosom lain dan juga bisa ke strain bakteri lainnya. Transduksi adalah metode perpindahan DNA dengan bantuan bakteriofag. Kemampuan bakteriofag adalah dengan menghancurkan sel bakteri atau virus yang akan membawa gen resisten untuk dipindahkan ke bakteri lainnya.
Eritromisin
Eritromisin merupakan antibiotika golongan makrolida yang bekerja dengan berikatan pada ribosom subunit 50 S sehingga menghambat sintesis protein bakteri. Antibiotika golongan makrolida efektif digunakan terhadap infeksi bakteri Gram positif baik yang bersifat aerobik maupun anaerobik (Gaynor dan Alexander 2003). Selain itu, efektif juga terhadap bakteri Gram negatif seperti Neisseria, Haemophilus influenzae, Bordotella pertussis, Brucella, Rickettsia, Treponema dan Mycoplasma pneumoniae (Plumb 2008). Resistensi silang dapat terjadi pada berbagai antibiotika golongan makrolida. Antibiotika ini dapat bersifat bakteriostatik atau bakterisid tergantung dari jenis bakteri dan konsentrasi antibiotika dalam darah (Kanoh dan Bruce 2010). Beberapa penelitian menunjukkan resistensi E. coli terhadap antibiotika eritromisin cukup tinggi sebesar 80% (Nguyen et al. 2011; Erfianto 2014).
Cefepime
Cefepime merupakan antibiotika golongan sefalosporin generasi keempat, yang bekerja sama halnya dengan golongan sefalosporin lain dengan menghambat sintesis dinding sel bakteri. Antibiotika ini memiliki spektrum yang lebih luas
dibanding generasi ketiga dan lebih stabil terhadap bakteri penghasil β-laktamase. Cefepime efektif terhadap aktivitas bakteri Gram positif seperti beberapa strain Staphylococcus spp. dan Streptococcus spp.. Selain itu efektif juga terhadap bakteri Gram negatif yang setara dengan sefalosporin generasi ketiga yang memiliki aktivitas cukup baik terhadap infeksi Enterobacteriaceae seperti Enterobacter spp., Escherichia coli, Proteus spp., dan Klebsiella (Plumb 2008).
Oxacillin
Oxacillin termasuk dalam antibiotika penisilin (penicillinase-resistant penicillin) golongan β-laktam yang efektif terhadap bakteri Gram positif seperti Staphylococcus spp. dan Streptococcus spp.. Oxacillin bekerja dengan menghalangi sintesis dinding sel bakteri dengan cara mengikat protein pengikat penisilin. Antibiotika ini digunakan untuk infeksi bakteri Gram positif yang telah membentuk kekebalan terhadap antibiotika golongan β-laktam (Plumb 2008).
Azitromisin
5 ini memiliki spektrum yang luas, efektif terhadap bakteri Gram positif maupun bakteri Gram negatif. Azitromisin memiliki aktifitas absorbsi yang lebih baik di dalam tubuh dibandingkan eritromisin (Plumb 2008).
Tetrasiklin
Antibiotika golongan tetrasiklin bekerja dengan menghambat sintesis protein bakteri dengan mengikat unit ribosom 30S sehingga t-RNA tidak menempel pada ribosom yang mengakibatkan tidak terbentuknya amino asetil RNA. Proses masuknya tetrasiklin ke dalam ribosom bakteri dengan difusi pasif melalui kanal hidrofilik dan transpor aktif yang nantinya akan menghambat proses sintesis protein bakteri (Chopra dan Marilyn 2001). Golongan tetrasiklin memiliki spektrum yang luas yang efektif bekerja pada bakteri Gram positif aerobik maupun non aerobik, begitu juga dengan bakteri Gram negatif, Mycoplasma, Rickettsia, Clamydia, dan beberapa protozoa. Strain bakteri yang resisten terhadap antibiotika ini antara lain Pseudomonas aeruginosa, Proteus, Serratia, Klebsiella, Arcanobacterium, dan beberapa strain E. coli patogen (Plumb 2008).Strain E. coli yang telah diteliti dan resisten terhadap tetrasiklin antara lain E. coli O157:H7 dan E. coli K-12 (George dan Levi 1983; Schroeder 2002).
Uji Kepekaan Antimikroba
Kemampuan antimikroba dalam melawan bakteri dapat dilakukan dengan beberapa metode antara lain: metode dilusi, metode difusi, dan E-test. Metode dilusi terdiri dari dua teknik pengerjaan yaitu dilusi perbenihan cair dan dilusi agar. Metode ini bertujuan untuk menentukan aktifitas antimikroba secara kuantitatif, antimikroba dilarutkan ke dalam media agar atau kaldu yang selanjutnya ditanami bakteri yang akan diuji. Setelah diinkubasi selama 24 jam, dapat dilihat konsentrasi terendah bakteri yang menghambat pertumbuhan atau disebut dengan MIC (minimum inhibition concentration) (Tenover 2006; OIE 2012).
Metode difusi merupakan metode pengujian yang paling sering digunakan karena mudah dan tidak membutuhkan waktu yang lama. Metode ini menggunakan cakram kertas yang telah dibubuhkan sejumlah tertentu antimikroba. Kertas cakram ini kemudian ditempatkan pada media yang telah ditanami bakteri yang akan diuji. Konsentrasi antimikroba ditentukan oleh difusi dari kertas cakram dan adanya zona hambat bening karena pertumbuhan bakteri yang dihambat penyebarannya di sekitar difusi antimikroba. Terbentuknya zona bening di sekitar cakram menunjukkan bakteri yang diuji sensitif terhadap antimikroba (CLSI 2008; OIE 2012).
6
strip atau tidak ada zona hambat lagi maka pada konsentrasi tersebut adalah pembacaan hasil MIC (Luber et al. 2003; OIE 2012).
METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan November 2014 di Laboratorium Bakteriologi Bagian Mikrobiologi Medis, Departemen Ilmu Penyakit Hewan dan Kesmavet (IPHK), Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor (IPB).
Alat dan Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini ialah koleksi laboratorium yang berasal dari sampel isolat lapang asal daging, hati, dan feses sapi potong yang telah diidentifikasi sebagai E. coli, media isolasi dan subkultur adalah eosin methylen blue agar (EMB), tripsin soy agar (TSA), serta Mueller Hinton agar (MHA) sebagai media uji resistensi, kertas cakram antibiotika (eritromisin, cefepime, oxacillin, azitromisin, tetrasiklin), NaCl, aquades steril, air, sabun (Dettol®), dan alkohol 70%.
Alat yang digunakan ialah alat pelindung diri, plastik steril tahan panas, cotton swab, cawan petri (diameter 10 cm), tabung reaksi (volume 15 ml), rak tabung reaksi, pinset, jaruminokulasi (ose), pembakar Bunsen, pengocok tabung (vortex), inkubator, penangas air, autoklaf, lemari steril, lemari pendingin, dan penggaris.
7 Persiapan Media Agar
Pembuatan media EMB dilakukan untuk memastikan isolat yang digunakan merupakan isolat E. coli. Media EMB dibuat dengan memasukkan 37.5 g bahan yang terdiri dari 10 g pepton, 10 g laktosa, 2 g dipotassium phosphate, 0.4 g eosin, 0.065 g methylen blue, dan 15 g agar ke dalam 100 ml aquades, kemudian dipanaskan hingga mendidih. Media kemudian disterilkan di dalam autoklaf dengan tekanan 2 atm pada suhu 121 °C selama 5 menit.
Media TSA dibuat dengan memasukkan 40 g bahan yang terdiri dari 15 g tripton, 5 g soy pepton, 5 g NaCl, dan 5 g agar ke dalam 100 ml aquades kemudian dipanaskan hingga mendidih. Media yang telah mendidih kemudian disterilkan di dalam autoklaf dengan tekanan 2 atm pada suhu 121 °C selama 15 menit. Media kemudian dituang ke dalam cawan petri untuk digunakan.
Media MHA dibuat dengan memasukkan 2 g ekstrak daging sapi, 17.5 g kasein, 1.5 g pati, dan 17 g agar ke dalam 100 ml aquades, kemudian dipanaskan hingga meniddih. Media kemudian disterilkan di dalam autoklaf tekanan 2 atm pada suhu 121 °C selama 5 menit. Media kemudian dituang ke dalam cawan petri untuk digunakan selanjutnya.
Persiapan Kultur
Masing-masing 30 isolat lapang dan 1 isolat O157:H7 diinokulasikan ke media agar TSA dan diikubasi pada suhu 37 °C selama 24 jam. Bakteri yang telah ditumbuhkan tersebut kemudian diambil dengan menggunakan ose dan dimasukkan ke dalam larutan NaCl steril 20 ml sebanyak 1 tabung. Larutan tersebut lalu dihomogenkan dengan vortex selama 2 menit untuk membuat suspensi. Kekeruhan suspensi disamakan dengan kekeruhan Mac Farland 1. Cara Pengujian
Masing-masing suspensi bakteri disebarkan ke atas permukaan media MHA dengan menggunakan cotton swab steril. Tiap cawan petri berisi 6 lembar kertas cakram yang masing-masing mengandung antibiotika eritromisin, cefepime, oxacillin, azitromisin, dan tetrasiklin. Kertas cakram tersebut diletakkan di atas permukaan kultur media. Cawan petri tersebut ditutup dan diinkubasi pada suhu 37 °C selama 24 jam. Agar data yang didapatkan akurat, maka pengujian isolat dilakukan secara duplo.
8
Analisis Data
Data yang diperoleh dari hasil penelitian dianalisis secara deskriptif menggunakan tabel dan gambar.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Isolat Escherichia coli yang ditanam pada media agar EMB memperlihatkan pertumbuhan yang baik dengan koloni berwarna biru kehitaman dan kilau hijau metalik. Hal tersebut mengindikasikan adanya fermentasi laktosa dan produksi asam yang mengendap sehingga menimbulkan pigmen hijau metalik (ASM 2010). Gambaran hasil uji sensitivitas dari salah satu isolat lapang terhadap antibiotika eritromisin, cefepime, oxacillin, azitromisin, dan tetrasiklin pada media MHA tersaji pada Gambar 2. Sensitivitas isolat ditentukan dengan mengukur zona hambatan yang terbentuk disekitar kertas cakram antibiotika.
Gambar 1 Hasil subkultur isolat E. coli pada media EMB Tabel 1 Kategori sensitivitas Escherichia coli terhadap antibiotika
Jenis
Antibiotika*
Sensitivitas E. coli (mm)
R I S
E 15 µg ≤ 13 14-22 ≥ 23
FEP 30 µg ≤ 14 15-17 ≥ 18
OX 10 µg ≤ 21 - ≥ 22
AZM 15 µg ≤ 13 14-17 ≥ 18
TE 30 µg ≤ 11 12-14 ≥ 15
*E: Eritromisin 15 µg; FEP: Cefepime 30 µg; OX: Oxacillin 10 µg; AZM: Azitromisin 15 µg; TE: Tetrasiklin 30 µg
9
Tabel 2 Hasil uji sensitivitas isolat lapang Escherichia coli Jenis
Antibiotika
Jumlah isolat Persentase (%)
Resisten Intermediet Sensitif Resisten Intermediet Sensitif
Eritromisin 30 0 0 100 0 0
Cefepime 0 0 30 0 0 100
Oxacillin 30 0 0 100 0 0
Azitromisin 7 6 17 23.3 20 56.7
Tetrasiklin 6 0 24 20 0 80
Tabel 3 Uji sensitivitas isolat E. coli O157:H7 Jenis
Antibiotika
Eritromisin Cefepime Oxacillin Azitromisin Tetrasiklin
Hasil uji R S R I R
Seluruh isolat lapang E. coli pada menunjukkan sifat resisten sebesar 100% terhadap antibiotika eritromisin dan oxacillin, tersaji pada Tabel 2. Sementara itu, isolat menunjukkan 23.3% resisten terhadap azitromisin dan 20% terhadap tetrasiklin. Sensitivitas seluruh isolat E. coli terhadap antibiotika cefepime cukup baik dengan persentase sebesar 100%, 80% terhadap tetrasiklin, dan 56.7% terhadap azitromisin. Interpretasi intermediet sebesar 20% ditunjukkan oleh isolate lapang terhadap antibiotika azitromisin. Tabel 3 menyajikan uji sensitivitas isolat E. coli O157:H7 terhadap antibiotika eritromisin, cefepime, oxacillin, azitromisin, dan tetrasiklin.
Eritromisin memiliki efektifitas yang cukup baik melawan bakteri Gram positif dan beberapa bakteri Gram negatif akan tetapi kebanyakan strain Enterobacteriaceae seperti Pseudomonas, E. coli dan Klebsiella memperlihatkan
Ket : R: Resisten; S: Sensitif; E: Eritromisin; FEP: Cefepime; OX: Oxacillin; AZM: Azitromisin; TE: Tetrasiklin.
10
sifat resisten terhadap antibiotika ini (Plumb 2008). Hasil uji sensitivitas menunjukkan seluruh isolat E. coli memiliki sifat resisten 100% terhadap antibiotika eritromisin. Penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian Erfianto (2014) yang menunjukkan resistensi E. coli asal isolat sapi potong yang diimpor melalui pelabuhan Tanjung Priok, Jakarta terhadap eritromisin sebesar 81.7%. Penelitian lain menunjukkan tingkat resistensi E. coli asal isolat ayam broiler dan ayam lokal sebesar terhadap antibiotika eritromisin cukup tinggi sebesar 86.8% (Susanto 2014). Resistensi E. coli terhadap antibiotika eritromisin dapat terjadi dengan beberapa mekanisme yang diperantarai oleh plasmid, antara lain dengan modifikasi reseptor atau target obat yang melibatkan gen erythromycin resistance methylase dan inaktivasi antibiotika oleh enzim esterase yang dihasilkan oleh Enterobacteriaceae termasuk E. coli (Krisnaningsih 2005). Menurut Suwito dan Setiandji (2011) penggunaan eritromisin pada ternak sering ditambahkan pada campuran pakan atau feed additive dan campuran dalam air minum ternak sebagai pemacu pertumbuhan, meningkatkan efisiensi pakan, dan mengurangi kejadian infeksi.
Tabel 4 Pola multidrug resistance pada isolat Escherichia coli
Pola Multidrug Resistance Jumlah Isolat Peresentase (%)
E- OX-AZM 7 23.3
E-OX-TE 7 23.3
E-AZM-TE 2 6.7
OX-AZM-TE 2 6.7
E-OX-AZM-TE 2 6.7
*E: Eritromisin; OX: Oxacillin; AZM: Azitromisin; TE: Tetrasiklin
Tabel 4 menunjukkan pola resistensi seluruh isolat E. coli terhadap beberapa jenis antibiotika. Sebanyak 23.3% isolat memperlihatkan pola resistensi terhadap tiga jenis antibiotika yakni eritromisin, oxacillin, azitromisin, dan eritromisin, oxacillin, tetrasiklin. Isolat juga memperlihatkan pola resistensi terhadap tiga jenis antibiotika lain sebesar 6.7% terhadap antibiotika eritromisin, azitromisin, tetrasiklin dan oxacillin, azitromisin, tetrasiklin. Selain itu, didapatkan pula pola resistensi isolat sebesar 6.7% terhadap empat jenis antibiotika yakni eritromisin, oxacillin, azitromisin, tetrasiklin. Menurut Nikaido (2009) adanya pola resistensi bakteri terhadap beberapa jenis antibiotika (mutlidrug resistance) terjadi karena akumulasi plasmid yang resisten atau transposon dari gen yang masing-masing mengkode resistensi terhadap agen tertentu atau melalui aksi multidrug efflux pumps yang masing-masing dapat mempompa keluar lebih dari satu jenis antibotika.
11 Meningkatnya kejadian resistensi juga terjadi pada jenis antibiotika baru seperti pada golongan fluoroquinolon dan sefalosporin (Tadesse et al. 2012). Penelitian Sidik (2015) menunjukkan adanya resistensi isolat E. coli terhadap jenis antibiotika yang lebih baru yaitu sefalotin dan sefoksitin dari golongan sefalosporin. Hasil penelitian yang dilakukan terhadap isolat lapang E. coli dan E. coli O157:H7 yang diuji menunjukkan sensitivitas yang cukup baik sebesar 100% terhadap antibiotika cefepime yang yang merupakan golongan sefalosporin generasi IV. Berbeda dengan kelompok sefalosporin lain, cefepime merupakan suatu molekul zwitter ion yang memiliki muatan netral yang dapat meningkatkan aktivitas bakterisidal. Hal tersebut mengakibatkan panetrasi yang cepat melalui saluran porin pada membran luar bakteri Gram negatif patogen dibanding golongan sefalosporin lainnya.
Resistensi bakteri terhadap antibiotika telah ada sejak awal ditemukannya senyawa antibiotika (Sidik 2015). Keberadaan sifat resistensi dibutuhkan oleh organisme penghasil antibiotika untuk melindungi diri mereka terhadap produk yang mereka hasilkan begitupun dengan organisme yang awalnya peka kemudian beradaptasi sehingga dapat bertahan hidup. Sifat resisten dapat muncul secara spontan karena adanya mutasi atau merupakan sifat yang dipindahkan dari bakteri lain yang telah resisten. Kecenderungan meningkatnya sifat resistensi terjadi karena semakin meningkatnya penggunaan antibiotika. Munculnya resistensi terhadap antibiotika tidak hanya terjadi pada bakteri patogen saja tetapi dapat terjadi pada bakteri yang bersifat komensal (Philips et al. 2004).
Interpretasi intermediet pada uji sensitivitas ditunjukkan oleh antibiotika azitromisin. Hal ini menunjukkan aktivitas yang tidak optimal yang akan dicapai oleh antibiotika tersebut dalam penggunaan klinis terhadap infeksi karena bakteri yang sama. Penggunaan antibiotika dengan interpretasi intermediet sebaiknya dihindari dan diganti dengan antibiotika lain dari golongan yang sama namun memiliki potensi dan spektrum yang lebih baik (Krisnaningsih et al. 2005).
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
12
Saran
Penelitian lanjutan di tingkat peternakan diperlukan untuk mengetahui faktor penyebab resistensi E. coli terutama E. coli yang bersifat patogen terhadap beberapa antibiotika yang sering digunakan dalam peternakan.
DAFTAR PUSTAKA
[ASM] American Society for Microbiology. 2010. Eosin-Methylene Blue [Internet]. (diperbaharui 2010 Jun 25 [diunduh 2015 Sep 10]). Tersedia pada: www.microbelibrary.org/library/laboratory-test/2871-eosin-methylene-blue.
Bibbal D, Estelle L, Monique K, Carine P, Franck F, Philippe C, Emilie G, Eric O, Frederic A, Hubert. 2014. Intimin gene (eae) subtype-based Real-Time PCR strategy for specific detection of Shiga toxin-producing Escherichia coli serotypes O157:H7, O26:H11, O103:H2, O111:H8, and O145:H28 in cattle feces. Appl Environ Microbiol. 80(3):1177.
Chopra I, Marilyn R. 2001. Tetrasiklin antibiotics: Mode of action, applications, molecular biology, and epidemiology of bacterial resistance. Microbiol Mol Biol Rev. 65(2):232-260.
[CLSI] Clinical and Laboratory Standards Institute. 2008. Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated from Animals, Approved Standard. Ed ke-3. Pennsylvania (US): CLSI.
Dzidic S, Suskovic J, Kos B. 2008. Antibiotic resistance mechanism in bacteria: Biochemical and genetic aspect. Food Technol Biotechnol. 46(1):11-21. Ebrahim GJ. 2010. Bacterial resistance to antimicrobials. J Trop Pediatr.
56(3):141-143.
Erfianto GI. 2014. Escherichia coli yang resisten terhadap antibiotik yang diisolasi dari sapi potong yang diimpor melalui pelabuhan Tanjung Priok Jakarta [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Gaynor M, Alexander SM. 2003. Macrolide antibiotics: Binding site, mechanism of action, resistance. Curr Top Med Chem. 3(4):949-961.
George AM, Stuart BL. 1983. Aplifiable resistance to tetracycline, chloramphenicol, and other antibiotics in Escherichia coli: Involvement of a non-plasmid –determined efflux of tetracycline. J Bacteriol. 155(2):531-540.
Guilfole PG. 2007. Antibiotic Resistance Bacteria. New York (US): Chelsea House Pub.
Kanoh S, Bruce KR. 2010. Mechanisms of action and clinical application of macrolides as immunomodulatory medications. Clin Microbiol Rev. 23(3):590-615.
13 Krisnaningsih MMF, Widya A, Haryadi W. 2005. Uji sensitivitas isolat Escherichia coli patogen pada ayam terhadap beberapa jenis antibiotika. Yogyakarta (ID): Universitas Gajah Mada.
Luber P, Edda B, Elke G, Jutta W, Helmut H. 2003. Comparison of Broth Microdilution, E test, and Agar Dilution Methods for Antibiotic Susceptibility Testing of Campylobacter jejuni and Campylobacter coli. J Clin Microbiol. 41(3):1062-1068.
Mead GC. 2007. Microbiological Analysis of Red Meat, Poultry and Eggs. Cambridge (UK): Woodhead Pub.
Nguyen MCP, Paul LW, Mathilde B, Antoine A, Roland R, Annie C. 2011. Escherichia coli as reservoir for macrolide resistance genes. Emerg Infect Dis. 15(10):1648-1650.
Nikaido H. 2009. Mutidrug resistance in bacteria. Annu Rev Biochem. 78:119-146.doi:10.1146/annurev.biochem.78.082907.145923.
[OIE] World Organization for Animal Health. 2012. Laboratory Methodologies for Bacterial Antimicrobial Susceptibility Testing [Internet]. [diunduh 2015 Feb 12]. Tersedia pada:
www.oie.int/fileadmin/Home/fr/Our_scientific_expertise/docs/pdf/GUIDE_ 2.1_ANTIMICROBIAL.pdf.
Phillips I, Casewell M, Cox T, De Groot B, Friis C, Jones R, Nightingale C, Preston R, Waddell J. 2004. Does the use antibiotics in food animal pose a risk to human health? A critical review of published data. J Antimicrob Chemother. 53(1):28-52.
Plumb CD. 2008. Plumbs: Veterinary Drug Handbook. 6th Ed. Stockholm, Wisconsin (UK): Pharma Vet. Inc.
Raghunath D. 2008. Emerging antibiotic resistance in bacteria with special reference to India. J Biosci. 33(4):593-603.
Schroeder CM, Cuiwei Z, Chitrita DR, Jocelyn T, Shaohua Z, David GW, David DW, Patrick FM, Robert DW, Jianghong M. 2002. Antimicrobial resistance of Escherichia coli O157 isolated from human, cattle, swine, and food. Appl Environ Microbiol. 68(2):576-581.
Sharma R. 2012. Isolation and molecular characterization of E. coli O157:H7 & other pathogenic E. coli from dairy herds feaces & waste water of Solan District of Himachal Pradesh. Solan (IN): Shoolini University.
Sidik KR. 2015. Deteksi Salmonella dan Escherichia coli pada tepung telur yang diimpor melalui pelabuhan Tanjung Priok, Jakarta dan resistensinya terhadap antibiotika [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Songer JG, Post KW. 2005. Veterinary Microbiology: Bacterial and Fungal Agents of Animal Disease. Missouri (US): Elsevier Saunders.
Suardana IW, Iwan HU, Putu Ayu SP, Mas DR. 2014. Uji kepekaan antibiotika isolat Escherichia coli O157:H7 asal feses ayam. Buletin veteriner udayana. 6(1):19-27.
Suardana IW, Suarsana IN, Wibowo MH, Widiasih DA. 2011. Isolasi dan uji kepekaan Escherichia coliO157:H7 isolat lokal asal feses sapi terhadap berbagai jenis antibiotika. J SainVet. 29(2):57-64.
14
Suwito W, R Setiadji. 2011. Uji kepekaan antibiotika verotoksigenik E. coli (VTEC) yang diisolasi dari beberapa peternakan sapi perah di Jawa Barat. Di dalam: Prasetyo LH et.al, editor. Prosiding Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner: Teknologi Peternakan dan Veteriner untuk Peningkatan Produksi dan Antisipatif Terhadap Perubahan Iklim; 2011 Jun 7-8; Bogor, Indonesia. Jakarta (ID): IAARD Press. hlm 376-383.
Tadesse DA, Zhao S, Tong E, Ayers S, Singh A, Bartholemew MJ, McDermott PF. 2012. Antimicrobial drug resistance in Escherichia coli from humans and food animals, United States, 1950-2002. Emerg Infect Dis. 18(5):741-749.
15 Lampiran 1 Data hasil uji sensitivitas isolat Escherichia coli
No. sampel Hasil Uji (cm)
Eritromisin Cefepime Oxacillin Azitromisin Tetrasiklin
16
Lampiran 2 Data hasil uji sensitivitas isolat Escherichia coli (lanjutan 1)
No. sampel Hasil Uji (cm)
Eritromisin Cefepime Oxacillin Azitromisin Tetrasiklin
17 Lampiran 3 Data hasil uji sensitivitas isolat Escherichia coli (lanjutan 2)
No. sampel Hasil Uji (cm)
Eritromisin Cefepime Oxacillin Azitromisin Tetrasiklin
18
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Makassar pada tanggal 17 april 1993 dari ayah Andi Abd Radjab dan ibu Andi Suarni. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara. Tahun 2011 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Benteng dan pada tahun yang sama penulis lulus masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB dan diterima di Fakultas Kedokteran Hewan.
