71
Jurnal Moluska Indonesia. Desember 2010. Volume 1: 71-77
S K RI NI NG B AK T E RI YA NG B E R AS O S I AS I DE N G A N
B E B E R AP A J E NI S M O L U S K A D A L A M R A N G K A P E N A N G A N A N
S T R AI N M D R ( M UL T I DR UG R E S I S T A NT )
Delianis Pringgenies1
iDepartemen Ilmu Kelautan, FPIK
-Universitas Diponegoro
AB S TR AK
Asosiasi mikroorganisme dengan invertebrata laut diduga juga mensistesis metabolit sekunder seperti organisme inangnya. Mikroorganisme laut mempunyai potensi sebagai sumber senyawa antimikroba. Keberadaan bakteri yang berasosiasi dengan moluska laut telah memungkinkan penggunaan organisme tersebut sebagai sumber utama bakteri yang baru dan sumber senyawa bioa ktif termasuk senyaw a ant im ikr oba khususnya da lam me na ng a ni stra in str a in ya ng r es iste n teru ta ma mu l t i -d r u g s r es i s t a nt (MDR) Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi bakteri dari moluska (bivalvia dan gastropoda), menskr ining molus ka dan bakteri s imb ionnya ya ng berpotens i me nghas ilka n senyaw a ant i-ba kter i ter hadap strain MDR (Mult i Drug Resistant). Keluara n yang d iharapk a n dari pene lit ia n ini ada la h berupa informasi tentang jenis -jenis moluska dari kelas bivalvia dan gastropoda dan bakteri simbionnya yang mampu menghasilkan senya wa anti -bakteri yang aktif terhadap golongan bakteri MDR sehingga dapat dijadikan materi dasar untuk aplikasi bioteknologi dalam penelitian selanjutnya.
K ata kunei : Bakteri, asos ias i, moluska, Mult i Drug Resistant (MD R)
AB S TR AC T
lt has bee n d iscovered that m ollusca produce a secondar y metab olite a nd in the same tim e bear its important role in its ecosystems so became a strategic target for the development of noble bioactive subs t a nces for m ar ine p ha rm ac oloQ y. T he occu rr e nc e of ma r ine b ac t er ia ass oc ia te d w it h m ar ine mollusk had mad e p oss ib le t o use t hose kind of b act er ia as ma in r esour ces of new ba cter i a resour ces for bioact ive substances ineluding anti -pathogenie bacteria espescialy in handling the strain ❑f multidrugs resistant (MDR) bacteria. The research aims to isolate novel bacteria from molusc (biv alvia and g as tr op ods) , scr e e ning var iou s loc a l molu s c a nd its p ote ns t ia l s im b iot ie ba c te r ia t o p r odu c e a ne w anti-pathogenic bacteria espescialy for MDR (Multi D rug Resistant) bacteria strain. O utput expected fr om t he res e arc h ar e d a ta on m olus c of t he c la ss B iva lv ia a nd G as tr op od a ad its s ym b iot ic ba c te r ia to produce anti-pathogenic bacteria and for MDR bacteria for further marine biotechnology application.
K ey words : Bacteria associated, mollusk, Mult i Drug Resistant (MDR)
PENDAHULUAN
Senyawa bioaktif yang diperoleh dari h e wa n i n ve r t e b r a t a j u ga d i h a s i l ka n o le h mikroorganisme yang berasosiasi dengannya. Mikrobia baru yang berhasil diisolasi dari lin gkun gan laut sebagai ku ltur murni dan asosiasi mikroorganisme dengan organisme laut yang juga mensistesa metabolit sekunder se per t i o r ga ni s me ina n gn ya d ip er kir a kan kurang dari 2% (Watermann 1999; Burgess et al. 2003).
Keberadaan bakteri yang berasosiasi dengan moluska laut telah me mungkinkan p e n g gu n a a n o r ga n i s me t e r s e b u t s e b a ga i sumber utama bakteri yang baru dan sumber s e n y a w a b i o a k t i f t e r m a s u k s e n y a w a anti mi kroba khususn ya da la m menan gani strain strain yang resisten terutama rnulti-drugs resistant (MDR). Resistensi kuman terhadap antibiotik sudah merupakan problem diseluruh d u n i a b a i k d i d a la m r u ma h s a ki t a t a u d i ko munitas yang me mbutuhkan keseriusan dalam pengelolaan pasien dengan penyakit infeksi. Hal ini disebabkan karena penggunaan a n t i b i o t i l d a n t i m i k r o b a y a n g t i d a k r a s i o n a l / b i j a k s a n a ya n g
72 Be rda sa r kan ha l t er seb ut , tu jua n
d ar i penelitian adalah untuk
men gisolasi bakteri dari moluska,
menskrining moluska dan bakteri
s i mb i o nn ya ya n g b e r po t en s i
me n gh a s i lka n senyawa anti bakteri
terhadap strain MDR serta a n a li s i s
f i lo ge n i k d a r i i s o la t b a k t e r i ya n g berpotensi untuk dikembangkan sebagai bahan farmasi bahari.
D i h a r a p k a n b a h w a b a k t e r i
y a n g b e r a s o s i a s i d e n g a n
i n v e r t e b r a t a d a p a t m e m b e r i k a n
k o n t r i b u s i s e b a g a i s u m b e r alternatif baru metabolit sekunder dari bahan
farmasi bahari dalam menghasilkan
antibiotik u n tu k p e n ge lo la a n pa s ie n d e n gan p en ya ki t infeksi.
M ETODE P ENELI TI AN A . P e ng a mb i l a n C o nt o h
M o l u s k a d i a m b i l l a n g s u n g p a d a kedalaman 3 meter dengan scuba
diving dari p e r a i r a n J e p a r a ,
P e k a l o n g a n d a n P u l a u B i s t i o n g ,
T e r n a t e . S a m p e l k e m u d i a n
dimasukkan dalam tas plastik polietilin (Whirpak, Nasco, USA) dan ditempatkan dalam cool box . Se lan jutn ya di la ku kan
i so lasi ba kter i , skrining bakteri
penghasil senyawa Uji anti bakteri moluska.
B . Skrining bakteri penghasil senyawa anti MDR
Tes uji hambatan pertumbuhan
dilakukan antara iso lat ba kter i dar i mo lus ka te rhadap ba kte ri M DR d en ga n
me n ggun a kan me t oda o v e r l a y .
S e t i a p i s o l a t d a r i m o l u s k a
diinoku lasi kan ke per mu kaan mediu m a gar. Sebanyak 12 isolat ditempatkan dalam 1 cawan petri. Petri tersebut diinkubasikan selama 4 hari pada suhu ruangan. Satu persen ku ltur ( v/v) d a r i
s e t i a p t a r g e t b a k t e r i M D R p a d a f a s e
logaritma (ca. 109 sel m1-1) dicampur dengan
soft agar yang kemudian dituangkan pada agar m e d i a y a n g t e l a h d i i n o k u l a s i i s o l a t d a r i moluska sebelumnya. Petri diinkubasikan pada s u h u r u a n g s e la ma 4 8 j a m. Ak t i vi t a s An t i -bakteri ditentukan oleh adanya formation zona hambatan di sekeliling isolat moluska.
C . U j i a n t i b a k t e r i mo l u s k a
Jaringan moluska dihancurkan dengan
b le n de r d a n s e lan j u tn ya d i e ks t r a ks i de n ga n cara homogenisasi dengan pelarut Hexane (non po la r) dan 10 % me thano l da la m kh loro for m ( p o l a r ) d e n g a n m e n g g u n a k a n b l e n d e r . Ca mpuran or ganik yang diperoleh ke mudian difiltrasi dengan menggunakan vacuum filter. F i l t r a t k e mu d i a n d i p i s a h k a n d a r i p e l a r u t d e n g a n m e n g g u n a k a n r o t a r y e v a p o r a t o r . Se la n j u t n ya e ks t r a k d i u j i kan d e n gan s t r a in M DR d e n ga n me t o de d i fu s i a gar . Akt i vi t a s a nt iba kte ri di te ntu kan den gan ada ti da kn ya zona ha mba tan yan g te rbentu k d i se keli lin g paper disk.
D . I s ol a s i ba kt e r i pa t og e n kl i ni k ( M DR)
Berbagai spesimen klinis (darah,feses, u r i n e , d a n l a i n - l a i n ) d i d a p a t k a n d a r i La b o r a t o r i u m M i kr o b i o lo gi K l i n i k , Ru ma h Sakit Kariadi/FK UNDIP Semarang, dikultur pada medium Nutrient Agar, Mac Conkey dan mediu m B lood a gar, CHROM a gar S. aureus d an CHROM a gar M RSA ( IT K Di a gno st ic ) . Setelah 18 -24 jam inkubasi pada suhu 37°C. Identifikasi bakteri dilakukan dengan berbagai u j i y a k n i : m o r f o l o g i k o l o n i b a k t e r i , u j i katalase, uji coagulase, gram stain, haemolisis dalam Blood agar, pink colony dalam CHROM agar S. aureus dan CHROM agar MRSA media (g ra m po si t ive ba ct er ia ), M ac Con key a ga r plate (gram negative bacteria).
F. Pelaksanaan Inokulasi
I s o l a s i b a k t e r i d i s u s p e n s i d a l a m a i r g a r a m s t e r i l , s e h i n g g a t u r b i d i t a s t a m p a k me n c a p a i 0 ,5 s t a n d a r M c Fa r l a n d s t a n d a r d .
Suspensi bakteri langsung digunakan untuk uji difusi.
G. Uji sensitifitas antibakteri
I s o l a t b a k t e r i d a l a m c a w a n
p e t r i dipurifikasi dengan metode goresan hingga diperoleh biakan mumi (Brooks et
aL 2001). Se la n j u t n ya , s kr i n i n g b a kt e r i
p e n gh a s i l a n t i b a k t e r i M D R
d i l a k u k a n d e n g a n me n g gu n a k a n
me t o d e o v e r l a y u n t u k u j i kualitatif dan metode difusi agar Kirby-Bauer untuk uji kuantitatif antibakteri MDR (Brooks et aL 200 1). Inkubasi dilakukan selama 2x24 j a m k e mu d i a n d i a ma t i d a n d i u ku r z o n a h a mb a t a n ya n g t e r b e n t u k. Uj i k u a li t a t i f dilakukan untuk mengetahui
terbentuk atau t i d a k n y a z o n a
h a m b a t a n s e d a n g k a n pengukuran zona hambatan dilakukan pada uji kuantitatif.
HASIL DAN PEMBAHASAN A. Jenis-jenis Moluska
Koleksi sample moluska meliputi jenis: A n a d a r a s p . , C r a s s o s t r e a s p , T r i d a c n a m a x i m a .
M o lu s ka ya n g b e r a sa l d a r i ke la s Gastropoda meliputi: Littorina littorina., Melo sp., Littorina sp, Cypraea depressa, Cypraea a r a b i c a , C y p r a e a t i g r i s , P l e u r o p l o c a trapezium, Cymatium sp, Conus miles, Vasum
c e r a m i c u m , S t r a m o n i t a a r m i g e r a , T u r b o
chrysostomus, Trochus stellatus, Oliva vidua, D r u p a m o r u m m o r u m d a n A n g a r i a s p . ; sedangkan dari kelas Cephalopoda 'adalah j e n i s L o l i g o d u v a u c e l i d a n S e p i o t h e u t h i s lessoniana.
B. Isolat Bakteri Simbion pada Moluska
H a s i l i s o l a s i b a k t e r i s i m b i o n d a r i moluska berjumlah 528 isolat yang masing -masing dari 20 jenis Moluska yakni (isolat):
A n a d a r a s p . , C r a s s o s t r e a s p . , T r i d a c n a
maxima, Littorina littorina, Melo sp., Littorina s p . , C y p r a e a d e p r e s s a , C y p r a e a a r a b i c a , C y p r a e a t i g r i s , P l e u r o p l o c a t r a p e z i u m , Cy ma t iu m sp , Co nus mu rr icu la tus , Va s u m c e r a m i c u m , S t r a m o n i t a a r m i g e r a , T u r b o chrysostomus, Trochus stellatus, Oliva vidua, Drupa morum morum, Angaria sp. dan Loligo
C . Uj i Akt i vi t a s An t i M DR ( M ul t i
D r u g Resistance)
Dari 20 jenis moluska diketahui bahwa ada 528 isolat yang berhasil diisolasi dan ada 144 isolat dari 12 jenis Moluska yang potensi me mi li ki a kti vi tas ant i MDR seper ti yan g tersaji pada Gambar. 2. Hasil potensi aktivitas a n t i M D R ma s i n g - ma s i n g i s o l a t b a k t e r i s i mb i o n d a r i j e n i s M o lu s ka t e r t e r a p a d a Lampiran 1 berikut dengan eatatan tanda positif (±), artinya terbentuk zona hambat dan tanda negative (-) tidak terbentuk zona hambat. Z o n a h a m b a t t e r b e n t u k s e t e l a h diinkubasi selama 2 x 24 jam pada suhu 37 °C. Z o n a h a mb a t me r u p a k a n d a e r a h b e n i n g disekitar bakteri yang
dijadikan sebagai tolak ukur untuk
mengetahui ada atau tidaknya a kt i vi tas a nt iba kte ri su atu is o lat b a kter i terhadap bakteri patogen. Dalarn hal ini, bakteri yang berasosiasi dengan moluska terhadap strain bakteri MDR.
D . I s ol a t B a kt e r i M ol us ka
Isolat bakteri moluska yang diambil dari kelas bivalvia yang terdiri dari
Anadara sp t e r d a p a t 5 2 i s o l a t
b a k t e r i ; s e d a n g k a n Crassostrea sp
terdapat 51 isolat bakteri.
Kelas Gastropoda yang terdiri dari
Littorina littorina terdapat 42 isolat bakteri,
Melo sp. terdapat 22 isolat bakteri dan Littorina
sp. terdapat 36 isolat bakteri.
E . U j i S e ns i t i v i t a s a nt i - M D R o
Uji sensitivitas dilakukan terhadap 6 b a kt er i M DR ya kni : ge nu s Kle bs ie lla (1 ) , Eschericia coli (3), Pseudomonas (2), CNS (4), Enterobacter (10) dan Enterobacter (5). Hasil penelitian sementara uji terhadap bakteri MDR genus Enterobacter (10) dan Pseudomonas memperlihatkan bahwa bakteri yang
berasosiasi dengan Melo sp. terlihat adanya zona hambat setelah diinkubasi selama 24 jam.
Tetapi, pada Anadara sp. dan Crassostrea sp.,
kelas gastropoda Littorina littorina, Melo sp.,
dan Littorina sp belum terbentuk zona hambat. H a s i l u j i k u a l i t a t i f m e n u n j u k k a n sebagian besar isolat bakteri simbion moluska me mi li ki ke ma mp u a n un tu k me n gh a mb a t bakteri MDR karena terbentuknya daerah b e n i n g d i s e k i t a r p a p e r d i s k y a n g t i d a k ditumbuhi oleh bakteri MDR. Pertumbuhan b a k t e r i M D R d i h a m b a t o l e h m e t a b o l i t sekunder yang dihasilkan oleh isolat bakteri simbion. Metabolit sekunder diproduksi oleh o r g a n i s m e s e b a g a i r e s p o n t e r h a d a p lingkungannya. Fungsi metabolit sekunder
selain sebagai pertahanan diri, juga
sebagai me d i a i n t e r a k s i d e n g a n
o r g a n i s me l a i n , m e n c e g a h t e r j
a d i n y a i n f e k s i d a r i
mikroorganisme, dan sebagai media
dalam proses reproduksi.
Metabolit sekunder yang dihasilkan oleh bakteri asosiasi dari laut banyak
mengandung substansi antimikroba
disebabkan oleh peran k h u s u s ya n g h a r u s d i j a l a n k a n t e r h a d a p inangnya. Substansi antibiotik yang dihasilkan oleh bakteri simbion ini memili ki peranan utama
yang berhubungan dengan kompetisi
ekologis. Bakteri simbion memerlukan
nutrisi seperti vitamin, polisakarida dan
asam lemak yang dihasilkan oleh
inangnya. Sebaliknya bakteri ini akan men geks kresikan produk seperti asam amonia, antibiotik dan zat racun untuk perkembangan dan metabolisme inang a t a u
u n t u k m e n i n g k a t k a n k e m a m p u a n
pertahanan kimia dari organisme inang.
Pada uji kuantitatif antibakteri
MDR, i s o l a t - i s o l a t b a k t e r i ya n g
me n u n j u k k a n aktivitas positif pada uji kualitatif diujikan lagi t e r h a d a p j e n i s b a kt e r i M D R ya n g d a p a t dihambat pada uji kualitatif untuk kemudian diukur zona hambatan yang terbentuk. Hal ini dilakukan untuk me mpermudah pemilihan bakteri yang aktif terhadap bakteri MDR.
Berdasarkan hasil uji kuantitatif,
tampak bahwa beberapa isolat bakteri aktif
terhadap jenis-jenis. Terjadinya
penghambatan terhadap pertumbuhan koloni bakteri diduga karena k e r u s a k a n ya n g
t e r j a d i p a d a k o mp o n e n struktural
membran sel bakteri. Pada metabolit sekunder yang mengandung terpenoid, protein dan
lipid yang berikatan dengan terpenoid akan menyebabkan pelisisan pada sel (Nursal et al. 2006). Hasil penelitian ineriggambarkan bahwa me t a b o li t s e ku n d e r ya n g d i h a s i l ka n o le h beberapa isolat Moluska memiliki spektrurn luas karena dapat membentuk zona hambatan beberapa jenis bakteri MDR. Isolat bakteri yang aktif terhadap beberapa jenis bakteri uji memiliki spektrum antimikrobial van2 luas_ Hal ini sesuai
dengan sifat antibiotik vaitu ada y a n g
b e r s p e k t r u m h i a s d a n a d a y a n g
b e r s p e k t r u m s e m p i t . A n t i b i o t i k y a n g b e rs p e kt ru m lu a s e fe kt i f d i gu n a ka n b a gi banyak spesies bakteri sebaliknya antibiotik y a n g b e r s p e k t r u m s e mp i t h a n ya e f e k t i f digunakan untuk spesies bakteri tertentu.
P e r b e d aa n d a ya h a mb a t d a r i s e t i a p metabolit sekunder yang dihasilkan oleh isolat bakteri simbion terhadap bakteri uji MDR ini dipengaruhi oleh beberapa faktor. Menurut Nursal et al. (2006), perbedaan daya harnbat bisa disebabkan karena perbedaan komponen dinding sel bakteri uji, yaitu bakt eri MDR. Pad a b a kt er i gra m n e gat i f ya n g me mi li ki struktur dinding sel yang lebih kompleks dan me n g a n d u n g
k o mp o n e n l i p i d ya n g l e b i h banyak
dibandingkan dengan bakteri gram positif, dinding selnya tidak mudah rusak. S e l a i n i t u , V o l k & W h e e l e r ( 1 9 8 8 ) j u g a menyatakan bahwa membran sel yang tersusun atas protein dan lipid sangat rentan terhadap zat k i mi a ya n g d a p a t me n u r u n ka n t e ga n ga n p e r mu k a a n . O l e h k a r e n a i t u , ke r u s a ka n membran sel akan menyebabkan terganggunya transport nutrisi melalui membran sel yang me n ye b a b kan s e l me n ga la mi ke ku r a n gan nutrisi, Harpeni (2007) menambahkan semakin ke ci l u kuran d ia me ter zon a ha mbat ma ka semakin rendah sensitivitas bakteri.
KESIMPULAN
B e r d a s a r k a n h a s i l p e n e l i t i a n ya n g dilakukan, maka dapat disimpulkan dua hal berikut:
1 . I s o l a s i b a k t e r i s i mb i o n d a r i m o l u s k a (bivalvia, gastropoda)
yang dikoleksi dari
perairan Jepara, Pekalongan dan
Ternate memperlihatkan bahwa
528 isolat dari 20
jenis Moluska terdapat 97 isolat (18,37%) dan ternyata ada 12 jenis Moluska yang potensi memiliki aktivitas anti MDR, yakni jenis:
Cypraea depressa, Cypraea
tigris, P l e u r o p l o c a
t r a p e z i u m , C o n u s
murriculatus, Stramonita
armigera, Turbo c h r y s o s t o mu s , T r o c h u s s t e l l a t u s , Ol i v a vidua, Drupa morum morum, Angaria sp., Loligo duvaucelii.
2 . Berdasarkan konsistensi hasil
skrining, b e s a r k e c i l n y a z o n a h a m b a t y a n g dihasi lkan dan si fat pengha mbatannya terhadap beberapa jenis bakteri uji melalui uji
sensitivitas dihasilkan 4 isolat
bakteri, ya kn i : Co n u s
mu r r ic u la t us , S t ra mo ni t a
a r m i g e r a , O l i v a v i d u a ,
P l e u r o p l o c a trapezium.
DAF TAR P USTAK A
B r o o k s G F , B u t e l J S , M o r s e S A . 2 0 0 1 . M i kr o b i o l o gi K e d o k t e r a n . S a l e mb a Medika, Jakarta, 528 hlm. B u r ges s J G et a l . 2 00 3 . De ve lo p me nt
o f a marine natural product-based antifouling paint. Biofouling 19:197- 205.
Harpeni E. 2007. Identifikasi Bakteri Karang
Pendegradasi Senyawa Herbisida
Paraquat (1,1-Dimethy1-4,4'- Bipyridilium Dichloride) di Pantai Utara Jawa. Dalam: Prosiding Seminar Hasil Penelitian & Pengabdian kepada Masyarakat, UNILA,
pp.255-262. http://lemlit.unila.ac.id
file_prosiding (1 1 November 2008). Nursal SW , Juwita W S. 2006. Bioaktifitas
Ekstrak Jahe (Zingiber officinale Roxb.) dalam Menghambat Pertumbuhan Koloni Bakteri Escherichia coli dan Bacillus subtilis. Jurnal Biogenesis Vol. 2 (2) :64-
66.http ://biologitkip.unri.ac. id/karya/tulis
/6%20nursal (13 November 2008).
Volk W A, Wheeler MF. 1988. Mikrobiologi Dasar. Jilid I Edisi kelima. Erlangga, Jakarta, 396 hlm.
Watermann B. 1999. Alternative antifoulant t e c h n i q u e s p r e s e n t a n d f u t u r e . L i m n o M a r : 1 - 6 W a l u y o , L . 2 0 0 7 . M i k r o b i o l o g i U m u m . U M M P r e s s , Malang, 372 hlm.Zheng, L, X. Han, H. Chen, W. Lin and X. Yan. 2005. Marine B a c t e r i a A s s o c i a t e d w i t h M a r i n e M a c r o o r g a n i s m e : T h e P o t e n t i a l An t i mi c rob ia l Res our ces . An na ls o f M i c r o b i o l o g y , 5 5 ( 2 ) : 1 1 9 - 1 2 4 . http://wwvv.annmicro.unimi.it/ful1/55/zheng/ 55_119-124 (3 November 2008).
