Mikrobiologi: Definisi, Sejarah, dan Relevansi dengan Farmasi
Oleh:
Dr. Dewi Peti Virgianti, M. Si
Definisi Mikrobiologi
Mikrobiologi: Ilmu yang mempelajari mikroorganisme (bakteri, virus, jamur,
protozoa), termasuk perilaku, struktur, fungsi, dan peran mereka dalam ekosistem.
Mikroorganisme: Organisme mikroskopis yang tidak dapat dilihat dengan mata telanjang, termasuk bakteri, virus, jamur, dan protozoa.
Relevansi dengan Farmasi:
o Mikrobiologi penting dalam produksi obat-obatan, vaksin, antibiotik, serta dalam
pengendalian kualitas produk farmasi.
Perbandingan ukuran
Figure 3.2
UKURAN BAKTERI
1 µm = 10–6 m = 10–3 mm
1 nm = 10–9 m = 10–6 mm
1000 nm = 1 µm
0.001 µm = 1 nm
BENTUK DAN SUSUNAN
BAKTERI
Cabang-Cabang
Mikrobiologi
1. Mikrobiologi Medis: Mempelajari
mikroorganisme yang menyebabkan penyakit pada manusia, relevan dalam pengembangan obat dan terapi infeksi.
2. Mikrobiologi Farmasi: Berfokus pada
mikroorganisme dalam produksi dan kontrol kualitas obat-obatan.
3. Mikrobiologi Industri: Penggunaan
mikroorganisme dalam proses industri seperti produksi antibiotik, enzim, dan vaksin.
4. Mikrobiologi Lingkungan: Mempelajari peran
mikroorganisme dalam lingkungan dan pengolahan
limbah.
Figure 28.8c
Applications of Microbiology, p. 801
• Biotechnology, the use of microbes to produce foods and chemicals
Biotechnology
Figure 11.17a
Microbes that are
pathogenic to insects are alternatives to
chemical pesticides in preventing insect
damage to agricultural crops and disease
transmission
Bacillus thuringiensis infections are fatal in many insects but
harmless to other animals, including
humans, and to plants
Biological Insecticides
Applications of Microbiology, p.
33
• Bakteri dapat mendegradasi senyawa organik pada sampah, bakteri mendegradasi polutan seperti
minyak dan merkuri
Bioremediasi
Produksi Vaksin
Sejarah Mikrobiologi
1. Penemuan Mikroorganisme:
• Anton van Leeuwenhoek (1674): Pertama kali mengamati mikroorganisme dengan
menggunakan mikroskop
sederhana, yang disebutnya sebagai
"animalcules."
• Robert Hooke (1665):
Mengembangkan mikroskop dan menemukan
struktur sel pada jaringan tanaman, yang menjadi dasar biologi sel.
2. Teori Spontaneous
Generation:
• Keyakinan bahwa makhluk hidup dapat muncul
secara spontan dari benda mati.
• Francesco Redi (1668): Melakukan eksperimen yang membantah teori ini dengan
menunjukkan bahwa larva lalat berasal dari telur lalat, bukan dari daging yang membusuk.
3. Louis Pasteur (1861):
• Membuktikan bahwa
mikroorganisme ada di udara dan dapat
menyebabkan pembusukan, menolak teori spontaneous generation.
• Mengembangkan teknik
pasteurisasi untuk membunuh
mikroorganisme dalam makanan dan minuman.
• Penelitian Pasteur mendasari konsep vaksinasi,
sterilisasi, dan teknik aseptik.
4. Robert Koch (1876):
• Mengembangkan Postulat Koch, yang
menghubungkan mikroorganisme tertentu dengan penyakit spesifik, seperti Bacillus anthracis yang menyebabkan antraks.
• Mengembangkan metode agar plate untuk
menumbuhkan
bakteri, yang masih digunakan dalam laboratorium
mikrobiologi modern.
DISCOVERY OF THE
CELLS
DISCOVERY OF CELLS
• Robert Hooke (1665)
• England
• Constructed a microscope
• Viewed microscopic structure of cork
• Named the
repeating
subunits he
viewed “cells”
Figure 1.4
• Pasteur demonstrated that these spoilage bacteria could be killed by heat that was not hot enough to evaporate the alcohol in wine
• Pasteurization is the
application of a high heat for a short time
Fermentation and Pasteurization
Figure 1.4
• 1876: Robert Koch proved that a bacterium causes anthrax and provided the experimental steps, Koch’s postulates, to prove that a specific microbe causes a specific disease
The Germ Theory of Disease
Relevansi Mikrobiologi dalam Farmasi
• Mikroorganisme seperti bakteri Streptomyces dan jamur Penicillium digunakan untuk memproduksi antibiotik, yang digunakan dalam terapi infeksi bakteri.
1. Produksi Antibiotik:
• Vaksin dibuat menggunakan mikroorganisme yang dilemahkan atau tidak aktif, yang membantu melindungi manusia dari penyakit
menular seperti polio, influenza, dan COVID-19.
2. Vaksin:
• Mikroorganisme rekombinan digunakan untuk memproduksi insulin, hormon pertumbuhan manusia, dan antibodi monoklonal.
3. Produksi Produk Bioteknologi:
• Pengujian mikrobiologi penting dalam memastikan bahwa produk farmasi steril atau memenuhi standar mikrobiologi yang ditetapkan.
4. Pengendalian Kontaminasi dalam
Produksi Farmasi:
• Mikrobiologi membantu dalam pengembangan obat-obatan baru untuk melawan infeksi mikroba yang resisten terhadap antibiotik.
5. Pengembangan Obat
Antimikroba:
Mikrobiologi dan Pengendalian Kualitas Farmasi
1. Uji Sterilitas:
Produk farmasi steril harus melalui uji
sterilitas untuk memastikan tidak ada mikroorganisme hidup
yang tersisa dalam produk.
2. Uji Batas Mikroba:
Produk non-steril diuji untuk memastikan jumlah mikroba berada
di bawah batas yang ditentukan, mencegah
risiko infeksi pada pasien.
3. Pemantauan
Lingkungan Produksi:
Pemantauan mikroba di lingkungan pabrik obat
sangat penting untuk menjaga kualitas
produk.
Studi Kasus: Penemuan Penisilin
• Menemukan penisilin secara tidak sengaja ketika kultur bakteri Staphylococcus terkontaminasi oleh jamur Penicillium notatum.
• Penisilin menjadi antibiotik pertama yang digunakan secara luas, menyelamatkan jutaan nyawa dari infeksi bakteri.
Alexander Fleming (1928):
• Penemuan ini membuka jalan bagi pengembangan antibiotik lain dan mengubah peran mikroorganisme dalam terapi medis.
Relevansi dengan Farmasi:
Figure 1.5
• 1928: Alexander
Fleming discovered the first antibiotic
• Fleming observed that Penicillium fungus made an antibiotic,
penicillin, that killed S.
aureus
• 1940s: Penicillin was tested clinically and mass produced
A Fortunate Accident—Antibiotics
Tantangan di Masa Depan
1. Resistansi Antibiotik:
• Mikroorganisme yang berkembang menjadi resisten terhadap antibiotik menimbulkan tantangan besar bagi industri farmasi.
• Penelitian mikrobiologi diperlukan untuk mengembangkan obat baru yang lebih efektif.
2. Mikrobiota dan Kesehatan:
• Penelitian terbaru menunjukkan bahwa mikrobiota manusia
(komunitas mikroorganisme di dalam tubuh) memiliki peran penting dalam kesehatan.
• Mikrobiologi dapat digunakan untuk mengembangkan terapi berbasis mikrobiota untuk mengobati
berbagai penyakit.
Kesimpulan
Mikrobiologi merupakan disiplin ilmu yang penting dalam sejarah sains dan memiliki kontribusi besar dalam pengembangan produk farmasi.
Perkembangan dalam mikrobiologi seperti penemuan antibiotik, vaksin, dan terapi berbasis mikroorganisme telah merevolusi dunia medis.
Di masa depan, mikrobiologi akan terus berperan
penting dalam memerangi penyakit menular, resistansi
antibiotik, dan menjaga kesehatan manusia.
Daftar Pustaka:
1. Tortora, G. J., Funke, B. R., & Case, C. L. (2016). Microbiology: An Introduction (12th ed.). Pearson Education.
2. Madigan, M. T., Bender, K. S., Buckley, D. H., & Sattley, W. M. (2018). Brock Biology of Microorganisms (15th ed.). Pearson.
3. Pelczar, M. J., Chan, E. C. S., & Krieg, N. R. (1993). Microbiology: Concepts and Applications. McGraw-Hill.
4. Prescott, L. M., Harley, J. P., & Klein, D. A. (2020). Microbiology (11th ed.). McGraw-Hill Education.
5. Fleming, A. (1929). "On the Antibacterial Action of Cultures of Penicillium, with Special Reference to their Use in the Isolation of B. influenzae." British Journal of Experimental Pathology, 10(3), 226-236.
6. Ryan, K. J., & Ray, C. G. (Eds.). (2004). Sherris Medical Microbiology (4th ed.). McGraw-Hill.
7. Brooks, G. F., Carroll, K. C., & Butel, J. S. (2013). Jawetz, Melnick, & Adelberg's Medical Microbiology (26th ed.). McGraw- Hill.
8. Chandler, D., & Roberson, J. (2015). Introduction to Microbiology. OpenStax College.
9. Koch, R. (1882). "Die Aetiologie der Tuberkulose." Berliner Klinische Wochenschrift, 19, 221-230.
10. World Health Organization (WHO). (2019). WHO Guidelines on Good Manufacturing Practices for Pharmaceutical Products Containing Sterile Substances. WHO Technical Report Series.
