Archive for the ‘KAJIAN MIKROBIOLOGI KESEHATAN’ Category

Pemanfaatan Bakteri Deinococcus radiodurans Dalam Usaha Mengurangi Radiasi Radioaktif

Judul : Pemanfaatan Bakteri Radiodurans Dalam Usaha Mengurangi Radiasi Radioaktif

Pendahuluan

Kebutuhan terhadap energi listrik sebagai penggerak utama pembangunan terus meningkat. Kebutuhan energi listrik Indonesia meningkat sebesar 18% rata-rata setiap tahun. Namun, pasokan bahan bakar yang dapat menghasilkan energi listrik tidak sepadan dengan peningkatan kebutuhan terhadap energi listrik saat ini. Banyak negara yang telah memanfaatkan energi nuklir sebagai sumber pembangkit listrik. Berdasarkan penelitian, energi nuklir dipercaya mampu menghasilkan energi sebesar 200 MeV sehingga nuklir sangat efektif dalam menyelesaikan permasalahan krisis energi(Arthuria,2009).

Tetapi ada dampak negatif dari penggunaan nuklir yakni hasil pembuangannya berupa limbah radioaktif. Munculnya efek radiasi nuklir yang membuat kepanikan bagi negara-negara industri pengguna pembangkit listrik tenaga nuklir yang memberikan dampak negatif untuk lngkungan (pencemaran lingkungan) baik unsur abiotik dan biotik yang ada disekitar sumber nuklir. Pencemaran ini dinamakan pencemaran zat radioaktif.

Proses penyebaran partikel radioaktif terjadi bisa lewat udara, air dan tanah. Secara umum jenis radiasi yang terpancar dari bahan radioaktif baik pada fasilitas PLTN atau yang berhubungan dengan fasilitas nuklir lainnya dan keluar kelingkungan terdiri dua tipe, paparan eksternal dan paparan internal. Tipe paparan radiasi yang pertama adalah paparan luar (eksternal) atau paparan langsung yang terjadi melalui kontak dengan tubuh kita dari luar tubuh. Tipe radiasi kedua adalah paparan dalam (internal) yaitu paparan yang terjadi di dalam tubuh akibat zat atau partikel radioaktif terserap atau masuk kedalam tubuh baik lewat aktifitas pernafasan, makan atau minum keluar dari reaktor(Mulhari,2011).

Peristiwa Chernobyl dan Fukushima yang menghasilkan radiasi radioaktif akibat ledakan yang terjadi pada PLTN membuat keresahan yang terjadi di kalangan masyarakat dunia. Melihat kondisi ini banyak peneliti dan ilmuwan yang mencari cara untuk mengatasi radiasi radioaktif dari nuklir. Salah satunya melalui pemanfaatan bakteri Deinococcus radiodurans. Dengan pemanfaatan D.radiodurans negara pengguna PLTN sebagai sumber listrik akan dibantu dalam penanganan pengurangan radiasi yang muncul. Selain itu, lingkungan akan kembali sehat serta penyakit yang disebabkan radiasi nuklir akan terminimalisir.

Isi

Sekilas Tentang Radioaktif

Zat radio aktif adalah zat yang memancarkan radiasi pengion dengan aktivitas jenis lebih besar daripada 70 kBq/kg atau 2 nCi/g (tujuh puluh kilobecquerel per kilogram atau dua nanocurie per gram). Angka 70 kBq/kg (2 nCi/g) tersebut merupakan patokan dasar untuk suatu zat dapat disebut zat radioaktif pada umum-nya yang ditetapkan berdasarkan ketentuan dari Badan Tenaga Atom Internasional (International Atomic Energy Agency).(Agus,2011)

Pencemaran zat radioaktif adalah suatu pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh debu radioaktif akibat terjadinya ledakan reaktor-reaktor atom serta bom atom. Limbah radioaktif adalah zat radioaktif dan bahan serta peralatan yang telah terkena zat radioaktif atau menjadi radioaktif karena pengoperasian instalasi nuklir yang tidak dapat digunakan lagi (Agus,2011)

Efek Radiasi Radioaktif (Nuklir)

Ada tujuh efek yang berbahaya bila tubuh manusia terkena bocoran radioaktif dari PLTN :

  • Rambut.

Efek paparan radioaktif membuat rambut akan menghilang dengan cepat bila terkena radiasi di 200 Rems atau lebih. Rems merupakan satuan dari kekuatan radioaktif.

  • Otak.

Sel-sel otak tidak akan rusak secara langsung kecuali terkena radiasi berkekuatan 5000 Rems atau lebih. Seperti halnya jantung, radiasi membunuh sel-sel saraf dan pembuluh darah dan dapat menyebabkan kejang dan kematian mendadak.

  • Kelenjar Gondok.

Kelenjar tiroid sangat rentan terhadap yodium radioaktif. Dalam jumlah tertentu, yodium radioaktif dapat menghancurkan sebagian atau seluruh bagian tiroid.

  • Sistim Peredaran Darah.

Ketika seseorang terkena radiasi sekitar 100 Rems, jumlah limfosit darah akan berkurang, sehingga korban lebih rentan terhadap infeksi. Gejala awal mirip seperti penyakit flu.enurut data saat terjadi ledakan Nagasaki dan Hiroshima, menunjukan gejala dapat bertahan selama sepuluh tahun dan mungkin memiliki risiko jangka panjang seperti leukimia dan limfoma.

  • Jantung.

Jika seseorang terkena radiasi berkekuatan 1000 sampai 5000 Rems akan mengakibatkan kerusakan langsung pada pembuluh darah dan dapat menyebabkan gagal jantung dan kematian mendadak.

  • Saluran Pencernaan.

Radiasi dengan kekuatan 200 Rems akan menyebabkan kerusakan pada lapisan saluran usus dan dapat menyebabkan mual, muntah dan diare berdarah.

  • Saluran Reproduksi.

Radiasi  akan merusak saluran reproduksi cukup dengan kekuatan di bawah 200 Rems. Dalam jangka panjang, korban radiasi akan mengalami kemandulan. (Anonymous,2010)

Klasifikasi Deinococcus radiodurans

Deinococcus radiodurans

Bentuk tetrad Deinococus radiodurans dilihat menggunakan mikroskop transmisi elektron (TEM)

Klasifikasi ilmiah

Domain: Bacteria
Filum: Deinococci
Ordo: Deinococcales
Famili: Deinococcuceae
Genus: Deinococcus
Spesies: D. radiodurans

Nama binomial

Deinococcus radiodurans
Brooks & Murray, 1981

SejarahDeinococcus radiodurans

D. radiodurans pertama kali dideteksi oleh Anderson et al. pada tahun 1956 di dalam daging kalengan yang disterilisasi dengan radiasi sinar x dan yang tidak diradiasi.(Bayu,2010). Deinococcus radiodurans berasal dari bahasa Yunani : deino dan kokkos yang berarti “berry yang mengerikan” dan bahasa Latin radius dan durare yang artinya “tahan radiasi”. Dahulu spesies ini disebut Micrococcus radiodurans Cohn 1872. Karena ketahanannya terhadap radiasi baketeri ini dijuluki “Conan the Bacterium” seperti nama tokoh “Conan the Barbarian”. Bakteri ini juga tercatat dalam Guinness Book of World Records sebagai “bakteri terkuat sedunia”. Bakteri ini awalnya ditemukan beberapa dekade yang lalu dalam makanan kaleng yang telah disterilisasi dengan radiasi. (Huyghe, Patrick (July/August 1998)

Awalnya spesies ini termasuk genus Micrococcus. Setelah dilakukan pengujian RNA ribosomal bakteri ini termasuk genus Deinococcus yang mirip dengan genus Thermus, bakteri yang tahan panas. Karena Deinococcus memiliki ketahanan terhadap panas dan radiasi, maka dimasukkan ke dalam filum Deinococcus-Thermus. Deinococcus merupakan satu-satunya genus dalam ordo Deinococcales. Semua spesies dalam genus ini memilki ketahanan terhadap radiasi.

Deskripsi Deinococcus radiodurans

Deinococcus radiodurans merupakan bakteri Gram positif berbentuk bola dengan diameter 1,5 sampai 3,5 µm dan umumnya membentuk tetrad. Bakteri ini mudah berkembang dan tidak menimbulkan penyakit. Koloninya halus, cembung, dan berwarna pink kemerahan. Walaupun bakteri ini Gram positif, struktur dinding selnya tidak biasa dan merupakan modifikasi dari dinding sel bakteri Gram negatif.

Deinococcus radiodurans tidak membentuk endospora dan nonmotil. Bakteri ini adalah bakteri obligat aerobik kemoorganoheterotrof yang menggunakan energi dari zat organik. Bakteri ini sering ditemukan pada habitat yang kaya zat organik seperti di tanah, feses, daging, tapi juga bisa ditemukan pada debu, alat-alat medis dan tekstil. Deinococcus radiodurans sangat resistan terhadap radiasi ion, sinar ultraviolet, desikasi (pengawetan melalui proses pengeringan), oksidasi, dan agen elektrofilik.

Genomnya terdiri dari dua kromosom sirkuler; 2,65 juta pasang basa dan 412.000 pasang basa yang disebut megaplasmid dari 177.000 pasang basa dan plasmid dari 46.000 pasang basa. Bakteri ini memiliki 3.195 gen. Pada fase stasioner, tiap sel bakteri mengandung 4 duplikat genom yang akan berlipat ganda dengan cepat sehingga tiap bakteri nantinya mengandung 8-10 duplikat genom (Margaratta,2011)

Mekanisme Ketahanan Radioaktif

Deinococcus radiodurans dapat bertahan dalam 1,5 juta rads ribuan kali lebih kuat daripada semua makhluk hidup yang ada di bumi dan 300 kali lebih kuat daripada ketahanan manusia. Bakteri ini memiliki ketahanan terhadap radiasi  karena memiliki salinan ganda dari genomnya dan mekanisme perbaikan DNA yang cepat. Tidak seperti organisme lain yang kehilangan DNA karena radiasi, mikroba ini tidak kehilangan informasi genetik karena fragmen-fragmen DNA yang terputus disimpan di dalam cincin plasmid yang terkunci rapat. Fragmen-fragmen ini tersusun rapat, pada akhirnya tersusun bersama menjadi tataan yang original dan benar. Bakteri ini biasanya memperbaiki kerusakan kromosom dalam 12-24 jam melalui proses dua tahap.

Pertama, D. radiodurans menyambungkan ulang fragmen-fragmen kromosom melalui proses yang disebut penempelan untai-tunggal. DNA memperbaiki diri di dalam ring yang telah disebut. Lalu sang bakteri melakukan aksi yang sangat tidak umum. Bakteri ini terdiri dari empat kompartmen, masing-masing mengandung satu salinan DNA. Ada dua jalan kecil diantara kompartmen. Setelah sekitar satu setengah jam perbaikan di dalam cincin, DNA membuka lipatan dan bermigrasi ke kompartmen yang berdekatan dimana terjadi saling baur dengan DNA yang telah ada disana.

Pada tahap kedua, protein memperbaiki kerusakan untai-ganda melalui rekombinasi homolog. Proses ini tidak melibatkan mutasi apapun dari replikasi normal yang biasa. Mesin perbaikan reguler, umum di manusia dan juga bakteri, melaksanakan tugasnya memperbaiki enzim diantara dua salinan DNA, memakai templete untuk memperbaiki yang lain.

Dari empat salinan DNA, selalu ada dua atau tiga yang terkemas rapat di dalam cincin sementara yang lain dapat bergerak bebas. Sehingga kapanpun, selalu ada salinan DNA yang mengatur produksi produksi protein dan lain-lain yang tidak aktif namun terlindungi terus menerus.

Pertanyaan mengenai Deinococcus radiodurans adalah bagaimana ketahanan radioaktif yang demikian tinggi dapat berkembang. Level radiasi lingkungan alam sangat rendah di kebanyakan tempat, tingkatnya 0.4 mGy per tahun, dan radiasi lingkungan yang diketahui paling tinggi, dekat Guarapari, Brazil, hanya 175 mGy per tahun. Dengan level radiasi lingkungan alam yang terjadi sangat rendah, organisme yang mengembangkan mekanisme untuk menahan efek radiasi tinggi sangat unik.

Valerie Mattimore dan John R. Battista dari Lousiana State University mengusulkan bahwa ketahanan radioaktif D. Radiodurans hanyalah efek samping dari mekanisme untuk bertahan terhadap kekeringan sel berkepanjangan. Untuk mendukung hipotesis ini, mereka melakukan eksperimen dimana mereka mendemonstrasikan strain mutan D. radiodurans yang sangat rentan terhadap bahaya radiasi ion juga sangat rentan terhadap bahaya kekeringan berkepanjangan, sementara tipe galur liar resisten terhadap keduanya. Sebagai tambahan untuk perbaikan DNA, D. radiodurans menggunakan ekspresi protein LEA (Late Embryogenesis Abundant) untuk melindungi diri dari kekeringan.

Michael Daly mengusulkan bahwa bakteri ini menggunakan mangan sebagai antioksidan untuk melindungi diri terhadap bahaya radiasi. Pada tahun 2007 timnya menunjukkan bahwa level mangan(II) intrasel yang tinggi pada D. radiodurans melindungi protein dari oksidasi radiasi, dan mengemukakan ide bahwa protein, bukan DNA, adalah target pelaku dari aksi biologis pada bakteri sensitif, dan ketahanan ekstrim pada bakteri yang mengandung mangan didasar perlindungan protein. Deinococcus radiodurans melindungi protein, bukan DNA, sehingga memungkinkan untuk memperbaiki DNA yang rusak.

Penelitian Terbaru Mengenai D.radiodurans dan Aplikasi Pemanfaatan D.radiodurans dalam Upaya Mengurangi Radiasi Radioaktif Khususnya Limbah Radioaktif

Banyak penelitian yang dilakukan untuk menjelaskan struktur protein khusus pada D. radiodurans. Salah satu struktur protein bakteri ini yang baru-baru ini ditemukan adalah thioredoxin reductase. Reductase adalah sebuah enzim yang berperan sangat penting dalam  respon sel terhadap tekanan oksidatif, termasuk kerusakan DNA rantai ganda.

Namun poin penting lain mengenai spesies ini adalah kemampuannya untuk memperbaiki kerusakan DNA rantai ganda dengan cepat dan akurat tanpa enzim RecBCD yang pada normalnya ada di bakteri lain. Penelitian sekarang ini menunjukkan bahwa D. radiodurans mengandung rangkaian gen yang mengkode sebuah protein yang sangat mirip dengan enzim RecD pada yang ditemukan pada E.coli. Penemuan yang sangat penting ini memberi kesan bahwa enzim RecD yang seperti protein dalam D. radiodurans adalah bagian penting dalam sistem perbaikan yang ia gunakan. Telah ditunjukan bahwa penghilangan dari gen RecD mengakibatkan kepekaan terhadap radiasi meningkat dengan besar.

Mungkin penelitian sekarang ini yang paling menarik adalah kemungkinan untuk membuat bakteri lain tahan terhadap radiasi seperti D. radiodurans secara genetik. Salah satu tim peneliti di Cina sedang memperdebatkan topik ini. Khususnya mereka sedang mencoba memasukkan sebuah rekombinan ekspresif yaitu protein Mn-SOD dari D. radiodurans ke dalam E.coli BL21.Tantangan yang sebenarnya bukanlah mencoba memasukkan sembarang protein ke dalam spesies lain melainkan membuat expresif dan rekombinan protein pada dasarnya menopang dirinya sendiri dalam spesies baru. Sejauh ini penelitian ini belum berhasil sepenuhnya, walaupun demikian penelitian ini telah memberi fondasi untuk pembelajaran dan aplikasi dari rekombinan Mn-SOD selanjutnya.

Bakteri D. radiodurans digunakan untuk bioremediasi.Bioremediasi adalah proses yang menggunakan mikroba, fungi, tanaman atau enzim untuk membersihkan limbah-limbah yang terdapat di lingkungan, dan mengembalikan lingkungan tersebut ke keadaan awal. Bioremediasi bertujuan untuk memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun (karbon dioksida dan air).

Ada 4 teknik dasar yang biasa digunakan dalam bioremediasi :

  1. stimulasi aktivitas mikroorganisme asli (di lokasi tercemar) dengan penambahan nutrien, pengaturan kondisi redoks, optimasi pH, dsb
  2. inokulasi (penanaman) mikroorganisme di lokasi tercemar, yaitu mikroorganisme yang memiliki kemampuan biotransformasi khusus
  3. penerapan immobilized enzymes
  4. penggunaan tanaman (phytoremediation) untuk menghilangkan atau mengubah pencemar.

(Syarif,2010)

Jenis-jenis bioremidiasi

    1. Biostimulasi

Nutrien dan oksigen, dalam bentuk cair atau gas, ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar untuk memperkuat pertumbuhan dan aktivitas bakteri remediasi yang telah ada di dalam air atau tanah tersebut.

  1. Bioaugmentasi

Mikroorganisme yang dapat membantu membersihkan kontaminan tertentu ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar. Cara ini yang paling sering digunakan dalam menghilangkan kontaminasi di suatu tempat. Namun ada beberapa hambatan yang ditemui ketika cara ini digunakan. Sangat sulit untuk mengontrol kondisi situs yang tercemar agar mikroorganisme dapat berkembang dengan optimal. Para ilmuwan belum sepenuhnya mengerti seluruh mekanisme yang terkait dalam bioremediasi, dan mikroorganisme yang dilepaskan ke lingkungan yang asing kemungkinan sulit untuk beradaptasi.

  1. Bioremediasi Intrinsik

Bioremediasi jenis ini terjadi secara alami di dalam air atau tanah yang tercemar.Di masa yang akan datang, mikroorganisme rekombinan dapat menyediakan cara yang efektif untuk mengurangi senyawa-senyawa kimiawi yang berbahaya di lingkungan kita. Bagaimanapun, pendekatan itu membutuhkan penelitian yang hati-hati berkaitan dengan mikroorganisme rekombinan tersebut, apakah efektif dalam mengurangi polutan, dan apakah aman saat mikroorganisme itu dilepaskan ke lingkungan.

Skema

  • D. radiodurans dimodifikasi secara genetik: gen merA dari bakteri Escherichia coli jenis BL308 disisipkan ke dalam materi genetik bakteri D. radiodurans.

  • Gen merA ini mengode 6 protein pada E. coli yang memberi bakteri tersebut resistensi terhadap Hg(II).

  • Mereduksi Hg2+ yang sangat beracun menjadi Hg0 yang mudah menguap (volatile) dan tidak beracun.

  • Memutus ikatan antara atom raksa (Hg) dan atom karbon (C) di dalam senyawa berbahaya yang mengandung Hg seperti metilmerkuri klorida.

  • Bakteri D. radiodurans akan memiliki resistensi terhadap Hg(II) juga jika disisipkan gen merA dari E. coli.

Langkah Pemanfaatan Deinococcus radiodurans dengan Sistem Bioreaktor Basah In Situ dan RBC (Reaktor Biologis Putar)

Biorekator Basah In Situ

Pembangunan bioreaktor difungsikan sebagai bejana bioremediasi. Konteks bioreaktor dalam hal penangan limbah di dalam tanah dan air berhubungan dengan sebuah bejana raksasa sebagai tempat pendegradasian limbah Sr90 yang sudah disolasi dan dikontrol. Bioreaktor dalam hal ini akan memisahkan kontaminan berbahaya di dalam tanah untuk dimasukkan ke dalam tangki penampungan tahap dua yang keadaan lingkungannya yang bisa diawasi dan dikontrol keadaanya. Mekanisme perlakuan yang paling penting dalam bioreaktor ini adalah degradasi alami dari populasi bakteri Deinococcus radiodurans. Bioreaktor ini telah terbukti sangat efektif dalam meremediasi limbah di dalam tanah, dan juga beberapa kasus limbah di dalam air. Selain itu bioreaktor ini juga telah mampu menyelesaikan permasalahan polusi oleh bahan bakar hidrokarbon (minyak, bensin, dan diesel) (Fall, 1996 dalam Arthuria,2011).

Bioreaktor untuk penangan limbah cair ini biasanya berupa lapisan atau sebuah bentukan dari endapan reaktor teraktivasi. Endapan reaktor teraktivasi merupakan sebuah bejana yang akan menjadi tempat bercampurnya mikroba dan nutriennya dengan limbah Sr90. Bioreaktor ini dapat dioperasikan dalam pada tempat yang menjadi aliran dari limbah tersebut. Sistem bioreaktor dapat diamati pada gambar di bawah ini,

Gambar 3 Sistem Bioreaktor Basah (Fall,1996 dalam Arthuria,2011).

Langkah pengaplikasian:

  1. Absorsi limbah (kontaminasi) menuju permukaan melalui interceptor wall

  2. Pengaliran limbah ke bejana Metan dan Air

  3. Penguraian limbah oleh fermentor (Deinococcus radiodurans) (Tempat dibiaknya bakteri)

  4. Pengeluaran berupa senyawa-senyawa yang ramah lingkungan

RBC (Reaktor Biologis Putar)

Reaktor biologis putar ( rotating biological contractor ) merupakan teknologi pengolahan air limbah yang mengandung polutan organic secara biologis dengan sistem biakan melekat ( attached culture ). Prinsip kerja pengolahannya yakni air limbah yang mengandung polutan organik (radioaktif) dikontakkan dengan mikroorganisme (microbial film) yakni Deinococcus radiodurans yang melekat pada media didalam suatu reaktor. Media tempat melekat berupa piringan (disk) dari bahan polimer atau plastik yang ringan dan disusun berjajar-jajar pada suatu poros sehingga membentuk suatu modul, selanjutnya modul tersebut diputar secara pelan dalam keadaan tercelup sebagian dalam kedalam air limbah yang mengalir kontinyu ke dalam reaktor.

Pada saat biofilm melekat pada media berupa piringan yang tercelup kedalam air limbah, Deinococcus radiodurans menyerap senyawa organik yang ada dalam air limbah mengalir pada permukaan biofilm, dan pada saat biofilm berada diatas permukaan air, bakteri tadi menyerap oksigen dari udara atau oksigen yang terlarut dalam air untuk menguraikan senyawa organik. Energi hasil penguraian senyawa organik digunakan bakteri untuk perkembangbiakan atau metabolisme.

Pertumbuhan bakteri tadi makin lama makin tebal, sampai akhirnya karena gaya beratnya sebagian akan mengelupas dari mediumnya dan terbawa aliran air ke lua. Selanjutnya mikroorganisme yang ada dimedium akan tumbuh lagi dengan sendirinya hingga terjadi kesetimbangan sesuai dengan kandungan senyawa organik pada limbah. Berikut gambar proses penguraian limbah oleh D.radiodurans di dalam RBC.

Gambar : Mekanisme Proses Penguraian Senyawa Organik oleh D.radiodurans dalam RBC

Langkah pengaplikasian:

  1. Biakan D.radiodurans di media piringan (disk) sehingga terbentuk lapisan biofilm

  2. Posisikan aliran air limbah sesuai gambar diatas

  3. Putaran poros akan mempengaruhi kinerja bakteri D.radiodurans

  4. D.radiodurans akan menguraikan senyawa-senyawa yang ada dalam limbah

  5. Hasil penguraian dapat berupa gas dan endapan yang ramah lingkungan

Kajian Religius

Allah menciptakan jasad-jasad renik di dunia ini sesuai dengan fungsinya masing-masing. Sesuai dengan firman Allah pada Surah Al-furqon ayat 2

Maknanya : Sesungguhnya Allah telah menciptakan kesemuanya yang ada dimuka bumi ini yang mempunyai peranan masing-masing meskipun itu hal-hal (benda/ mkhluk hidup) sekecil apapun.

Daftar Rujukan

Mulhari, Abdul, dkk. 2011. Belajar Dari Bencana Jepang. Institute for Science and Technology Studies (ISTECS), AMSTEC-2011

Agus. 2011. Apa Itu Radioaktif dan Apa Efek dari Radioaktif. http://agussatyaww.blogspot.com/2011/03/apa-itu-radioaktif-dan-apa-efek-dari.html

Arthuria,2009. PemanfaatanbakteriDeinococcusradioduranssebagaibioremediasipencemaranlimbahradioaktifPembangkitListrikTenagaNuklir.http://senyumarthuria.multiply.com/journal/item/4/Pemanfaatan_bakteri_Deinococcus_radiodurans_sebagai_bioremediasi_pencemaran_limbah_radioaktif_Pembangkit_Listrik_Tenaga_Nuklir_The_summary?&show_interstitial=1&u=%2Fjournal%2Fitem

Bayu,2009. http://bayumas3.blogspot.com/2010_05_01_archive.html

Margaratta,2011. Deinococcus radiodurans bakteri paling tangguh di dunia. http://magaratta.wordpress.com/2011/03/19/deinococcus-radiodurans-bakteri- paling-tangguh-di-dunia/

Syarif.2010.Pengolahan limbah B3. http://syariefjazjaz.wordpress.com/tag/pengolahan-limbah-b3/

http://www.genomenewsnetwork.org/articles/07_02/deinococcus.shtml

http://www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/BukuAirLimbahDomestikDKI/BAB7RBC.pdf

PEMANFAATAN MIKROORGANISME DENGAN BIOTEKNOLOGI MODERN DI BIDANG KEDOKTERAN

PENDAHULUAN

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa. Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan (Prowel, 2010).

Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal. Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, rekombinan DNA, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS.

Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala.  Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan rekombinan DNA, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.

Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan (Anonimous, 2011).

BIOTEKNOLOGI MODERN

 Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahli telah mulai lagi mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian. Dalam bioteknologi modern orang berupaya dapat menghasilkan produk secara efektif dan efisien. Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA, selain memanfaatkan dasar mikrobiologi dan biokimia. Aplikasi bioteknologi modern juga mencakup berbagai aspek kehidupan manusia, misalnya pada aspek pangan, pertanian, peternakan, hingga kesehatan dan pengobatan (Anonymous, 2011).

Ciri-ciri penggunaan mikroorganisme, yaitu sebagai penggunaan mikrooranisme sebagai agen, pemanfaatan rekayasa genetika, produksi hormon, enzin, antibiotik, gas metahana, MSG, dan lain-lain serta didukung oleh bidang ilmu lain seperti biokimia, teknik kimia (Prowel, 2010).

Contoh penggunaan mikroorganisme dalam bioteknologi modern antara lain:

  • Methanogenic, menghasilkam metana,
  • Aspergilius niger, menghasilkan amilase dan lipase,
  • Thiobasilus feroksidan, mengekstrak logam dari bijinya, dan
  • Bachilus thuringensis, menghasilkan biosentisida.
    (Prowel, 2010).

Bioteknologi tidak hanya dimanfaatkan dalam industri makanan tetapi telah mencakup berbagai bidang, seperti rekayasa genetika, penanganan polusi, penciptaan sumber energi, dan sebagainya. Dengan adanya berbagai penelitian serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin besar manfaatnya untuk masa-masa yang akan datang.

REKAYASA GENETIKA

Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifatsifat makhluk hidup secara turun-temurun. Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan melalui banyak cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel, teknologi plasmid, dan rekombinasi DNA.

TRANSPLANTASI INTI

Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah dilakukan terhadap sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel-sel usus katak yang bersifat diploid. Inti sel tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti diploid. Setelah diberi inti baru, ovum membelah secara mitosis berkali-kali sehingga terbentuklah morula yang berkembang menjadi blastula. Blastula tersebut selanjutnya dipotong-potong menjadi banyak sel dan diambil intinya. Kemudian inti-inti tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk ovum berinti diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan berkembang menjadi individu baru dengan sifat dan jenis kelamin yang sama.

FUSI SEL/HIBRIDOMA

Fusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang sama maupun berbeda supaya terbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusi sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh peleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel (kariogami). Manfaat fusi sel, antara lain untuk pemetaan kromosom, membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru.

Di dalam fusi sel diperlukan adanya:

  1. Sel sumber gen (sumber sifat ideal)
  2. Sel wadah (sel yang mampu membelah cepat)
  3. Fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel).

TEKNOLOGI PLASMID

Plasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat di dalam sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya.

Sifat-sifat plasmid, antara lain:

  1. merupakan molekul DNA yang mengandung gen tertentu
  2. dapat beraplikasi diri
  3. dapat berpindah ke sel bakteri lain
  4. sifat plasmid pada keturunan bakteri sama dengan plasmid induk.

Karena sifat-sifat tersebut di atas plasmid digunakan sebagai vektor atau pemindah gen ke dalam sel target.

 Selain memiliki DNA Kromoson, bakteri juga memiliki DNA nonkro-mosom. DNA nonkromosom bentuknya juga sirkuler dan terletak di luar DNA kromosom. DNA nonkromosom sirkuler ini dikenal sebagai plasmid. Ukuran plasmid sekitar 1/1000 klai DNA kro-mosom. Plasmid mengandung gen-gen tertertu misalnya gen kebal antobiotik, gen patogen. Seperti halnya DNA yang lain, plasmid mampu melakukan replikasi dan membentuk dirinya dalam jumlah banyak. Dalam sel bakteri dapat terbentuk 10-20 plasmid.


REKOMBINASI DNA

Proses menyambungkan DNA disebut rekombinasi DNA. Karena tujuan rekombinasi DNA adalah untuk menyambungkan gen yang ada di dalam DNA maka disebut juga rekombinasi gen.

Rekombinasi DNA terbagi menjadi dua, yaitu alami dan buatan. Alami yaitu dengan pindah silang, transduksi, transformasi. Sedangkan Buatan dengan penyambungan DNA secara in vitro

Alasan dapat dilakukan rekombinasi DNA karena Struktur DNA semua spesies sama sehingga DNA dapat disambung-sambungkan. Ditemukan enzim pemotong dan penyambung sehingga memudahkan gen untuk dapat terekspresi di sel apa pun.

Faktor-Faktor DNA Rekombinan:

  1. Enzim (pemotong & penyambung)
  2. Vektor
  3. Agen (sel target)

Enzim pemotong dikenal dengan nama enzim restriksi endonuklease. Fungsi enzim ini adalah untuk memotong-motong benang DNA yang panjang menjadi pendek agar dapat disambung-sambungkan kembali

Enzim penyambung, Nama lain dari enzim penyambung adalah enzim ligase. Enzim ligase berfungsi menyambung untaian-untaian nukleotida

Sifat enzim ligase, Ligase DNA tidak dapat menyambungkan DNA untai tunggal, jadi hanya bisa digunakan pada DNA rangkap karena mengkatalisis ikatan fosfodiester antara dua rantai DNA

Vektor, DNA yang akan diklonkan membutuhkan alat transportasi untuk menuju tempat pembiakannya, alat transportasi disebut wahana kloning atau vektor. Vektor yang digunakan biasanya berupa plasmid

Agen / sel target yang digunakan biasanya berupa mikroba, umunya bakteri. Contohnya E. Coli. Bakteri yang telah diinfeksi memperbanyak plasmid ‘titipan’ ketika bereproduksi. Alasan pemilihan bakteri untuk rekombinasi DNA karena daya reproduksi bakteri tinggi dan cepat sehingga diperoleh jumlah keturunan yang banyak dalam waktu singkat, Merupakan mikroba yang mengandung banyak plasmid, dan tidak mengandung gen yang membahayakan.

Proses Rekombinasi DNA :

  • Para penderita diabetes melitus (kencing manis) membutuhkan asupan insulin.
  • Gen insulin manusia dari pulau Langerhans diambil kemudian disambungkan ke dalam plasmid bakteri yang sudah dipotong oleh enzim restriksi endonuklease membentuk kimera (DNA rekombinan).
  • Kimera dimasukkan ke dalam agen (E. coli) dan disambungkan dengan bantuan enzim ligase untuk dikembangbiakkan


BIOTEKNOLOGI BIDANG KEDOKTERAN

 Bioteknologi mempunyai peran penting dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, terapi gen, vaksin, antibiotika dan hormon.

 PEMBUATAN ANTIBODI MONOKLONAL

Antibodi monoklonal adalah antibodi yang diperoleh dari suatu sumber tunggal. Dapat pula diartikan bahwa antibodi monoklonal adalah antibodi sejenis yang diproduksi oleh sel plasma klon sel-sel b sejenis. Antibodi ini dibuat oleh sel-sel hibridoma (hasil fusi 2 sel berbeda; penghasil sel b Limpa dan sel mieloma) yang dikultur. Bertindak sebagai antigen yang akan menghasilkan anti bodi adalah limpa. Fungsi antara lain diagnosis penyakit dan kehamilan

Manfaat antibodi monoklonal, antara lain:

  1. Untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil.
  2. Mengikat racun dan menonaktifkannya.
  3. Mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain.

PEMBUATAN VAKSIN

Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal dari mikroorganisme. Vaksin didapat dari virus dan bakteri yang telah dilemahkan atau racun yang diambil dari mikroorganisme tersebut.

Vaksin Hepatitis B dan malaria adalah contoh pembuatan vaksin melalui bioteknologi modern. Secara konvensional pelemahan kuman dilakukan dengan pemanasan atau pemberian bahan kimia. Dengan bioteknologi dilakukan fusi atau transplantasi gen.

Vaksin dimasukkan (dengan disuntikkan atau oral) ke dalam tubuh manusia agar sistem kekebalan tubuh manusia aktif melawan mikroorganisme tersebut. Vaksin telah membantu berjutajuta orang di dunia dalam pencegahan serangan penyakit yang serius.

Vaksin berasal dari sumber-sumber berikut:

1. Mikroorganisme yang telah mati
Menggunaan mikroorganisme yang telah mati antara lain digunakan untuk menghasilkan vaksin batuk rejan dari bakteri penyebab batuk rejan. Bakteri tersebut dimatikan dengan pemanasan atau penggunaan senyawa kimia untuk mendenaturasi enzimnya.

2. Mikroorganisme yang telah dilemahkan
Vaksin yang dihasilkan dari mikroorganisme yang sudah dilemahkan disebut sebagai atermsi. Vaksin yang melawan aktivitas bakteri secara cepat merupakan vaksin atenuasi. Contoh vaksin yang menggunakan sumber tersebut adalah vaksin difteri dan tetanus yang dihasilkan dari substansi toksin yang sudah tidak berbahaya dari bakteri. Toksoid bertujuan untuk merangsang produksi toksin, namun mengurangi resiko terinfeksi oleh bakteri dari jenis tertentu.

PEMBUATAN ANTIBIOTIKA

Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organisme tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu.

Dipelopori oleh Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari Penicillium notatum. Penicillium chrysogenum digunakan untuk mem-perbaiki penisilin yang sudah ada dengan mutasi secara iradiasi ultra violet dan sinar X. Selain Penicillium chrysogenu, beberapa mikroorganisme juga digunakan sebagai antibiotik, antara lain:

  • Cephalospurium          ::penisilin N.
  • Cephalosporium          : sefalospurin C.
  • Streptomyces :             : streptomisin, untuk pengobatan TBC

Zat antibiotika telah mulai diproduksi secara besar-besaran pada Perang Dunia II oleh para ahli dari Amerika Serikat dan Inggris.

PEMBUATAN HORMON

Dengan rekayasa DNA, dewasa ini telah digunakan mikroorganisme untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang telah diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison, dan testosteron.

Contoh hormon insulin manusia
yang dihasilkan dengan
bantuan Escherechia coli.

 

 

 

SEJARAH BIOTEKNOLOGI KEDOKTERAN

Bioteknologi, sebuah perjalanan panjang kegiatan dan inovasi manusia yang selama berabad-abad, bahkan milenia, memanfaatkan mikroorganisme melalui proses fermentasi untuk membuat produk keperluan sehari-hari seperti roti, keju, bir dan anggur. Pemanfaatan bioteknologi kala itu masih sangat konvensional dan dikategorikan sebagai bioteknologi tradisional. Diawal abad 20, Fleming menemukan antibiotik penisilin, dan di tahun 1982, obat berbasis rekombinasi DNA pertama diciptakan yaitu insulin manusia yang diproduksi dengan memanfaatkan bakteri tanah, E-coli . Dipenghujung abad 20, merebak produk bioteknologi maju seperti tanaman transgenik, gene chips dan kloning mamalia. Proses pengembangan produk berbasis rekombinan DNA ini dikategorikan sebagai bioteknologi modern. Tidak pelak lagi, beberapa dekade mendatang akan diwarnai temuan-temuan yang menakjubkan melalui kemajuan bioteknologi.

Dibidang kesehatan, penerapan bioteknologi telah menghasilkan produk-produk penting seperti antibiotik, vaksin, hormon, kit diagnostika dan produk farmasi lainnya. Di bidang pertanian, penerapan bioteknologi mampu meningkatkan kualitas dan kuantitas produk pertanian antara lain penciptaan tanaman varietas unggul tahan hama, stres, dan kekeringan. Dengan penerapan genomik, tanaman dirancang menjadi mesin produksi bagi komoditi penting seperti obat, vaksin, vitamin, hormon, dan senyawa protein aktif lainnya melalui teknologi molecular farming .

POSISI INDONESIA

Bagi Indonesia, pengembangan obat berbasis bioteknologi, masih merupakan jalan panjang yang harus ditempuh meskipun bioteknologi merupakan salah satu prioritas nasional dalam kebijakan strategi riset dan teknologi. Selain memerlukan biaya mahal dan waktu panjang, kemampuan nasional dalam konteks dana dan prasarana masih perlu ditingkatkan. Dari sisi sumber daya manusia, jumlah ilmuwan dan pakar bioteknologi secara nasional sebetulnya sudah mencukupi, namun keberadaannya tersebar diberbagai institusi riset dan pendidikan. Minimnya ketersediaan dana, prasarana dan kesempatan untuk melakukan kegiatan pengembangan bioteknologi mengakibatkan sebagian para ilmuwan bioteknologi Indonesia lulusan luar negeri mencari kerja dinegara lain untuk mendapatkan peluang kerja dengan pendapatan yang memadai.

Pilihan yang ada terpulang kepada kita sendiri. Apakah akan menjadi penonton yang manis, menjadi target pasar bagi industri biofarmasi global, pengekor dari langkah mereka, atau mulai ikut sebagai pelaku, inventor, dan inovator produk bioteknologi yang jelas akan mendominasi pasar farmasi dan kesehatan masa datang. Pilihan juga ditentukan oleh kemampuan finansial negara, yang pada saat ini lebih diperuntukkan bagi bangkitnya perkonomian kita dari keterpurukan akibat krisis yang berkepanjangan.

Namun urgensi pengembangan kemampuan nasional dibidang bioteknologi sudah lama disadari dan saat ini menjadi agenda penting dari Kementerian Riset dan Teknologi dengan dimulainya proyek nasional “Biosland”, dimana salah satu agendanya adalah pengembangan bioteknologi untuk aplikasi bidang farmasi dan kesehatan. Berdasarkan beberapa kajian dan pertimbangan strategis, politis dan ekonomis, proyek Bioisland akan dipusatkan di Pulau Batam.

POSISI BPPT

BPPT (Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi) sebagai salah satu Lembaga Pemerintah Non Departemen (LPND) yang mempunyai fungsi mengkaji dan menerapkan teknologi, mempunyai kewajiban untuk memberikan kontribusi dalam menerapkan bioteknologi khususnya untuk mendukung pembangunan kesehatan di Indonesia.

Kebijakan internal BPPT mengedepankan program dan kegiatan yang bersifat segera dapat dirasakan “ outcome” nya melalui aplikasi teknologi pada industri skala kecil maupun menengah. Kebijakan internal pula yang membatasi setiap proyek yang masih bersumber pada dana pemerintah (dana DIP) hanya 3-5 tahun saja. Berdasarkan kebijakan tersebut, program pengembangan obat baru belum menjadi prioritas. Pengembangan obat baru saat ini masih menjadi domain dari perusahaan biofarmasi global. Bersaing dengan mereka, adalah pilihan yang kurang tepat, karena ibarat semut melawan gajah.

Namun demikian, peningkatan kompetensi bioteknologi BPPT harus juga dikedepankan. Untuk itu Kedeputian Bidang Teknologi Agroindustri dan Bioteknologi (TAB) BPPT mulai tahun 2003 ini melaksanakan dua kegiatan baru yang berorientasi pengembangan produk farmasi berbasis bioteknologi, yaitu :

1) Pengembangan teknologi disain obat ( drug design ) secara biologi molekuler.
2) Pengembangan produk biopharming untuk diagnostik dan vaksin dengue.

Program pertama difokuskan untuk pengembangan obat antikanker dengan memanfaatkan sumberdaya hayati Indonesia khususnya sumberdaya hayati laut. Program ini merupakan exit strategy dari hasil kegiatan yang sudah dilakukan sebelumnya yaitu penemuan beberapa senyawa yang mempunyai potensi antikanker dari biota laut.

Program kedua, pengembangan produk farmasi melalui teknologi biopharming, bertujuan untuk mengembangkan produk farmasi (enzim, hormon, vaksin, antibodi) melalui teknologi rekombinasi DNA pada tanaman tropis Indonesia. Berdasarkan kajian kebutuhan yang paling strategis, pilihan produk yang akan dikembangkan adalah monoklonal antibodi untuk diagnostik dan vaksin dengue. Sementara untuk produk-produk lainnya akan diusulkan melalui program RUSNAS, salah satu program insentif dari Kementerian Riset dan Teknologi.

Kedua program ini tidak dimaksudkan sebagai pengembangan obat secara utuh yang notabene memerlukan biaya besar dan waktu yang relatif lama, tetapi diarahkan sebagai peningkatan kompetensi teknologi maju ( state of the art ) dan dirancang untuk mendapatkan kemitraan dari lembaga riset internasional. Kemitraan antar lembaga riset sudah merupakan trend global, dimana pengembangan awal sampai dengan intermediate dilakukan oleh lembaga riset bioteknologi kecil atau menengah yang umumnya padat teknologi dan knowledge . Industri biofarmasi besar yang bersifat padat modal kemudian akan membeli paket teknologi tersebut untuk dikembangkan lebih lanjut pada skala industri global. Bagi industri biofarmasi besar, pilihan ini justru menguntungkan, karena memberikan efisiensi baik dari sisi biaya pekerja maupun resiko kegagalan riset awal. Kemitraan juga dapat berupa aliansi strategis, kontrak manufakturing maupun kotrak riset. Selain itu, Tim Kedeputian TAB BPPT tengah menggodok Master Plan atau Roadmap “Bioteknologi 2010” yang merupakan cetak biru rencana detail jangka pendek pengembangan bioteknologi nasional untuk aplikasi bidang kesehatan, pangan, pertanian dan lingkungan sebagai sumbangan pemikiran bagi pengembangan bioteknologi nasional.

Peran BPPT lainnya adalah ikut aktif menjadi anggota tim pengembangan proyek Bioisland, juga aktif membina kerjasama dengan institusi nasional maupun internasional yang bergerak di bidang bioteknologi.

REKOMENDASI

Berdasarkan visi kedepan bahwa produk produk farmasi berbasis bioteknologi akan mendominasi pasar farmasi abad 21, juga kesiapan Sumber Daya Manusia potential dibidang bioteknologi serta ketersediaan sumberdaya hayati Indonesia yang memiliki keunggulan komparatif, sebaiknya Indonesia memposisikan diri sebagai pelaku aktif dalam mengisi peluang industri dan pasar produk sektor ini.

Untuk menghindari persaingan yang berat dengan industri biofarmasi besar, Indonesia harus menentukan porsi ( niche ) produk yang diarahkan untuk memenuhi kebutuhan lokal atau substitusi impor.

Networking antar institusi pelaku riset dan pengembangan bidang farmasi dan bioteknologi harus selalu diupayakan dan ditingkatkan guna memperoleh efek sinergis dari pemanfaatan kemampuan dan kapasitas yang ada.

Indonesia perlu menjalin kerjasama atau aliansi strategis dengan lembaga riset maupun industri berbasis bioteknologi dari negara maju untuk memperoleh manfaat ganda, yaitu pendanaan riset, transfer teknologi, royalti dan HAKI dari produk yang dikembangkan. Untuk itu perlu disiapkan kebijakan dalam konteks access to genetic resources dan benefit sharing , dua hal yang merupakan daya tarik terhadap minat investor asing untuk mengembangkan industri farmasi berbasis boteknologi.

Menentukan prioritas pengembangan produk farmasi berbasis bioteknologi dengan memperhatikan keunggulan komparatif dan kemampuan nasional, misalnya produksi obat terpilih melalui teknologi molecular farming.

KAJIAN ISLAM TENTANG BIOTEKNOLOGI DAN PENGETAHUAN.

Surah Ath Thalaaq Ayat 12:

Artinya: Allah-lah yang menciptakan tujuh langit dan seperti itu pula bumi. Perintah Allah berlaku padanya, agar kamu mengetahui bahwasanya Allah Maha Kuasa atas segala sesuatu, dan sesungguhnya Allah, ilmu-Nya benar-benar meliputi segala sesuatu.  

 Penjelasan: Dari ayat diatas dapat diartikan bahwa semua yang ada di dunia ini adalah ciptaan Allah dan terjadi karena kehendak Allah.

Surah Al-Furqon (25) Ayat 2:

Artinya: Yang kepunyaan-Nya yang memiliki kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagi-Nya dalam kekuasaan(Nya), dan dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya.

 Penjelasan: Pada ayat tersebut menjelaskan segala sesuatu yang diciptakan Allah SWT mempunyai sifat-sifat dan fungsinya masing-masing dalam hidup. Dimana yang ada dibumi ini terdapat keanekaragaman organisme baik yang mikro ataupun makro yang tiap-tiap individu tersebut dapat menunjukkan karakteristik dan kelompoknya berdasarkan bentuk ukurannya.

Surat An-Nur (24) Ayat 45.

Artinya: Dan Allah telah menciptakan semua jenis hewan dari air, maka sebagian dari hewan itu ada yang berjalan di atas perutnya dan sebagian berjalan dengan dua kaki sedang sebagian (yang lain) berjalan dengan empat kaki. Allah menciptakan apa yang dikehendaki-Nya, sesungguhnya Allah Maha Kuasa atas segala sesuatu.

 Penjelasan: Pada ayat tersebut menjelaskan segala sesuatu yang ada di alam adalah ciptaan Allah SWT. Dari berbagai macam penciptaan-Nya merupakan dasar maksud yang dikehendaki-Nya. Dimana Allah menciptakan makhluknya dengan bentuk bermacam-macam berdasarkan lingkungan yang ditempatinya. Dengan demikian, secara tidak langsung Allah SWT telah menunjukkan kebesarannya dengan menggambarkan ciri-ciri hewan air tersebut yang merupakan salah satu makhluk ciptaan-Nya.

 

 KESIMPULAN

  • Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.
  • Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA, selain memanfaatkan dasar mikrobiologi dan biokimia. Aplikasi bioteknologi modern juga mencakup berbagai aspek kehidupan manusia, misalnya pada aspek pangan, pertanian, peternakan, hingga kesehatan dan pengobatan.
  • Contoh penggunaan mikroorganisme dalam bioteknologi modern seperti Methanogenic untuk menghasilkam metana, Aspergilius niger untuk menghasilkan amilase dan lipase, Thiobasilus feroksidan untuk mengekstrak logam dari bijinya, dan Bachilus thuringensis untuk menghasilkan biosentisida.
  • Peran penting bioteknologi dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, terapi gen, vaksin, antibiotika dan hormon.
  • Mikroorganisme yang beeperan penting dalam bioteknologi bidang kedokteran antara lain: Penicillium chrysogenu yang dapat digunakan sebagai antibiotik dan Escherechia coli yang menjadi penghasil hormon insulin manusia.


DAFTAR PUSTAKA

Sianipar, Prowel. 2010. Mudah dan Cepat Menghafal Biologi. Pustaka Book Publisher: Yogyakarta.

Anonymous, 2008. Rekombinasi DNAhttp://evarifaatulmahmudahbio2008.wordpress.com/2010/01/05/.  Diakses pada tanggal 14 Desember 2011.

Anonymous, 2009. Bioteknologi Dalam Kedokteran Dan Produksi Obathttp://gurungeblog.wordpress.com/2009/0/12/bioteknologi-dalam-kedokteran dan-produksi-obat/. Diakses pada tanggal 14 Nopember 2011.

Anonymoys, 2010. Bioteknologi Kedokteran. http://biologipedia.blogspot.com/2010/11/bioteknologi-dalam-kedokteran. html. Diakses pada tanggal 14 Nopember 2011.

Anonymous, 2010. Bioteknologi Konvensional – Modernhttp://biologigonz.blogspot.com/2010/02/bioteknologi-konvensional-modern.html. Diakses pada tanggal 14 Nopember 2011.

Anonymous, 2010. Bioteknologi Modern. http://arif-worldscience.blogspot.com/2010/01/bioteknologi-modern.html. Diakses pada tanggal 14 Nopember 2011.

Anonymous, 2011. Bioteknologi dan Peranannya bagi Kehidupan. http://www. crayonpedia.org/mw/BAB_XIII_BIOTEKNOLOGI_ DAN_PERANANNYA_BAGI_KEHIDUPAN. Diakses pada tanggal 14 Nopember 2011.

HUBUNGAN Mycobacterium tubercolosis DENGAN TBC DALAM PARADIGMA PENELITIAN BIDANG MIKROBA


1.1 Mycobacterium tuberculosis

Mycobacterium tuberculosis berbentuk batang lurus atau agak bengkok dengan ukuran 0,2-0,4 x 1-4 um. Pewarnaan Ziehl-Neelsen dipergunakan untuk identifikasi bakteri tahan asam. Kuman ini tumbuh lambat, koloni tampak setelah lebih kurang 2 minggu bahkan kadang – kadang setelah 6-8 minggu. Suhu optimum 37°C, tidak tumbuh pada suhu 25°C atau lebih dari 40°C. Medium padat yang biasa dipergunakan adalah Lowenstein-Jensen. PH optimum 6,4-7,0.Mycobacterium tidak tahan panas, akan mati pada 6 °C selama 15-20 menit. Biakan dapat mati jika terkena sinar matahari lansung selama 2 jam. Dalam dahak dapat bertahan 20-30 jam. Basil yang berada dalam percikan bahan dapat bertahan hidup 8-10 hari. Biakan basil ini dalam suhu kamar dapat hidup 6 -8 bulan dan dapat disimpan dalam lemari dengan suhu 20°C selama 2 tahun. Myko bakteri tahan terhadap berbagai khemikalia dan disinfektan antara lain phenol 5%, asam sulfat 15%, asam sitrat 3% dan NaOH 4%. Basil ini dihancurkan oleh jodium tinctur dalam 5 minit, dengan alkohol 80 % akan hancur dalam 2-10 menit. Mycobacterium tuberculosis dapat menyebabkan TBC (tuberkulosis).

Gambar 1. Mycobacterium tuberculosis

Ajaran untuk mempelajari hal-hal yang terkecil tercantum dalam surat Al-Baqarah ayat 164

Artinya: sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, silih bergantinya malam dan siang, bahtera yang berlayar dilaut membawa apa yang berguna bagi manusia dan apa yang Alloh turunkan dari langit berupa air, lalu dengan air itu Dia hidupkan dibumi sesudah mati (kering)-nya dan Dia sebarkan di bumi itu segala jenis hewan, dan pengisaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan bumi, sungguh(terdapat)tanda-tanda(keesaan dan kebesaran Alloh)bagi kaum yang memikirkan.

2.2 TBC

2.2.1 Definisi TBC

Penyakit tuberkulosis paru merupakan penyakit infeksi yang masih menjadi masalah kesehatan Masyarakat. Di Indonesia maupun diberbagai belahan dunia. Penyakit tuberkulosis merupakan penyakit menular yang kejadiannya paling tinggi dijumpai di India sebanyak 1.5 juta orang, urutan kedua dijumpai di Cina yang mencapai 2 juta orang dan Indonesia menduduki urutan ketiga dengan penderita 583.000 orang. Tuberkulosis adalah penyakit yang disebabkan oleh infeksi kuman Mycobacterium tuberculosis yang bersifat sistemik, yang dapat bermanifestasi pada hampir semua organ tubuh dengan lokasi terbanyak di paru yang biasanya merupakan lokasi infeksi primer. Tuberkulosis   paru  merupakan   penyakit   serius   terutama   pada   bayi   dan   anak   kecil,   anak   dengan malnutrisi, dan anak dengan gangguan imunologis. Sebagian besar anak menderita tuberkulosis primer pada umur muda dan sebagian besar asimtomatik dan sembuh spontan tanpa gejala sisa. Pada beberapa pasien penyakit berkembang menjadi tuberkulosis pasca-primer.

Menurut WHO (1999), di Indonesia setiap tahun terjadi 583 kasus baru dengan kematian 130 penderita dengan tuberkulosis positif pada dahaknya. Sedangkan menurut hasil penelitian kusnindar 1990, Jumlah kematian yang disebabkan karena tuberkulosis diperkirakan 105,952 orang pertahun. Kejadian kasus tuberkulosa paru yang tinggi ini paling banyak terjadi pada kelompok masyarakat dengan sosio ekonomi lemah. Terjadinya peningkatan kasus ini disebabkan dipengaruhi oleh daya tahan tubuh, status gizi dan kebersihan diri individu dan kepadatan hunian lingkungan tempat tinggal.

Pada tahun 1995 pemerintah telah memberikan anggaran obat bagi penderita tuberkulosis secara gratis ditingkat Puskesmas, dengan sasaran utama adalah penderita tuberkulosis dengan ekonomi lemah. Obat tuberkulosis harus diminum oleh penderita secara rutin selama enam bulan berturut-turut tanpa henti.

Untuk kedisiplinan pasien dalam menjalankan pengobatan juga perlu diawasi oleh anggota keluarga terdekat yang tinggal serumah, yang setiapa saat dapat mengingatkan penderita untuk minum obat. Apabila pengobatan terputus tidak sampai  enam bulan, penderita sewaktu-waktu akan kambuh  kembali penyakitnya dan kuman tuberkulosis menjadi resisten sehingga membutuhkan biaya besar untuk pengobatannya.

Penyakit tuberkulosis ini dijumpai disemua bagian penjuru dunia. Dibeberapa negara telah terjadi penurunan angka kesakitan dan kematiannya. Angka kematian berkisar dari kurang 5 – 100 kematian per 100.000 penduduk pertahun. Angka kesakitan dan kematian meningkat menurut umur. Di Amirika serikat pada tahun 1974 dilaporkan angka insidensi sebesar 14,2 per 100.000 penduduk.

2.2.2 Penyebab TBC

Tuberkulosis adalah suatu penyakit infeksi yang disebabkan bakteri berbentuk batang (basil) yang dikenal dengan nama Mycobacterium tuberkulosis. Penularan penyakit ini melalui perantaraan ludah atau dahak penderita yang mengandung basil tuberkulosis paru. Pada waktu penderita batuk butir-butir air ludah beterbangan diudara dan terhisap oleh orang yang sehat dan masuk kedalam parunya yang kemudian menyebabkan penyakit tuberkulosis paru.

2.2.3 Gejala TBC

Gejala yang ditimbulkan oleh TBC (Tuberculosis) adalah sebagai berikut :

  • Riwayat kontak dengan penderita tuberkulosis dewasa.
  • Demam  lama  (≥2 minggu)  dan/atau berulang  tanpa sebab yang  jelas,  dapat  disertai  keringat malam. Demam pada umumnya tidak tinggi.
  • Batuk lama lebih dari 3 minggu, dan sebab lain telah disingkirkan.
  • Nafsu makan berkurang.
  • Berat badan turun atau sulit naik setelah penanganan gizi adekuat.
  • Malaise.
  • Diare persisten yang tidak ada perbaikan dengan penanganan diare.
  • Kejang, kesadaran menurun, atau defisit neurologis (pada meningitis)

Gambar. Manusia yang terserang TBC

2.2.4 Pencegahan TBC

Pencegahannya dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut :

  • Vaksinasi BCG pada semua bayi baru lahir.
  • Cari kemungkinan TB paru pada orangtua dan skrining untuk anak yang lain dan obati sesuai diagnosis.
  • Jelaskan kepada pasien dan orangtua bahwa TB adalah penyakit  menular.  TB dapat  dicegah dengan cara yang murah dan dapat disembuhkan dengan pengobatan yang teratur.

2.2.4 Pengobatan TBC

Hal yang berkaitan dengan pengobatan  TBC (Tuberculosis) tersebut sesuai dengan surat Asy-syu’araa’ ayat 80

 

Artinya:Dan apabila aku sakit, dialah yang menyembuhkan aku.

Pengobatan anti TBC bisa dengan mengkonsumsi obat – obatan sebagai berikut :

  1. Isoniazid (INH): selama 6-12 bulan
  • Ø Dosis terapi : 5-15 mg/kg/hari diberikan sekali sehari
  • Ø Dosis profilaksis : 5-10 mg/kg/hari diberikan sekali sehari
  • Ø Dosis maksimum : 300 mg/hari
    • Dosis : 10-20 mg/kg/hari  sekali  sehari  dalam keadaan perut  kosong.  Dosis maksimum  :  600 mg/hari
    • Dosis : 25-35 mg/kg/hari diberikan 2 kali sehari
    • Dosis maksimum : 2 gram/hari
    • Dosis : 15-20 mg/kg/hari diberikan sekali atau 2 kali sehari
    • Dosis maksimum : 2 gram/hari
    • Dosis : 20-40 mg/kgBB/hari diberikan sekali sehari intramuskular
    • Dosis maksimum : 1 gram/hari
  1. Rifampisin (R): selama 6-12 bulan
  1. Pirazinamid (Z): selama 2-3 bulan pertama
  1. Etambutol (E): selama 2-3 bulan pertama
  1. Streptomisin (S): selama 1-2 bulan pertama

* Untuk TB milier dan efusi pleura TB diberikan prednison 1-2 mg/kg/hari selama 2 minggu, kemudian penurunan dosis (tapering-off)  selama 2 minggu sehingga pemberian prednison  tidak  lebih dari  1 bulan.

* Pada meningitis TB diberikan prednison 1-2 mg/kgBB/hari selama 4 minggu kemudian penurunan dosis (tapering-off) selama 8 minggu sehingga pemberian prednison keseluruhan tidak lebih dari 2 bulan.

Catatan :

  • Kasus meningitis TB ditangani Divisi Saraf Anak dan perlu dikonsultasikan ke Departemen Penyakit Mata dan Bedah Saraf.
  • Kasus  TB   tulang   (spondilitis,   koksitis,   gonitis)   dikonsultasikan   ke  Departemen  Bedah  Ortopedi, sedangkan bila disertai kelainan neurologis konsultasi ke Departemen Bedah Saraf.
  • Kasus TB milier dikonsultasikan ke Departemen Mata untuk evaluasi adanya TB koroid.

 

2.3 Peran Penelitian Dalam Sebuah Hubungan Mycobacterium tuberculosis dengan TBC

Penelitian merupakan  rencana tentang bagaimana cara mengumpulkan, menyajikan, dan menganalisis data untuk memberi arti terhadap data tersebusecara efisien dan efektif. Penelitian meliputi tahapan penentuan alat (instrumen) pengambil data yang akan digunakan, cara pengumpulan, pengaturan dan analisis data yang akan digunakan serta pemberian kesimpulan atas hasil analisis yang telah dilakukan. Pada umumnya penentuan penelitian dilakukan jika rumusan masalah, tujuan penelitian, dan hipotesis (jika ada) telah ditentukan. Dalam arti sempit,  penelitisan hanya menyangkut tahapan pelaksanaan atau operasionalisasi proses penelitian.

Dalam peran penelitian hubungan Mycobacterium tuberculosis dengan TBC penelitian yang digunakan tiga jenis penelitian yaitu, penelitian observasional, penelitian deskriptif, dan penelitian eksperimental.

Jenis penelitian observasional yaitu jenis penelitian dengan menggunakan pendekatan fenomenologis. Penelitian observasional adalah suatu pendekatan untuk menyusun pengetahuan yang menggunakan metode riset dengan menekankan subjektifitas  dan  arti  pengalaman  bagi  individu. Tujuan dari penelitian observational ini adalah  untuk  menggali  atau  mengeksplorasi, menggambarkan  pengetahuan  bagaimana  kenyataan  yang  dialami oleh objek penelitian. Pendekatan  fenomenologis  didasari  atas  filsafat  fenomena,  yang  bertujuan untuk  mengerti  respon  manusia  secara  utuh  pada  suatu  situasi.  Metode observasional  paling  sesuai  untuk  menguraikan  suatu  pengalaman  yang dipersepsikan  secara  terperinci  dengan  jumlah  sampel  kecil  (Moleong, 2000). Sehingga pendekatan ini digunakan dalam penelitian ini untuk menggali dan memahami kondisi klien Mycobacterium tuberculosis dilihat dari sudut pandang klien itu sendiri. Subjek  penelitian  dalam  penelitian  kualitatif  disebut  informan.

Jenis penelitian deskriptif  adalah  penelitian dengan mengguankan survey. Penelitian ini dapat diartikan sebagai proses pemecahan masalah yang diselidiki dengan melukiskan keadaan subjek dan objek penelitian pada saat sekarang berdasarkan fakta-fakta yang tampak atau bagaimana adanya. Pelaksanaan metode penelitian deskriptif tidak terbatas sampai pada pengumpulan dan penyusunan data, tetapi meliputu analisis dan interpretasi tentang data tersebut, selain itu semua yang dikumpulkan memungkinkan menjadi kunci terhadap apa yang di teliti.

Berdasarkan hasil penelitian deskriptif yang telah di lakukan pada Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan metode alternatif pemeriksaan laboratorium melalui teknik sentrifugasi pada sampel sputum penderita TBC di Rumah Sakit Paru Cisarua Bogor. Tujuan penelitian meningkatkan perolehaan jumlah BTA (Bakteri Tahan Asam) dengan pertimbangan teknik pemeriksaannya mudah, murah dengan tingkat akurasi hasil yang memadai.
Penelitian dilaksanakan tahun 2000/2001, dari populasi suspek TB-paru dengan pengambilan sputum pagi dan siang dari 112 orang, dengan metode eksperimen study melalui cara konvensional dan teknik sentrifugasi, analisis data dengan t-test pada P=0,05, peningkatan perolehan jumlah BTA (Bakteri Tahan Asam) menunjukkan adanya perbedaan bermakna antara kedua uji yaitu Fhitung > Ftabel, dengan teknik sentrifugasi perolehan bakteri tahan asam lebih meningkat daripada cara konvensional. Hasil penelitian digambarkan melalui tabulasi frekwensi dengan prosentase dan histogram. Teknik sentrifugasi menunjukkan peningkatan penemuan Bakteri Tahan Asam (BTA) pada laki-laki lebih besar dari pada perempuan, yaitu sebesar 68 (61,71%) dan 44(39,29%) perempuan, yang diikuti dengan peningkatan pada usia produktif kerja antara usia 30-44 tahun sebanyak 53 orang (46,43%). Pengambilan sputum pagi lebih baik daripada sputum siang. Pada sputum pagi meningkat sebesar 52 (46,43%) dan siang sebesar 32 (28,57%) Penelitian ini sebagai preliminary study untuk penelitian lanjutan, dan sebagai informasi bagi program TB-paru untuk kebijakan dalam peningkatan pengetahuan terhadap mutu pemeriksaan BTA di puskesmas atau rumah sakit, agar false positip atau false negatip tidak terjadi, sehingga angka kesalahan pemeriksaan laboratorium kurang dari 5% terlaksana dengan baik, dan Obat Anti Tuberculosis (OAT) dapat berdaya guna penyembuhan penderita TB-paru di masyarakat.

Jenis penelitian eksperimental dapat diartikan sebagai sebuah studi yang objektif, sistematis, dan terkontrol untuk memprediksi atau mengontrol fenomena. Penelitian eksperimen bertujuan untuk menyelidiki hubungan sebab akibat (cause and effect relationship), dengan cara mengekspos satu atau lebih kelompok eksperimental dan satu atau lebih kondisi eksperimen. Hasilnya dibandingkan dengan satu atau lebih kelompok kontrol yang tidak dikenai perlakuan (Danis, 2OO3). Berdasarkan hasil penelitian analitik eksperimental yang telah di lakukan Laporan WHO tahun 2004 menyebutkan bahwa terdapat 8,8 juta kasus baru TB pada tahun 2002, dengan kasus BTA+ sebanyak 3,9 juta.(6) Secara global, terdapat sekitar 9,27 juta insiden kasus TB pada tahun 2007. Kasus ini meningkat dari 9,24 juta kasus pada tahun 2006, 8,3 juta kasus pada tahun 2000 dan 6,6 juta kasus pada tahun 1990. Sebagian besar dari perkiraan jumlah kasus tahun 2007 berada di Asia (55%) dan di Afrika (31%), dengan proporsi kecil kasus di wilayah Mediterania Timur (6%), Kawasan Eropa (5%) dan Amerika (3%). Lima negara yang menjadi peringkat pertama untuk kejadian TB, dalam hal jumlah total kasus pada tahun 2007 adalah India (2,0 juta), Cina (1,3 juta), Indonesia (0,53 juta), Nigeria (0,46 juta) dan Afrika Selatan (0,46 juta). Di dunia tercatat ada 22 negara dengan jumlah kasus TB terbanyak, dan 22 negara ini disebut sebagai high burden countries. Indonesia termasuk dalam negara high burden countries. Indonesia tercatat sebagai negara yang memberikan konstribusi penderita TB nomor tiga terbesar di dunia setelah India dan Cina.

Data tahun 2008, kasus TB BTA+ yang ditemukan di Indonesia sebesar 166.376 kasus dari perkiraan 298.392 kasus. Case Detection Rate (CDR) TB di Indonesia yaitu 72,82%. Case Detection Rate dan success rate (SR) TB di Indonesia memperlihatkan kenaikan dari tahun ke tahun, tahun 2005 CDR dan SR TB yaitu 54,0% dan 91,0 %, pada tahun 2006 terjadi kenaikan CDR yaitu 76,0%, tahun 2007 terjadi penurunan yaitu hanya 69,1% dan tahun 2008 terjadi kenaikan CDR yaitu 72,8% tetapi SR mengalami penurunan yaitu 87%. Kasus baru TB di Indonesia menurut laporan WHO (2009) adalah 119 per 100.000 penduduk. Data insiden TB BTA+ menurut jenis kelamin memperlihatkan bahwa kasus tertinggi terjadi pada kelompok jenis kelamin laki-laki yaitu 94.518 (58,80%), sedangkan insiden pada perempuan yaitu 66.223 kasus (41,20%).

Dari ketiga penelitian yang dilakukan dapat diketahui hubungan Mycobacterium tuberculosis dengan TBC bahwa Mycobacterium tuberculosis mempengaruhi adanya TBC. Hal ini dapat dibuktikan bahwa Berdasarkan hasil Riset Kesehatan Dasar tahun 2007, secara nasional Prevalensi TB adalah 0,99%. Sebanyak 17 provinsi mempunyai prevalensi Tuberkulosis diatas prevalensi nasional dan Sumatera Barat termasuk kedalam 17 provinsi dengan prevalensi TB diatas prevalensi nasional. Angka perkiraan penderita TB di Sumatera Barat pada tahun 2007 adalah 3.693 orang, dan kasus sembuh sebanyak 2.995 orang (82,76%). Perkiraan CDR pada tahun 2007 adalah 48,3%  terjadi penurunan CDR dari tahun 2006 yaitu 50,1%. Di Sumatera Barat, cakupan penemuan penderita TB BTA+ atau CDR tahun 2008 berdasarkan laporan tahunan 2009 adalah 45,8%, angka ini sedikit menurun jika dibandingkan dengan pencapaian tahun 2007 sebesar 48,0 %. Namun, dari hasil pengobatan kasus yang diobati pada tahun 2008 menunjukan hasil yang menggembirakan, dimana telah dapat dicapai angka SR sebesar 88,2%. Berdasarkan laporan tahunan dinas kesehatan Sumatera Barat, tahun 2006 Kota Padang merupakan kota dengan penemuan kasus TB BTA+ tertinggi di Sumatera Barat yaitu 662 kasus, diikuti Kabupaten Pariaman 455 kasus dan Kabupaten Agam 413 kasus. Perkiraan penemuan penderita TB BTA+ di kota Padang mengalami kenaikan pada tiga tahun terakhir. Tahun 2007 ditemukan penderita TB BTA+ sebesar 585 orang, tahun 2008 yaitu 699 kasus dari perkiraan 4841 kasus, dan tahun 2009 penderita TB BTA+ sebesar 784 kasus dari perkiraan 5216 kasus. Dari riset tersebut diketahui bahwa Mycobacterium tuberculosis memiliki hubungan dengan TBC, karena Mycobacterium tuberculosis merupakan penyebab TBC yang dapat menyebabkan kematian.

DAFTAR PUSTAKA

Arifin, N. 1990. Diagnostik Tuberkulosis Paru dan Penanggulangannya, Universitas Indonesia, Jakarta.

Kusnindar, 1990. Masalah Penyakit tuberkulosis dan pemberantasannya di Indonesia. Cermin Dunia Kedokteran, No. 63 hal. 8 –12.

Depkes RI, 2001. Faktor Budaya Malu Hambat Pencegahan Penyakit Tuberkulosis, Media Indonesia Jakarta.

Depkes RI, 1997. Pedoman Penyakit Tuberkulosis dan Penanggulangannya. Dirjen P2M dan PLP, Jakarta.

Moleong. 2004. Metodologi Penelitian Kualitatif. Bandung: Rosda

Media Penelitian dan Pengembangan Kesehatan, Vol. 13 (4) 2003 : 23-31 .(Online) http://digilib.litbang.depkes.go.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jkpkbppk-gdl-grey-2003-merryani-1663-tbc&newtheme=green Diakses 11 Januari 2011

Tjandra Y.A, 1994. Masalah Tuberkulosis Paru dan penanggulangannya, Universitas Indonesia. Jakarta.

 

 

MANFAAT MIKROORGANISME DALAM BIDANG FARMASI

Umat manusia telah memanfaatkan mikroorganisme sejak lama untuk menghasilkan produk-produk yang bermanfaat. Misalnya, pada sekitar tahun 6000 SM  masyarakat  sumeria dan babilonia telah memanfaatkan yeast untuk membuat bir, sedangkan masyrakat mesir pada tahun 4000 SM telah menggunakan yeast untuk mengasamkan ropti. masyarakatBabilonia juga memilki pengetahuan untuk mengubah etanol dalam bir menjadi asam asetat(cuka).

Produk alami yang disentesis oleh mikroorganisme menjadi sangat pnting. Praduk antikoagulan, antidepresan, vasodilator, her4bisida, insektisida, hormon tanaman, enzim, dan inhibitor enzim telah diisolasi dari mikroorganisme. Mikroorganisme lebih sering digunakan untuk menghasikan enzim seperti enzim amilase yang digunakan untuk membuat bir, roti, dan memperoduksi tekstil, serta enzim protease yang digunakan untuk mengempukkan daging, melunakkan kulit, membuat detergen dan keju.

Industri makanan, minyak, kosmetik, dan farmasi juga menggunakan mikroorganismeuntuk menghasikan polisakarida. Xanthomonas campestris menghasilkan polisakarida yang dikenal sebagai santan untuk menstabilkan bahan makanan, sebagai agen pengikat untuk berbagai produk farmasi, serta untuk pewarnaan tekstil. Leuconostoc mesenteroides, bila ditumbuhkan pada media yang mengandung sukrosa akan memproduksi dekstran, suatu polisakarida yangb dapat digunakan sebagi saringan molekuler untuk memisahkan molekul dalam kromatografi kolom.

Mikrobilogi farmasi modern berkembang setelah perang dunia ke 2 dengan dimulainyaproduk antibiotik. Suplay produk farmasi dunia termasuk antibiotik, steroid, vitamin, vaksin, asam amino, dan hormon manusia diproduksi dalam jumlah beasr oleh mikroorganisme. Streptomyces hydroscopius memilik strain yang berbeda untuk membuata hampir 200 antibiotik yang berbeda. Antibiotik pada dasarnya dibuata dalam skala industri dengan cara menginokulasi spora dari kapang atau streptomycetes dalam suatu media pertumbuhan dan menginkubasinya dengan aerasi yang baik. Setelah mencapai konsentrasi yang cukup, larut diekstraksi, dipresitipasi dan diperlukan dengan prosedur standar industri lainnya.

1. Produk antibiotik

Produksi antibiotik dilakukan dalam skala besar pada tangki fernentasi dengan ukuran besar. Sebagai contoh Penicillium chrysogenum ditumbuhkan dalam 100.000 liter fermentor selama kurang lebih 200 jam. Mula-mula suspensi spora P. chrysogenum ditumbuhkan dalam larutan media bernutrisi. Kultur diinkubasi selama 24 jam pada temperatur 24 °C dan selanjutnya ditransfer ke tangki inokulum. Tangki inokulum digojlok teratur untuk mendapatkan aerasi yang baik selama satu hingga dua hari.

Pada proses produksi penisilin, media bernutrisi yang mengandung gula asam fenilasetat ditambahkan ke secara kontinu. Asam fenilasetat ini digunakan untuk membuat rantai samping benzil pada penisilin G. Penisilin G diekstraksi dari filtrat dan dikristalisasi. Untuk membuat penisilin semisintetik, penisilin G dicampur dengan bakteri yang mensekresi enzim asilase. Enzim ini akan melepas gugus benzil dari penisilin G dan mengubahnya menjadi 6-aminopebicillanic acid (6-APA). Aminopenicilanic acid adalah molekul yang digunakan untuk membuat penisilin jenis lain. Bebagai gugus kimia ditambahkan pada aminopenicillanic

Hal yang serupa juga terjadi pada sefalosporin C yang diperoduksi oleh cephalosporium acremonium. Molekul sepalosporin C dapat ditranspormasi dengan melepas rantai samping α-aminodipic acid dan menambahkan gugus baru yang memiliki kisaran antibakteri yang lebih luas.

Strain streptomyces griseus dan Actinomycetes lainnya menghasilkan streptomisin dan bebagai antibiotik lainnya. Spora S. Griseus diinokulasi kedalam media untuk mendapatkan kultur pertumbuhan dengan biomassa miselia yang tinggi sebelum dimasukkan kedalam tangki inokulum. Media dasar untuk praduksi streptomisin mengandung pati kedelai sebagai sumber nitrogen, glukosa sebagai sumber karbon, dan NaCl. Temperatur optimum untuk proses fermentasi ini berkisar pada 28°C, dengan kecepatan pengadukan dan aerasi yang tinggi diperlukan untuk mendapatkan produksi streptomisin yang maksimal. Proses fermentasi berlangsung sekitar 10 hari dengan jumlah streptomisinyang dipanen berkisar 1g/L.

2. Produksi steroid

Homon steroid sangat penting peranannya dalam dunia kesehatan. Misalnya kortison dan steroid lain yang serupadiketahui dapat digunakan untuk mengobati gejala yang berhubungan dengan alergi dan berbagai respons inflamasi oral dan untuk mengobati ketidak seimbangan homonal.

Sintesis steroid seperti kotison memerlukan lebih dari 35 langkah, sehingga steroid sangat mahal untuk diperoduksi secara kimiawi. Misalnya, kortison dapat disintesis dari asam deoksikolat melalui 37 langkah, yang beberapa diantaranya memerlukan kondisi temperatur dan tekanan yang ektrem, dengan biaya berkisar lebih dari $ 200 pergram. Kesulitan utama pada sintesis kortison adalah introduksi atom oksigen pada cincin steroid nomor 11. Hal ini dapat diatasi dngan pemanfaatan mikroorganisme. Penggunaan mikroorganisme untuk mengganti proses kimiawi ini dikenal dengan istilah biokomversi.

Fungi Rhizopuz arrhizus menghidroksilasi progesteron membentuk steroid koteksolon untuk membentuk hidrokortison dengan mengintroduksi oksigen pada posisi nomor 11.

Bentuk tranformasi lain dari inti steroid dilakukan oleh mikroorganosme melalui proses hidrogenasi, dihidrogenasi, epoksidasi, dan penambahan serta penghilangan rantai samping. Penggunaan mikroorganismepada produksi kortison dapat menurunkan biaya produksi sebanyak 400 kali lipat, sehingga harga kotisondi amerika serikat kurang dari  $50 pergram, dibandingkan harga aslinya yang sebesar $ 200.

3. Produksi vaksin

Penggunaan vaksin sangat penting untuk mencegah berbagai penyakit. Pengembangan dan produksi vaksin merupakan salah satu tugas penting industri farmasi. Produksi vaksin meliputi pengkulturan mikroorganisme yang memiliki properti antigenikyang diperlukan untuk meluncurkan respons imun primer.

Vaksin diproduksi oleh strain mutan patogen virulen tanpa menghilangkan antigen yang diperlukan untuk menimbulkan respons imun. Perkembangan bidang bioteknologi memungkinkan produksi seluruh seluruh vaksin baru. Beberapa vaksin baru ini ditujukan bagi target baru, dan beberapa lagi lebih efektif dan memiliki efek samping lebih sedikit  dibandingkan vaksin tradisional yang ada saat ini.

Untuk menghasilkan vaksin terhadap penyakit yang disebabkan oleh virus, strain virus ditumbuhkan dengan menggunakan telur ayam tertunas. Individu yang memiliki alergi terhadap telur ayam tidak dapat diberi vaksin yang dibuat dengan cara seperti ini. Vaksin virus juga dapat diproduksi melalui kultur jaringan. Misalnya, vaksin rabies tradisional diproduksi pada telur bebek tertunas dan memiliki efek samping yang sangat menyakitkan. Vaksin ini digantikan oleh produksi vaksin melalui kultur jaringan fibroblas manusia yang memiliki efek samping yang lebih sedikit.

Produksi vaksin terhadapyang efektif dalam mencegah infeksioleh bakteri, fungi, dan protozoa melibatkan pertumbuhan strain mikroorganisme pada media artifisial yang meminimalkan gangguan beruparespons alergi.vaksin yng diproduksisecara komersial harus di uji dan distandardisasi terus sebelum digunakan, sehingga terjadi outbreak (wabah) penyakit akibat introduksi vaksin seperti yang pernah terjadi pada tahun 1976 akibat adanya vaksin swine influenza yang inadekuat dapat dihindari.

4. Produksi vitamin dan asam amino

Vitamin merupakan faktor nutrisi esensial bagi manusia. Beberapa vitamin dapat diproduksi melalui fermentasi mikroorganisme, dan digunakan sebagai suplemen makanan. Misalnya vitamin B12 dapat diproduksi sebagai produk samping pada fermentasi antibiotik oleh Streptomyces. Vitamn B12 juga diperoleh dari fermentasi Propionibacteriaum shermanii atau Paracoccus denitrificans.

Riboflavin dapat dihasilkan dari fermentasi berbagai macam mikrooganisme, misalnya bakteri Clostridium dan fungi Eremothecium ashbyi atau Ashbya gossypii.

Masalah utama produksi asam amino komersial melalui fermentasi mikroorganisme adalah adanya mekanisme alam kontrol pengaturan mikroorganisme yang membatasi jumlah asam amino yang dihasilkan dan dilepaskan dari sel. Masalah ini dapat diatasi dengan strain mikroorganisme yang direkayasa secara genetis sehingga tidak memiliki mekanisme kontrol seperti  strain asli (wild type)

Manusia memerlukan berbagai macam asam amino, termasuk lisin. Konsentrasi lisin dalam padi-padian tidak cukup banyak untuk memenuhi kebutuhan nutrisi manusia. Lisin diproduksi melalui fermentasi mikroorganisme, sehingga dapat digunakan sebagai suplemen makanan bagi manusia dan sebagai bahan tamabahan pada sereal. Metionin juga diproduksi melalui sintesis kimia dan digunakan sebagai suplemen makanan.

Produksi lisin dari karbohidrat menggunakan Corynebactrerium glutamicum, suatu auksotrof yang memerlukan homoserin. Cane molasses umumnya digunakan sebagai substrat, dan pH dijaga agar tetap netral dengan menambahakan amonia atau urea. Pada saat gula dimetabolisme, lisin akan tetap terakumulasi pada media dan sintesis homoserin dihambat pada tahap homoserin dihidrogenase.

Asam glutamat (glutamic acid) dimanfaatkan sebagai monosodium glutamat (MSG), bahan penyedap rasa makanan. Asam L-glutamat dan MSG dapat diproduksi melalui fermentasi strain Brevibacterium, Arthobacter dan Corynebacterium. Kultur corynebacterium glutamicum dan Brevibacterium flavum digunakan untuk memproduksi MSG dalam skala besar. Proses fermentasi memerlukan media glukosa-garam mineral dengan menambahkan urea secara periodik sebagai sumber nitrogen  selama proses fermentasi. Nilai pH dijaga berkisar 6-8, dan temeratur 30°C

5. Produksi asam organik

Beberapa asam organik seperti asam asetat, asam glikonat, asam sitrat, asam giberelat, dan asam laktat dhasilkan melalui fermentasi mikroorganisme. Asam organik antara lain digunakan dalam industri makanan, miasalnya sebagai pengawet makanan.

Asam glukonat diperoduksi olehberbagai bakteri termasuk spesies acetobaterdan oleh beberapa fungsi seperti penisilium dan aspergillus. Aspergillus neger mengoksidasi glkosa menjadi asam glukonat dalam reaksi enzimatik tunggal leh enzim glukosa  oksidase. Asam glukonat memiliki berbagai  kegunaan, antara lain:

  • Kalsium glukonat digunakan sebagai produ farmasi untuk menyuplai kalsium dalam tubuh.
  • Ferrous glukonate digunakan sebagai asupan besi untuk mengobati anemia.
    • Asam glukonat pada detergen pencuci piring mencegah noda pada permukaan kaca akibat presipitasi garam kalsium dan magnesium

Asam sitrat diproduksi oleh aspergillusniger dengan molases sebagai substrat fermentasinya. Asam sitrat digunakan sebagai bahan tambahan pada makanan, terutama minuman ringan. Transformasi asam sitrat oleh Aspergillus terreus dapat digunakan untuk memproduksi asam itokonat dalam dua langkah reaksi. Langkah pertama merupakan perubahan asam sitrat menjadi asam cis-akonitat melalui proses hidroksilasi, dan langkah kedua merupakan langkah karboksilasi asam cis-akonitat menjadi asam itakonat. Proses fermentasi ini memerlukan pH berkisar pada 2,2. Pada kisaran pH lebih tinggi, A. terreus akan mendegradasi asam itokonat.

Asam giberelat (gibberellic acid) diproduksi oleh fungi Gibberella fujikuroi. proses fermentasinya memerlukan media glukosa-garam mineral, temperatur inkubasi berkisar pada 25°C dengan pH asam. Asam gibberelat dan homon tanaman giberelin lainnya dimanfaatkan untuk meningkatkan produktifitas pertanian, yaitu sebagai subtansi pendukung pertumbuhan tanaman, perbungaan dan germinasi biji, serta untuk menginduksi pembentukan buah tanpa biji.

Asam laktat diproduksi oleh lactobasillus delbrueckii, spesies lactobasilus lainnya, streptococcus, dan leuconustoc. Asam laktat digunakan untuk mengawetkan makanan pada industri penyamkan kulit dan industri tekstil. Media yang digunakan dalam fermentasi asam laktat ini memerlukan glukosa 10-15%, kalsium karbonat 10% untuk menetralisasi asam laktat yang dihasilkan, amonium fosfat, dan sejumlah kecil sumber netrogen. Gula jagung, pati kentang dan gandum sering digunakan sebagai sumber karbohidrat. Temperatur inkubasi berkisar pada 45-50°C dengan pH berkisar antara 5,5-6,5. Setelah proses fermentasi selama 5-7 hari, kurang lebih 90% gula telah diubah menjadi asam laktat, kalsium karbonat selanjutnya ditambahkan untuk menaikkan pH hingga 10, kemudian media fermentasi dipanaskan dan disaring. Prosedur ini akan membunuh bakteri, mengkoagulasi protein, menghilangkan sisa kalsium karbonat, dan mendokoposisi residu karbohidrat.

6. Produksi Enzim

Enzim yang disolasi dari mikroorganisme dapat diaplikasikan pada berbagai macam industri. Misalnya, enzim proteose yang diisolasi dari bahan pembersih. Protease merusak dan melarutkan protein yang mengotori pakaian. Enzim yang dihasilkan untuk proses-proses industri meliputi protease , amilase, glikosa isomerase, glukosa oksidase, renin, pektinase, dan lipase.empat macam enzim yang secara luas diproduksi oleh mikroganisme adalah protease, glukamilase,α-amilase, dan glukosa isomerase.

Protease adalah enzim yang menyerang ikatan peptida molekul protein dan membentuk fragmen-fragmen kecil peptida. Strain rekombinan Basillus sp. GX6644 mensekresikan alkalin protease yang sangat aktif terhadap protein kasein susu. Dengan aktifitas tertinggi pada pH 11 dan temperatur 40-55°C. Strain rekombinan yang lain yaitu Basillus sp. GX6638 mensekresi beberapa alkalin protease yang aktif pada kisaran pH yang cukup luas (8-12). Fungi yang mempreduksi protease adalah spesies Aspergillus. Protease yang dihasilkan oleh fungi memiliki kisaran pH yang lebih luas dibandingkan protease yang diperoduksioleh bakteri.

Amilase digunakan dalam detergen dan dalam industri pembuatan bir. Ada beberapa tipe amilase, termasuk α-amilase yang digunakan untuk mengubah pati menjadi maltosa dan dekstrin, glukamilase yang mengubah pati menjadi glukosa. Ketiga enzim diatas digunakan untuk memproduksi sirup dan dekstrosa dari pati. Produksi amilase menggunakan fungi Aspergillus sp. Aspergillus oryzae yang digunakan untuk memproduksi amilase dari gandum pada kultur stasioner. Bacillus subtilis dan bacillus diastaticus digunakan untuk memproduksi amilase bakteri.

Glukosa isomerase mengubah glukosa menjadi friktosa yang dua kali lebih manis dibandingkan sukrosa dan 1,5 kali lebih manis  dibandingkan glukosa, sehingga fruktosa merupakan bahan pemanis  yang sangat penting pada industrimakanan dan minuman. Enzim ini diproduksi oleh Bacillus coagulan, streptomyces sp. Dan Nocardia sp.

Renin merupakan enzim penggumpal susu yang mengkatalisis koagulasi susu dalam industri pembuatan keju. Enzim ini diproduksi oleh Mucor pussilus.

Enzim mikroorganisme juga digunakan dalan produksi polimer sintetik. Misalnya, industri plastik saat ini menggunakan metode kimia untuk mereduksi alkene oxidan yang digunakan untuk memproduksi plastik. Produksi alkene oxidan dari mikroorganisme melibatkan aksi tiga enzim yaitu piranose-2-oksidase dari fungi oudmansiella mucida, enzim haloperoksidase dari fungi Caldariomyces sp. Dn enzim epoxidase dari falvobacterium sp.

Pada produksi enzim yang stabil terhadap panas, DNA polimerase sangat penting dalam proses amplifikasi DNA. Reaksi rantai polimerase sangat penting bagi diagnosis kesehatan, forensik, dan penelitian biologi mulekular. Kultur thermus aquacitus, dan mikroorganisme termofilik  yang direkayasa secara genetis mengndung gen untuk  taq DNA polimerase dari thermus aquaticus, digunakan untuk membuat DNA polimerase rekombinan yang stabil terhadap panas, yang disebut amplitaq.

7. Produksi alkaloid ergot

Alkaloid, beberapa diantaranya dapat dimanfaatkan dalam terapi, umumnya diperoleh dari tanaman, namun alkaloid ergot dihasilkan dari fungi. Alkaloid ergot pertama kali diperoleh dari sklerotium Ascomycetes, yaitu Claviceps purpurae. Istilah ergot digunakan untuk menunjukkan bahwa alkaloid jenis ini dihasilkan oleh fungi. Alkaloid ergot dibedakan menjadi 2 kelompok berdasarkan atas kandungan asam lisergat  dan clavin. Alkaloid asam glisergat hanya diproduksi oleh genus Claviceps, sedangkan alkaloid clavin ditemukan pada genus Aspergillus, penicillium, dan Rhizobium. Alkaloid ergot digunakan untuk menstimulasi sistem syaraf simpatik. Beberapa alkaloid lisergat seperti halnya ergotamin dan ergobasin digunakan pada terapi kandungan yaitu untuk mengkontraksi uterus pada saat proses melahirkan untuk mengkontraksi uterus postpatu.

8. Produksi protein manusia

Adanya proses rekayasa genetik dengan pemanfaatan mikroorganisme meningkatan peran industri farmasi dlam memproduksi protein manusia. Melalui tehnik rekombinasi DNA, sekuens DNA manusia yang mengkode berbagai protein dapat digabungkan dengan genum bakteri, dan dengan menumbuhkan bakteri rekonbioanan dalam fermentor, maka protein manusi dapat diproduksi secara komersial.

Insulin mutlak diperlukan oleh manusia.  Insulin merupakan hormon polipeptida yang dihasikan oleh pulau-pulau langerhans dipankreas yang berfungsi mengatur metabolisme karbohidrat.dalam makanan dikomfersi menjadi glukosa monosakarida, karbohidrat pokok dalam darah. Beberapa karbohidrat seperti fruktosa dan selulosa dapat digunakan sebagai energi sel namun tidak dikomfersi menjadi glikosa dan tidak berpatisipai dalam mekanisme pengaturan metabolisme glukosa.

Insulin dilepaskan oleh sel beta ( sel β ) pada pankreas sebagai respon naiknya kadar glukosa darah, pada saat setelah makan. Insulin memungkinkan sel-sel tubuh mengabsorbsi glukosa dari darah untuk digunakan sebagai sumber energi, diubah menjdi molekul lain yang diperlukan, atau untuk disimpan. Insulin juga merupakan sinyal kontrol utama konfersi glukosa menjdi glikogen untuk pennyimpanan internal dihati dan sel otot. Bila jumlah insulin yang tersedia tidak mencukupi, sel tidak merespon adanya insulin (tidak sensitif atau resisten insulin), atau bila insulin itu sendiri tidak produksi oleh sel-sel beta akibat risaknya sel-sel beta pada pankreas, maka glukosa tidak dapat dimanfaatkan oleh sel tubuh atau pun disimpan dalam bentuk cadangan makanan dalam hati maupaun sel otot. Akibat yang terjadi adalah peningkatan kadar glukosa dalam darah, penurunan sintesis protein, dan gangguan proses-proses metabolisme dalam tubuh.

Insulin diperlukan bagi penderita diabetes melitus, suatu penyakit ganguan metabolisme kabohidrat, khususnya penderita diabetes millitus tipe 1 yang memerlukan asupan insulin eksogen. Pada mulannya, sumber insulin untuk penggunaan klinis pada manusi diperoleh dari pankreas sapi, kuda, babi, maupun ikan.insulinyang diperoleh dari sumber-sumber tersebut efektif bagi manusi karena identik dengan insulin manusia. Hanya terdapat perbedaan 3 asam amino antara insulin sapi dengan insulin manusia, dan hanya terdapat perbedaan sebesar 1 asam amino antara insulin babi dengan insulin manusia.

Disebabkan mekanisme reaksi alergi yang timbul akibat mengguanakan insulin dari hewan ( sapi, babi, ikan, maupaun kuda) dalam jangka waktu lama khususnya penderita diabetes mellitus tipe 1, maka insulin dari manusia mulai diproduksi dengan menggunakan tehnik rekayasa genetik.

Prusahaan farmasi Amerika serikat Eli Lilly, memasarkan produk insulin manusia yang pertama, Humulin pada tahun1982. DNA manusia yang mengkode insulin dipotong dan disisipkan kedalam fektor ( contohnya plasmid ) yang selanjutnya ditransformasi kedalam sel Escherichia coli sebagai inang. Sel inang tumbuh dan bereproduksi secara normal, dan karena terdapat DNA manusia yang disisipkan, maka sel inang tersebut otomatis akan menghasilkan insulinmanusia. Proses yang serupa juga dilakukan pada produksi interferon, hormon pertumbuhan manusia ( tumour necrosis factor, TNF) dan interleukin-2 ( IL-2 ). (Lihat gambar)

Hormon petumbuhan TNF digunakan untuk mengobati penyakit dwarfisme (cebol) akibat kekurangan hormon ini. IL-2, TNF dan IFN merupakan komponen penting respon imunitas alami manusia, dan produksinya terbukti berguna untuk mengobati berbagai penyakit. Misalnya IFN penting dalam pertahanan terhadap infeksi virus dan pengobatan akibat infeksi virus. TNF adalah substansi alami yang dihasilkan tubuh dalam jumlah kecil oleh sel darah putih tertentu yang disebut makrofag, berfungsi menbunuh beberapa sel kangker dan mikroorganisme infeksius tanpa mempengaruhi sel-sel nomal. Produk rekombiana lainnya adalah aktifator plasminogen jaringa ( alteplase) yang merupakn protein yang tersusun atas 527 asam amino yang digunakan untuk mengobati penderita serangan jantung.

DAFTAR PUSTAKA

T.pratiwi, Sylvia. 2008. Mikrobiologi farmasi. Erlangga : jogya katarta

Atlas, R.M., Brown, A.E., Debra, K.W., dan Lionas, M.,1989, Ekperimental Mikrobiology fundamental and Application, MacMillan publishing company, New York.

Betina, V., 1983, The chemistry and Biology of Antibiotics, Scientific Publishing Company, New York.

Batrowne, L.M., dan Szenthe, N.A., 1989, Labory Manual for Mikrobilogy, Departement of Chemistry, Uiversity of Alberta, Canada.

Crueger, W., dan Crueger, A., 1988, Bioteknology: Textbook of industrial Mikcrobiology, Madison Inc., New York

Gibbons, S., dan Gray, A.l., 1998, Isolation by planar Chromatography, edited  by Channel, R.J.P., Natural Produc isolation, Human press, New Jersey.

Griffin, S., dan Gray, D.H., 1981, Fungal Physiology. John Wiley dan Sons Inc., New york.

Huga, W.B.,dan Russel, A.D., 2000, Pharmaceutical Microbilogy., Blackwell Scientific Piblication, London


Aplikasi Bakteri Lactobacillus sp. Dibidang Mikrobiologi Industri sebagai Pencegah Kanker Usus

Penyebab Kanker Usus


Ada beberapa penyebab yang menimbulkan penyakit ini diantaranya, cara diet yang salah (terlalu banyak mengkonsumsi makanan tinggi lemak dan protein, serta rendah serat), obesitas (kegemukan), pernah terkena kanker usus besar, berasal dari keluarga yang memiliki riwayat kanker usus besar, pernah memiliki polip di usus, umur (risiko meningkat pada usia di atas 50 tahun), jarang melakukan aktivitas fisik, sering terpapar bahan pengawet makanan maupun pewarna yang bukan untuk makanan, dan merokok.

Pada tahap awal, orang dengan penyakit tersebut (kanker usus), biasanya tidak memiliki gejala sama sekali sementara sel-sel kanker telah menyebar di luar usus, pada saat seseorang terlambat mengetahui, perawatan akan menjadi sulit dan sering tidak mungkin untuk menyembuhkan. Tanda-tanda yang terjadi saat terkena penyakit ini adalah kram perut / sakit di perut, keluar darah ketika buang air besar, kehilangan berat badan secara tidak jelas, mudah merasa lelah, Anda merasa seperti harus “buang air besar” ketika Anda tidak / dorongan buang air besar

Tes-tes untuk Mendeteksi Kanker Usus

Ketika kanker usus besar dicurigai, salah satu dari suatu lower GI series (barium enema x-ray) atau colonoscopy dilakukan untuk menkonfirmasikan diagnosis dan melokalisir tumor.. Suatu barium enema melibatkan pengambilan x-rays dari usus besar dan rektum setelah pasien diberikan suatu enema dengan suatu cairan yang putih seperti kapur yang mengandung barium. Barium memperlihatkan usus-usus besar pada x-rays. Tumor-tumor dan kelainan-kelainan lainnya tampak sebagai bayangan-bayangan gelap pada x-rays.

Colonoscopy adalah suatu prosedur dimana dokter memasukkan suatu tabung panjang penglihat yang lentur kedalam rektum dengan tujuan memeriksa bagian dalam dari seluruh usus besar. Colonoscopy pada umumnya dipertimbangkan lebih akurat daripada barium enema x-rays, terutama dalam mendeteksi polip-polip kecil. Jika polip-polip usus besar ditemukan, mereka biasanya diangkat melalui colonoscope dan dikirim ke ahli patologi. Ahli patologi memeriksa polip-polip dibawah mikroskop untuk memeriksa kanker. Ketika mayoritas (kebanyakan) dari polip-polip yang diangkat melalui colonoscopes adalah jinak (ramah), banyak adalah yang belum bersifat kanker (precancerous). Pengangkatan dari polip-polip sebelum bersifat kanker mencegah pengembangan dari kanker usus besar dimasa depan dari polip-polip ini.

Jika pertumbuhan-pertumbuhan yang bersifat kanker ditemukan sewaktu colonoscopy, contoh-contoh jaringan yang kecil (biopsies) dapat diperoleh dan diperiksa dibawah mikoroskop untuk mengkonfirmasikan diagnosis. Jika kanker usus besar dikonfirmasikan oleh suatu biopsy, pemeriksaan-pemeriksaan pementasan dilakukan untuk menentukan apakah kanker telah menyebar pada organ-organ lain. Karena kanker kolorektal cenderung untuk menyebar ke paru-paru dan hati, tes-tes pementasan biasanya memasukkan x-rays dada, ultrasonography, atau suatu scan CAT scan dari paru-paru, hati, dan perut.

Kadangkala, dokter dapat mendapatkan suatu tes darah untuk CEA (carcinoembyonic antigen). CEA adalah suatu unsur yang dihasilkan oleh beberapa sel-sel kanker. Ia adakalanya ditemukan dalam tingkat-tingkat yang tinggi pada pasien-pasien dengan kanker kolorektal, terutama ketika penyakitnya telah menyebar.

Peran Lactobacillus sp dalam bidang industri

Lactobacillus adalah genus bakteri gram-positif, anaerobik fakultatif atau mikroaerofilik. Genus bakteri ini membentuk sebagian besar dari kelompok bakteri asam laktat, dinamakan demikian karena kebanyakan anggotanya dapat merubah laktosa dan gula lainnya menjadi asam laktat. Kebanyakan dari bakteri ini umum dan tidak berbahaya bagi kesehatan. Dalam manusia, bakteri ini dapat ditemukan di dalam vagina dan sistem pencernaan, dimana mereka bersimbiosis dan merupakan sebagian kecil dari flora usus. Banyak spesies dari Lactobacillus memiliki kemampuan membusukkan materi tanaman yang sangat baik. Produksi asam laktatnya membuat lingkungannya bersifat asam dan mengganggu pertumbuhan beberapa bakteri merugikan. Beberapa anggota genus ini telah memiliki genom sendiri.

Setelah diketemukannya jenis bakteri Lactobacillus yang sifat-sifatnya dapat bermanfaat bagi manusia dan dapat dibuat menjadi yoghurt, maka berkembanglah industri pembuatan yoghurt. Yoghurt ini dibuat dari susu yang difermentasikan dengan menggunakan bakteri Lactobacillus, pada suhu 40 derajat celcius selama 2,5 jam sampai 3,5 jam. Asam laktat yang dihasilkan oleh bakteri tersebut dapat mengubah susu menjadi yogurt yang melalui proses fermentasi

Lactobacillus umumnya dikenal karena nilai gizinya dan digunakan untuk meringankan berbagai macam ketidaknyamanan seperti mengatasi sembelit, ketidaknyamanan pencernaan dan ulkus duodenum. Hal ini juga membantu untuk memerangi infeksi jamur seperti Candida, Kaki Atlet, Infeksi jamur kulit dll.

Penelitian di Jepang menunjukkan bahwa peran fisiologis utama bakteri asam laktat adalah untuk mengatasi masalah gangguan pencernaan, tetapi efek fisiologis yang paling kuat adalah untuk meningkatkan kekebalan dalam mencegah infeksi. Lactobacillus juga memberikan energi pada tubuh, membantu fungsi hati dan meningkatkan fungsi detoksifikasinya, mencegah arteriosclerosis dan menekan proliferasi sel kanker. Peneliti kanker di Jepang memasukkan 1,35 g sel kanker ke tulang tikus. Reaksi yang umum terjadi adalah sel-sel kanker akan tumbuh sampai ukuran 3,56 g. Namun tikus yang telah diberi makan dengan Lactobacillus dan Obat-obatan Barat menunjukan bahwa sel kanker tetap pada kisaran 1,6 g. Lactobacillus tidak memiliki efek samping, sehingga diyakini lebih baik daripada obat anti-kanker pada umumnya.

Mekanisme Yogurt dalam Pencegahan Kanker

Yogurt terbentuk dari dua buah bakteri baik yang bermanfaat bagi kesehatan, bakteri Lactobacillus Bulgaricus dan Streptococus Thermopillus. Selain dari bakteri tersebut, yogurt juga mengandung vitamin B-kompleks, yaitu B1, B2, B3 dan B6, serta asam folat, asam pantotenat dan biotin.

 

Dua bakteri yang terkandung dalam yogurt bermanfaat untuk menetralkan racun, mencegah diare, kanker, radang paru-paru, menguatkan jantung dan mengurangi susah tidur. Sedangkan kandungan vitamin dalam yogurt bermanfaat untuk meningkatkan kesehatan reproduksi, kekebalan tubuh dan mempertajam fungsi berpikir. Sedangkan kandungan mineral, seperti kalsium dan fosfor dalam yogurt berguna untuk tulang yang kuat dan mencegah osteoporosis.

Lactobacillus mampu menghasilkan zat antibiotika yang disebut bulgarikan. Zat ini berbeda dengan antibiotik yang biasa kita kenal. Antibiotik ini kerjanya lebih spesifik pada mikroorganisme yang merugikan saja sehingga berefek menguntungkan bagi kita. Sehingga apabila mengkonsumsi yogurt secara teratur dapat mengurangi resiko terjadinya kanker usus. Kanker usus dapat dideteksi setelah stadium lanjut sehingga lebih baik melakukan pencegahan daripada pengobatan karena pengobatan yang dilakukan akan merusak usus.

Yoghurt bersifat mengaktifkan friendly bacteria (bakteri bersahabat) di dalam usus sehingga dapat memperbaiki dan menyempurnakan fungsi pencernaan. Tidak hanya itu, yoghurt memiliki daya antibiotika yang dapat menghindarkan pembusukan terlalu dini di dalam usus halus, sehingga dapat menormalkan keseimbangan di dalam usus halus. Yoghurt diperlukan oleh orang-orang yang mengalami gangguan pencernaan dan para lansia. Kadar asam lambung orang-orang yang telah lanjut usia umumnya mengalami penuruan hingga 85%. Bagi mereka, yoghurt berfungsi untuk memperbaiki dan memperlancar kembali system pencernaan.

Flora usus pengonsumsi yoghurt terbukti sulit ditumbuhi kuman-kuman patogen atau kuman yang dapat menyebabkan penyakit. Dengan terhambatnya pertumbuhan sekaligus matinya mikrobia patogen dalam lambung dan usus halus bisa menghindari munculnya berbagai penyakit akibat infeksi atau intoksikasi mikrobia. Dengan kata lain, mengonsumsi yoghurt secara teratur dapat membantu menjaga kesehatan saluran pencernaan.

Bakteri-bakteri yang berperan dalam yoghurt dapat mengubah zat-zat prekarsinogenik (zat-zat pemicu kanker) yang ada dalam saluran pencernaan, hingga mampu menghambat terjadinya kanker dan mencegah jantung koroner. Seperti telah kita ketahui, ke dalam yoghurt sudah dimasukkan bakteri “baik” yang tidak menimbulkan penyakit, yakni Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus. Bakteri itulah yang kemudian diberi media berupa susu. Selama proses fermentasi susu dalam pembuatan yoghurt, bakteri Lactobacillus bulgaricus dan streptococcus thermophilus akan tumbuh dan menjadi besar. Saat itulah kedua jenis bakteri tersebut akan meningkatkan mutu protein yang terkandung dalam asam amino susu. Semisal histidin yang baik bagi pertumbuhan anak. Selain itu, dalam proses fermentasi, kedua jenis bakteri tersebut akan menghasilkan asam folat dan vitamin B kompleks. Berbagai penelitian mengungkap bahwa kedua vitamin ini berguna mencegah munculnya penyakit jantung koroner.

 

Daftar Pustaka

http://abumuthmainnah.blogdetik.com/2009/10/20/yoghurt-maag-osteoporosis/

http://ksupointer.com/2009/yogurt-susu-asam-berkhasiat%E2%80%8E

http://www.enformasi.com/2010/04/manfaat-yoghurt.html

http://jagakesehatan.wordpress.com/2008/05/25/kandungan-gizi-dan-manfaat-yogurt/

http://archive.kaskus.us/thread/3850647

Rekayasa Produk Vaksin Virus dalam Kehidupan Sehari-hari

Produksi Vaksin

Mikroorganisme tertentu memiliki kemampuan menghasilkan suatu produk untuk menyembuhkan penyakit yang disebabkan oleh mikroorganisme lain atau penyakit karena gangguan fisiologis. Dua produk yang erat kaitannya dengan dengan mikroorganisme adalah vaksin dan antibiotik. Penemuan vaksin cacar pertama kali ditemukan oleh Edward Jenner (1796) sehingga mendorong para ahli biologi lain untuk meneliti vaksin maupun antibiotik melalui bioteknologi. Penemuan vaksin diawali ketika Jenner melihat seorang pemerah susu sapi yang jari tangannya teredapat bekas luka ketika menderita cacar, padalah pada waktu itu sedang terjadi wabah cacar. Demikian juga seseorang yang telah sembuh dari penyakit cacar, dengan meninggalkan bekas-bekas luka ternyata kebal terhadap penyakit cacar. Dengan sifat kekebalan cacar tersebut Jenner mulai malakukan percobaan untuk mendapatkan vaksin dadar dari serum darah tersebut. Sekarang kita tahu bahwa penyakit cacar disebabkan oleh virus Variola, dan penyakit cacar sapi disebabkan oleh virus yang serupa walaupun berbeda. Dimasukannya virus cacar sapi yang telah dilemahkan ke dalam tubuh pasien, akan merangsang tubuh untuk membentuk antibodi yang efektif untuk melawan suatu infeksi lanjutan dari virus cacar yang serupa. Cara yang dilakukan dengan memasukan mikroorganisme yang dilemahkan ke dalam tubuh manusia untuk memberikan kekabalan terhadap mikroorganisme berbahaya disebut vaksinasi.

Salah satu kelemahan vaksin-vaksin yang dibuat dengan cara seperti di atas ternyata menimbulkan rasa sakit setelah diberi sintikan vaksin tersebut, misalnya demam. Dewasa ini dengan bioteknologi mulai dibuat vaksin yang tidak menyebabkan rasa sakit jika disuntikan ke tubuh orang sehat. Pembuatan vaksin ini adalah sebagai berikut. Bacteri atau virus penyebab penyakit pada umumnya memiliki permukaan protein yang khusus. Dengan penyisipan gen dihasilkan copy salinan dari permukaan tersebut. Salinan permukaan protein tersebut kemudian digunakan untuk memvaksin. Contoh vaksin aman telah dihasilkan hepatitis B, Chlamyda dan malaria. Antibiotik pertama kali ditemukan oleh Louis Pasteur dari jamur Penisillium sp. Alexander Flemming (Inggris, 1928) menemukan koloni jamur Penicillium notatum yang dapat menghambat pertumbuhan bacteri Staphulococcus aureus dan sekitanya. Bacteri yang resisten terhadap penisilin dapat dibunuh dengan sefalospurin C dari jamur jenis Cephalospurium yang ditemukan oleh Prentis tahun 1984. Antibiotik adalah bahan-bahan bersumber hayati berkadar rendah yang mampu menghambat pertumbuhan mikroorganisme, sehingga dalam perkembangannya dapat digunakan untuk mengobati suatu penyakit. Mikroorganisme yang mampu membuat zat antibiotik tertama adalah fungi (jamur) Actinomycetes, Aspergillus dan beberapa jenis bacteri. Sampai sekarang ini ditemukan lebih dari 2000 karakter antibiotik. Dengan adanya perkembngan bioteknologi, sekarang mulai dikembangkan jenis-jenis mikroorganisme tertentu yang telah diubah susunan genetiknya sehingga mampu menghasilkan antibiotik dalam jumlah lebih besar dalam waktu yang singkat.

Gambar Tahapan sintesis vaksin yang direkayasa secara genetika

sumber: http://www.biology-online.org

Aplikasi Teknik Nuklir Dalam Pembuatan Vaksin

Berdasarkan bahan dasarnya, vaksin dibagi menjadi empat tipe yaitu (1) vaksin dengan bahan dasar organisme patogen yang dimatikan atau inaktif; (2) vaksin dengan parasit yang dilemahkan atau daya virulensinya rendah; (3) vaksin dengan subunit protein hasil purifikasi, rekombinasi atau proses kimia; dan (4) vaksin asam nukleat baik deoxyribonucleic acid (DNA) maupun ribonucleic acid (RNA).

Hal yang mulai dikembangkan untuk pembuatan vaksin adalah dengan memanfaatkan efek radiasi. Suatu materi hidup seperti sel, bila terkena sinar gamma akan mengalami kerusakan secara langsung atau tidak langsung. Efek langsung adalah terjadinya pemutusan ikatan senyawa-senyawa penyusun sel. Efek tidak langsung terjadi karena materi sel terbanyak adalah air yang apabila terkena sinar gamma akan mengalami hidrolisis dan menghasilkan radikal bebas. Radikal bebaslah yang akan menyebabkan kerusakan materi sel.

Target utama bagian sel adalah DNA yang merupakan sumber informasi genetik sel. Perubahan genetik sel akan berakibat pada terganggunya kinerja atau kematian sel. DNA yang terkena radiasi akan mengalami pemutusan rantai dan dapat kembali menyusun ulang urutan basa nitrogennya. Hasil penyusunan kembali tersebut dapat sama atau berbeda dengan semula. Penyusunan ulang yang berbeda dapat berakibat pada kematian sel, mutasi atau transformasi. Efek-efek yang ditimbulkan sinar gamma tersebut dapat digunakan untuk mengiradiasi agen penyakit yang berasal dari virus, bakteri, protozoa dan cacing.

Vaksin yang menggunakan iradiasi dibagi menjadi dua macam, yaitu vaksin aktif dan vaksin inaktif. Vaksin aktif adalah vaksin dengan bahan dasar organisme hidup yang telah dilemahkan dengan proses iradiasi, sedangkan vaksin inaktif adalah vaksin dengan bahan dasar organisme mati hasil iradiasi. Vaksin inaktif sendiri dibagi menjadi dua, yaitu vaksin aktif rekombinan dan non rekombinan. Vaksin inaktif rekombinan diperoleh dengan cara melemahkan organism terlebih dahulu melalui teknik rekombinan setelah itu diinaktivasi dengan iradiasi. Vaksin inaktif non rekombinan adalah pemakaian iradiasi untuk inaktivasi organisme patogen secara langsung.

Vaksin aktif yang telah dilemahkan biasanya digunakan untuk parasit yang bersifat intraselular yang berasal dari protozoa dan cacing. Beberapa penelitian vaksin yang saat ini dikembangkan baik pada manusia maupun hewan menggunakan teknik nuklir untuk melemahkan organisme patogen, seperti untuk protozoa dan cacing.

Keuntungan vaksin jenis ini adalah dapat mengaktifkan seluruh fase sistem imun, meningkatkan respon imun terhadap seluruh antigen (proses inaktivasi dapat menyebabkan perubahan antigenisitas), durasi imunisitas lebih panjang, biaya lebih murah, lebih cepat menimbulkan respon imunitas, mudah dibawa ke lapangan, dapat mengurangi wild type. Tetapi vaksin jenis ini memiliki beberapa kelemahan dimana vaksin ini kurang baik apabila digunakan pada daerah tropis dan pada penderita penyakit defisiensi imun serta adanya kemungkinan terjadi mutasi balik yang menyebabkan daya virulensi menjadi tinggi.

Hasil percobaan terdahulu menunjukkan bahwa booster yang diberikan akan bermanfaat apabila diberikan pada saat tingkat produksi/titer antibodi menjelang puncaknya, sehingga akan meningkatkan daya kekebalan pada hewan yang bersangkutan. Disamping itu pertambahan bobot badan hewan tidak terganggu karena parasit penantang yang diberikan tidak bisa berkembang dan tidak infektif lagi. Kegiatan percobaan ini merupakaan kelanjutan dalam menguji bahan vaksin iradiasi untuk melihat potensi dan keamanannya serta penerapannya pada kondisi lapang. Dosis iradiasi terhadap parasit yang digunakan adalah 45 Gy di Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi BATAN Jakarta. Contoh vaksin aktif protozoa adalah malaria pada stadium sporozoit dengan dosis iradiasi berkisar 150 – 200 Gy.

Vaksin inaktif contohnya Leishmania, yaitu penyakit Kala-azar yang ditimbulkan oleh protozoa. Keuntungan vaksin ini adalah memberikan imunitas humoral yang tinggi bila diberikan booster, tidak menyebabkan mutasi atau reversi, dapat digunakan untuk pasien defisiensi imun, cocok digunakan untuk daerah tropis tetapi vaksin jenis ini membutuhkanbiaya yang lebih tinggi karena membutuhkan booster.

Vaksin inaktif rekombinan contohnya untuk penyakit yang disebabkan bakteri Brucella abortus, yaitu penyakit menyebabkan keguguran pada ternak ruminansia maupun manusia. Rekombinasi dilakukan untuk melemahkan bakteri dengan cara menginsersikan gen plasmid bakteri Escherichia coli sehingga B. abortus memiliki karakteristik membran yang sama dengan E. coli. Selanjutnya mutan tersebut yang diinaktivasi dengan iradiasi sinar gamma dengan dosis 300 Gy.

Hal yang penting selain mendapatkan dosis optimum iradiasi selama melakukan pengembangan vaksin adalah optimasi laju dosis. Laju dosis akan mempengaruhi proses kualitas vaksin yang diinaktivasi atau dilemahkan.

Vaksin Virus Polio

Dalam proses imunisasi polio, ada dua macam vaksin yang digunakan, yaitu IPV (inactivated poliovirus vaccine) dan OPV (oral poliovirus vaccine). Kedua jenis vaksin ini berasal dari virus polio yang dikulturkan pada sel Vero yang berasal dari Monkey kidney dan keduanya mengandung vaksin virus polio serotype 1, 2, dan 3. Perbedaan kedua vaksin ini adalah, kalau IPV merupakan virus yang sudah dinonaktifkan (inactivated) dengan formaldehyde, sehingga sifat virusnya hilang termasuk sifat perkembang biakannya, sedangkan OPV adalah virus yang masih hidup.

Pada IPV, yang berfungsi sebagai vaksin (antigen) adalah protein-protein dari virus tersebut, terutama protein kapsid (capsid protein) yang mengandung gugusan epitop antigen (antigenic epitope). Berlawanan dengan IPV, OPV adalah virus yang masih hidup dan mempunyai kamampuan untuk berkembang biak, tetapi hampir tidak bersifat patogen karena sifat patogennya sudah dilemahkan. Oleh karena itu OPV juga dinamakan live-attenuated poliovirus vaccine. Pada OPV yang berfungsi sebagai antigen adalah virus itu sendiri. Karena OPV mampu berkembang biak, setelah vaksinasi, virus akan berkembang biak di usus penerima vaksin (resepien) dan menyebar ke seluruh tubuh melalui saluran darah. Oleh karena itu, OPV akan membuat daya imun yang lama dan bahkan dikatakan bisa untuk seumur hidup. Selain itu, virus yang terekresi oleh resepien akan terinfeksi kepada orang-orang yang berhubungan dengan resepien, dan otomatis berkembang biak dan memberi daya imun terhadap orang-orang tersebut.

Daftar Pustaka

Anonymous. 2010. Penerapan Bioteknologi Bidang Kesehatan.http://www.000webhost.com/ Diakses tanggal 5 Januari 2011.

Anonymous. 2010. Tahapan Sintesis Vaksin Yang Direkayasa Secara Genetika. http://www.biology-online.org. Diakses tanggal 5 Januari 2011.

Anonymous. 2010. Virus Polio dan Hubungannya dengan Program Eradikasi Polio. http://www.kliksaya.com/virus_polio_dan_hubungannya_dengan_program_eradikasi_polio.htm. Diakses tanggal 5 Januari 2011.

Sebastian. 2008. Pengembangan Vaksin Flu Burung. http://www.wordpress.com/ilmuwan_indonesia.html. Diakses tanggal 5 Januari 2011.

Suwandi, Usman. 2002. Perkembangan Vaksin Hepatitis B.Pusat Penelitian dan Pengembangan PT. Kalbe Farma: Jakarta

Wariyono, sukis. 2010. Bioteknologi. http://www.wordpress.com/bioteknologi.Sukis_Wariyono.htm. Diakses tanggal 5 Januari 2011.

 

 

PEMANFAATAN BAKTERI Lactobacillus casei DALAM UPAYA MENJAGA KESEHATAN PENCERNAAN MANUSIA

Dalam keadaan sehat dalam tubuh termasuk usus terdapat bakteri baik dan jahat yang seimbang. Namun, racun dan parasit yang menumpuk mampu memicu meningkatkan bakteri jahat dalam usus. Akibatnya dapat menghalangi penyerapan nutrisi. Selain itu, juga membuat daya tahan tubuh menurun sehingga mudah terserang penyakit dan alergi.

Sistem pencernaan adalah satu tempat mengolah dan mencerna makanan yang masuk ke dalam tubuh. Di sistem inilah usus memegang peranan penting untuk membuang kotoran dan racun dalam tubuh serta menyerap nutrisi dari makanan yang diasup. Proses detoksifikasi dapat terjadi secara alamiah  di dalam tubuh kita. Hal ini dilakukan oleh sistem pencernaan dengan hasil buangan berupa feses, urine, dan keringat. Oleh karena itu, melihat pentingnya usus maka kesehatan organ ini perlu diperhatikan dan dijaga dengan benar. Seiring berkembangnya kehidupan modern, pola makan pun kerap terganggu. Di zaman serba cepat dan tuntutan pekerjaan yang tinggi, makan pun jadi sembarangan sehingga keseimbangan nutrisi dan hiegenitas sering terabaikan. Kerap yang terjadi hanya memilih makanan yang mengenyangkan dan lezat saja. Disisi lain, paparan polusi dari linkungan, stres, kurang olahraga pun dapat memicu menurunnya kesehatan. Akibatnya, usus tidak dapat bekerja normal untuk membuang racun dan parasit yang masuk ke dalam tubuh dan terus menumpuk. Oleh sebab itu, berbagai penyakit yang bersinggungan dengan sistem pencernaan siap menyerang. Contohnya saja diare yang merupakan penyakit umum yang pernah dialami hampir semua orang.

Untuk mencegah penyakit yang banyak menyerang pencernaan, peran bakteri baik dalam usus perlu dimaksimalkan. Dari beberapa penelitian ditemukan bakteri asam laktat yang baik dan berguna bagi kesehatan. Bakteri itu dinamakan Lactobacillus casei. Ada beberapa manfaat bakteri ini bagi tubuh yaitu, bakteri ini mampu memproduksi asam laktat yang dapat meningkatkan jumlah bakteri baik dan menurunkan bakteri jahat, mencegah gangguan pencernaan terutama konstipasi dan diare serta mengaktifkan sel-sel kekebalan tubuh. Komposisi bakteri baik di perut yang ideal tak hanya melindungi tubuh dari diare dan sembelit, tetapi juga meningkatkan kekebalan tubuh, menurunkan kolesterol, dan mencegah kanker.

Lactobacillus casei adalah bakteri Gram-positif, anaerob, tidak memiliki alat gerak, tidak menghasilkan spora, berbentuk batang dan menjadi salah satu bakteri yang berperan penting. Lactobacillus adalah bakteri yang bisa memecah protein, karbohidrat, dan lemak dalam makanan, dan menolong penyerapan elemen penting dan nutrisi seperti mineral, asam amino, dan vitamin yang dibutuhkan manusia dan hewan untuk bertahan hidup (Damika, 2006).

 

 

 

 

 

 

http://www.ayunbadan.blogspot.com/

Lactobacillus casei adalah genus bakteri gram-positif, anaerobik fakultatif atau mikroaerofilik. Genus bakteri ini membentuk sebagian besar dari kelompok bakteri asam laktat, dinamakan demikian karena kebanyakan anggotanya dapat merubah laktosa dan gula lainnya menjadi asam laktat. Kebanyakan dari bakteri ini umum dan tidak berbahaya bagi kesehatan. Dalam manusia, bakteri ini dapat ditemukan di dalam vagina dan sistem pencernaan, dimana mereka bersimbiosis dan merupakan sebagian kecil dari flora usus. Banyak spesies dari Lactobacillus memiliki kemampuan membusukkan materi tanaman yang sangat baik. Produksi asam laktatnya membuat lingkungannya bersifat asam dan mengganggu pertumbuhan beberapa bakteri merugikan. Beberapa anggota genus ini telah memiliki genom sendiri.

Bakteri ini berukuran 0,7 – 1,1 x 2,0 – 4,0 µm dan merupakan bakteri yang penting dalam pembentukan asam laktat. Seperti bakteri asam laktat lain, Lactobacillus casei toleran terhadap asam, tidak bisa mensintesis perfirin, dan melakukan fermentasi dengan asam laktat sebagai metabolit akhir yang utama. Bakteri ini membentuk gerombolan dan merupakan bagian dari spesies heterofermentatif fakultatif, dimana bakteri ini memproduksi asam laktat dari gula heksosa dengan jalur Emblen-Meyerlhof dan dari pentose dengan jalur 6-fosfoglukonat, fosfoketolase. pertumbuhan Lactobacillus casei pada suhu 15oC, dan membutuhkan riboflavin, asam folat, kalsium pantotenat, dan faktor pertumbuhan lain.

Lactobacillus casei adalah spesies yang mudah beradaptasi, dan bisa diisolasi dari produk ternak segar dan fermentasi, produk pangan segar dan fermentasi. Dari segi industrial, Lactobacillus casei mempunyai peran dalam probiotik manusia, kultur starter pemroduksi asam untuk fermentasi susu, dan kultur khas untuk intensifikasi dan akselerasi perkembangan rasa dalam varietas keju yang dibubuhi bakteri.

Lactobacillus casei diduga dapat mengontrol organisme yang dapat menimbulkan efek toksik di dalam saluran pencernaan manusia, diantaranya yaitu Escherichia coli. Lactobacillus casei adalah suatu jasad renik jenis temporer penghasil asam laktat, Lactobacillus casei dapat ditemukan di mulut dan di usus manusia. Selain itu bakteri Lactobacillus casei dapat menghalangi pertumbuhan H. pylori, dan membantu microflora di usus besar.

Menurut Margawani (1995) bakteri Lactobacillus casei Shirota strain adalah galur unggul yang mudah dan cocok untuk dikembangbiakkan dalam minuman dasar susu. Selain bakteri ini mampu bertahan dari pengaruh asam lambung, juga mampu bertahan dalam cairan empedu sehingga mampu bertahan hidup hingga usus halus. Peranan lain terhadap kesehatan manusia adalah untuk memperbaiki penyerapan kalsium pada usus, melancarkan buang air besar, penyerapan bahan karsinogenik, membunuh bakteri patogen dan bersifat anti tumor. Dijelaskan pula oleh Hull et. al. (1992) bahwa bersama dengan Bifidobacterium sp, dapat memberi efek menguntungkan pada induk semang dengan meningkatkan keseimbangan mikroorganisme dalam saluran pencernaan.

Kecepatan pertumbuhan bakteri Lactobacillus casei Shirota strain berkisar 50 Dornic atau 0,5% asam laktat setelah 48 jam. Lactobacillus casei Shirota strain berbentuk batang tunggal dan termasuk golongan bakteri heterofermentatif, fakultatif, mesofilik, dan berukuran lebih kecil dari pada Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophillus, dan Lactobacillus helveticus. Lactobacillus casei Shirota strain akan merubah ribosa menjadi asam laktat dan asam asetat, perubahan ribosa diinduksi oleh faseketolase.

Probiotik akan membantu menjaga kesehatan usus yang lebih baik. Dengan probiotik pula, jumlah bakteri baik di dalam usus akan meningkat, sementara jumlah bakteri merugikan akan ditekan. Bakteri bisa masuk ke dalam tubuh melalui berbagai jalan, misalnya melalui makanan yang kita asup sehari-hari. Bakteri sendiri sebetulnya merupakan organisme bersel satu yang sangat kecil dan hanya dapat dilihat dengan bantuan mikroskop. Seperti juga makhluk hidup lain, bakteri membutuhkan makanan, air, dan suhu yang sesuai untuk hidup dan berkembang biak. Terkadang, mereka hidup damai dengan sesamanya, tetapi terkadang juga berperang untuk memperebutkan makanan dan tempat hidup.
“Tempat yang paling nyaman buat bakteri adalah di dalam usus,”

Bakteri-bakteri ini hidup di membran mukosa, sebuah lapisan selembut beludru yang menempel di dinding usus. Setiap makanan yang dikonsumsi manusia akan dicerna mulai dari lambung dengan bantuan asam lambung lalu diserap ke usus halus dan usus besar. Di usus besar makanan akan diserap dan sisa ampas akan dibuang sebagai tinja. Dalam usus besar, bakteri ‘baik’ seperti Bifidobacteria dan Lactobacillius akan menghambat perkembangan bakteri merugikan seperti Staphylococcus dan beberapa bakteri E. coli.

Bakteri-bakteri tersebut terbagi ke dalam 3 kategori, yaitu kategori bakteri merugikan, bakteri oportunis, dan bakteri baik. Bifidobacteria adalah salah satu contoh bakteri baik di dalam usus. Mereka berperan membentuk ketahanan usus terhadap kolonisasi bakteri patogen/merugikan. Bakteri baik yang lain, adalah L.casei. Contoh bakteri merugikan antara lain Helicobacter pylori, yang sangat tahan terhadap asam. Bakteri ini banyak ditemukan hidup dalam lambung orang dewasa dan kini diketahui sebagai salah satu penyebab tukak lambung. Sementara bakteri oportunis cenderung mengikuti ke mana “arah” angin berhembus. Bila jumlah bakteri baik lebih banyak, ia akan ikut menjadi baik, sementara bila bakteri merugikan lebih banyak, ia pun akan berubah menjadi merugikan.

Perubahan keseimbangan antara bakteri ‘baik’ dan merugikan dalam tubuh akan menimbulkan gangguan kesehatan, seperti kembung, diare, konstipasi, dan lainnya. Penyebabnya, jumlah bakteri merugikan lebih banyak daripada bakteri baik di dalam usus, yang salah satunya bisa disebabkan oleh asupan yang tak terjaga higienitasnya sehingga tercemar bakteri.

Saluran cerna sangat penting sekali bagi kesehatan tubuh manusia. fungsi utama saluran cerna adalah mencerna dan mengabsorbsi nutrisi agar kebutuhan tubuh dapat terpenuhi sehingga pada saluran serna sehat mukosa usus mampu mengabsorbsi mikronutrien dan menolak toksin dan patogen. oleh karena itu, diperlukan dominasi bakteri baik di dalam usus dibandingkan dengan bakteri jahat. Bakteri tidak selalu merugikan dan menyebabkan penyakit, sebab ada bakteri baik yang justru dapat membantu manusia melawan penyakit, itulah yang dinamakan probiotik.

Probiotik berasal dari kata probios yang berarti kehidupan adalah pangan yang mengandung mikroorganisme hidup yang secara aktif  meningkatkan kesehatan dengan cara memperbaiki keseimbangan flora usus jika dikonsumsi dalam keadaan hidup dalam jumlah yang memadai. Menurut Fuller, probiotik adalah suplemen makanan berupa mikroba hidup yang dapat menguntungkan inangnya dan meningkatkan keseimbangan mikroba usus. Mikroba itu harus hidup pada saat dikonsumsi dan sampai ke usus halus. Mikroba yang baik untuk pencernaan manusia salah satunya adalah Lactobacillus casei.

Bakteri Lactobacillus casei yang terdapat atau digunakan dalam mengahasilkan produk probiotik “ Yakult” terbukti ampuh mengurangi terjadinya diare akut pada anak-anak kecil dan perbedaannya signifikan secara statistik. Dalam penelitian probiotik, yang mengacu pada mikro-organisme hidup yang memberi keuntungan pada tuan rumah (orang, dll) dengan memperbaiki keseimbangan flora usus. Strain probiotik adalah Lactobacillus casei strain Shirota (YIT9029), yang, di samping aksi regulasi usus, telah dibuktikan yang memiliki aksi immunoregulatory seperti membantu menekan kambuhnya kanker kandung kemih dangkal dan mengurangi gejala alergi.

Anak-anak berumur 5 tahun dan kurang yang meninggal setiap tahun di seluruh dunia berjumlah 8,80 juta, dan negara yang memiliki kematian terbanyak adalah India (kira-kira 1,83 juta anak per tahun). Penyakit diare dilaporkan menjadi penyebab 13 persen kematian pada anak-anak berumur 5 tahun dan kurang di India (Black RE et al, Lancet. 2010. 375: 1969-1987).

Uji coba terkontrol acak di lapangan yang hasilnya sama-sama tidak diketahui baik peneliti maupun yang diteliti (double-blind) dan melibatkan 3.585 anak berumur antara 1 dan 5 tahun dilakukan di Kolkata, India. Anak-anak yang berpartisipasi diberi produk “ Yakult “ atau minuman plasebo setiap hari selama 12 pekan guna mengamati terjadinya diare akut dan mikroba patogen dalam kotoran.

Hasil penelitian memperlihatkan bahwa proporsi anak-anak yang menderita diare jauh lebih rendah pada kelompok produk “Yakult” (608 dari 1.802) dibandingkan dengan kelompok plasebo (674 dari 1.783). Selain itu, kejadian diare lebih rendah pada kelompok Yakult (0,88/anak/tahun) dibandingkan dengan kelompok plasebo (1,029/anak/tahun) dan perbedaannya signifikan secara statistik (p kurang dari 0,01).

Analisis bakteri patogen, virus, dan parasit pada anak-anak penderita diare menghasilkan tingkat deteksi yang lebih rendah Aeromonas spp dan Cryptosporidium spp pada kelompok produk “ Yakult “ dibandingkan dengan kelompok plasebo.

Minuman plasebo tidak mengandung Lactobacillus casei strain Shirota. Rasa dan warna baik minuman plasebo maupun produk “ Yakult “ sama. Dengan membandingkan efek asupan masing-masing minuman, kemanjuran dari Yakult bisa diukur secara ilmiah.

PUSTAKA:

Anonimous 2010.(online). http://astanabagus.blogspot.com/2010/12/semua-bermula-dari-kesehatan-usus.html Diakses 28 Desember 2010

Anonious. 2008.(online).http://www.susukolostrum.com/berita-kesehatan/berita-kesehatan/membangun-benteng-kuat-di-perut.html Diakses 28 Desember 2010

Anonimous. 2010.(online).http://miracle.fullboards.com/gaya-hidup-f7/prebiotik-untuk-pencernaan-t228.htm Diakses 28 Desember 2010

Anonimous.2008.(online).http://shafamedica.wordpress.com/2008/02/01/menjaga-kesehatan-pencernaan-anda/ Diakses 28 Desember 2010

Anonimous. 2009.(online).http://apwardhanu.wordpress.com/2009/07/01/probiotik/ Diakses 28 Desember 2010

Anonimous.2010.(online).http://www.fk.unair.ac.id/scientific-papers.html Diakses 28 Desember 2010

Anonimous.2010.(online).http://iheartfoods.wordpress.com/2010/06/23/lactobacillus-casei/ Diakses 28 Desember 2010

Anonimous.2010.(online)http://id.wikipedia.org/wiki/Lactobacillus Diakses 28 Desember 2010

Anonimous.2010.(online).http://digilib.uns.ac.id/abstrak_12751_pengaruh-lactobacillus-casei-dalam-minuman-susu-fermentasi-terhadap-pertumbuhan-escherichia-coli-invitro.html Diakses 28 Desember 2010

Anonimous. 2010.(online).http://wartawarga.gunadarma.ac.id/2010/01/science/ Diakses 28 Desember 2010

 

 

 

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 61 other followers