BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bakteri Extended Spectrum Beta Lactamase ESBL
Antibiotik pertama ditemukan oleh Sir Alexander Fleming pada tahun 1927 dan dinamakan penisilin, yang merupakan beta laktam, yang mempunyai empat cincin beta laktam;
tiga cincin karbon dan satu nitrogen. Pada awal 1940an, Florey, Chain dan Heatley dari Universitas Oxford menyempurnakan penisilin dan mulai digunakan untuk mengobati infeksi
bakteri secara luas. Antibiotik ini bekerja dengan cara menghambat sintesa dinding sel bakteri, dimana cincin beta laktam meniru komponen dinding sel tempat ikatan transpeptidase, dan
secara kompetitif menghambat ikatan dari transpeptidase. Akibatnya, bakteri tidak lagi dapat memproduksi dinding sel, sehingga pecah dan mati.
2,11
Untuk mengatasi kerja dari antibiotik beta laktam ini, bakteri menghasilkan enzim, yang disebut dengan beta laktamase, yang dapat merusak cincin beta laktam dari penisilin dengan
hidrolisis, dan tanpa cincin beta laktam, penisilin menjadi tidak efektif melawan bakteri gambar 1.
2
Sehingga bakteri tetap dapat membentuk dinding sel bahkan ketika diberikan antibiotik beta laktam, dan bakteri ini akan digolongkan ke dalam bakteri yang resisten terhadap beta laktam.
1
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1. Mekanisme Resistensi terhadap Beta laktam. Dikutip dari: John Wiley sons, Inc, Bacterial Drug Resistance, 2004.
2
Enzim beta laktamase yang pertama ditemukan pada bakteri gram negatif, diperantarai oleh plasmid di Yunani pada tahun 1960an. Enzim ini dinamai dengan TEM, sesuai dengan
nama pasien asal isolat bakteri penghasil enzim ini, Temoniera. Kemudian TEM-2 ditemukan dan sangat identik strukturnya secara biokimiawi dengan TEM-1, hanya berbeda pada satu asam
amino yang menyebabkan perbedaan titik isoelektris dari kedua enzim ini.
3
Kedua enzim ini adalah enzim beta laktamase-diperantarai plasmid yang paling lazim ditemukan pada bakteri
gram negatif, termasuk Enterobacteriaceae, Pseudomonas aeruginosa, Haemophilus influenza, dan Neisseria gonnorhoeae. TEM-1 dan TEM-2 menghidrolisis penisilin dan sefalosporin
spektrum sempit, seperti sefalotin atau sefazolin. Namun, mereka tidak efektif terhadap sefalosporin generasi yang lebih tinggi dengan rantai samping oxyimino, seperti sefotaksim,
seftazidim, seftriakson, atau sefepim.
3,5,12
Enzim beta laktamase yang berhubungan dengan enzim-enzim tadi, tetapi lebih jarang ditemukan, dinamai SHV, karena reagen sulfhydryl
memiliki efek spesifik terhadap substrat ini. SHV merupakan hasil dari mutasi serin menjadi glisin pada posisi 238 enzim beta laktamase TEM.
3
Saat bakteri menemukan mekanisme resistensi terhadap golongan beta laktam ini, banyak obat-obatan baru yang dikembangkan dari penisilin untuk menandingi resistensi yang muncul
pada bakteri. Turunan dari antibiotik ini disebut dengan beta laktam spektrum luas extended spectrum beta-lactams, termasuk di dalamnya sefalosporin, monobaktam.
11
Penggunaan antibiotik sefalosporin spektrum luas semakin intensif digunakan dalam dua dekade terakhir. Penggunaan obat ini secara luas dan tidak tepat mengakibatkan munculnya
strain bakteri yang resisten terhadap antibiotik, dengan menghasilkan enzim-enzim extended spectrum beta lactamase ESBL.
4
ESBL adalah enzim yang dapat menyebabkan resistensi terhadap hampir seluruh antibiotik beta laktam, termasuk penisilin, sefalosporin, dan
monobaktam aztreonam.
3
Pada tahun 1983, sebuah enzim beta laktamase yang mampu menghidrolisis sefalosporin spektrum luas ditemukan pada suatu strain Klebsiella pneumonia di Jerman. Kemampuan untuk
menghidrolisis sefalosporin spektrum luas ini muncul akibat adanya mutasi pada satu nukleotide dibandingkan dengan gen yang menghasilkan SHV, dan diberi nama SHV-2. Enzim beta
laktamase yang lain segera ditemukan, dan ternyata berhubungan erat dengan enzim TEM-1 dan
Universitas Sumatera Utara
TEM-2. Laporan serupa bermunculan secara cepat di Amerika Serikat 1988 dan Perancis 1984. Distribusi yang cepat ini disebabkan oleh ekspansi klonal dari bakteri ESBL, dan transfer
horizontal dari gen ESBL. Karena spektrum aktivitasnya mencakup oxyiminocephalosporins, enzim ini kemudian dikenal dengan extended spectrum beta laktamase ESBL.
3,6,13,14
Kelompok dari enzim-enzim ESBL ini heterogenus. Enzim tipe SHV dan TEM muncul dari pergantian asam amino yang memungkinkan enzim dengan spektrum yang lebih sempit
untuk menyerang beta laktam oxyimino baru. Kelompok lainnya, dari keluarga CTX-M, mempunyai kemampuan menyerang beta laktam dengan spektrum luas, yang didapat dari
plasmid, yang ditentukan oleh gen-gen kromosom. Famili enzim ESBL yang lain yang telah cukup lama dikenal adalah OXA beta laktamase, agak jarang ditemukan dan dimediasi oleh
plasmid juga. OXA beta laktamase dapat menghidrolisis oksasilin dan berhubungan dengan penisilin anti stafilokokus. Enzim beta laktamase yang lain, seperti PER, VEB, dan GES telah
dilaporkan tetapi sangat jarang dan terutama ditemukan pada P. aeruginosa dan hanya didapati pada daerah geografis tertentu. Enzim ESBL lainnya, yang juga cukup jarang, dan ditemukan di
Enterobacteriaceae antara lain BES, SFO, dan TLA.
3
Enzim-enzim ESBL mempunyai kemampuan yang bervariasi terhadap berbagai substrat beta laktam oxyimino, tetapi tidak dapat menyerang sefamisin sefoksitin, sefotetan dan
sefmetazole dan karbapenem imipenem, meropenem, doripenem, dan ertapenem. Enzim- enzim ini juga sensitif terhadap inhibitor-inibitor beta laktamase, seperti klavulanat, sulbaktam,
dan tazobaktam, sehingga dapat digabungkan dengan substrat beta laktam untuk menguji apakah ada mekanisme resistensi ini. Enzim-enzim ESBL ini ditemukan secara khusus pada bakteri
gram negatif, terutama Klebsiella pneumonia, Klebsiella oxytoca, dan Eschericia coli. Tetapi dapat juga ditemukan pada Acinetobacter, Burkhlorderia, Citobacter, Enterobacter, Morganella,
Proteus, Pseudomonas, Salmonella, dan Seratia spp.
3
Strain Enterobacteriaceae di atas, yang memiliki kemampuan menghasilkan enzim ESBL menjadi sangat penting, karena kebanyakan dari kelompok bakteri ini adalah flora normal pada
saluran cerna manusia dan hewan, dan juga tersebar luas di lingkungan bebas. Lebih jauh, bakteri-bakteri ini dapat menyebabkan infeksi-infeksi yang berbeda, seperti septikaemia, infeksi
saluran kemih, pneumonia, kolesistitis, kolangitis, peritonitis, infeksi luka, meningitis, dan gastroenteritis. Dan bakteri ini dapat muncul mengakibatkan infeksi sporadis atau wabah.
15
Universitas Sumatera Utara
2.2 Epidemiologi Infeksi Bakteri ESBL
Kategori