DETEKSI GEN STX-2 DARI Escherichia coli O157:H7 HASIL ISOLASI FESES SAPI BALI DI KECAMATAN KUTA SELATAN KABUPATEN BADUNG.
DETEKSI GEN STX-2 DARI Escherichia coli O157:H7 HASIL ISOLASI
FESES SAPI BALI DI KECAMATAN KUTA SELATAN KABUPATEN
BADUNG
SKRIPSI
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi
Persyaratan untuk Mencapai Gelar Sarjana Kedokteran Hewan
Oleh :
Adinda Dea Putie Christaline
NIM. 1009005021
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
DETEKSI GEN STX-2 DARI Escherichia coli O157:H7 HASIL ISOLASI
FESES SAPI BALI DI KECAMATAN KUTA SELATAN KABUPATEN
BADUNG
SKRIPSI
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi
Persyaratan untuk Mencapai Gelar Sarjana Kedokteran Hewan
Oleh
Adinda Dea Putie Christaline
NIM. 1009005021
Menyetujui/Mengesahkan:
Pembimbing I,
Dr. drh. I Wayan Suardana, M.Si
NIP. 19700122 199512 1 001
Pembimbing II,
dr. Komang Januartha Putra, P. M.Kes
NIP. 19670112 199601 1 001
DEKAN FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
UNIVERSITAS UDAYANA
Dr. drh. Nyoman Adi Suratma, MP
NIP. 19600305 198703 1 001
Tanggal Lulus :
Setelah mempelajari dan menguji dengan sungguh-sungguh kami
berpendapat bahwa tulisan ini baik ruang lingkup maupun kualitasnya dapat
diajukan sebagai skripsi untuk memperoleh gelar sarjana Kedokteran Hewan.
Ditetapkan di Denpasar, tanggal .............................
Panitia Penguji:
Dr. drh. I Wayan Suardana, M.Si
Ketua
dr. Komang Januartha Putra, P.M.Kes
Sekretaris
Drh. Tjokorda Sari Nindhia, MP.
Anggota
Prof. Dr. drh.I Nyoman Suarsana, M.Si
Anggota
Prof. Ir. Nyoman Semadi Antara, MP., Ph. D
Anggota
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Situbondo pada tanggal 09 Agustus 1992. Penulis
merupakan anak Terakhir dari tiga bersaudara, dari pasangan Iskandar Nurfarsyah
dan Erna Suhermin.
Penulis menamatkan pendidikan Sekolah Dasar di SD Negeri 1 Mimbaan
pada tahun 2004. Kemudian dilanjutkan ke SMP Negeri 1 Situbondo, tamat pada
tahun 2007. Dan pada tahun 2010 penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah
Menengah Atas di SMA Negeri 1 Situbondo.
Penulis diterima di Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana pada
bulan Agusutus 2010 melalui jalur PMDK. Sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Hewan, penulis melakukan penelitian di
Laboratorium Biomedik Fakultas Kedokteran Hewan, Universitas Udayana
tentang “Deteksi Gen Stx-2 dari Escherichia coli O157:H7 Hasil Isolasi Feses
Sapi bali di Kecamatan Kuta Selatan, Kabupaten Badung”.
ABSTRAK
Shiga-like toxin 2 (Stx-2) merupakan satu dari beberapa faktor virulensi
penting dari Enterohaemorrhagic Escherichia coli seperti strain O157:H7. Stx-2
(shiga like toxin-2) dikenal sebagai toksin yang dapat menyebabkan gejala
Hemolytic Uremic Syndrome atau HUS pada manusia. Sebanyak 5 sampel isolat
positif E. coli O157:H7, sebagai hasil isolasi dari 60 sampel yang berasal dari
feses sapi bali di Kecamatan Kuta Selatan diidentifikasi terhadap kehadiran gen
stx-2 dari masing-masing isolat tersebut. Isolat E. coli O157:H7 tersebut FSKS 5
Pecatu, FSKS 17 Kutuh, FSKS 35 Ungasan, FSKS 44 Ungasan, dan FSKS 55
Jimbaran. Tahap pertama penelitian diawali dengan kultivasi isolat dengan
menumbuhkan kembali bakteri pada media selektif sorbitol MacConkey agar
(SMAC), selanjutnya pengujian serologis dengan E. coli O157 latex agglutination
test, dan terakhir dengan uji serologis dengan E. coli Antiserum H7. Analisis
molekuler isolat diawali dengan isolasi DNA yang ditunjukkan dengan
pengukuran konsentrasi dan kemurnian DNA, selanjutnya deteksi gen stx-2
dengan metode Polymerase Chain Reaction (PCR) menggunakan primer Stx-2 (F)
dan Stx-2 (R). Hasil penelitian menunjukkan tidak terdeteksinya gen stx-2 dari ke
5 isolat yang diuji. Dari hasil penelitian ini maka isolat E. coli O157:H7 yang
telah berhasil diisolasi dan diidentifikasi dari Kecamatan Kuta Selatan Kabupaten
Badung tidak berpeluang menimbulkan dengan gejala klinis hemolytic uremic
syndrome (HUS).
Kata kunci
: E. coli O157:H7, gen stx-2, Polymerase Chain Reaction (PCR),
Kuta Selatan.
ABSTRACT
Shiga-like toxin 2 (Stx-2) is one of the important virulence factors of
Enterohaemorrhagic Escherichia coli such as strain O157: H7. Stx-2 (shiga-like
toxin-2) is known as a toxin that can cause symptoms of Hemolytic Uremic
Syndrome or HUS in humans. A total of 5 positive isolates of E. coli O157: H7,
Isolated from 60 samples of cow feces from South Kuta District were tested for
the presence of Stx-2 gene. Isolated of E. coli O157: H7 were FSKS 5 Pecatu,
FSKS 17 Kutuh, FSKS 35 Ungasan, FSKS 44 Ungasan, and FSKS 55 Jimbaran.
The first phase of research began with the recultivation of bacterial isolates on
selective media sorbitol MacConkey agar (SMAC). E. coli O157 latex
agglutination test and E. coli H7 antiserum were carried out for identification ad
E. coli O157:H7 . Molecular analysis began with of DNA isolation and
subsequent detection of Stx-2 gene by Polymerase Chain Reaction (PCR) using
primers Stx-2 (F) and Stx-2 (R). The Polymerase Chain Reaction (PCR) results
showed no detectable stx-2 genes of the 5 isolates tested. As conclusion, isolates
of E. coli O157: H7 isolated and identified from the District of South Kuta
Badung regency were not likely to cause clinical symptoms of hemolytic uremic
syndrome (HUS).
Keywords
: E. coli O157: H7, gen stx-2, Polymerase Chain Reaction (PCR),
South Kuta.
UCAPAN TERIMAKASIH
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa,
karena atas segala kasih dan berkatnya yang begitu besar sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul “Deteksi gen stx-2 dari Escherichia coli
O157:H7 Hasil Isolasi Feses Sapi bali di Kecamatan Kuta Selatan,
Kabupaten Badung”.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Kedokteran Hewan di Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana. Penulis
menyadari bahwa keberhasilan penulisan skripsi ini tidak terlepas dari segala
bantuan dan bimbingan yang telah diberikan dari berbagai pihak. Melalui
kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang
sedalam-dalamnya kepada :
1. Bapak Dr. drh. Nyoman Adi Suratma, MP, selaku Dekan Fakultas Kedokteran
Hewan Universitas Udayana
2. Bapak Dr. drh. I Wayan Suardana, M.Si selaku Pembimbing 1 dan atas
keikutsertaan saya dalam penelitian kerjasama kemitraan penelitian dan
pengembangan pertanian nasional (KKP3N) yang didanai oleh badan
penelitian pengembangan pertanian Kementrian Pertanian 2014.
3. Bapak dr. Komang Januartha Putra Pinatih M.Kes. selaku Pembimbing II
yang senantiasa memberikan bimbingan, dukungan, dan pengertiannya
sehingga penulis dapat meyelesaikan skripsi ini.
4. Bapak dan Ibu Tim penguji Prof. Dr. drh. I Nyoman Suarsana, M.S.i, Drh.
Tjokorda Sari Nindhia MP., dan Prof. Ir. Nyoman Semadi Antara, MP., Ph. D
yang telah bersedia meluangkan waktu dan memberikan bimbingan, kritik,
saran serta nasehatnya yang sangat bermanfaat.
5. Ibu drh. Luh Gde Sri Surya Heryani, M. Biomed, selaku Pembimbing
Akedemik atas segala nasehat dan bantuannya selama penulis menjalani
kuliah.
6. Rama dan Ibu tercinta, Mas Gilang Nareswara, Mas Nanda Larenza, Adik
Auzora Nareswara, Venita Gozali, Naya gayatri, Bara Gozali dan seluruh
keluarga atas dukungan, kasih sayang, doa, dan pengorbanannya yang begitu
besar sehingga penulisan skripsi ini dapat berjalan dan selesai dengan tepat
waktu.
7. Sahabat tercinta (Yuli Darmawan, Ariesto W, Elizabeth M.W, Yoana
pakpahan, Pratiwi Putri P, M. Hasan Isnan, Fiki Agus P, dan Yusmaniar
Galuh) yang telah banyak memberikan semangat.
8. Sahabat seperjuangan penelitian (Khamid Yusuf Baehaqi, Asyauqi Ilham,
Wahyu Hananto, Korbinianus F. Rinca, Iga Prasetyo Adji, Rian KA Praja,
Putu Juniari Ratna, Yunita Sri Hastuti, Andi Isma Lestari, Eva Damayanti,
Oktivia Chandra M, dan Dwi Lestari).
9. Teman-teman angkatan 2010 yang selama ini telah berjuang bersama-sama
saat suka dan duka.
Dalam penyusunan skripsi ini masih banyak kekurangan, dan untuk itu
segala saran dan kritik yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan.
Sebagai akhir kata, semoga skripsi ini bermanfaat bagi para pembaca.
Denpasar,
Februari 2015
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
RIWAYAT HIDUP
..............................................................................................................................
i
RINGKASAN
..............................................................................................................................
ii
ABSTRACT
..............................................................................................................................
iii
UCAPAN TERIMAKASIH
..............................................................................................................................
iv
DAFTAR ISI
..............................................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR
..............................................................................................................................
ix
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
..............................................................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah
.....................................................................................................................
3
1.3 Tujuan Penelitian
.....................................................................................................................
3
1.4 Manfaat Penelitian
.....................................................................................................................
3
1.5 Kerangka Konsep
.....................................................................................................................
4
1.6 Hipotesis Penelitian
.....................................................................................................................
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bakteri Eschericia coli O157:H7
.................................................................................................................
6
2.2 Shiga-Like Toxin 2 (Stx-2)
.................................................................................................................
7
2.3 Polymerase Chain Reaction (PCR)
.................................................................................................................
8
2.4 Sapi Bali
.................................................................................................................
9
2.5 Kecamatan Kuta Selatan
.................................................................................................................
9
BAB III. MATERI DAN METODE
3.1 Materi Penelitian
..............................................................................................................................
11
3.1.1 Sampel Penelitian
..............................................................................................................................
11
3.1.2 Bahan-bahan yang Digunakan
..............................................................................................................................
11
3.1.3 Peralatan yang Digunakan
..............................................................................................................................
11
3.2 Metode Penelitian
..............................................................................................................................
12
3.2.1 Sterilisasi Alat
..............................................................................................................................
12
3.2.2 Pembuatan Media
..............................................................................................................................
12
3.3 Kultivasi Isolat E. coli O157:H7
..............................................................................................................................
12
3.4 Tahap deteksi Molukuler Gen Shiga Like Toxin 2 (Stx-2)
..............................................................................................................................
14
3.4.1 Ekstraksi DNA Genom Bakteri
..............................................................................................................................
14
3.4.2 Pengukuran Konsentrasi dan Kemurnian DNA
..............................................................................................................................
15
3.4.3 Identifikasi Gen Shiga Like Toxin 2 (Stx 2) dengan PCR
..............................................................................................................................
15
3.5 Analisis Data
..............................................................................................................................
16
3.6 Lokasi dan Waktu penelitian
..............................................................................................................................
16
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Kultivasi Isolat E. coli O157:H7
..............................................................................................................................
17
4.2 Analisis Molekuler Isolat E. coli O157:H7
........................................................................................................
20
4.2.1 Isolasi dan Pengukuran Konsentrasi DNA
........................................................................................................
20
4.2.2 Deteksi Gen Stx 2 dengan PCR
........................................................................................................
20
4.3 Pengujian Hipotesis
..............................................................................................................................
22
BAB V. SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
..............................................................................................................................
23
5.2 Saran
..............................................................................................................................
23
DAFTAR PUSTAKA
..............................................................................................................................
24
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1. E. coli O157:H7 pada media SMAC ................................................................. 17
2. E. coli O157:H7 pada latex agglutination test ................................................... 18
3. E. coli O157:H7 pada uji Antiserum H7 ............................................................ 19
4. Hasil Elektroforesis E. coli O157:H7 ................................................................ 20
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Sapi merupakan salah satu hewan yang diternakkan secara besar-besaran tidak hanya di
Indonesia tetapi juga di seluruh dunia. Sapi dipelihara terutama untuk dimanfaatkan susu dan
dagingnya sebagai pangan manusia. Hasil sampingan seperti kulit, jeroan, dan tanduknya juga
dimanfaatkan untuk berbagai keperluan manusia. Di sejumlah tempat, sapi juga dipakai sebagai
pengolahan lahan tanam (bajak), dan alat industri lain. Karena banyak kegunaan ini, sapi telah
menjadi bagian dari berbagai kebudayaan manusia sejak lama (Luthan, 2009).
Salah satu jenis sapi potong yang cukup terkenal di Indonesia dan merupakan plasma
nutfah asli Bali adalah sapi bali, sehingga keberadaannya perlu dilestarikan. Sapi bali
mempunyai daya adaptasi tinggi terhadap lingkungan, tahan terhadap beberapa penyakit, dan
daya reproduksi tinggi (Batan, 2006). Oleh karena itu, sapi bali sangat cocok untuk
dikembangkan di seluruh wilayah Republik Indonesia. Salah satu upaya untuk melestarikan sapi
bali adalah dengan menjaga kesehatan melalui pencegahan atau penanggulangan penyakit.
Pemeliharaan ternak di Bali khususnya di Kecamatan Kuta Selatan umumnya masih sangat
sederhana dan tradisional, yaitu di pelihara di lahan yang sempit, limbah ternak dibiarkan tanpa
dikelola dengan baik, sehingga terjadi pencemaran lingkungan peternakan terutama air dan
infeksi bakteri pada sapi cukup tinggi. Sapi bali di Bali, banyak yang hidup tanpa kandang, dan
dari hari ke hari sapi hanya ditambatkan di bawah pohon yang rindang (Batan, 2006).
Kondisi geografis Kecamatan Kuta Selatan berada 28 meter di atas permukaan laut dan
memiliki suhu rata-rata relatif tinggi yaitu 30°C. Sistem pemeliharaan ternak sapi dan kondisi
geografis di Kecamatan Kuta Selatan mendukung untuk pertumbuhan bakteri E. coli. Suhu yang
relatif tinggi di Kecamatan Kuta Selatan juga menjadi salah satu faktor distribusi atau
penyebaran bakteri E. coli. E. coli dapat tumbuh pada suhu antara 7°C sampai 46°C, tumbuh
secara optimum pada suhu 37°C (Merck, 1992).
Escherichia coli pada sapi tumbuh secara normal di dalam ususnya, karena E. coli
merupakan flora normal dalam saluran pencernaan manusia dan pada hewan berdarah panas
dengan populasi terbanyak pada saluran pencernaan bagian bawah (Carter dan Wise, 2004).
Selain bermanfaat bagi manusia dan hewan, bakteri E. coli juga dapat membahayakan kesehatan,
yang dibuktikan dengan galur-galur tertentu mampu menyebabkan gastroenteritis taraf sedang
sampai parah pada manusia dan hewan (Sumiarto, 2005). Salah satu strain dari bakteri
Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) adalah E. coli O157 dengan serotipe E. coli
O157:H7, yang merupakan bakteri patogen dan dapat menyebabkan hemorrhagic colitis dan
hemolytic uremic syndrome (HUS) (Suardana dan Swacita, 2009).
Escherichia coli O157:H7 dapat menghasilkan sitotoksin yang sering disebut dengan nama
Verotoxin atau Shiga like toxin (Stx). Shiga like toxin pada E. coli O157:H7 dibagi menjadi 2
yaitu Shiga like toxin 1 (Stx1) dan Shiga like toxin 2 (Stx2). Escherichia coli O157:H7 dengan
toksin Stx2 merupakan salah satu serotipe yang paling bertanggung jawab terhadap terjadinya
kasus hemolytic uremic syndrome (HUS) (Fraser et al., 2004).
Berdasarkan atas permasalahan belum adanya laporan tentang deteksi gen stx-2 dari E. coli
O157:H7 di Kecamatan Kuta Selatan maka penelitian tentang Deteksi gen stx-2 dari Escherichia
coli O157:H7 hasil Isolasi feses sapi di Kecamatan Kuta Selatan Kabupaten Badung menarik
untuk dilakukan.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka dapat dirumuskan masalah
sebagai berikut: Apakah gen stx-2 terdeteksi dari E. coli O157:H7 hasil isolasi feses sapi bali di
Kecamatan Kuta Selatan, Kabupaten Badung?
1.3
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mendeteksi adanya gen stx-2 dari E. coli O157:H7 dari
hasil isolasi feses sapi bali di Kecamatan Kuta Selatan Kabupaten Badung sebagai salah satu
agen virulensi E. coli O157:H7.
1.4
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kepada masyarakat dan
instansi terkait tentang adanya gen stx-2 sebagai salah satu dari marker virulensi dari E. coli
O157:H7 hasil isolasi feses sapi bali di Kecamatan Kuta Selatan Kabupaten Badung.
1.5
Kerangka Konsep
Kondisi geografis Kecamatan Kuta Selatan berada 28 meter di atas permukaan laut, dengan
curah hujan rata-rata sepanjang tahun 2013 mencapai sekitar 1969,5 mm. Kecamatan Kuta
Selatan memiliki suhu rata-rata relatif tinggi yaitu 30°C. Dari data geografis Kecamatan Kuta
Selatan dapat disimpulkan bahwa letak geografis Kecamatan Kuta Selatan dapat menjadi faktor
yang mendukung pertumbuhan bakteri E. coli. E. coli dapat tumbuh optimum pada suhu 37°C
dan pH optimum pertumbuhannya antara 7,0 sampai 7,5 (Holt et al., 1994). Selain letak
geografis yang mendukung, Kecamatan Kuta Selatan juga memiliki populasi ternak sapi
sebanyak 11.752 ekor yang tersebar di enam desa atau kelurahan (BPS Kab. Badung, 2013). Hal
ini dapat menjadi faktor semakin besarnya peluang ditemukan strain bakteri E. coli yang
patogen.
Escherichia coli O157 merupakan salah satu dari beratus-ratus strain Escherichia coli yang
dapat menyebabkan entero haemorrhagic atau disebut EHEC. Di dalam saluran pencernaan
manusia, serotipe E. coli O157:H7 yang tumbuh dan berkembang dapat menghasilkan toksin.
Toksin yang dihasilkan oleh E. coli O157:H7 adalah verotoxin atau disebut sebagai shiga-like
toxin (SLT) (Mainil dan Daube, 2005).
Hananto pada tahun 2014, dapat mendeteksi 5 dari 60 sampel yang diuji positif E. coli
O157:H7 di Kecamatan Kuta Selatan Kabupaten Badung. Escherichia coli O157:H7 dengan
toksin Stx-2 pada manusia dapat menyebabkan komplikasi yang mungkin terjadi adalah
hemolytic uremic syndrome (HUS), infeksi saluran kemih yang dapat menyebabkan gagal ginjal
pada anak-anak. infeksi E. coli O157:H7 pada manusia sering kali disebabkan oleh konsumsi
daging yang tercemar dan konsumsi air yang telah terkontaminasi oleh feses (Suardana dan
Swacita, 2009).
Deteksi gen stx-2 dari bakteri E. coli O157:H7 pada saat ini dapat dilakukan dengan
beberapa metode, salah satunya yaitu dengan menggunakan metode PCR. Polymerase Chain
Reaction (PCR) merupakan suatu metode otomatis dengan tingkat sensitivitas dan spesifisitas
yang tinggi (Meng et al.,1994 dalam Miyamoto et al., 2002). Metode ini telah banyak digunakan
oleh para penelitian di dalam mendeteksi gen shiga-like toxin (Stx) baik Stx1 maupun Stx2 (gen
yang mengatur ekspresi toksin Stx1 dan Stx2), dan gen eae (gen yang mengatur ekspresi protein
yang berkaitan dengan attaching and effaching) dari enterohaemorrhagic E. coli (EHEC)
O157:H7 (Begun et al., 1993 dalam Miyamoto et al., 2002).
1.6
Hipotesis Penelitian
Berdasarkan kerangka konsep di atas dapat disusun hipotesis yaitu Isolat E. coli O157:H7
hasil isolasi feses sapi bali di Kecamatan Kuta Selatan Kabupaten Badung positif membawa gen
stx-2.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bakteri Escherichia coli O157:H7
Escherichia coli dikenal sebagai salah satu bakteri yang menyebabkan gangguan
pencernaan pada manusia. Bakteri Escherichia coli pertama kali ditemukan oleh Theodor
Escherich pada tahun 1885 (Merck, 1992). Penyebaran E. coli dapat terjadi dengan cara kontak
langsung (bersentuhan, berjabatan tangan dan sebagainya) kemudian diteruskan melalui mulut,
akan tetapi E. coli pun dapat ditemukan tersebar di alam sekitar kita. Penyebaran secara pasif
dapat terjadi melalui makanan atau minuman. Diketahui bahwa E. coli serotipe O157:H7 dapat
menyebabkan terjadinya haemorrahgic colitis (HC), haemolytic uremic syndrome (HUS),
thrombocytopenia purpura (TPP) yang menyerang syaraf pusat. Escherichia coli 0157:H7
merupakan bentuk mutan dari E. coli yang biasanya ditemukan pada saluran pencernaan ternak
sapi, domba, kambing, babi dan ayam. E. coli O157:H7 dalam saluran pencernaan hewan
terutama pada umur tua tidak menyebabkan hewan tersebut menderita sakit. Serotipe E. coli
O157: H7 adalah gram negatif berbentuk batang. Huruf “O” dalam nama merujuk kepada nomor
antigen somatik, sedangkan “H” merujuk kepada antigen flagella (Arthur et al., 2010).
Escherichia coli strain O157:H7 memproduksi Shiga toxin (seperti racun), menyebabkan
sakit parah, dan merupakan anggota dari kelas E. coli patogen (penyebab penyakit) yang dikenal
sebagai Enterohemorrhagic Escherichia coli atau EHEC. Terkadang juga akibat kemampuannya
memproduksi toksin atau Verocytotoxin E. coli (VTEC), sering disebut sebagai Shiga-like Toxin
producing E. coli (STEC) (Arthur, 2010).
Escherichia coli O157:H7 dalam saluran pencernaan hewan tidak menyebabkan hewan
tersebut menderita sakit. Tetapi hewan yang dalam saluran pencernaannya terdapat bakteri E.
coli O157:H7 maka hewan tersebut adalah sebagai carrier, yang dapat menyebarkan bakteri ini
baik ke hewan lain maupun ke manusia. Sebagai bakteri yang bersifat patogen, E. coli O157:H7
memiliki beberapa faktor virulen yang membantu bakteri menyerang induk semangnya pada
saluran pencernaan manusia. Shiga-like toxin (SLT) atau shiga toxin yaitu Stx 1 dan Stx 2 adalah
salah satu faktor virulen dari E. coli O157:H7 yang utama (Mainil and Daube, 2005).
2.2 Shiga-like Toxin 2 (Stx 2)
Shiga-like toxin 2 (Stx2) merupakan salah satu faktor virulensi yang paling penting dari
Enterohaemorrhagic Escherichia coli seperti strain O157:H7. Stx-2 (shiga like toxin-2) yang
pertama kalinya diperkenalkan oleh Karmali dan kawan-kawan sebagai toksin yang dapat
menyebabkan gejala Hemolytic Uremic Syndrome atau HUS (O’Loughlin and Robin-Browne,
2001). Toksin Stx-2 memiliki beberapa varian yaitu Stx2a, Stx2b, Stx2c, Stx2d, Stx2d-activatable,
Stx2e, Stx2f, dan Stx2g yang masing-masing memiliki aktifitas biologis yang berbeda-beda
dalam menimbulkan penyakit pada tubuh hospes (Mainil dan Daube, 2005). Fraser et al. (2004)
menjelaskan bahwa jika E. coli O157:H7 dari penderita hanya menghasilkan toksin Stx 2, maka
penderita akan lebih berpeluang untuk menderita HUS.
2.3 Polymerase Chain Reaction (PCR)
Polymerase chain reaction (PCR) pertama kali ditemukan oleh Karry Mullis pada tahun
1985. Polymerase chain reaction (PCR) adalah suatu teknik yang melibatkan beberapa tahap
yang berulang (siklus) dan pada setiap siklus terjadi duplikasi jumlah target DNA untai ganda.
Untai ganda DNA templat (unamplified DNA) dipisahkan dengan denaturasi termal dan
kemudian didinginkan hingga mencapai suatu suhu tertentu untuk memberi waktu pada primer
menempel (anneal primers) pada daerah tertentu dari target DNA.
Polymerase chain reaction (PCR) merupakan suatu metode otomatis dengan tingkat
sensitivitas dan spesifisitas yang tinggi (Meng et al., 1994 dalam Miyamoto et al ., 2002).
Metode ini telah banyak digunakan oleh para peneliti di dalam mendeteksi gen shiga-like toxin
(stx) baik stx1 maupun stx2 (gen yang mengatur ekspresi toksin Stx1 dan Stx2), dan gen aea (gen
yang mengatur ekspresi protein yang berkaitan dengan attaching and effaching) dari
enterohaemorrahagic E. coli (EHEC) 0157:H7 (Begun et al., 1993 dalam Miyatomo et al., 2002).
Proses PCR melibatkan beberapa tahap yaitu: (1) pra-denaturasi DNA; (2) denaturasi DNA; (3)
penempelan primer (annealing); (4) pemanjangan primer (extension) dan (5) pemantapan
(postextension). Tahap 2 sampai dengan 4 merupakan tahapan berulang (siklus), dimana pada
setiap siklus terjadi duplikasi jumlah DNA.
2.4 Sapi Bali
Sapi Bali merupakan hasil domestikasi dari banteng (Bibos banteng) habitat aslinya di
Pulau Bali. Sapi bali merupakan sapi potong asli Indonesia dan merupakan sapi asli Pulau Bali.
Sapi bali menjadi primadona sapi potong di Indonesia karena mempunyai kemampuan
reproduksi tinggi, serta dapat digunakan sebagai ternak kerja di sawah dan ladang, persentase
karkas tinggi, daging tanpa lemak, heterosis positif tinggi pada persilangan, daya adaptasi yang
tinggi terhadap lingkungan dan persentase kelahiran dapat mencapai 80 persen (Yupardhi, 2009).
Secara umum Sapi (sapi bali) diketahui sebagai reservoir utama dari Verocytotoxinproducing Escherichia coli O157, sekaligus sebagai sumber penularan utama ke manusia.
Dibuktikan dari penelitian yang dilakukan oleh Suardana et al., (2005) menggunakan uji
aglutinasi VTEC-RPLA pada feses sapi dan daging sapi berhasil mengidentifikasi terhadap ke-7
isolat E. coli O157:H7 (hasil isolasi dari 92 sampel feses sapi), dan 4 isolat asal daging sapi
(hasil isolasi dari 89 sampel daging sapi), menunjukkan bahwa sebanyak 3 dari 7 isolat asal feses
sapi (42,86%), dan 1 dari 4 isolat asal daging (25%) positif menghasilkan Shiga like toxin 1
(VT1). Dan 4 dari ke-7 isolat asal feses sapi (57,14%) dan 1 dari 4 isolat asal daging sapi (25%)
positif menghasilkan Shiga like toxin 2 (VT2).
2.5 Kecamatan Kuta Selatan
Kecamatan Kuta Selatan merupakan daerah perbukitan kapur dan dikelilingi pantai dengan
luas mencapai 101,13 km2.. Letak geografis Kecamatan Kuta Selatan berada di ketinggian sekitar
28 meter di atas permukaan laut. Kecamatan Kuta Selatan secara administratif terdiri dari 3 Desa
dan 3 Kelurahan yaitu Desa Pecatu, Desa Ungasan, Desa Kutuh, Kelurahan Benoa, Kelurahan
Tanjung Benoa dan Kelurahan Jimbaran. Seluruh desa berbatasan langsung dengan pantai yang
difungsikan sebagai obyek wisata. Luas wilayah Kuta Selatan sekitar 24,16% dari luas
Kabupaten Badung. Suhu udara di Kecamatan Kuta Selatan relatif panas karena terdapat banyak
batu kapur dan suhu relatif di Kuta Selatan rata-rata mencapai 30˚C (Badan Pusat Statistik
Kabupaten Badung, 2013).
Kecamatan Kuta Selatan merupakan salah satu tujuan para pendatang selain daerah lainnya
di Kabupaten Badung, terlihat dari pertumbuhan penduduk yang dominan disebabkan oleh
migrasi pendatang. Kecamatan Kuta Selatan mempunyai obyek wisata yang cukup terkenal di
Badung seperti pantai. Wisatawan asing maupun lokal setiap tahunnya banyak yang datang,
maka dari itu penelitian tentang deteksi gen stx 2 pada E. coli di Kecamatan Kuta Selatan perlu
dilakukan mengingat hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan Hananto (2014), yang berhasil
mendeteksi positif E. coli O157:H7 sebagai agen zoonosis dari feses sapi bali di Kecamatan Kuta
Selatan.
FESES SAPI BALI DI KECAMATAN KUTA SELATAN KABUPATEN
BADUNG
SKRIPSI
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi
Persyaratan untuk Mencapai Gelar Sarjana Kedokteran Hewan
Oleh :
Adinda Dea Putie Christaline
NIM. 1009005021
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
DETEKSI GEN STX-2 DARI Escherichia coli O157:H7 HASIL ISOLASI
FESES SAPI BALI DI KECAMATAN KUTA SELATAN KABUPATEN
BADUNG
SKRIPSI
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi
Persyaratan untuk Mencapai Gelar Sarjana Kedokteran Hewan
Oleh
Adinda Dea Putie Christaline
NIM. 1009005021
Menyetujui/Mengesahkan:
Pembimbing I,
Dr. drh. I Wayan Suardana, M.Si
NIP. 19700122 199512 1 001
Pembimbing II,
dr. Komang Januartha Putra, P. M.Kes
NIP. 19670112 199601 1 001
DEKAN FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
UNIVERSITAS UDAYANA
Dr. drh. Nyoman Adi Suratma, MP
NIP. 19600305 198703 1 001
Tanggal Lulus :
Setelah mempelajari dan menguji dengan sungguh-sungguh kami
berpendapat bahwa tulisan ini baik ruang lingkup maupun kualitasnya dapat
diajukan sebagai skripsi untuk memperoleh gelar sarjana Kedokteran Hewan.
Ditetapkan di Denpasar, tanggal .............................
Panitia Penguji:
Dr. drh. I Wayan Suardana, M.Si
Ketua
dr. Komang Januartha Putra, P.M.Kes
Sekretaris
Drh. Tjokorda Sari Nindhia, MP.
Anggota
Prof. Dr. drh.I Nyoman Suarsana, M.Si
Anggota
Prof. Ir. Nyoman Semadi Antara, MP., Ph. D
Anggota
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Situbondo pada tanggal 09 Agustus 1992. Penulis
merupakan anak Terakhir dari tiga bersaudara, dari pasangan Iskandar Nurfarsyah
dan Erna Suhermin.
Penulis menamatkan pendidikan Sekolah Dasar di SD Negeri 1 Mimbaan
pada tahun 2004. Kemudian dilanjutkan ke SMP Negeri 1 Situbondo, tamat pada
tahun 2007. Dan pada tahun 2010 penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah
Menengah Atas di SMA Negeri 1 Situbondo.
Penulis diterima di Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana pada
bulan Agusutus 2010 melalui jalur PMDK. Sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Hewan, penulis melakukan penelitian di
Laboratorium Biomedik Fakultas Kedokteran Hewan, Universitas Udayana
tentang “Deteksi Gen Stx-2 dari Escherichia coli O157:H7 Hasil Isolasi Feses
Sapi bali di Kecamatan Kuta Selatan, Kabupaten Badung”.
ABSTRAK
Shiga-like toxin 2 (Stx-2) merupakan satu dari beberapa faktor virulensi
penting dari Enterohaemorrhagic Escherichia coli seperti strain O157:H7. Stx-2
(shiga like toxin-2) dikenal sebagai toksin yang dapat menyebabkan gejala
Hemolytic Uremic Syndrome atau HUS pada manusia. Sebanyak 5 sampel isolat
positif E. coli O157:H7, sebagai hasil isolasi dari 60 sampel yang berasal dari
feses sapi bali di Kecamatan Kuta Selatan diidentifikasi terhadap kehadiran gen
stx-2 dari masing-masing isolat tersebut. Isolat E. coli O157:H7 tersebut FSKS 5
Pecatu, FSKS 17 Kutuh, FSKS 35 Ungasan, FSKS 44 Ungasan, dan FSKS 55
Jimbaran. Tahap pertama penelitian diawali dengan kultivasi isolat dengan
menumbuhkan kembali bakteri pada media selektif sorbitol MacConkey agar
(SMAC), selanjutnya pengujian serologis dengan E. coli O157 latex agglutination
test, dan terakhir dengan uji serologis dengan E. coli Antiserum H7. Analisis
molekuler isolat diawali dengan isolasi DNA yang ditunjukkan dengan
pengukuran konsentrasi dan kemurnian DNA, selanjutnya deteksi gen stx-2
dengan metode Polymerase Chain Reaction (PCR) menggunakan primer Stx-2 (F)
dan Stx-2 (R). Hasil penelitian menunjukkan tidak terdeteksinya gen stx-2 dari ke
5 isolat yang diuji. Dari hasil penelitian ini maka isolat E. coli O157:H7 yang
telah berhasil diisolasi dan diidentifikasi dari Kecamatan Kuta Selatan Kabupaten
Badung tidak berpeluang menimbulkan dengan gejala klinis hemolytic uremic
syndrome (HUS).
Kata kunci
: E. coli O157:H7, gen stx-2, Polymerase Chain Reaction (PCR),
Kuta Selatan.
ABSTRACT
Shiga-like toxin 2 (Stx-2) is one of the important virulence factors of
Enterohaemorrhagic Escherichia coli such as strain O157: H7. Stx-2 (shiga-like
toxin-2) is known as a toxin that can cause symptoms of Hemolytic Uremic
Syndrome or HUS in humans. A total of 5 positive isolates of E. coli O157: H7,
Isolated from 60 samples of cow feces from South Kuta District were tested for
the presence of Stx-2 gene. Isolated of E. coli O157: H7 were FSKS 5 Pecatu,
FSKS 17 Kutuh, FSKS 35 Ungasan, FSKS 44 Ungasan, and FSKS 55 Jimbaran.
The first phase of research began with the recultivation of bacterial isolates on
selective media sorbitol MacConkey agar (SMAC). E. coli O157 latex
agglutination test and E. coli H7 antiserum were carried out for identification ad
E. coli O157:H7 . Molecular analysis began with of DNA isolation and
subsequent detection of Stx-2 gene by Polymerase Chain Reaction (PCR) using
primers Stx-2 (F) and Stx-2 (R). The Polymerase Chain Reaction (PCR) results
showed no detectable stx-2 genes of the 5 isolates tested. As conclusion, isolates
of E. coli O157: H7 isolated and identified from the District of South Kuta
Badung regency were not likely to cause clinical symptoms of hemolytic uremic
syndrome (HUS).
Keywords
: E. coli O157: H7, gen stx-2, Polymerase Chain Reaction (PCR),
South Kuta.
UCAPAN TERIMAKASIH
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa,
karena atas segala kasih dan berkatnya yang begitu besar sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul “Deteksi gen stx-2 dari Escherichia coli
O157:H7 Hasil Isolasi Feses Sapi bali di Kecamatan Kuta Selatan,
Kabupaten Badung”.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Kedokteran Hewan di Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana. Penulis
menyadari bahwa keberhasilan penulisan skripsi ini tidak terlepas dari segala
bantuan dan bimbingan yang telah diberikan dari berbagai pihak. Melalui
kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang
sedalam-dalamnya kepada :
1. Bapak Dr. drh. Nyoman Adi Suratma, MP, selaku Dekan Fakultas Kedokteran
Hewan Universitas Udayana
2. Bapak Dr. drh. I Wayan Suardana, M.Si selaku Pembimbing 1 dan atas
keikutsertaan saya dalam penelitian kerjasama kemitraan penelitian dan
pengembangan pertanian nasional (KKP3N) yang didanai oleh badan
penelitian pengembangan pertanian Kementrian Pertanian 2014.
3. Bapak dr. Komang Januartha Putra Pinatih M.Kes. selaku Pembimbing II
yang senantiasa memberikan bimbingan, dukungan, dan pengertiannya
sehingga penulis dapat meyelesaikan skripsi ini.
4. Bapak dan Ibu Tim penguji Prof. Dr. drh. I Nyoman Suarsana, M.S.i, Drh.
Tjokorda Sari Nindhia MP., dan Prof. Ir. Nyoman Semadi Antara, MP., Ph. D
yang telah bersedia meluangkan waktu dan memberikan bimbingan, kritik,
saran serta nasehatnya yang sangat bermanfaat.
5. Ibu drh. Luh Gde Sri Surya Heryani, M. Biomed, selaku Pembimbing
Akedemik atas segala nasehat dan bantuannya selama penulis menjalani
kuliah.
6. Rama dan Ibu tercinta, Mas Gilang Nareswara, Mas Nanda Larenza, Adik
Auzora Nareswara, Venita Gozali, Naya gayatri, Bara Gozali dan seluruh
keluarga atas dukungan, kasih sayang, doa, dan pengorbanannya yang begitu
besar sehingga penulisan skripsi ini dapat berjalan dan selesai dengan tepat
waktu.
7. Sahabat tercinta (Yuli Darmawan, Ariesto W, Elizabeth M.W, Yoana
pakpahan, Pratiwi Putri P, M. Hasan Isnan, Fiki Agus P, dan Yusmaniar
Galuh) yang telah banyak memberikan semangat.
8. Sahabat seperjuangan penelitian (Khamid Yusuf Baehaqi, Asyauqi Ilham,
Wahyu Hananto, Korbinianus F. Rinca, Iga Prasetyo Adji, Rian KA Praja,
Putu Juniari Ratna, Yunita Sri Hastuti, Andi Isma Lestari, Eva Damayanti,
Oktivia Chandra M, dan Dwi Lestari).
9. Teman-teman angkatan 2010 yang selama ini telah berjuang bersama-sama
saat suka dan duka.
Dalam penyusunan skripsi ini masih banyak kekurangan, dan untuk itu
segala saran dan kritik yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan.
Sebagai akhir kata, semoga skripsi ini bermanfaat bagi para pembaca.
Denpasar,
Februari 2015
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
RIWAYAT HIDUP
..............................................................................................................................
i
RINGKASAN
..............................................................................................................................
ii
ABSTRACT
..............................................................................................................................
iii
UCAPAN TERIMAKASIH
..............................................................................................................................
iv
DAFTAR ISI
..............................................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR
..............................................................................................................................
ix
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
..............................................................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah
.....................................................................................................................
3
1.3 Tujuan Penelitian
.....................................................................................................................
3
1.4 Manfaat Penelitian
.....................................................................................................................
3
1.5 Kerangka Konsep
.....................................................................................................................
4
1.6 Hipotesis Penelitian
.....................................................................................................................
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bakteri Eschericia coli O157:H7
.................................................................................................................
6
2.2 Shiga-Like Toxin 2 (Stx-2)
.................................................................................................................
7
2.3 Polymerase Chain Reaction (PCR)
.................................................................................................................
8
2.4 Sapi Bali
.................................................................................................................
9
2.5 Kecamatan Kuta Selatan
.................................................................................................................
9
BAB III. MATERI DAN METODE
3.1 Materi Penelitian
..............................................................................................................................
11
3.1.1 Sampel Penelitian
..............................................................................................................................
11
3.1.2 Bahan-bahan yang Digunakan
..............................................................................................................................
11
3.1.3 Peralatan yang Digunakan
..............................................................................................................................
11
3.2 Metode Penelitian
..............................................................................................................................
12
3.2.1 Sterilisasi Alat
..............................................................................................................................
12
3.2.2 Pembuatan Media
..............................................................................................................................
12
3.3 Kultivasi Isolat E. coli O157:H7
..............................................................................................................................
12
3.4 Tahap deteksi Molukuler Gen Shiga Like Toxin 2 (Stx-2)
..............................................................................................................................
14
3.4.1 Ekstraksi DNA Genom Bakteri
..............................................................................................................................
14
3.4.2 Pengukuran Konsentrasi dan Kemurnian DNA
..............................................................................................................................
15
3.4.3 Identifikasi Gen Shiga Like Toxin 2 (Stx 2) dengan PCR
..............................................................................................................................
15
3.5 Analisis Data
..............................................................................................................................
16
3.6 Lokasi dan Waktu penelitian
..............................................................................................................................
16
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Kultivasi Isolat E. coli O157:H7
..............................................................................................................................
17
4.2 Analisis Molekuler Isolat E. coli O157:H7
........................................................................................................
20
4.2.1 Isolasi dan Pengukuran Konsentrasi DNA
........................................................................................................
20
4.2.2 Deteksi Gen Stx 2 dengan PCR
........................................................................................................
20
4.3 Pengujian Hipotesis
..............................................................................................................................
22
BAB V. SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
..............................................................................................................................
23
5.2 Saran
..............................................................................................................................
23
DAFTAR PUSTAKA
..............................................................................................................................
24
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1. E. coli O157:H7 pada media SMAC ................................................................. 17
2. E. coli O157:H7 pada latex agglutination test ................................................... 18
3. E. coli O157:H7 pada uji Antiserum H7 ............................................................ 19
4. Hasil Elektroforesis E. coli O157:H7 ................................................................ 20
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Sapi merupakan salah satu hewan yang diternakkan secara besar-besaran tidak hanya di
Indonesia tetapi juga di seluruh dunia. Sapi dipelihara terutama untuk dimanfaatkan susu dan
dagingnya sebagai pangan manusia. Hasil sampingan seperti kulit, jeroan, dan tanduknya juga
dimanfaatkan untuk berbagai keperluan manusia. Di sejumlah tempat, sapi juga dipakai sebagai
pengolahan lahan tanam (bajak), dan alat industri lain. Karena banyak kegunaan ini, sapi telah
menjadi bagian dari berbagai kebudayaan manusia sejak lama (Luthan, 2009).
Salah satu jenis sapi potong yang cukup terkenal di Indonesia dan merupakan plasma
nutfah asli Bali adalah sapi bali, sehingga keberadaannya perlu dilestarikan. Sapi bali
mempunyai daya adaptasi tinggi terhadap lingkungan, tahan terhadap beberapa penyakit, dan
daya reproduksi tinggi (Batan, 2006). Oleh karena itu, sapi bali sangat cocok untuk
dikembangkan di seluruh wilayah Republik Indonesia. Salah satu upaya untuk melestarikan sapi
bali adalah dengan menjaga kesehatan melalui pencegahan atau penanggulangan penyakit.
Pemeliharaan ternak di Bali khususnya di Kecamatan Kuta Selatan umumnya masih sangat
sederhana dan tradisional, yaitu di pelihara di lahan yang sempit, limbah ternak dibiarkan tanpa
dikelola dengan baik, sehingga terjadi pencemaran lingkungan peternakan terutama air dan
infeksi bakteri pada sapi cukup tinggi. Sapi bali di Bali, banyak yang hidup tanpa kandang, dan
dari hari ke hari sapi hanya ditambatkan di bawah pohon yang rindang (Batan, 2006).
Kondisi geografis Kecamatan Kuta Selatan berada 28 meter di atas permukaan laut dan
memiliki suhu rata-rata relatif tinggi yaitu 30°C. Sistem pemeliharaan ternak sapi dan kondisi
geografis di Kecamatan Kuta Selatan mendukung untuk pertumbuhan bakteri E. coli. Suhu yang
relatif tinggi di Kecamatan Kuta Selatan juga menjadi salah satu faktor distribusi atau
penyebaran bakteri E. coli. E. coli dapat tumbuh pada suhu antara 7°C sampai 46°C, tumbuh
secara optimum pada suhu 37°C (Merck, 1992).
Escherichia coli pada sapi tumbuh secara normal di dalam ususnya, karena E. coli
merupakan flora normal dalam saluran pencernaan manusia dan pada hewan berdarah panas
dengan populasi terbanyak pada saluran pencernaan bagian bawah (Carter dan Wise, 2004).
Selain bermanfaat bagi manusia dan hewan, bakteri E. coli juga dapat membahayakan kesehatan,
yang dibuktikan dengan galur-galur tertentu mampu menyebabkan gastroenteritis taraf sedang
sampai parah pada manusia dan hewan (Sumiarto, 2005). Salah satu strain dari bakteri
Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) adalah E. coli O157 dengan serotipe E. coli
O157:H7, yang merupakan bakteri patogen dan dapat menyebabkan hemorrhagic colitis dan
hemolytic uremic syndrome (HUS) (Suardana dan Swacita, 2009).
Escherichia coli O157:H7 dapat menghasilkan sitotoksin yang sering disebut dengan nama
Verotoxin atau Shiga like toxin (Stx). Shiga like toxin pada E. coli O157:H7 dibagi menjadi 2
yaitu Shiga like toxin 1 (Stx1) dan Shiga like toxin 2 (Stx2). Escherichia coli O157:H7 dengan
toksin Stx2 merupakan salah satu serotipe yang paling bertanggung jawab terhadap terjadinya
kasus hemolytic uremic syndrome (HUS) (Fraser et al., 2004).
Berdasarkan atas permasalahan belum adanya laporan tentang deteksi gen stx-2 dari E. coli
O157:H7 di Kecamatan Kuta Selatan maka penelitian tentang Deteksi gen stx-2 dari Escherichia
coli O157:H7 hasil Isolasi feses sapi di Kecamatan Kuta Selatan Kabupaten Badung menarik
untuk dilakukan.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka dapat dirumuskan masalah
sebagai berikut: Apakah gen stx-2 terdeteksi dari E. coli O157:H7 hasil isolasi feses sapi bali di
Kecamatan Kuta Selatan, Kabupaten Badung?
1.3
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mendeteksi adanya gen stx-2 dari E. coli O157:H7 dari
hasil isolasi feses sapi bali di Kecamatan Kuta Selatan Kabupaten Badung sebagai salah satu
agen virulensi E. coli O157:H7.
1.4
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kepada masyarakat dan
instansi terkait tentang adanya gen stx-2 sebagai salah satu dari marker virulensi dari E. coli
O157:H7 hasil isolasi feses sapi bali di Kecamatan Kuta Selatan Kabupaten Badung.
1.5
Kerangka Konsep
Kondisi geografis Kecamatan Kuta Selatan berada 28 meter di atas permukaan laut, dengan
curah hujan rata-rata sepanjang tahun 2013 mencapai sekitar 1969,5 mm. Kecamatan Kuta
Selatan memiliki suhu rata-rata relatif tinggi yaitu 30°C. Dari data geografis Kecamatan Kuta
Selatan dapat disimpulkan bahwa letak geografis Kecamatan Kuta Selatan dapat menjadi faktor
yang mendukung pertumbuhan bakteri E. coli. E. coli dapat tumbuh optimum pada suhu 37°C
dan pH optimum pertumbuhannya antara 7,0 sampai 7,5 (Holt et al., 1994). Selain letak
geografis yang mendukung, Kecamatan Kuta Selatan juga memiliki populasi ternak sapi
sebanyak 11.752 ekor yang tersebar di enam desa atau kelurahan (BPS Kab. Badung, 2013). Hal
ini dapat menjadi faktor semakin besarnya peluang ditemukan strain bakteri E. coli yang
patogen.
Escherichia coli O157 merupakan salah satu dari beratus-ratus strain Escherichia coli yang
dapat menyebabkan entero haemorrhagic atau disebut EHEC. Di dalam saluran pencernaan
manusia, serotipe E. coli O157:H7 yang tumbuh dan berkembang dapat menghasilkan toksin.
Toksin yang dihasilkan oleh E. coli O157:H7 adalah verotoxin atau disebut sebagai shiga-like
toxin (SLT) (Mainil dan Daube, 2005).
Hananto pada tahun 2014, dapat mendeteksi 5 dari 60 sampel yang diuji positif E. coli
O157:H7 di Kecamatan Kuta Selatan Kabupaten Badung. Escherichia coli O157:H7 dengan
toksin Stx-2 pada manusia dapat menyebabkan komplikasi yang mungkin terjadi adalah
hemolytic uremic syndrome (HUS), infeksi saluran kemih yang dapat menyebabkan gagal ginjal
pada anak-anak. infeksi E. coli O157:H7 pada manusia sering kali disebabkan oleh konsumsi
daging yang tercemar dan konsumsi air yang telah terkontaminasi oleh feses (Suardana dan
Swacita, 2009).
Deteksi gen stx-2 dari bakteri E. coli O157:H7 pada saat ini dapat dilakukan dengan
beberapa metode, salah satunya yaitu dengan menggunakan metode PCR. Polymerase Chain
Reaction (PCR) merupakan suatu metode otomatis dengan tingkat sensitivitas dan spesifisitas
yang tinggi (Meng et al.,1994 dalam Miyamoto et al., 2002). Metode ini telah banyak digunakan
oleh para penelitian di dalam mendeteksi gen shiga-like toxin (Stx) baik Stx1 maupun Stx2 (gen
yang mengatur ekspresi toksin Stx1 dan Stx2), dan gen eae (gen yang mengatur ekspresi protein
yang berkaitan dengan attaching and effaching) dari enterohaemorrhagic E. coli (EHEC)
O157:H7 (Begun et al., 1993 dalam Miyamoto et al., 2002).
1.6
Hipotesis Penelitian
Berdasarkan kerangka konsep di atas dapat disusun hipotesis yaitu Isolat E. coli O157:H7
hasil isolasi feses sapi bali di Kecamatan Kuta Selatan Kabupaten Badung positif membawa gen
stx-2.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bakteri Escherichia coli O157:H7
Escherichia coli dikenal sebagai salah satu bakteri yang menyebabkan gangguan
pencernaan pada manusia. Bakteri Escherichia coli pertama kali ditemukan oleh Theodor
Escherich pada tahun 1885 (Merck, 1992). Penyebaran E. coli dapat terjadi dengan cara kontak
langsung (bersentuhan, berjabatan tangan dan sebagainya) kemudian diteruskan melalui mulut,
akan tetapi E. coli pun dapat ditemukan tersebar di alam sekitar kita. Penyebaran secara pasif
dapat terjadi melalui makanan atau minuman. Diketahui bahwa E. coli serotipe O157:H7 dapat
menyebabkan terjadinya haemorrahgic colitis (HC), haemolytic uremic syndrome (HUS),
thrombocytopenia purpura (TPP) yang menyerang syaraf pusat. Escherichia coli 0157:H7
merupakan bentuk mutan dari E. coli yang biasanya ditemukan pada saluran pencernaan ternak
sapi, domba, kambing, babi dan ayam. E. coli O157:H7 dalam saluran pencernaan hewan
terutama pada umur tua tidak menyebabkan hewan tersebut menderita sakit. Serotipe E. coli
O157: H7 adalah gram negatif berbentuk batang. Huruf “O” dalam nama merujuk kepada nomor
antigen somatik, sedangkan “H” merujuk kepada antigen flagella (Arthur et al., 2010).
Escherichia coli strain O157:H7 memproduksi Shiga toxin (seperti racun), menyebabkan
sakit parah, dan merupakan anggota dari kelas E. coli patogen (penyebab penyakit) yang dikenal
sebagai Enterohemorrhagic Escherichia coli atau EHEC. Terkadang juga akibat kemampuannya
memproduksi toksin atau Verocytotoxin E. coli (VTEC), sering disebut sebagai Shiga-like Toxin
producing E. coli (STEC) (Arthur, 2010).
Escherichia coli O157:H7 dalam saluran pencernaan hewan tidak menyebabkan hewan
tersebut menderita sakit. Tetapi hewan yang dalam saluran pencernaannya terdapat bakteri E.
coli O157:H7 maka hewan tersebut adalah sebagai carrier, yang dapat menyebarkan bakteri ini
baik ke hewan lain maupun ke manusia. Sebagai bakteri yang bersifat patogen, E. coli O157:H7
memiliki beberapa faktor virulen yang membantu bakteri menyerang induk semangnya pada
saluran pencernaan manusia. Shiga-like toxin (SLT) atau shiga toxin yaitu Stx 1 dan Stx 2 adalah
salah satu faktor virulen dari E. coli O157:H7 yang utama (Mainil and Daube, 2005).
2.2 Shiga-like Toxin 2 (Stx 2)
Shiga-like toxin 2 (Stx2) merupakan salah satu faktor virulensi yang paling penting dari
Enterohaemorrhagic Escherichia coli seperti strain O157:H7. Stx-2 (shiga like toxin-2) yang
pertama kalinya diperkenalkan oleh Karmali dan kawan-kawan sebagai toksin yang dapat
menyebabkan gejala Hemolytic Uremic Syndrome atau HUS (O’Loughlin and Robin-Browne,
2001). Toksin Stx-2 memiliki beberapa varian yaitu Stx2a, Stx2b, Stx2c, Stx2d, Stx2d-activatable,
Stx2e, Stx2f, dan Stx2g yang masing-masing memiliki aktifitas biologis yang berbeda-beda
dalam menimbulkan penyakit pada tubuh hospes (Mainil dan Daube, 2005). Fraser et al. (2004)
menjelaskan bahwa jika E. coli O157:H7 dari penderita hanya menghasilkan toksin Stx 2, maka
penderita akan lebih berpeluang untuk menderita HUS.
2.3 Polymerase Chain Reaction (PCR)
Polymerase chain reaction (PCR) pertama kali ditemukan oleh Karry Mullis pada tahun
1985. Polymerase chain reaction (PCR) adalah suatu teknik yang melibatkan beberapa tahap
yang berulang (siklus) dan pada setiap siklus terjadi duplikasi jumlah target DNA untai ganda.
Untai ganda DNA templat (unamplified DNA) dipisahkan dengan denaturasi termal dan
kemudian didinginkan hingga mencapai suatu suhu tertentu untuk memberi waktu pada primer
menempel (anneal primers) pada daerah tertentu dari target DNA.
Polymerase chain reaction (PCR) merupakan suatu metode otomatis dengan tingkat
sensitivitas dan spesifisitas yang tinggi (Meng et al., 1994 dalam Miyamoto et al ., 2002).
Metode ini telah banyak digunakan oleh para peneliti di dalam mendeteksi gen shiga-like toxin
(stx) baik stx1 maupun stx2 (gen yang mengatur ekspresi toksin Stx1 dan Stx2), dan gen aea (gen
yang mengatur ekspresi protein yang berkaitan dengan attaching and effaching) dari
enterohaemorrahagic E. coli (EHEC) 0157:H7 (Begun et al., 1993 dalam Miyatomo et al., 2002).
Proses PCR melibatkan beberapa tahap yaitu: (1) pra-denaturasi DNA; (2) denaturasi DNA; (3)
penempelan primer (annealing); (4) pemanjangan primer (extension) dan (5) pemantapan
(postextension). Tahap 2 sampai dengan 4 merupakan tahapan berulang (siklus), dimana pada
setiap siklus terjadi duplikasi jumlah DNA.
2.4 Sapi Bali
Sapi Bali merupakan hasil domestikasi dari banteng (Bibos banteng) habitat aslinya di
Pulau Bali. Sapi bali merupakan sapi potong asli Indonesia dan merupakan sapi asli Pulau Bali.
Sapi bali menjadi primadona sapi potong di Indonesia karena mempunyai kemampuan
reproduksi tinggi, serta dapat digunakan sebagai ternak kerja di sawah dan ladang, persentase
karkas tinggi, daging tanpa lemak, heterosis positif tinggi pada persilangan, daya adaptasi yang
tinggi terhadap lingkungan dan persentase kelahiran dapat mencapai 80 persen (Yupardhi, 2009).
Secara umum Sapi (sapi bali) diketahui sebagai reservoir utama dari Verocytotoxinproducing Escherichia coli O157, sekaligus sebagai sumber penularan utama ke manusia.
Dibuktikan dari penelitian yang dilakukan oleh Suardana et al., (2005) menggunakan uji
aglutinasi VTEC-RPLA pada feses sapi dan daging sapi berhasil mengidentifikasi terhadap ke-7
isolat E. coli O157:H7 (hasil isolasi dari 92 sampel feses sapi), dan 4 isolat asal daging sapi
(hasil isolasi dari 89 sampel daging sapi), menunjukkan bahwa sebanyak 3 dari 7 isolat asal feses
sapi (42,86%), dan 1 dari 4 isolat asal daging (25%) positif menghasilkan Shiga like toxin 1
(VT1). Dan 4 dari ke-7 isolat asal feses sapi (57,14%) dan 1 dari 4 isolat asal daging sapi (25%)
positif menghasilkan Shiga like toxin 2 (VT2).
2.5 Kecamatan Kuta Selatan
Kecamatan Kuta Selatan merupakan daerah perbukitan kapur dan dikelilingi pantai dengan
luas mencapai 101,13 km2.. Letak geografis Kecamatan Kuta Selatan berada di ketinggian sekitar
28 meter di atas permukaan laut. Kecamatan Kuta Selatan secara administratif terdiri dari 3 Desa
dan 3 Kelurahan yaitu Desa Pecatu, Desa Ungasan, Desa Kutuh, Kelurahan Benoa, Kelurahan
Tanjung Benoa dan Kelurahan Jimbaran. Seluruh desa berbatasan langsung dengan pantai yang
difungsikan sebagai obyek wisata. Luas wilayah Kuta Selatan sekitar 24,16% dari luas
Kabupaten Badung. Suhu udara di Kecamatan Kuta Selatan relatif panas karena terdapat banyak
batu kapur dan suhu relatif di Kuta Selatan rata-rata mencapai 30˚C (Badan Pusat Statistik
Kabupaten Badung, 2013).
Kecamatan Kuta Selatan merupakan salah satu tujuan para pendatang selain daerah lainnya
di Kabupaten Badung, terlihat dari pertumbuhan penduduk yang dominan disebabkan oleh
migrasi pendatang. Kecamatan Kuta Selatan mempunyai obyek wisata yang cukup terkenal di
Badung seperti pantai. Wisatawan asing maupun lokal setiap tahunnya banyak yang datang,
maka dari itu penelitian tentang deteksi gen stx 2 pada E. coli di Kecamatan Kuta Selatan perlu
dilakukan mengingat hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan Hananto (2014), yang berhasil
mendeteksi positif E. coli O157:H7 sebagai agen zoonosis dari feses sapi bali di Kecamatan Kuta
Selatan.