Mekanisme Toksigenitas Molekuler dan Potensi Medik Toksin Difteri (Studi Pustaka).
ABSTRAK
Mekanisme Toksigenitas Molekuler dan Potensi Medik Toksin Difteri
Inggreat Limmargo, Pembimbing 1: Djaja Rl!smana, dr., M.Si
Pembimbing II: Endah Tyasrini, S.Si., M.Si.
Penyakit difteri adalah suatu penyakit infeksi akut yang terjadi pada saluran
pernafasan ata~ yang disebabka:! ole~ COIynebacterilim diphtheriae strain
toksigenik. Penyakit difteri sang at menular dan dapat menimbulkan kematian
karena
hipoksia
akibat terjadinya
obstruksi
saluran
pernafasan
oleh
pseudomembran. Walaupun penyakit difteri di Indonesia sudah berkurang, namun
masih tetap harus diwaspadai karena adanya kemungkinan seseorang menjadi
karier dan merupakan sumber penularan. Dewasa ini telah diperkenalkan suatu
metode baru dalam terapi kanker dengan pemanfaatan toksin difteri.
Tujuan dari penulisan karya tulis ini untuk lebih mengetahui patogenesis dan
regulasi Corynehacterium diphtheriae serta penggunaan terapeutik toksin difteri.
Patogenesis COI}'llehacteriul11 diphtheriae dimulai dengan kolonisasi di daerah
saluran
pernafasan
atas, kemudian
dihasilkan
eksotoksin
yang akan
menginaktitkan EF-2 sehingga sintesis protein terhenti dan berakibat kematian
sel. Regulasi terhadap toksin difteri diatur oleh bakteri sendiri melalui gen dlxR
yang diaktifkan oleh sistem Fe. Untuk tujuan terapeutik, toksin difteri telah
mengalami be;-bagai modifikasi seperti substitusi ataupun mengalami rekayasa
gerl11/ine sehingga toksisitasnya hanya tertuju pada sel-sel kanker.
Kesimpulan dari penulisan karya tulis ini adalah bahwa patcgenesis penyakit
difteri terjadi karena adanya eksotoksin; toksin difteri. Sedangkan regulasinya
bergantung pada korelasi antara Fe ekstraseluler dan gen dtxR. Toksin difteri juga
berguna dalam aplikasi terapeutik seperti untuk set-set tumor ataupun set yang
terinfeksi HIY.
IV
ABSTRACT
Molecular Toxigenicity Mechanism and Medical Potention of Diphtheria Toxin
Inggreat Limmarg~), Tutor I: I~iaia Rusmana, dr., MSi
Tutor !I: Endah Tyasrini, SSi., MSi
Diphtheria is an acute i1~fection (!f upper re.\piratory th1ct caused by toxigenic
strain Corvnebacterium
diphtheriae.
Diphtheria is velY contagious.
A
characteristic pseudomembrane may cause re~pirato/Y obstmction, and can be
fatal tf not treated Though diphtheria in Indonesia has decreased, we still need to
he aware of it be calise there ;s possibili~v a person tvould become carrier and
mif.(ht act as a source (?f il~fectioll. Nowadays, diphtheria toxin has been
illtroduced as a new method in cancer therapy.
Ille plf1]Jose (?f this paper is to get more knowledge about pathogenesis and
regulation ~f Corvnebacterium
difJhtheriae and also to know beller the
application (!f diphtheria toxintheurapeutica/~r.
Pathogenesis (?f Corvnebateriun1 dilJluheriae begins with colonization (?f the
upper respiratory tract, then produces exotoxin which inactivate EF-2 to hatf
protein .\yl11hesis completely and irreversihly. This causes the death ~f the cel/.
Regulation (if diphtheria toxin c011lrolled hy dtxR gene in bacteria activated by Fe
system. Diphtheria toxin has been through modtfications for theurapeutic use,
such as substitution or germline eIlf.(illeering so that its toxici~v only aimed at
cancer cel/s.
('onc/usions ~f this paper are that palhof.(enesis (?f diphtheria caused hy
exotoxin; diphtheria toxin, the regulation depends on cO/"elation between dtxR
gene and extracel/uler Fe, and diphtheria toxin is useful for therapeutic
applications, such as tumor cel/ or H/J' i/~fected cel/s.
v
DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul
Persetujuan Pembimbing
Pernyataan Mahasiswa
Abstrak
... .
..
. ... . . ... . . .. . .
..
...
......
..
... .. ...
\V
v
Abstract
Prakata.
...
Daftar
Isi.
Daftar
Tabel
.............
... ...'.'..."
...
.....................
--................................
X\
BAB I PE!\TDAHULUAN
Belakang
1.2 Identifikasi
....
........................................-............
................
......................
Masalah
.............-
............-
-
......... . .. ...........
-
. . . . . . . . . -. . . -. .. . . . . . . . . . . . -. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...............
..,
1.3 Maksud dan Tujuan..............
1.4 Manfaat Karya Tulis Ilmiah...
............................-_...........
2
...........---..............................................
BAB II TINJAUAN PUST AKA.
.,.
............-.
2.1 Sejarah...............
2.2 Corynebacterium
2.2.1
Morfologi
diphtheriae
bakteri
...
...........
='
7
Peranan
................
Fe .
2.2.3.2 Peranan ~-faga.
Difteri .......
2.3.1 Struktur
2.3.2 Kolor,isasi
3
4
..
2.2.3 Toksigenitas.
2.2.3.1
....
-,
4
.................
2.2.2 Kultur pad a medium..
2.3 Patogenesis
VIII
x
...'. .......................-........-.--
Daftar Gambar
1. 1 Latar
V\
............
............
Antigen.
S
.....................
......................................
8
...............................
9
......
2.3.3 To1-\.sindifteri ..
.............
.............................................................
2.3.3.1 Produksi dan Pemutusan Rantai Toksin Difteri
VHI
7
'-}
10
10
2.3.3.2 Pengikatan dan Translokasi
12
2.3.3.3 Aktivitas Rantai A
14
2.3.3.4 Reseptor Sel Hospes untuk Toksin Difteri
16
2.4 Regulasi Pr0du~~i Toksin
17
2.5 Pengobatan dan Pencegahan Difteri...
19
2.5.1 Pengobatan Difteri
2.5.2 pencegahan
19
Difteri
..............
2.6 Potensi Medik Toksin Difteri
2.7 Resistensi
terhadap
.. .. . .... ... . . .. . . . . .
......................................
Toksin Difteri...........................
20
.................
21
....-.............
25
BAB III PEMBAHASAN
27
..,..,
BAB IV KESIMPuLAN
DAN SARAN
.......................
.........................-..
-'-'
..,..,
4.1 Kesimpulan......
. . . . . . . . . . . . . . . ---. . . -. . . . . . . . . . . -. . . . . . . . . -. -.
...................
-'-'
..,..,
42 Saran................
..........................................................-
DAFT AR PUST AKA ...........................................................
RIW AYA T HID UP
..............-.-....
.-..................
-'-'
34
37
IX
~
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel2.1 Bt:berapa pengguna,m konjugat yang nlengandung rantai A
toksin difteri yang terikat pada substitusi tertentu untuk
rantai B
23
x
DAFTAR
GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Morfologi Corynebacterilll:: dfphtheriae
Gambar 2.2
Koloni Corynebacterium diphtheriae pada agar lellurit
5
dan pada agar darah
Gambar 2.3
Koloni COl}'llebacterium diphtheriae strain gravis,
intermedius,
Gambar 2.4
5
mitis............
6
...................................................
Toksin difteri: modifikasi polipeptida tunggal menjadi
fragmen A dan B
11
_
Gambar 2.5
Struktur toksin Corynebacterium diphtheriae
Gambar 2.6
Pengikatan, endositosis dan translokasi toksin difteri
oleh sel eukariot....
...............
12
........-......................-..........
Gambar 2.7
Reaksi katalisis oleh rantai A toksin difteri
14
Gambar 2.8
Inhibisi sintesis protein oleh rantai A toksin difteri
15
Gambar 2.9
Struktur diphthamide
15
.
.........................-.......................-.
Gambar 2.10 Pengikatan DtxR pad a segmen DNA sebagai dimer
18
Gambar 2.11 Regulasi toksin difteri oleh dtxR dan Fe
19
Gambar 2.12 Pembuatan toksin hybrid yang mengandung rantai A
toksin difteri dan substitusi ranatai B
22
Gambar 2.13 T eknik /1l'o-genc casselle untuk melawan bnker
prost at
.......................
Gambar 2.14 Struktur kimia diphthamide..
................
Gambar 3.1
Toksigenitas Cm}nebaClailfm
Gamuar 3.2
Peranan (3-faga dalam \'irulensi COIynehacterium
diphtheriae.
diphthaiae.
.
...........
Gambar 3.3
Peranan Fe terhadap produksi toksin
Gambar 3.4
Kolonisasi COI}nebactaill/ll diphtheriae
Gambar 3.5
Skema smgkat mengenai patogenesis CJlynebacteriul11
diphtheriae
Gambar 3.6
.
................
.............
.
............................
26
27
27
28
29
30
Regula~i produksi toksin melalui gen dt.yR Jibantu
oleh Fe2+
Gambar 3.7
..............
24
........
Resistensi gen EF-2 terhadap toksin difteri
XI
30
32
RIWAYAT HIDUP
Nama
Inggrtat Limmargo
Nomor Pokok Mahasiswa
0110098
Tempat dan tanggal lahir
Bandung, 7 Mei 1983
Alamat
Jl. Adibrata 24
Riwayat Pendidikan
TK Maria Bintang Laut, Bandung, lulus tahun 1989
SD Maria Bintang Laut, Bandung, lulus tahun 1995
SMP S1. Aloysius, Bandung, lulus talmn 1998
SMU S1. Aloysius, Bandung, lulus tahun 2001
37
BABI
PENDAHULUAN
1. 1 Latar Belakang
Difteri adalah suatu penyakit infeksi yang bersifat lokal pada membran mukosa
at au kulit yang disebabkan
dapat
ditemukan
Corynebacteriul11 diphtheriae.
pseudomembran
yang
Pada lokasi infeksi
karakteristik.
Beberapa
strain
C. diphtheriae memproduksi toksin difteri, yaitu protein yang dapat menyebabkan
miokarditis,
polineuritis
dan gejala sistemik lainnya. Difteri yang terjadi pada
saluran pernafasan pada umumnya disebabkan strain toksigenik, sedangkan pada
kulit lebih sering disebabkan strain non-toksigenik. (Holmes, 200])
Saat ini penderita penyakit difteri di Indonesia telah berkurang, ilamun pada
tahun 200]
dan 2002 diperoleh
data terjadi
peningkatan
kasus difteri
ini
dibandingkan dengan tahun 2000. Dari data-data yang diperoleh, angka kejadian
penyakit difteri ini lebih tinggi dan lebih sering terjadi di negara-negara
Asia
daripada negara Eropa, seperti halnya di India dilaporkan pada tailun 2002 terjadi
sekitar 5.472 kasus. (WHO.INT., 2004)
Walaupun kejadian penyakit difteri berangsur-angsur
menjadi perhatian
mengingat
adanya kemungkinan
berkurang, namun masih
seseorang
menjadi karier.
Dengan kenyataan ini sebaiknya setiap individu tetap waspada terhadap difteri
karena penyakit ini sangat menular serta dapat berakibat
fatal karena adanya
obstruksi pada saluran pernafJsan atas dan komplikasi lainnya seperti miokarditis
dan neuritis. (Harnisch, ] 987)
Mengingat hal tersebut penting bagi kita untuk lebih mengetahui bagaimana
tC}ksisitas ('()f)'nehacteriul11
mekanisme
pseudomembran
diphtheriae
dalam
menyebabkan
pada salman !)ernafasan atq~ terutama tonsil, faring dan laring,
serta kompiikasi lainnya. (Broo1.;:s,Butel & Morse, 1998)
Sel~in itu puiu
maupun
mencegah
perkembangan
diketahui
pula bagaimana
perkembangan
cara mencegah terjadinya
penyakit
difteri.
Untuk.
difteri
mencegah
penyakit ini telah dibuat suatu cara, yaitu dengan menciptakan
---
-----
2
lingkungan
yang
mempengaruhi
menghambat
perkembangan
produksi
toksin
yang
penyakit difteri tersebut.
selanjutnya
Oleh karena
akan
itu perlu
untuk mengetahui proses r~gulasi toksin difteri. (Salyers & Whitt, 1994)
T0ksin difteri adalah toksin yang sangat potensial yang mampu menimbulkan
kematian
sel-sel
ditimbulkannya,
normal
di dalam tubuh. Disamping
dampak
toksin difteri kini mulai dikembangkan
negatif
yang
sebagai alternatif baru
dalam terapi kanker dengan pemanfaat~n toksi~itasnya. Hal ini menjadi sangat
menarik,
mengingat
bahwa
terapi terhadap
kanker
yang telah
ada kurang
dan regulasi toksin yang dihasilkan
oleh bakteri
memuaskan. (Salyers & Whitt, 1994)
1.2 ldentifikasi Masalah
Bagaimanakah
patogenesis
CO/}'nehacteriun7 diphtheriae?
Bagaimanakah
pemanfaatan
toksisitas toksin difteri sebagai terapi terhadap
kanker?
1.3 Maksud dan Tujuan
Maksud
dari penulisan
karya tulis ilmiah ini adalah untuk mengenal
memahami mekanisme toksisitas molekuler toksin Corynehacterium
Tujuan
bagaimana
dari penulisan
toksin
pemanfaatannya
difteri
karya
tulis
bekerja
pada
ilmiah
ini adalah
sel hospes
dan
untuk
dan
diphtheriae.
mengetahui
regulasinya,
serta
sebagai terapi terhadap bnker
1.4 Manfaat Karya Tulis Ilmiah
Kegunaan
pengetahuan
menyebabkan
pelltilisan
karya
tulis
ilmiah
ini ad?!ah
dapat
memperkaya
tentang mekanisme toksir. bakteri Coynehacteriun7 diphtherial
penyakit difteri, dan juga dq!Jat memperdalam
penggunaan toksin difteri selJagai terapi terhadap kanker.
pengetahuan
yang
dulam
BABIV
KESIMPULAN
DAN SARAN
4.] Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari karya tulis ilmiah ini adalah:
1. a). Langkah pertama proses patagenesis Corynebacterium
diphtheriae diawali
dengan pembentukkan kolcni bakteri di daerah tenggorokan. Selanjutnya C.
diphthenae
akan menghasilkan
enzim neuraminidase
dan diphthine yang
berperan sebagai pemacu pertumbuhannya.
b) Selain kedua protein tersebut, C. diphtheriae juga akan menghasilkan suatu
eksotoksin
yang
sangat
potensial
yaitu
toksin
difteri
yang
akan
"..l1!engkatalisispemindahan ADP-ribosil dari NAD kepada elongation.lactor
,~?)EF-2)
yang mengakibatkan
terganggunya
sintesis protein dan berakhir
dengan kematian sel-sel hospes.
2. a). Regulasi toksin difteri bergantung pada dua hal yaitu adanya ~-faga dan
kadar Fe ekstraseluler. Bila C. diphtheriae tidak mengalami siklus lisogenik
dengan ~-faga maka C diphtheriae tidak dapat menghasilkan toksin.
b). Kadar Fe ekstraseluler
yang tinggi berperan penting dalam hal regulasi
dengan cara mengaktifkan gen dtxR, sehingga DtxR mampu mengikat DNA
toksin pada area promotor sehingga menghambat proses transkripsi rantai
toksin.
3. Toksin difteri memiliki
toksisitas yang tinggi. Toksisitas dari toksin difteri ini
mulai digunakan sebagai c.!ternatifbaru dalam terapi kanker.
4.2 Saran
Perlll dilakl.1kan penelitian lebih lanjut mengenai:
1. Manfaat toksin difte.ri sebagai sala h satu cara terapi yang amar;.
2. Peran diphthamide dala:r. mekanisme resistf'nsi.
33
DAFTAR PUSTAKA
Alcamo, 1. E. 1994. Diphtheria. In: Fundamentals of microbiulogy. edisi 4.
California: T::e Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc. ~: 197-198
Abdul Rahim, Mathilda Lintong, Suharto & Suhamo Josodiwondo. 1994. Batang
PositifGram: COIynebacterium. Dalam: Buku Ajar Mikrobiologi Kedokteran.
Edisi revisi. Jakarta: Binarupa Aksara. p: 125-142
Brooks, G. F., Butel, J.S. & Morse, S. A 1998. Non-Spore Forming GramPositive Bacilli: COI:vnebacteriun7, Propionibacterium,
Listeria, Erysipelothrix, anci Related Species. In: Jawetz, Melnick and Adelberg's medical
microbiology. edisi 21 USA: A Simon and Schuster Company. p: 190-196
1998. Pathogenesis of Bacterial Infection. In Jawet:::, A1e1nick and
Adelberg's medical microbiology. edisi 21. USA: A Simon and Schuster
Company. p: 134-144
Department of Health and Human Services: Centers f()r Disease Control and
Prevention. 2004. Diphtheria. http://ww\vcdc.gov/nip/publications/pink/dip
pdC 18 Februari 2004
Fix, D.F. 2004. COI)'nebacterium.
htm, 12 Mei 2004
http://\\
Mekanisme Toksigenitas Molekuler dan Potensi Medik Toksin Difteri
Inggreat Limmargo, Pembimbing 1: Djaja Rl!smana, dr., M.Si
Pembimbing II: Endah Tyasrini, S.Si., M.Si.
Penyakit difteri adalah suatu penyakit infeksi akut yang terjadi pada saluran
pernafasan ata~ yang disebabka:! ole~ COIynebacterilim diphtheriae strain
toksigenik. Penyakit difteri sang at menular dan dapat menimbulkan kematian
karena
hipoksia
akibat terjadinya
obstruksi
saluran
pernafasan
oleh
pseudomembran. Walaupun penyakit difteri di Indonesia sudah berkurang, namun
masih tetap harus diwaspadai karena adanya kemungkinan seseorang menjadi
karier dan merupakan sumber penularan. Dewasa ini telah diperkenalkan suatu
metode baru dalam terapi kanker dengan pemanfaatan toksin difteri.
Tujuan dari penulisan karya tulis ini untuk lebih mengetahui patogenesis dan
regulasi Corynehacterium diphtheriae serta penggunaan terapeutik toksin difteri.
Patogenesis COI}'llehacteriul11 diphtheriae dimulai dengan kolonisasi di daerah
saluran
pernafasan
atas, kemudian
dihasilkan
eksotoksin
yang akan
menginaktitkan EF-2 sehingga sintesis protein terhenti dan berakibat kematian
sel. Regulasi terhadap toksin difteri diatur oleh bakteri sendiri melalui gen dlxR
yang diaktifkan oleh sistem Fe. Untuk tujuan terapeutik, toksin difteri telah
mengalami be;-bagai modifikasi seperti substitusi ataupun mengalami rekayasa
gerl11/ine sehingga toksisitasnya hanya tertuju pada sel-sel kanker.
Kesimpulan dari penulisan karya tulis ini adalah bahwa patcgenesis penyakit
difteri terjadi karena adanya eksotoksin; toksin difteri. Sedangkan regulasinya
bergantung pada korelasi antara Fe ekstraseluler dan gen dtxR. Toksin difteri juga
berguna dalam aplikasi terapeutik seperti untuk set-set tumor ataupun set yang
terinfeksi HIY.
IV
ABSTRACT
Molecular Toxigenicity Mechanism and Medical Potention of Diphtheria Toxin
Inggreat Limmarg~), Tutor I: I~iaia Rusmana, dr., MSi
Tutor !I: Endah Tyasrini, SSi., MSi
Diphtheria is an acute i1~fection (!f upper re.\piratory th1ct caused by toxigenic
strain Corvnebacterium
diphtheriae.
Diphtheria is velY contagious.
A
characteristic pseudomembrane may cause re~pirato/Y obstmction, and can be
fatal tf not treated Though diphtheria in Indonesia has decreased, we still need to
he aware of it be calise there ;s possibili~v a person tvould become carrier and
mif.(ht act as a source (?f il~fectioll. Nowadays, diphtheria toxin has been
illtroduced as a new method in cancer therapy.
Ille plf1]Jose (?f this paper is to get more knowledge about pathogenesis and
regulation ~f Corvnebacterium
difJhtheriae and also to know beller the
application (!f diphtheria toxintheurapeutica/~r.
Pathogenesis (?f Corvnebateriun1 dilJluheriae begins with colonization (?f the
upper respiratory tract, then produces exotoxin which inactivate EF-2 to hatf
protein .\yl11hesis completely and irreversihly. This causes the death ~f the cel/.
Regulation (if diphtheria toxin c011lrolled hy dtxR gene in bacteria activated by Fe
system. Diphtheria toxin has been through modtfications for theurapeutic use,
such as substitution or germline eIlf.(illeering so that its toxici~v only aimed at
cancer cel/s.
('onc/usions ~f this paper are that palhof.(enesis (?f diphtheria caused hy
exotoxin; diphtheria toxin, the regulation depends on cO/"elation between dtxR
gene and extracel/uler Fe, and diphtheria toxin is useful for therapeutic
applications, such as tumor cel/ or H/J' i/~fected cel/s.
v
DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul
Persetujuan Pembimbing
Pernyataan Mahasiswa
Abstrak
... .
..
. ... . . ... . . .. . .
..
...
......
..
... .. ...
\V
v
Abstract
Prakata.
...
Daftar
Isi.
Daftar
Tabel
.............
... ...'.'..."
...
.....................
--................................
X\
BAB I PE!\TDAHULUAN
Belakang
1.2 Identifikasi
....
........................................-............
................
......................
Masalah
.............-
............-
-
......... . .. ...........
-
. . . . . . . . . -. . . -. .. . . . . . . . . . . . -. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...............
..,
1.3 Maksud dan Tujuan..............
1.4 Manfaat Karya Tulis Ilmiah...
............................-_...........
2
...........---..............................................
BAB II TINJAUAN PUST AKA.
.,.
............-.
2.1 Sejarah...............
2.2 Corynebacterium
2.2.1
Morfologi
diphtheriae
bakteri
...
...........
='
7
Peranan
................
Fe .
2.2.3.2 Peranan ~-faga.
Difteri .......
2.3.1 Struktur
2.3.2 Kolor,isasi
3
4
..
2.2.3 Toksigenitas.
2.2.3.1
....
-,
4
.................
2.2.2 Kultur pad a medium..
2.3 Patogenesis
VIII
x
...'. .......................-........-.--
Daftar Gambar
1. 1 Latar
V\
............
............
Antigen.
S
.....................
......................................
8
...............................
9
......
2.3.3 To1-\.sindifteri ..
.............
.............................................................
2.3.3.1 Produksi dan Pemutusan Rantai Toksin Difteri
VHI
7
'-}
10
10
2.3.3.2 Pengikatan dan Translokasi
12
2.3.3.3 Aktivitas Rantai A
14
2.3.3.4 Reseptor Sel Hospes untuk Toksin Difteri
16
2.4 Regulasi Pr0du~~i Toksin
17
2.5 Pengobatan dan Pencegahan Difteri...
19
2.5.1 Pengobatan Difteri
2.5.2 pencegahan
19
Difteri
..............
2.6 Potensi Medik Toksin Difteri
2.7 Resistensi
terhadap
.. .. . .... ... . . .. . . . . .
......................................
Toksin Difteri...........................
20
.................
21
....-.............
25
BAB III PEMBAHASAN
27
..,..,
BAB IV KESIMPuLAN
DAN SARAN
.......................
.........................-..
-'-'
..,..,
4.1 Kesimpulan......
. . . . . . . . . . . . . . . ---. . . -. . . . . . . . . . . -. . . . . . . . . -. -.
...................
-'-'
..,..,
42 Saran................
..........................................................-
DAFT AR PUST AKA ...........................................................
RIW AYA T HID UP
..............-.-....
.-..................
-'-'
34
37
IX
~
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel2.1 Bt:berapa pengguna,m konjugat yang nlengandung rantai A
toksin difteri yang terikat pada substitusi tertentu untuk
rantai B
23
x
DAFTAR
GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Morfologi Corynebacterilll:: dfphtheriae
Gambar 2.2
Koloni Corynebacterium diphtheriae pada agar lellurit
5
dan pada agar darah
Gambar 2.3
Koloni COl}'llebacterium diphtheriae strain gravis,
intermedius,
Gambar 2.4
5
mitis............
6
...................................................
Toksin difteri: modifikasi polipeptida tunggal menjadi
fragmen A dan B
11
_
Gambar 2.5
Struktur toksin Corynebacterium diphtheriae
Gambar 2.6
Pengikatan, endositosis dan translokasi toksin difteri
oleh sel eukariot....
...............
12
........-......................-..........
Gambar 2.7
Reaksi katalisis oleh rantai A toksin difteri
14
Gambar 2.8
Inhibisi sintesis protein oleh rantai A toksin difteri
15
Gambar 2.9
Struktur diphthamide
15
.
.........................-.......................-.
Gambar 2.10 Pengikatan DtxR pad a segmen DNA sebagai dimer
18
Gambar 2.11 Regulasi toksin difteri oleh dtxR dan Fe
19
Gambar 2.12 Pembuatan toksin hybrid yang mengandung rantai A
toksin difteri dan substitusi ranatai B
22
Gambar 2.13 T eknik /1l'o-genc casselle untuk melawan bnker
prost at
.......................
Gambar 2.14 Struktur kimia diphthamide..
................
Gambar 3.1
Toksigenitas Cm}nebaClailfm
Gamuar 3.2
Peranan (3-faga dalam \'irulensi COIynehacterium
diphtheriae.
diphthaiae.
.
...........
Gambar 3.3
Peranan Fe terhadap produksi toksin
Gambar 3.4
Kolonisasi COI}nebactaill/ll diphtheriae
Gambar 3.5
Skema smgkat mengenai patogenesis CJlynebacteriul11
diphtheriae
Gambar 3.6
.
................
.............
.
............................
26
27
27
28
29
30
Regula~i produksi toksin melalui gen dt.yR Jibantu
oleh Fe2+
Gambar 3.7
..............
24
........
Resistensi gen EF-2 terhadap toksin difteri
XI
30
32
RIWAYAT HIDUP
Nama
Inggrtat Limmargo
Nomor Pokok Mahasiswa
0110098
Tempat dan tanggal lahir
Bandung, 7 Mei 1983
Alamat
Jl. Adibrata 24
Riwayat Pendidikan
TK Maria Bintang Laut, Bandung, lulus tahun 1989
SD Maria Bintang Laut, Bandung, lulus tahun 1995
SMP S1. Aloysius, Bandung, lulus talmn 1998
SMU S1. Aloysius, Bandung, lulus tahun 2001
37
BABI
PENDAHULUAN
1. 1 Latar Belakang
Difteri adalah suatu penyakit infeksi yang bersifat lokal pada membran mukosa
at au kulit yang disebabkan
dapat
ditemukan
Corynebacteriul11 diphtheriae.
pseudomembran
yang
Pada lokasi infeksi
karakteristik.
Beberapa
strain
C. diphtheriae memproduksi toksin difteri, yaitu protein yang dapat menyebabkan
miokarditis,
polineuritis
dan gejala sistemik lainnya. Difteri yang terjadi pada
saluran pernafasan pada umumnya disebabkan strain toksigenik, sedangkan pada
kulit lebih sering disebabkan strain non-toksigenik. (Holmes, 200])
Saat ini penderita penyakit difteri di Indonesia telah berkurang, ilamun pada
tahun 200]
dan 2002 diperoleh
data terjadi
peningkatan
kasus difteri
ini
dibandingkan dengan tahun 2000. Dari data-data yang diperoleh, angka kejadian
penyakit difteri ini lebih tinggi dan lebih sering terjadi di negara-negara
Asia
daripada negara Eropa, seperti halnya di India dilaporkan pada tailun 2002 terjadi
sekitar 5.472 kasus. (WHO.INT., 2004)
Walaupun kejadian penyakit difteri berangsur-angsur
menjadi perhatian
mengingat
adanya kemungkinan
berkurang, namun masih
seseorang
menjadi karier.
Dengan kenyataan ini sebaiknya setiap individu tetap waspada terhadap difteri
karena penyakit ini sangat menular serta dapat berakibat
fatal karena adanya
obstruksi pada saluran pernafJsan atas dan komplikasi lainnya seperti miokarditis
dan neuritis. (Harnisch, ] 987)
Mengingat hal tersebut penting bagi kita untuk lebih mengetahui bagaimana
tC}ksisitas ('()f)'nehacteriul11
mekanisme
pseudomembran
diphtheriae
dalam
menyebabkan
pada salman !)ernafasan atq~ terutama tonsil, faring dan laring,
serta kompiikasi lainnya. (Broo1.;:s,Butel & Morse, 1998)
Sel~in itu puiu
maupun
mencegah
perkembangan
diketahui
pula bagaimana
perkembangan
cara mencegah terjadinya
penyakit
difteri.
Untuk.
difteri
mencegah
penyakit ini telah dibuat suatu cara, yaitu dengan menciptakan
---
-----
2
lingkungan
yang
mempengaruhi
menghambat
perkembangan
produksi
toksin
yang
penyakit difteri tersebut.
selanjutnya
Oleh karena
akan
itu perlu
untuk mengetahui proses r~gulasi toksin difteri. (Salyers & Whitt, 1994)
T0ksin difteri adalah toksin yang sangat potensial yang mampu menimbulkan
kematian
sel-sel
ditimbulkannya,
normal
di dalam tubuh. Disamping
dampak
toksin difteri kini mulai dikembangkan
negatif
yang
sebagai alternatif baru
dalam terapi kanker dengan pemanfaat~n toksi~itasnya. Hal ini menjadi sangat
menarik,
mengingat
bahwa
terapi terhadap
kanker
yang telah
ada kurang
dan regulasi toksin yang dihasilkan
oleh bakteri
memuaskan. (Salyers & Whitt, 1994)
1.2 ldentifikasi Masalah
Bagaimanakah
patogenesis
CO/}'nehacteriun7 diphtheriae?
Bagaimanakah
pemanfaatan
toksisitas toksin difteri sebagai terapi terhadap
kanker?
1.3 Maksud dan Tujuan
Maksud
dari penulisan
karya tulis ilmiah ini adalah untuk mengenal
memahami mekanisme toksisitas molekuler toksin Corynehacterium
Tujuan
bagaimana
dari penulisan
toksin
pemanfaatannya
difteri
karya
tulis
bekerja
pada
ilmiah
ini adalah
sel hospes
dan
untuk
dan
diphtheriae.
mengetahui
regulasinya,
serta
sebagai terapi terhadap bnker
1.4 Manfaat Karya Tulis Ilmiah
Kegunaan
pengetahuan
menyebabkan
pelltilisan
karya
tulis
ilmiah
ini ad?!ah
dapat
memperkaya
tentang mekanisme toksir. bakteri Coynehacteriun7 diphtherial
penyakit difteri, dan juga dq!Jat memperdalam
penggunaan toksin difteri selJagai terapi terhadap kanker.
pengetahuan
yang
dulam
BABIV
KESIMPULAN
DAN SARAN
4.] Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari karya tulis ilmiah ini adalah:
1. a). Langkah pertama proses patagenesis Corynebacterium
diphtheriae diawali
dengan pembentukkan kolcni bakteri di daerah tenggorokan. Selanjutnya C.
diphthenae
akan menghasilkan
enzim neuraminidase
dan diphthine yang
berperan sebagai pemacu pertumbuhannya.
b) Selain kedua protein tersebut, C. diphtheriae juga akan menghasilkan suatu
eksotoksin
yang
sangat
potensial
yaitu
toksin
difteri
yang
akan
"..l1!engkatalisispemindahan ADP-ribosil dari NAD kepada elongation.lactor
,~?)EF-2)
yang mengakibatkan
terganggunya
sintesis protein dan berakhir
dengan kematian sel-sel hospes.
2. a). Regulasi toksin difteri bergantung pada dua hal yaitu adanya ~-faga dan
kadar Fe ekstraseluler. Bila C. diphtheriae tidak mengalami siklus lisogenik
dengan ~-faga maka C diphtheriae tidak dapat menghasilkan toksin.
b). Kadar Fe ekstraseluler
yang tinggi berperan penting dalam hal regulasi
dengan cara mengaktifkan gen dtxR, sehingga DtxR mampu mengikat DNA
toksin pada area promotor sehingga menghambat proses transkripsi rantai
toksin.
3. Toksin difteri memiliki
toksisitas yang tinggi. Toksisitas dari toksin difteri ini
mulai digunakan sebagai c.!ternatifbaru dalam terapi kanker.
4.2 Saran
Perlll dilakl.1kan penelitian lebih lanjut mengenai:
1. Manfaat toksin difte.ri sebagai sala h satu cara terapi yang amar;.
2. Peran diphthamide dala:r. mekanisme resistf'nsi.
33
DAFTAR PUSTAKA
Alcamo, 1. E. 1994. Diphtheria. In: Fundamentals of microbiulogy. edisi 4.
California: T::e Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc. ~: 197-198
Abdul Rahim, Mathilda Lintong, Suharto & Suhamo Josodiwondo. 1994. Batang
PositifGram: COIynebacterium. Dalam: Buku Ajar Mikrobiologi Kedokteran.
Edisi revisi. Jakarta: Binarupa Aksara. p: 125-142
Brooks, G. F., Butel, J.S. & Morse, S. A 1998. Non-Spore Forming GramPositive Bacilli: COI:vnebacteriun7, Propionibacterium,
Listeria, Erysipelothrix, anci Related Species. In: Jawetz, Melnick and Adelberg's medical
microbiology. edisi 21 USA: A Simon and Schuster Company. p: 190-196
1998. Pathogenesis of Bacterial Infection. In Jawet:::, A1e1nick and
Adelberg's medical microbiology. edisi 21. USA: A Simon and Schuster
Company. p: 134-144
Department of Health and Human Services: Centers f()r Disease Control and
Prevention. 2004. Diphtheria. http://ww\vcdc.gov/nip/publications/pink/dip
pdC 18 Februari 2004
Fix, D.F. 2004. COI)'nebacterium.
htm, 12 Mei 2004
http://\\