BAB II TINJAUAN PUSTAKA - repository.ump.ac.idrepository.ump.ac.id/1841/3/Diah Nurlaily BAB...

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Mycobacterium Tuberculosis

1. Etiologi

Mycobacterium adalah salah satu bakteri yang banyak ditemukan di

masyarakat. Salah satu spesiesnya adalah Mycobacterium tuberculosis yang

dapat menularkan kuman tuberculosis melalui udara, percikan dahak, atau

ludah yang terinfeksi oleh kuman tuberculosis. Sebagian besar dari golongan

Mycobacterium ini hidup bebas dan tidak merugikan manusia, akan tetapi

beberapa spesies dapat menyebabkan penyakit pada manusia, binatang,

burung, dan mamalia. Yang menyebabkan penyakit pada manusia umumnya

adalah Mycobacterium tuberculosis. Kuman yang menyerang manusia

biasanya melalui udara yang tercemar bakteri tuberculosis, melalui hirupan

nafas dan masuk ke dalam paru-paru melalui bronkus dan menyebar di dalam

paru dalam waktu lama (Girsang, 2009).

Morfologi Mycobacterium tuberculosis adalah berbentuk batang, akan

tetapi bisa juga berbentuk benang. Pertumbuhan pada media kultur yang tua

tampak bercabang karena pengaruh obat-obatan, dan dapat juga berubah

bentuk involusi, karena kuman tidak berspora tidak bergerak dan tidak

berkapsul. Sifat pertumbuhan kuman tuberculosis adalah aerob, sukar tumbuh

pada media biasa, dan memerlukan pembenihan istimewa (mengandung

telur). Suhu optimum 37° C, pH optimum pembenihan antara 6,0-8,0 dan pH

optimum antara 6,5-6,8. Keistimewaan kuman ini adalah sekali menangkap

zat warna maka sukar terlepaskannya, tahan terhadap asam dan mineral. Oleh

karena itu dikenal dengan sebutan “Acid Fast Staining” atau Bakteri Tahan

Asam (BTA) (Girsang, 2009).

Resistensi Mycobacterium Tuberculosis..., Diah Nurlaily, Fakultas Farmasi UMP, 2015

5

2. Patogenesis

Sumber penularan adalah penderita tuberculosis dengan BTA positif

pada waktu batuk atau bersin, penderita menyebarkan kuman ke udara dalam

bentuk droplet (percikan dahak). Droplet yang mengandung kuman dapat

bertahan di udara pada suhu kamar selama beberapa jam. Orang dapat

terinfeksi jikadroplet tersebut terhirup kedalam saluran pernafasan.Penularan

tuberkulosis tidak terjadi melalui perlengkapan makan, baju, dan

perlengkapan tidur. Setelah kuman tuberkulosis masuk ke dalam tubuh

manusia melalui pernafasan, kuman TB tersebut dapat menyebar dari paru

kebagian tubuh lainnya, melalui system peredaran darah, sistem saluran limfe,

saluran nafas, atau penyebaran langsung ke bagian-bagian tubuh lainnya.

Daya penularan dari seorang penderita ditentukan oleh banyaknya kuman

yang dikeluarkan dari parunya. Makin tinggi derajat positif hasil pemeriksaan

dahak, makin menular penderita tersebut. Bila hasil pemeriksaan dahak

negatif (tidak terlihat kuman), maka penderita tersebut dianggap tidak

menular. Kemungkinan seseorang terinfeksi TB ditentukan oleh konsentrasi

droplet dalam udara dan lamanya menghirup udara tersebut (Depkes RI,

2005).

Gambar 1.Faktor resiko terjadinya penyakit tuberculosis.


6

Pada gambar 1 menjelaskan bahwa faktor resiko tertular tergantung

dari tingkat pajanan dengan percikan dahak. Pasien tuberkulosis paru dengan

BTA positif memberikan kemungkinan risiko penularan lebih besar dari

pasien tuberkolosis paru dengan BTA negatif. Hanya sekitar 10% yang

terinfeksi TB akan menjadi sakit TB. Sumber penularan adalah pasien TB

Basil Tahan Asam (BTA) positif. Umumnya penularan terjadi dalam ruangan

dimana percikan dahak berada dalam waktu yang lama. Ventilasi dapat

mengurangi jumlah percikan, sementara sinar matahari langsung dapat

membunuh kuman. Percikan dapat bertahan selama beberapa jam dalam

keadaan yang gelap dan lembab. Daya penularan seorang pasien ditentukan

oleh banyaknya kuman yang dikeluarkan dari parunya. Makin tinggi derajat

kepositifan hasil pemeriksaan dahak, makin menular pasien tersebut. Faktor

yang memungkinkan seseorang terpajan kuman tuberkulosis ditentukan oleh

konsentrasi percikan dalam udara dan lamanya menghirup udara tersebut.

Faktor yang mempengaruhi kemungkinan seseorang menjadi pasien TB

adalah daya tahan tubuh yang rendah, diantaranya infeksi HIV-AIDS dan

malnutrisi (gizi buruk). HIV merupakan faktor risiko yang paling kuat bagi

yang terinfeksi tuberkulosis menjadi sakit tuberkulosis. Infeksi HIV

mengakibatkan kerusakan luas sistem daya tahan tubuh seluler, sehingga jika

terjadi infeksi penyerta, seperti tuberkulosis. Bila jumlah orang terinfeksi HIV

meningkat, maka jumlah pasien tuberkulosis akan meningkat, dengan

demikian penularan tuberkulosis di masyarakatakan meningkat pula (Dirjen

PKHHAMRI,2012).

B. Tuberkulosis

Tuberkulosis adalah penyakit menular langsung yang disebabkan oleh

kuman Mycobacterium tuberculosi (TB). Sebagian besar kuman TB

menyerang paru, tetapi dapat juga mengenai organ tubuh lainnya (Kemenkes,


7

2009). Tuberkulosis paru adalah tuberkulosis yang menyerang jaringan

parenchyma paru, tidak termasuk pleura (selaput paru) (Depkes RI, 2005).

Berdasarkan riwayat pengobatan penderita, dapat digolongkan atas

tipe kasus baru, kambuh, pindahan, lalai, gagal dan kronis.

a. Kasus Baru adalah penderita yang belum pernah diobati dengan OAT atau

sudah pernah menelan OAT kurang dari satu bulan (30 dosis harian).

b. Kambuh (Relaps) adalah penderita tuberkulosis yang sebelumnya pernah

mendapat pengobatan tuberkulosis dan telah dinyatakan sembuh,

kemudian kembali lagi berobat dengan hasil pemeriksaan dahak BTA

positif.

c. Pindahan (Transfer In) adalah penderita yang sedang mendapat

pengobatan di suatu kabupaten lain dan kemudian pindah berobat ke

kabupaten ini. Penderita pindahan tersebut harus membawa surat rujukan /

pindah.

d. Lalai (Pengobatan setelah default/drop-out) adalah penderita yang sudah

berobat paling kurang 1 bulan, dan berhenti 2 bulan atau lebih, kemudian

datang kembali berobat. Umumnya penderita tersebut kembali dengan

hasil pemeriksaan dahak BTA positif.

e. Gagal adalah penderita BTA positif yang masih tetap positif atau kembali

menjadi positif pada akhir bulan ke 5 (satu bulan sebelum akhir

pengobatan) atau lebih, atau penderita dengan hasil BTA negatif Rontgen

positif menjadi BTA positif pada akhir bulan ke 2 pengobatan.

f. Kronis adalah penderita dengan hasil pemeriksaan masih BTA positif

setelah selesai pengobatan ulang kategori (Depkes RI, 2005).

C. Diagnosis

Diagnosis penyakit tuberculosis paru pada orang dewasa yakni dengan

pemeriksaan sputum atau dahak secara mikroskopis. Hasil pemeriksaan

dinyatakan positif apabila sedikitnya 2 dari 3 spesimen SPS BTA hasilnya


8

positif. Apabila hanya 1 spesimen yang positif maka perlu dilanjutkan dengan

rontgen dada atau pemeriksaan SPS diulang. Pada orang dewasa, uji

tuberkulin tidak mempunyai arti dalam diagnosis, hal ini disebabkan suatu uji

tuberkulin positif hanya menunjukkan bahwa yang bersangkutan pernah

terpapar dengan Mycobacterium tubeculosis. Selain itu, hasil uji tuberkulin

dapat negatif meskipun orang tersebut menderita tuberkulosis. Misalnya pada

penderita Human Immunodeficiency Virus (HIV).

Berdasarkan hasil pemeriksaan dahak, TB Paru dibagi dalam:

a. Tuberkulosis Paru BTA Positif.

1) Sekurang-kurangnya 2 dari 3 spesimen dahak SPS hasilnya BTA

positif.

2) Jika 1 spesimen dahak SPS hasilnya BTA positif dan foto rontgen

dada menunjukkan gambaran tuberkulosis aktif.

b. Tuberkulosis Paru BTA Negatif

1) Pemeriksaan 3 spesimen dahak SPS hasilnya BTA negatif dan foto

Rontgen dada menunjukkan gambaran tuberkulosis aktif.

2) TB Paru BTA Negatif Rontgen Positif dibagi berdasarkan tingkat

keparahan penyakitnya, yaitu bentuk berat dan ringan. Bentuk berat

bila gambaran foto Rontgen dada memperlihatkan gambaran

kerusakan paru yang luas dan keadaan umum penderita buruk (Depkes

RI, 2005).

D. Multy drug resistant tuberculosis (MDRTB)

Multi drug resistant TB (MDRTB) didefinisikan sebagai resistensi

terhadap dua agen anti-TB lini pertama yang paling poten yaitu isoniazid

(INH) dan rifampisin. MDRTB berkembang selama pengobatan TB ketika

mendapatkan pengobatan yang tidak adekuat. Hal ini dapat terjadi karena

beberapa alasan pasien mungkin merasa lebih baik dan menghentikan

pengobatan, persediaan obat habis atau langka, atau pasien lupa minum obat.


9

Awalnya resistensi ini muncul sebagai akibat dari ketidak patuhan

pengobatan. Selanjutnya transmisi strain MDRTB menyebabkan terjadinya

kasus resistensi primer. Tuberkulosis paru dengan resistensi dicurigai kuat jika

kultur basil tahan asam (BTA) tetap positif setelah terapi 3 bulan atau kultur

kembali positif setelah terjadi konversi negatif. Resistensi obat anti

tuberculosis (OAT) disebabkan oleh mutasi khromosomal terhadap masing-

masing OAT. Contoh mutasi yang membuat resisten terhadap INH dan

rifampicin adalah 3 x 10-8

dan 2 x10-10

mutasi per bakteri per generasi.

Penderita dengan jumlah kuman mutan dan jumlah kuman yang banyak

mempunyai risiko besar untuk terjadinya reistensi terhadap OAT. Resistensi

multipel setara dengan hasil perkalian mutasi masing-masing obat. Derajat

mutasi untuk INH dan rifampisin adalah 6 x10-18

mutasi per bakteri per

generasi. Dalam cavitas paru, jumlah kuman yang melebihi10-9

, kemungkinan

kecil menimbulkan resistensi multipel. Dengan paket pengobatan multipel ,

misalnya INH dan rifampisin, dapat dicegah terjadinya resistensi obat.

Pengaruh terhadap derajat mutasi dalam kasus klinik terletak pada proporsi

kuman yang resisten dan perkembangbiakan kuman yang resisten (

Boekitwetan, 1999).

Diagnosis tuberkulosis resistan obat dipastikan berdasarkan uji

kepekaan M.tuberculosis baik menggunakan metode konvensional dengan

menggunakan media padat atau media cair, maupun menggunakan metode tes

cepat (rapid test) dengan GeneXpert.

Dengan tersedianya alat diagnosis TB Resistan Obat dengan metode

cepat menggunakan GeneXpert, maka alur diagnosis TB Resisten obat yang

berlaku di Indonesia berdasarkan kemenkes 2014 dapat dilihat pada gambar 2.


10

Gambar 2. Alur diagnosis TB Resisten (Depkes RI, 2005)

Secara klinis resestensi dibagi menjadi 2 yaitu resistensi primer adalah

keadaan resistensi terhadap OAT pada penderita yang belum pernah mendapat

pengobatan dengan OAT sebelumnya. Faktor risiko terjadinya resistensi

primer OAT adalah kasus infeksi oleh kuman tuberkulosis yang resistens

OAT. Keadaan primer drug resistant (PDR) ini dijumpai secara geografis

pada tempat yang mempunyai risiko tinggi untuk resistensi OAT, pada infeksi

Terduga TB resisten obat

Tes cepat dengan GeneXpert

MTB Sensitif Rifampisin MTB Resisten Rifampisin MTB Negatif

Biakan dan identifikasi kuman MTB

MTB tumbuh MTB tidak tumbuh

Uji kepekaan OAT lini 1 dan

lini 2

TB Resisten Rifampisin (TBRR) obati dengan OAT

MDR Standar

TB MDR (Jika ada tambahan resistensi terhadap INH), lanjutkan

pengobatan OAT MDR Standar

Pre XDR (jika ada tambahan resistensi terhadap ofloxacin atau

kanamisin/amikasin, sesuaikan paduan OAT MDR

TB MDR ( jika ada tambahan resistensi terhadap ofloxacin dan

kanamisin/amikasin, ganti dengan paduan OAT XDR


11

HIV, atau pada pemakaian berbagai obat-obat suntik. Resistensi sekunder

adalah resistensi yang terjadi pada penderita yang pernah mendapat OAT

sebelumnya (Boekitwetan, 1999).

Beberapa penyebab utama resistensi obat TB di Indonesia telah

diidentifikasi, antara lain: implementasi DOTS rumah sakit dan fasilitas

pelayanan kesehatan lain yang masih rendah kualitasnya, peningkatan ko-

infeksi TB-HIV, system surveilans yang lemah, dan penanganan kasus TB

resisten obat yang belum memadai.

E. Antibiotik untuk TB

Antibiotik (L. anti = lawan, bios + hidup) adalah zat-zat kimia yang

dihasilkan oleh fungi dan bakteri, yang memiliki khasiat mematikan atau

menghambat pertumbuhan kuman, sedangkan toksisitasnya bagi manusia

relatif kecil. Turunan zat- zat ini yang di buat secara semisintetis, juga

termasuk kelompok ini, begitu pula semua senyawa sintetis dengan khasiat

antibakteri (Tjay & Rahardja, 2007).

1. Rifampisin

Sediaan dasar yang ada adalah tablet dan kapsul 300 mg, 450 mg, 600

mg. Dosis Untuk dewasa dan anak yang beranjak dewasa 600 mg satu kali

sehari, atau 600 mg 2 – 3 kali seminggu. Rifampisin harus diberikan bersama

dengan obat anti tuberkulosis lain. Bayi dan anak anak, dosis diberikan dokter

/ tenaga kesehatan lain berdasarkan atas berat badan yang diberikan satu kali

sehari maupun 2-3 kali seminggu. Biasanya diberikan 7,5 – 15 mg per kg

berat badan. Anjuran Ikatan Dokter Anak Indonesia adalah 75 mg untuk anak

< 10 kg, 150 mg untuk 10 – 20 kg, dan 300 mg untuk 20 -33 kg (Depkes RI,

2005).

Mekanisme kerja obat bersifat bakterisid, dapat membunuh kuman

semi-dormant yang tidak dapat dibunuh oleh isoniazid. Mekanisme kerja,


12

berdasarkan perintangan spesifik dari suatu enzim bakteri Ribose Nukleotida

Acid (RNA)-polimerase sehingga sintesis RNA terganggu.

Resistensi terhadap rifampisin ini di sebabkan oleh adanya

permeabilitas barier atau adanya mutasi dari RNA polymerase tergantung

DNA. Rifampisin menghambat RNA polymerase tergantung DNA dari

mikobakterium dan menghambat sintesis RNA bakteri yaitu pada formasi

rantai (chain formation) tidak pada perpanjangan rantai (chain elongation),

tetapi RNA polymerase manusia tidak terganggu. Resistensi rifampisin

berkembang karena terjadinya mutasi kromosom dengan frekuensi tinggi

dengan kecepatan mutasi tinggi yaitu 10-7

sampai 10-3

, dengan akibat

terjadinya perubahan pada RNA polymerase. Resistensi terjadi pada gen beta

subunit dari RNA polymerase dengan akibat terjadinya perubahan pada tempat

ikatan obat tersebut (Syahrini, 2008 ).

2. Isoniazid

Sediaan dasarnya adalah tablet dengan nama generik Isoniazida100

mg dan 300 mg / tablet nama lain Isoniazida : Asam Nicotinathidrazida,

Isonikotinilhidrazida, INH. Untuk pencegahan, dewasa 300 mg satu kali

sehari, anak anak 10 mg per berat badan sampai 300 mg, satu kali sehari.

Untuk pengobatan TB bagiorang dewasa sesuai dengan petunjuk dokter /

petugas kesehatan lainnya. Umumnya dipakai bersama dengan obat anti

tuberkulosis lainnya. Dalam kombinasi biasa dipakai 300 mg satu kali sehari,

atau 15 mg per kg berat badan sampai dengan 900 mg, kadang kadang 2 kali

atau 3 kali seminggu. Untuk anak dengan dosis 10-20 mg per kg berat badan.

Atau 20 – 40 mg per kg berat badansampai 900 mg, 2 atau 3 kali seminggu.

Obat ini diindikasikan untuk terapi semua bentuk tuberkulosis aktif,

disebabkan kuman yang peka dan untuk profilaksis orang berisiko tinggi

mendapatkan infeksi. Dapat digunakan tunggal atau bersama-sama dengan

anti tuberkulosis lain. Kerja obat bersifat bakterisid, dapat membunuh 90%

populasi kuman dalam beberapa hari pertama pengobatan. Efektif terhadap


13

kuman dalam keadaan metabolik aktif, yaitu kuman yang sedang berkembang.

Mekanisme kerja berdasarkan terganggunya sintesa mycolic acid, yang

diperlukan untuk membangun dinding bakteri.

Mekanisme resistensi isoniazid merupakan hydrasilasi dari asam

isonikotinik, molekul yang larut air sehingga mudah untuk masuk ke dalam

sel. Mekanisme kerja obat ini dengan menghambat sintesis dinding sel asam

mikolik (struktur bahan yang sangat penting pada dinding sel mykobakterium)

melalui jalur yang tergantung dengan oksigen seperti reaksi katase

peroksidase (Riyanto, et al. 2006). Mutasi Mycobacterium tuberculosis yang

resisten terhadap isoniazid terjadi secara spontan dengan kecepatan 1 dalam

105-106 organisme. Mekanisme resistensi isoniazid diperkirakan oleh adanya

asam amino yang mengubah gen katalase peroksidase (katG) atau promotor

pada lokus 2 gen yang dikenal sebagai inhA. Mutasi missense atau delesi katG

berkaitan dengan berkurangnya aktivitas katalase dan peroksidase (Wallace, et

al. 2004).

3. Pirazinamida

Sediaan dasar pirazinamid adalah tablet 500 mg/tablet.Dosis Dewasa

dan anak sebanyak 15 – 30 mg per kg berat badan, satu kalisehari.Atau 50 –

70 mg per kg berat badan 2 – 3 kali seminggu. Obat ini dipakaibersamaan

dengan obat anti tuberkulosis lainnya..

Kerja obat bersifat bakterisid, dapat membunuh kuman yang berada

dalam sel dengan suasana asam. Mekanisme kerja, berdasarkan

pengubahannya menjadi asam pyrazinamidase yang berasal dari basil

tuberkulosa. Pirazinamid merupakan turunan asam nikotinik yang berperan

penting sebagai bakterisid jangka pendek terhadap terapi tuberculosis. Obat

ini bekerja efektif terhadap bakteri tuberkulosis secara invitro pada pH asam

(pH 5,0-5,5). Pada keadaan pH netral, pyrazinamid tidak berefek atau hanya

sedikit ber efek (Riyanto, et al. 2006). Obat ini merupakan bakterisid yang

memetabolisme secara lambat organisme yang berada dalam suasana asam


14

pada fagosit atau granuloma kaseosa. Obat tersebut akan diubah oleh basil

tuberkel menjadi bentuk yang aktif asam pyrazinoat (Wallace, et al. 2004).

Mekanisme resistensi pirazinamid berkaitan dengan hilangnya

aktivitas pyrazinamidase sehingga pyrazinamid tidak banyak yang diubah

menjadi asam pyrazinoat. Kebanyakan kasus resistensi pirazinamid ini

berkaitan dengan mutasi pada gen pncA, yang menyandikan pyrazinamidase

(Wallace, et al. 2004).

4. Etambutol

Sediaan dasarnya adalah tablet dengan nama generik Etambutol-

HCl250 mg, 500 mg/tablet. Untuk dewasa dan anak berumur diatas 13 tahun,

15 -25 mg mg per kgberat badan, satu kali sehari. Untuk pengobatan awal

diberikan 15 mg / kg beratbadan, dan pengobatan lanjutan 25 mg per kg berat

badan. Kadang kadang dokter juga memberikan 50 mg per kg berat badan

sampai total 2,5 gram duakali seminggu. Obat ini harus diberikan bersama

dengan obat anti tuberculosis lainnya. Tidak diberikan untuk anak dibawah 13

tahun dan bayi .

Indikasi etambutol digunakan sebagai terapi kombinasi tuberkulosis

dengan obat lain, sesuai regimen pengobatan jika diduga ada resistensi. Jika

risiko resistensi rendah, obat ni dapat ditinggalkan. Obat ini tidak dianjurkan

untuk anak-anak usia kurang 6 tahun, neuritis optik, gangguan visual.

Kerja obat bersifat bakteriostatik, dengan menekan pertumbuhan

kuman TB yang telah resisten terhadap Isoniazid dan streptomisin.

Mekanisme kerja, berdasarkan penghambatan sintesa RNA pada kuman yang

sedang membelah, juga menghindarkan terbentuknya mycolic acid pada

dinding sel. Mekanisme utamanya dengan menghambat enzim

arabinosyltransferase yang memperantarai polymerisasi arabinose menjadi

arabinogalactan yang berada di dalam dinding sel.

Resistensi ethambutol pada M.tuberculosis paling sering berkaitan

dengan mutasi missense pada gen embB yang menjadi sandi untuk


15

arabinosyltransferase. Mutasi ini telah ditemukan pada 70% strain yang

resisten dan keterlibatan pengganti asam amino pada posisi 306 atau 406 pada

sekitar 90% kasus (Wallace, et al. 2004).

5. Streptomisin

Sediaan dasar serbuk streptomisin sulfat untuk injeksi 1,5 gram /

vialberupa serbuk untuk injeksi yang disediakan bersama dengan aqua pro

injeksidan spuit.

Dosis obat ini hanya digunakan melalui suntikan intra muskular,

setelah dilakukan uji sensitifitas. Dosis yang direkomendasikan untuk dewasa

adalah15 mg per kg berat badan maksimum 1 gram setiap hari, atau 25 – 30

mg per kgberat badan, maksimum 1,5 gram 2 – 3 kali seminggu. Untuk anak

20 – 40 mg per kg berat badan maksimum 1 gram satu kali sehari, atau 25 –

30 mg per kg berat badan 2 – 3 kali seminggu. Jumlah total pengobatan tidak

lebih dari 120 gram.

Indikasi sebagai kombinasi pada pengobatan TB bersama isoniazid,

Rifampisin dan pirazinamid, atau untuk penderita yang dikontra indikasi

dengan 2 atau lebih obat kombinasi tersebut. Kerja obat bersifat bakterisid,

dapat membunuh kuman yang sedang membelah. Mekanisme kerja

berdasarkan penghambatan sintesa protein kuman dengan jalan pengikatan

pada RNA ribosomal.

Pada 2/3 strain M.tuberculosis yang resisten terhadap streptomisin

telah diidentifikasi oleh karena adanya mutasi pada satu dari dua target yaitu

pada gen 16S rRNA (rrs) atau gen yang menyandikan protein ribosomal S12

(rpsl). Kedua target diyakini terlibat pada ikatan streptomisin ribosomal.

Mutasi yang utama terjadi pada rpsl. Mutasi pada rpsl telah diindetifikasi

sebanyak 50% isolat yang resisten terhadap streptomysin dan mutasi pada rrs

sebanyak 20%15. Pada sepertiga yang lainnya tidak ditemukan adanya

mutasi. Frekuensi resistensi mutan terjadi pada 1 dari 105 sampai 107

organisme. Strain M.tuberculosis yang resisten terhadap streptomysin tidak


16

mengalami resistensi silang terhadap capreomysin maupun amikasin

(Wallace, et al. 2004).

F. Real time PCR GeneXpert

Beberapa penelitian menyatakan lebih dari 90% penderita tuberkulosis

yang resisten rifampisin, juga mengalami resistensi terhadap isoniazid,

sehingga resistensi terhadap rifampisin merupakan penanda pengganti

(surrogate marker) yang mewakili suatu MDRTB. Rifampisin bekerja dengan

berikatan terhadap subunit-β ribonucleic acid (RNA) polimerase yang dikode

oleh gen rpoB, suatu komponen penting dalam proses transkripsi.

Terhambatnya transkripsi RNA ini menyebabkan terhambatnya sintesis

protein. Bila terjadi mutasi pada gen rpoB, maka obat rifampisin tidak dapat

berikatan dengan subunit-β RNA polymerase yang dikenal sebagai resistensi

rifampisin. Beberapa peneliti mendapatkan >95% isolat M.tuberculosis yang

resisten terhadap rifampisin mengalami mutasi pada gen rpoB, sehingga

region ini merupakan target yang ideal untuk memeriksa resistensi rifampisin

secara molecular (Sirait, 2013).

GeneXpert MTB/RIF merupakan pemeriksaan molekuler secara

automatis untuk mendeteksi M. tuberculosis dan sekaligus mendeteksi

resistensi M. tuberculosis terhadap rifampisin. Pemeriksaan ini menggunakan

metode heminested real-time polymerase chain reaction (PCR) assay untuk

mendeteksi mutasi pada regio hot spot rpoB, kemudian diperiksa dengan

beacon molecular sebagai probe. Pengujian dilakukan pada platform

GeneXpert MTB/RIF, mengintegrasikan sampel yang akan diolah dalam

cartridge plastic sekali pakai. Cartridge ini berisi semua reagen yang

diperlukan untuk dapat melisiskan bakteri, ekstraksi asam nukleat,

amplifikasi, dan deteksi gen yang sudah diamplifikasi. Hasil pemeriksaan

dapat diperoleh dalam waktu 2 jam. Pemeriksaan ini bersifat automatis dan

tidak perlu tenaga ahli khusus (Sirait, 2013).


17

G. PCR ( Polymerase Chain Reaction)

Polymerase Chain Reacton (PCR) adalah suatu teknik sintesis dan

amplifikasi DNA secara in vitro. Teknik PCR dapat digunakan untuk

mengamplifikasi segmen DNA dalam jumlah jutaan kali hanya dalam

beberapa jam. Dengan diketemukannya teknik PCR di samping juga teknik-

teknik lain seperti sekuensing DNA, telah merevolusi bidang sains dan

teknologi khususnya di bidang diagnosa penyakit genetik, kedokteran forensik

dan evolusi molekular (Handoyo, 2001).

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. Polimerase DNA digunakan untuk

memperpanjang primer (extend primers) dengan adanya dNTPs (dATP,

dCTP, dGTP dan dTTP) dan buffer yang sesuai. Umumnya keadaan ini

dilakukan antara 20 – 40 siklus. Target DNA yang diinginkan (short ”target”

product) akan meningkat secara eksponensial setelah siklus keempat dan

DNA non-target (long product) akan meningkat secara linier seperti tampak

pada bagan di atas (Newton & Graham, 1994).

Untuk melakukan proses PCR menurut Handoyo dan Rudiretna (2001)

diperlukan komponen-komponen seperti yang telah disebutkan di atas. Pada

bagian ini akan dijelaskan secara rinci kegunaan dari masing-masing

komponen tersebut.


18

1. Templat DNA

Fungsi DNA templat di dalam proses PCR adalah sebagai cetakan

untuk pembentukan molekul DNA baru yang sama. Templat DNA ini dapat

berupa DNA kromosom, DNA plasmid ataupun fragmen DNA apapun asal di

dalam DNA templat tersebut mengandung fragmen DNA target yang dituju.

Penyiapan DNA templat untuk proses PCR dapat dilakukan dengan

menggunakan metode lisis sel ataupun dengan cara melakukan isolasi DNA

kromosom atau DNA plasmid dengan menggunakan metode standar yang ada.

Pemilihan metode yang digunakan di dalam penyiapan DNA templat

tergantung dari tujuan eksperimen.

2. Primer

primer berfungsi sebagai pembatas fragmen DNA target yang akan

diamplifikasi dan sekaligus menyediakan gugus hidroksi (-OH) pada ujung 3’

yang diperlukan untuk proses eksistensi DNA.

3. dNTPs (deoxynucleotide triphosphates)

dNTPs merupakan suatu campuran yang terdiri atas dATP

(deoksiadenosin trifosfat), dTTP (deoksitimidin trifosfat) , dCTP

(deoksisitidin trifosfat) dan dGTP (deoksiguanosin trifosfat). Dalam proses

PCR dNTPs bertindak sebagai building block DNA yang diperlukan dalam

proses ekstensi DNA. dNTP akan menempel pada gugus –OH pada ujung 3’

dari primer membentuk untai baru yang komplementer dengan untai DNA

templat. Konsentrasi optimal dNTPs untuk proses PCR harus ditentukan.

4. Buffer PCR dan MgCl2

Reaksi PCR hanya akan berlangsung pada kondisi pH tertentu. Oleh

karena itu untuk melakukan proses PCR diperlukan buffer PCR. Fungsi buffer

di sini adalah untuk menjamin pH medium. Selain buffer PCR diperlukan juga

adanya ion Mg2+

, ion tersebut berasal dariMgCl2. Dalam hal ini MgCl2

bertindak sebagai kofaktor yang berfungsi menstimulasi aktivitas DNA

polymerase. Dengan adanya MgCl2 ini akan meningkatkan interaksi primer


19

dengan templat yang membentuk komplek larut dengan dNTP (senyawa

antara). Dalam proses PCR konsentrasi MgCl2 berpengaruh pada spesifisitas

dan perolehan proses. Umumnya buffer PCR sudah mengandung senyawa

MgCl2 yang diperlukan. Disarankan sebaiknya antara MgCl2 dan buffer PCR

dipisahkan supaya dapat dengan mudah dilakukan variasi konsentrasi MgCl2

sesuai yang diperlukan.

5. Enzim Polymerase DNA

Enzim polymerase DNA berfungsi sebagai katalisis untuk reaksi

polimerisasi DNA. Pada proses PCR enzim ini diperlukan untuk tahap

ekstensi DNA. Enzim polimerase DNA yang digunakan untuk proses PCR

diisolasi dari bakteri termofilik atau hipertermofilik oleh karena itu enzim ini

bersifat termostabil sampai temperatur 950C. Aktivitas polymerase DNA

bergantung dari jenisnya dan dari mana bakteri tersebut diisolasi. Sebagai

contoh adalah enzim Pfu polimerase (diisolasi dari bakteri Pyrococcus

furiosus) mempunyai aktivitas spesifik 10x lebih kuat dibandingkan aktivitas

spesifik enzim Taq polymerase (diisolasi dari bakteri Thermus aquaticus).

Penggunaan jenis polimerase DNA berkaitan erat dengan buffer PCR yang

dipakai (Handoyo & Rudiretna, 2001).


BAB II TINJAUAN PUSTAKA - repository.ump.ac.idrepository.ump.ac.id/1841/3/Diah Nurlaily BAB...

Documents

Transcript of BAB II TINJAUAN PUSTAKA - repository.ump.ac.idrepository.ump.ac.id/1841/3/Diah Nurlaily BAB...