SULISTIYAWATI, Indah (2024) Prevalensi dan Mekanisme Resistansi Klebsiella pneumoniae Terhadap Antibiotik Ciprofloxacin. Doctoral thesis, Universitas Jenderal Soedirman.

	PDF (Cover) COVER-Indah Sulistiyawati-B3A021010-Disertasi-2024.pdf Download (98kB)
	PDF (Legalitas) LEGALITAS-Indah Sulistiyawati-B3A021010-Disertasi-2024.pdf Restricted to Repository staff only Download (1MB)
	PDF (Abstrak) ABSTRAK-Indah Sulistiyawati-B3A021010-Disertasi-2024.pdf Download (1MB)
	PDF (BabI) BAB-I-Indah Sulistiyawati-B3A021010-Disertasi-2024.pdf Restricted to Repository staff only until 6 August 2025. Download (1MB)
	PDF (BabII) BAB-II-Indah Sulistiyawati-B3A021010-Disertasi-2024.pdf Restricted to Repository staff only until 6 August 2025. Download (723kB)
	PDF (BabIII) BAB-III-Indah Sulistiyawati-B3A021010-Disertasi-2024.pdf Restricted to Repository staff only until 6 August 2025. Download (1MB)
	PDF (BabIV) BAB-IV-Indah Sulistiyawati-B3A021010-Disertasi-2024.pdf Restricted to Repository staff only Download (536kB)
	PDF (BabV) BAB-V-Indah Sulistiyawati-B3A021010-Disertasi-2024.pdf Restricted to Repository staff only Download (657kB)
	PDF (DaftarPustaka) DAFTAR PUSTAKA-Indah Sulistiyawati-B3A021010-Disertasi-2024.pdf Download (1MB)
	PDF (Lampiran) LAMPIRAN-Indah Sulistiyawati-B3A021010-Disertasi-2024.pdf Restricted to Repository staff only Download (559kB)

Abstract

Ciprofloxacin sebagai antibiotik berspektrum luas saat ini menunjukkan pola resistansi yang tinggi pada beberapa negara yang dilaporkan WHO. Ketidaktepatan dalam pemberian resep menjadi pemicu kasus multi drug resistance (MDR). Klebsiella pneumoniae dikenal sebagai bakteri Gram negatif yang paling sering menjadi penyebab infeksi dan resistan terhadap antibiotik sehingga sangat sulit diobati. Bakteri memiliki beberapa mekanisme resistansi meliputi; produksi biofilm; penurunan permeabilitas sel karena aktivitas porin dari ekspresi gen porin Omp K35 dan Omp K36; aktivitas efflux pump; serta mutasi gen penyandi replikasi DNA yaitu gen gyrA dan parC. Ekspresi mRNA porin sangat berpengaruh terhadap permeabilitas porin yang berakibat pada penurunan permeasi antibiotik. K. pneumoniae dengan gen penyandi porin OmpK35 dan OmpK36 menunjukkan mekanisme resistansi antibiotik. Adanya penurunan ekspresi porin mengakibatkan hilangnya fungsional porin. Perubahan profil menyebabkan fungsi porin impermeabel sehingga bakteri resistan terhadap antibiotik. Efflux pump berperan penting dalam resistansi antibiotik, karena secara fisiologis fungsinya sangat relevan pada bakteri selama infeksi. Aktivitasnya efflux pump dapat dihambat oleh efflux pump inhibitor (EPI). Profil resistansi K. pneumoniae akan terus berubah sepanjang waktu seiring dengan peningkatan penggunaan antibiotik di wilayah geografis yang berbeda. Kemunculan mutasi gen gyrA dan parC pada K. pneumoniae dilihat dari kuantitas mutasi, letak titik mutasi dan polanya yang menggambarkan perbedaan profil resistansi. Tujuan penelitian ini adalah menganalisis prevalensi K. pneumoniae resistan ciprofloxacin, dan menemukan pola mekanisme resistansi K. pneumoniae berdasarkan produksi biofilm, permeabilitas sel aktivitas porin, karakteristik pola aktivitas efflux pump K. pneumoniae resistan ciprofloxacin, menganalisis ekspresi gen porin Omp K35 dan Omp K36, serta mendeteksi mutasi gen gyrA dan parC K. pneumoniae dari spesimen klinis pasien di RSUD Prof. Dr. Margono Soekarjo Purwokerto Indonesia. Metode in vitro yang digunakan untuk mencapai tujuan, dilakukan dengan pengujian spesimen klinis, tahapan awal isolasi dan identifikasi yang dilanjutkan pengujian resistansi antibiotik ciprofloxacin. Isolat K. pneumoniae resistan ciprofloxacin dianalisa secara simultan dengan meneliti pembentukan biofilm menggunakan metode mikrobiologi klinis, permeabilitas membran dalam aktivitas porin. Pola mekanisme resistansi K. pneumoniae aktivitas efflux pump diujikan menggunakan Ethidium Bromide (EtBr)-Agar Cartwheel dan pengujian pengaruh efflux pump inhibitor (EPI) menggunakan senyawa Phenylalanine-Arginine β-Naphthylamide (PAN) dan chlorpromazine (CPZ). Analisis aktivitas ekspresi gen OmpK35 dan gen OmpK36 diuji dengan RT-qPCR. Analisis mutasi gen penyandi resistansi ciprofloxacin menggunakan uji PCR dan sekuensing DNA. Analisis statistik frekuensi dan persentase digunakan untuk menggambarkan variabel dalam penelitian ini. Korelasi antara variabel pembentukan biofilm pada isolat K. pneumonieae yang resistan dengan jumlah sel bakteri berdasarkan nilai MIC menggambarkan permeabilitas porin, diuji menggunakan korelasi pearson dan analisis segresi korelasi logaritmik dengan perangkat lunak IMB SPSS Statistic 26. Hasil disajikan sebagai rasio prevalensi dengan interval kepercayaan 95%, signifikansi statistik ditetapkan jika p-value <0,05. Hasil penelitian spesimen klinis yang diisolasi sejumlah 155 isolat K. pneumoniae, mayoritas pasien laki-laki 86 (55,48%) dan perempuan 69 (44,52%). Spesimen sampel diperoleh dari pasien dengan perawatan di ruang ICU, PICCU, ICCU, HCU, Poli Bedah, dan perawatan inap, yang sebagian besar berasal dari kelompok usia pasien >60 tahun (56,77%). Berdasarkan kualifikasi sampel spesimen yang dikumpulkan diperoleh data sampel darah (10/ 6,45%), sputum (101/ 65,16%), pus (27/ 17,42%), urine (13/ 8,39%), feses (3/ 1,94%), dan cairan pleura (1/ 0,65%). Pengujian sensitivitas isolat K. pneumoniae ciprofloxacin diperoleh 72 (46,5%) isolat resistan, 73 (47%) sensitif, dan 10 (6,5%) isolat intermediat. Nilai prevalensi yang dimasukkan dalam rumus perhitungan untuk kasus resistansi ciprofloxacin selama bulan Agustus-Oktober 2022 sebesar 46,5%. Analisa mekanisme resistansi berdasarkan jumlah spesimen klinis 58 sampel dari 72 sampel resistan hal ini dikarenakan terdapat 14 sampel drop out tidak memenuhi kriteria inklusi sehingga tidak dapat dilanjutkan. Pembentukan biofilm menghasilkan nilai OD rata-rata diperoleh dengan uji produksi biofilm secara kuantitatif, berdasarkan nilai cut-off ODc = 0,089459, 41,3% (24/58) isolat masuk dalam kategori produsen biofilm yang kuat (rata-rata OD = 0,9401), 37,9% (22/58) sebagai biofilm sedang (rata-rata OD= 0,2428) dan 20,7% (12/58) sebagai produsen biofilm yang lemah (rata-rata OD = 0,1176). Permeabilitas porin ditunjukkan dengan nilai MIC ditemukan nilai MIC 1, 2, dan 4 mg/L dan jumlah sel bakteri rata-rata masing-masing 32x106 CFU/mL, 19x106 CFU/mL, dan 34x106 CFU/mL yang mengalami penurunan dari jumlah sel bakteri kontrol awal 10,15x107 CFU/mL. Terdapat hubungan korelasi signifikan produksi biofilm dengan jumlah sel bakteri nilai p=<0,05 yang mengidikasikan pembentukan biofilm berhubungan dengan jumlah sel bakteri. Aktivitas fenotipik efflux pump K. pneumoniae resistan ciprofloxacin MIC 1 mg/L, 2 mg/L dan 4 mg/L ketika diuji dengan metode Ethidium bromide (Et-Br)-Agar tidak menunjukkan fluoresensi pada konsentrasi Et-Br minimal 0,25 mg/L sampai maksimal 1,5 mg/L. Kombinasi EPI CPZ dan PAN dengan ciprofloxacin menunjukkan penurunan nilai MIC empat kali lipat dari nilai MIC awal. CPZ yang ditambahkan menurunkan Nilai MIC 1 mg/L menjadi 0,25 mg/L dengan jumlah sel bakteri 388 CFU/mL, lebih rendah dibandingkan nilai kontrol, dan pada nilai MIC 4 mg/L menjadi 1 mg/L tidak menunjukkan adanya pertumbuhan pada isolat bakteri uji. Senyawa PAN yang digunakan dapat menurunkan MIC 1 mg/L, 2 mg/L dan 4 mg/L masing-masing menjadi 0,25 mg/L, 0,5 mg/L, dan 1 mg/L dengan tidak ada pertumbahan sel bakteri. Nilai fold change ekspresi relatif mRNA OmpK35 (0,8925) dan OmpK36 (0,5877) menunjukkan ekspresi rendah pada isolat K. pneumoniae resistan Ciprofloxacin. Permeabilitas porin ekspresi gen OmpK35 dan gen OmpK36 berkorelasi positif dengan nilai MIC, masing-masing gen OmpK35 (nilai p=0,029*) dan gen OmpK36 (nilai p=0,016*). Mutasi gen gyrA dan gen parC sebagai indikator resistansi ciprofloxacin pada kinerja enzim DNA gyrase dan Topoisomerase IV. Hasil amplifikasi gen gyrA dan parC dari 58 isolat K. pneumoniae resistan ciprofloxacin masing-masing ∼626-630 bp, dan ∼460-480 bp. Hasil analisis sekuensing DNA ditemukan mutasi gyrA Ser21Asp (1), Ser21Ile(1), Ser21Arg (8), dan Ser83Tyr (10). Gen parC Trp10Tyr (1), Trp10Arg (6), Ser80Ile (2), Ser80Arg (8). Isolat K. pneumoniae yang resistan teruji memiliki mekanisme resistansi dengan memproduksi biofilm kualifikasi kuat, sedang dan lemah, serta rendahnya kemampuan permeabilitas sel porin. Kolerasi signifikan kuat terbentuk pada produksi biofilm dengan jumlah pertumbuhan sel bakteri pada nilai MIC, yang dapat meningkatkan kasus prevalensi resistansi. Aktivitas fenotipik efflux pump K. pneumoniae resistan tidak menunjukkan fluorosensi pada konsentrasi Et-Br minimal. Penghambatan kombinasi EPI CPZ dan PAN dengan ciprofloxacin mampu menurunkan empat kali lipat dari MIC awal, yang disertai penurunan jumlah sel bakteri bahkan mematikan bakteri. Profil mekanisme ekspresi gen OmpK35 dan gen OmpK36 menurun yang berkorelasi dengan peningkatan nilai MIC. Mutasi gen gyrA dan gen parC ditemukan pada isolat K. pneumoniae resistan yang ditandai dengan kemunculan pita (band) dari produk amplifikasi yang memiliki mutasi dengan perubahan posisi substitusi nukleotida pada gen gyrA dan gen parC. Kata kunci: biofilm, ciprofloxacin, efflux pump, Klebsiella pneumoniae, porin.

Actions (login required)

View Item