Antibiotik beta-laktam

07/07/2018 oleh : mmr

Antibiotik beta-laktam adalah salah satu obat yang paling sering diresepkan, dikelompokkan bersama berdasarkan fitur struktural bersama, cincin beta-laktam. Antibiotik beta-laktam meliputi:
1. Penisilin
2. Sefalosporin
3. Cephamycin
4. Carbapenems
5. Monobactams
6. Inhibitor beta-laktamase


Gambar 1. Mekanisme Transfer Gen Resistensi pada Bakteri
(Thenmozhi S et al. Int. J Pure app. Biosci. 2 (3): 207-226 (2014)

Resistensi bakteri terhadap antibiotik beta-laktam dapat diperoleh dengan beberapa rute. Gen dapat ditransfer dengan tiga cara utama yaitu (Gambar 1): transduksi (melalui bacteriophages dan integrons), konjugasi (melalui plasmid dan conjugative transposons) dan transformasi (melalui penggabungan kromosom DNA, plasmid ke dalam kromosom).
Selama transformasi gen kromosom ditransfer dari satu bakteri ke bakteri lainnya. Ketika bakteri yang mengandung gen resistensi mati, DNA telanjang dilepaskan ke lingkungan sekitarnya. Jika bakteri dengan kemiripan yang cukup dengan yang mati ada di sekitarnya, ia akan mampu mengambil DNA telanjang yang mengandung gen resistensi. Begitu berada di dalam bakteri, gen resistensi dapat ditransfer dari DNA telanjang ke kromosom bakteri inang melalui proses yang dikenal sebagai transformasi homolog. Seiring waktu, bakteri dapat memperoleh cukup banyak gen resistensi ini untuk menghasilkan remodeling segmen DNA inang. Jika kode segmen DNA yang direkodekan ini untuk enzim pengikat silang yaitu protein pengikat penisilin, hasilnya adalah produksi protein pengikat penisilin yang diubah. Protein pengikat penisilin yang berubah ini masih dapat melintasi lapisan peptidoglycan dinding sel, tetapi memiliki afinitas yang berkurang untuk antibiotik beta-laktam. Sehingga membuat bakteri resisten terhadap efek penicillin dan agen beta laktam lainnya.
Mekanisme penting kedua dimana bakteri menjadi resisten terhadap antibiotik beta-laktam adalah dengan produksi enzim yang mampu mengaktifkan atau memodifikasi obat sebelum memiliki kesempatan untuk menggunakan efeknya pada bakteri. Tergantung pada spesies bakteri gen yang mengkode enzim ini dapat ditemukan sebagai bagian dari DNA inang atau pada plasmid yang merupakan unit genetik yang mereplikasi diri kecil. Bakteri mampu melewati plasmid resistensi ini satu sama lain dengan konjugasi. Ketika dua bakteri bersentuhan satu sama lain, saluran kecil dibuat di antara mereka yang memungkinkan salah satu bakteri untuk meloloskan salinan plasmid perlawanan ke yang lain.
Jika plasmid ditranskripsikan dan diterjemahkan, bakteri akan mulai berproduksi dalam mengaktifkan enzim. Enzim-enzim ini mampu menghancurkan antibiotik beta-laktam yang dikenal sebagai beta laktamase. Dalam bakteri gram positif, enzim beta laktamase umumnya diinduksi menghasilkan sejumlah besar enzim yang diproduksi di hadapan obat. Pada bakteri gram negatif, enzim beta laktam diproduksi secara konstitutif, bahkan ketika antibiotik tidak ada. Bakteri gram positif melepaskan enzim beta-laktamase dari sel ke dalam lingkungan ekstraseluler di mana ia menginaktivasi obat sebelum memasuki sel bakteri. Sebaliknya bakteri gram negatif mempertahankan enzim laktamase beta dalam ruang periplasmik yang menghasilkan mekanisme yang lebih efisien daripada bakteri gram positif. Pada akhirnya penghancuran cincin beta-laktam dari antibiotik membuat ia tidak mampu mengikat protein penicillin yang mengikat dan dengan demikian bakteri menjadi resisten terhadap obat atau golongan obat.

 

-dr Maria Ulfa,MMR