IDENTIFIKASI PSEUDOMONAS

Pseudomonas berasal dari bahasa yunani yaitu pseudo berarti palsu dan monas berarti satu unit. Pseudomonas sp merupakan bakteri hidrokarbonoklastik yang mampu mendegradasi berbagai jenis hidrokarbon.

 Keberhasilan penggunaan bakteri Pseudomonas dalam upaya bioremediasi lingkungan akibat pencemaran hidrokarbon membutuhkan pemahaman tentang mekanisme interaksi antara bakteri Pseudomonas sp. dengan senyawa hidrokarbon.

Kemampuan bakteri Pseudomonas sp. dalam mendegradasi hidrokarbon dan dalam menghasilkan biosurfaktan menunjukkan bahwa isolat bakteri Pseudomonas sp. berpotensi untuk digunakan dalam upaya bioremediasi lingkungan akibat pencemaran hidrokarbon.

Genus pseudomonas terdiri dari sejumlah kuman batang gram negatif  yang tidak meragi karbohidrat, hidup aerob di tanah dan di air.

Dalam habitat alam tersebar luas dan memegang peranan penting dalam pembusukan zat organik. Bergerak dengan flagel polar, satu atau lebih. Beberapa diantaranya adalah fakultatif khemoliotrof, dapat memakai H2 atau CO sebagai sumber karbon katalase positif.

Ada yang patogen bagi binatang atau tanaman dan ada yang patogen bagi kedua-duanya. Kebanyakan spesies pseudomonas tidak menyebabkan infeksi pada manusia, tetapi kuman ini penting karena bersifat oportunis patogen, dapat menyebabkan infeksi pada individu dengan ketahanan tubuh yang menurun.

Infeksi biasanya gawat, sulit diobati dan biasanya merupakan infeksi nosokomial. Genus pseudomonas mempunyai spesies paling sedikit 10-12 yang penting dalam klinik. Klasifikasi pseudomonas berdasar pada homologi rRNA atau DNA dan sifat pertumbuhannya.

Spesies-spesies pseudomonas :

Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas flouresen

Pseudomonas putida

Pseudomonas stutzeri

Pseudomonas mendocina

Pseudomonas aeruginosa

A.           Gambaran umum

          Pseudomonas aeruginosa merupakan patogen utama bagi manusia. Bakteri ini kadang-kadang mengkoloni pada manusia dan menimbulkan infeksi apabila fungsi pertahanan inang abnormal. Oleh karena itu, P.aeruginosa disebut patogen oportunistik, yaitu memanfaatkan kerusakan pada mekanisme pertahanan inang untuk memulai suatu infeksi. Bakteri ini dapat juga tinggal pada manusia yang normal dan berlaku sebagai saprofit pada usus normal dan pada kulit manusia. Tetapi, infeksi P.aeruginosa menjadi problema serius pada pasien rumah sakit yang menderita kanker, fibrosis kistik dan luka bakar. Angka fatalitas pasien-pasien tersebut mencapai 50 %. P. aeruginosa termasuk dalam genus Pseudomonas,  bakteri gram negatif, berbentuk tangkai, polar dan berflagel.

B.           Klasifikasi Ilmiah

Kingdom       :        Bacteria

Phylum         :        Proteobacteria

Class            :        Gamma Proteobacteria

Order           :       Pseudomonadales

Family          :        Pseudomonadaceae

Genus           :       Pseudomonas

Species         :       Pseudomonas aeruginosa

C.           Morfologi dan Identifikasi

Pseudomonas aeruginosa berbentuk batang dengan ukuran sekitar 0,6 x 2 μm. Bakteri ini terlihat sebagai bakteri tunggal, berpasangan, dan terkadang membentuk rantai yang pendek. P. aeruginosa termasuk bakteri gram negatif. Bakteri ini bersifat aerob, katalase positif, oksidase positif, tidak mampu memfermentasi tetapi dapat mengoksidasi glukosa/karbohidrat lain, tidak berspora, tidak mempunyai selubung (sheat) dan mempunyai flagel monotrika (flagel tunggal pada kutub) sehingga selalu bergerak.

Bakteri ini dapat tumbuh di air suling dan akan tumbuh dengan baik dengan adanya unsur N dan C. Suhu optimum untuk pertumbuhan P. aeruginosa adalah 42^o C. P. aeruginosa mudah tumbuh pada berbagai media pembiakan karena kebutuhan nutrisinya sangat sederhana. Di laboratorium, medium paling sederhana untuk pertumbuhannya digunakan asetat (untuk karbon) dan ammonium sulfat (untuk nitrogen).

Pembiakan dari spesimen klinik biasanya menghasilkan satu atau dua tipe koloni yang halus :

a.  Koloni besar dan halus dengan permukaan rata dan meninggi.

b.  Koloni halus dan mukoid sebagai hasil produksi berbahan dari alignat. Tipe ini sering didapat dari sekresi saluran pernafasan dan saluran kemih.

Alignat merupakan suatu eksopolisakarida yang merupakan polimer dari glucoronic acid dan mannuronic acid, berbentuk gel kental disekeliling bakteri. Alignat ini memungkinkan bakteri untuk membentuk biofilm, yaitu kumpulan koloni sel-sel mikroba yang menempel pada suatu permukaan misalnya kateter intravena atau jaringan paru. Alignat dapat melindungi bakteri dari pertahanan tubuh inang, seperti limfosit, fagosit, silia, di saluran pernafasan, antibodi, dan komplemen. P. aeruginosa membentuk biofilm untuk membantu kelangsungan hidupnya saat membentuk koloni pada paru-paru manusia.

Terkadang menghasilkan bau yang manis dan menyerupai anggur. Koloni yang dibentuk halus bulat dengan warna fluoresensi yang kehijau-hijauan. Bakteri ini menghasilkan pigmen yang tak berfluoresensi kehijauan (plosianin). Strain P. aeruginosa menghasilkan pigmen yang berfluoresensi antara lain: piooverdin (warna hijau), piorubin (warna merah gelap), piomelanin (hitam). P. aeruginosa yang berasal dari koloni yang berbeda mempunyai aktivitas biokimia, enzimatik dan kepekaan antimikroba yang berbeda.

        Pili (fimbriae) menjulur dari permukaan sel dan membantu pelekatan pada sel epitel inang. Lipopolisakarida yang terdapat  dalam banyak imunotipe merupakan salah satu faktor virulensi dan juga melindungi sel dari pertahanan tubuh inang. P. aeruginosa dapat digolongkan berdasarkan imunotipe lipopolisakarida dan kepekaannya terhadap piosin (bakteriosin). Produk ekstraseluler yang dihasilkan berupa enzim-enzim, yaitu elastase protease dan dua hemolisin, fosfolipase C yang tidak tahan panas dan rhamnolipid.

P. aeruginosa resisten terhadap konsentrasi tinggi garam dan zat pewarna, antiseptik, dan banyak antibodi yang sering digunakan. Suatu studi intensif menyatakan bakteri ini mempunyai gen untuk resistensi terhadap merkuri, disebut gen mer yang berada dalam plasmid.

Kemampuan P. aeruginosa menyerang jaringan bergantung pada reproduksi enzim-enzim dan toksin-toksin, yang merusak barier tubuh dan sel-sel inang. P. aeruginosa seperti yang dihasilkan bakteri Gram-negatif lain, misalnya endotoksin menyebabkan gejala sepsis dan syok septik, eksotoksin A menyebabkan nekrosis jaringan, enzim-enzim ekstra seluler bersifat histotoksik dan mempermudah infasi kedalam pembuluh darah.

D.   Siklus Hidup

Adanya rangsangan dari lingkungan (luar tubuh) akan memicu pengaturan yang memberikan sinyal kepada system penginderaan berupa sinyal mikroba. Kemudian bakteri ini akan membenrtuk sel planktonik yang kemudian membuat formasi biofilm. Pembentukan biofilm dimulai dengan terangkatnya mikroorganisme bebas-mengambang ke permukaan. Koloni pertama menuju ke permukaan secara perlahan (gaya van der Waals yang reversible). Jika koloni tidak segera dipisahkan dari permukaan, mereka dapat membuat diri mereka  lebih permanen dengan menggunakan struktur sel adhesi seperti pili. Koloni pertama memfasilitasi kedatangan sel lain dengan menyediakan situs adhesi lebih beragam dan mulai membangun matriks yang memegang biofilm bersama-sama. Tahap akhir pembentukan biofilm dikenal sebagai pembangunan, dan tahap di mana biofilm didirikan dan hanya dapat berubah dalam bentuk dan ukuran.  Perkembangan biofilm memungkinkan untuk koloni sel agregat (ies) menjadi semakin resisten antibiotik.  Formasi biofilm ini akan mengirimkan sinyal ke sel inang. Setelah proses pembentukkan biofilm, sel inang  mengirimkan sinyal sitokinesis kepada bakteri ini yang kemudian menghasilkan sinyal adanya molekul metabolit sekunder.

Pseudomonas aeruginosa akan keluar dari sumbernya, mengalami penyebaran dan mempunyai gerbang masuk bagi inang yang rentan. Pseudomonas aeruginosa akan keluar dari saluran yang telah diinfeksinya. Apabila menginfeksi pada saluran pernapasan maka akan meninggalkan saluran tersebut dan berpindah pada inang rentan yang lain. Mengingat Pseudomonas aeruginosa merupakan patogen nosokomial, cara pemindahsebarannya dapat melalui penanganan dan penggunaan alat yang tidak steril. Kemudian akan menginfeksi inang lain yang rentan pada bagian tertentu misalnya saluran kencing. Inang rentan ini biasanya pasien bedah, pasien yang terluka atau luka bakar, pasien yang menjalani pengobatan radiasi, juga pasien dengan peralatan yang menembus tubuh.

E.   Reaksi biokimia

Kuman ini dapat mencairkan gelatin dan tidak membentuk H2S. Indol (-) dan kadang-kadang terjadi false indol (+). Hal ini, terjadi bila dipakai reagensia Erlich dan sebaiknya memakai reagensia dari Kovac. Tidak memecah urea.
P. aerugonisa merupakan organisme yang sangat mudah beradaptasi dan dapat memakai 80 gugus organik yang berbeda untuk pertumbuhannya dan amonia sebagai sumber nitrogen.

Dapat tumbuh pada perbenihan yang dipakai untuk isolasi kuman Enterobacteriaceae dan mempunyai kemampuan untuk menolerir keadaan alkalis, jiuga dapat tumbuh pada perbenihan untuk kuman fibrio. Meskipun, pseudomonas merupakan organisme aerob, tetapi ia dapat mempergunakan nitrat dan arginin sebagai aseptor elektron dan tumbuh secara an aerob.

Suhu pertumbuhan optimum ialah 35⁰C tetapi dapat juga tumbuh 42⁰C. Hasil isolasi bahan klinik sering memberikan beta hemolisis pada agar darah.

P. aerugonisa adalah satu-satunya spesies yang menghasilkan:

1. piosianin, suatu pigmen yang larut dalam kloroform. Strain lainnya menghasilkan pigmen fenazin.

2. fluorezen, suatu pigmen yang larut dalam air. Beberapa strain menghasilkan pigmen darah.

F.    Epidemiologi

P. aerugonisa terdapat di tanah dan air, dan pada ±10% orang merupakan flora normal di kolon (usus besar). Dapat dijumpai pada daerah lembab di kulit dan dapat membentuk koloni pada saluran pernapasan  bagian atas pasien-pasien rumah sakit.

P. aerugonisa dapat dijumpai  di banyak tempat di rumah sakit, disinfektan, alat bantu pernapasan, makanan, saluran pembuangan air, dan kain pel merupakan beberapa contoh resevoir. Selain itu, dapat juga lewat hewan (lalat, nyamuk, dsb) yang telah tercemar. Pseudomonas aeruginosa menyebabkan kontaminasi pada perlengkapan anestesi dan terapi pernafasan, cairan intravena, bahkan air hasil proses penyulingan. Suatu penelitian di unit perawatan intensif neonatus menyatakan bahwa    P. aerugonisa  paling sering membentuk koloni di saluran pernapasan dan saluran cerna. Hal ini terutama dijumpai pada bayi prematur oleh karena pH lambung sering tinggi sehingga mendukung pertumbuhan bakteri. Penyebaran terjadi dari pasien ke pasien lewat tangan karyawan rumah sakit, melalui kontak langsung dengan reservoir, atau lewat pencernaan makanan dan minuman yang terkontaminasi.

P. aerugonisa  menyebabkan kontaminasi pada perlengkapan anestesi dan terapi pernapasan , cairan intravena, bahkan air hasil proses penyulingan. Endoskopi, termasuk bronkoskopi adalah alat-alat medik yang paling sering dihubungkan dengan berjangkitnya infeksi nosokomial. Suatu penelitian di AS membuktikan bawa dari 414 pasien yang menjalani prosedur bronkoskopi didapati 9,4% infeksi saluran napas atas dan bawah serta infeksi lewat aliran darah, dan pada 66,7% dari infeksi tersebut didapati P. aerugonisa sesudah dilakukan kultur.

Karena merupakan patogen nosokomial maka metode untuk mengendalikan infeksi ini mirip dengan metode untuk patogen nosokomial lainnya. Kemampuannya untuk tumbuh subur dalam lingkungan yang basah menuntut perhatian khusus pada bak cuci, bak air, pancuran, bak air panas, dan daerah basah yang lain. Untuk mencegah terkontaminasinya kolam renang umum, dilakukan klorinasi terhadap air kolam renang, menghindari lantai kolam renang yang kasar untuk mengurangi gesekan pada kulit, dan membersihkan lantai kolam renang beserta saluran air menggunakan senyawa ammonium quaternium diikuti penggunaan ozone untuk memecah biofilm.

Untuk tujuan epidemiologi, strain dapat ditentukan tipenya berdasarkan kepekaan terhadap piosin dan imunotipe lipopolisakaridanya. Vaksin dari jenis yang tepat yang diberikan pada penderita dengan risiko tinggi akan memberikan perlindungan sebagian terhadap spesies Pseudomonas. Terapi semacam itu telah digunakan secara ekperimental pada penderita leukimia, luka bakar, fibrosis kistik, dan imunosupresi.

G.   Patogenesis

Faktor sifat yang memungkinkan organisme mengatasi pertahanan tubuh normal dan menimbulkan penyakit ialah : pili, yang melekat dan merusak membran basalis sel; polisakarida simpai, yang meningkatkan perlekatan pada jaringan tetapi tidak menekan fagositosis; suatu hemolisin yang memiliki aktivitas fosfolipasa; kolagenasa dan elastasa dan flagel untuk membantu pergerakan.

Sedangkan faktor yang menentukan daya patogen adalah LPS mirip dengan yang ada pada Enterobacteriaceae; eksotoksin A, suatu transferasa ADP-ribosa mirip dengan toksin difteri yang menghentikan sintesis protein dan menyebabkan nekrosis di dalam hati; eksotoksin S yang juga merupakan transferasa ADP-ribosa yang mampu menghambat sintesis protein eukariota.

Produksi enzim-enzim dan toksin-toksin yang merusak barrier tubuh dan sel-sel inang menentukan kemampuan Pseudomonas aeruginosa menyerang jaringan. Endotoksin P. aeruginosa seperti yang dihasilkan bakteri Gram-negatif lain menyebabkan gejala sepsis dan syok  septik. Eksotoksin A menghambat sintesis protein eukariotik dengan cara kerja yang sama dengan cara kerja toksin difteria (walaupun struktur kedua toksin ini tidak sama) yaitu katalisis pemindahan sebagian ADP-ribosil dari NAD kepada EF-2. Hasil dari kompleks ADP-ribosil-EF-2 adalah inaktivasi sintesis protein sehingga mengacaukan fungsi fisiologik sel normal. Enzim-enzim ekstraseluler, seperti elastase dan protease mempunyai efek hidrotoksik dan mempermudah invasi organisme ini ke dalam pembuluh darah.

Antitoksin terhadap eksotoksin A ditemukan dalam beberapa serum manusia, termasuk serum penderita yang telah sembuh dari infeksi yang berat. Psiosianin merusak silia dan sel mukosa pada saluran pernafasan. Lipopolisakarida mempunyai peranan penting sebagai penyebab timbulnya demam, syok, oliguria, leukositosis, dan leukopenia, koagulasi intravaskular diseminata, dan sindroma gagal pernafasan pada orang dewasa. Strain Pseudomonas aeruginosa yang punya sistem sekresi tipe III, secara signifikan lebih virulen dibandingkan dengan yang tidak punya sistem sekresi tersebut. Sistem sekresi tipe III adalah sistem yang dijumpai pada bakteri gram negatif, terdiri dari sekitar 30 protein yang terbentang dari bagian dalam hingga luar membran sel bakteri, berfungsi seperti jarum suntik yang menginjeksi toksin-toksin secara langsung ke dalam sel inang sehingga memungkinkan toksin mencegah netralisasi antibodi.

Pseudomonas aeruginosa menimbulkan berbagai penyakit diantaranya yaitu :

·                Infeksi pada luka dan luka bakar menimbulkan nanah hijau kebiruan

·                Infeksi saluran kemih.

·                Infeksi pada saluran napas mengakibatkan pneumonia yang disertai nekrosis.

·                Otitis eksterna ringan pada perenang.

·                Infeksi mata.

H.   Gejala Klinik

Gejalanya tergantung bagian tubuh yang terkena, tetapi infeksi ini cenderung berat:

a.         Infeksi pada luka atau luka bakar, ditandai dengan nanah biru-hijau dan bau manis seperti anggur. Infeksi ini sering menyebabkan daerah ruam berwarna hitam keunguan dengan diameter sekitar 1 cm, dengan koreng di tengahnya yang dikelilingi daerah kemerahan dan pembengkakan. Ruam ini sering timbul di ketiak dan lipat paha. Hal ini dapat juga dialami oleh penderita kanker.

b.        Infeksi saluran kemih, biasanya kronis dan terjadi pada    orang yang sudah tua.

c.         Pneumonia, pada fibrosis kistik mungkin terjadi kolonisasi kuman strain yang berlendir pada paru-paru. Infeksi paru-paru pada penderita bila menghirup Pseudomonas aeruginosa dalam jumlah besar pada alat bantu pernafasan yang tercemar. Sering menyebabkan gangguan mental, renjatan septik gram negatif dan sianosis yang semakin berat.

d.        Otitis eksterna maligna, suatu infeksi telinga, bisa menyebabkan nyeri telinga hebat dan kerusakan saraf dan sering terjadi pada penderita kencing manis.

e.    Infeksi mata, Pseudomonas aeruginosa bisa menyebabkan koreng pada mata, mencemari lensa mata dan cairan lensa.

I.    Diagnosis

Biakan merupakan tes spesifik untuk diagnosis infeksi Pseudomonas aeruginosa. Bakteri batang gram negatif nonfermenter mudah tumbuh pada media isolasi primer rutin dan mudah diisolasidari spesimen klinik atau lingkungan rumah sakit. Biasanya diisolasi pada media agar pepton dengan atau tanpa penambahan 5% darah domba atau kelinci, meskipun media yang diperkaya darah tidak menjadi dasar untuk isolasi bakteri ini. Selain agar darah, untuk isolasi primer digunakan salah satu media diferensial, misalnya agar MacConkey atau eosinmetlrylene blue. Pada media diferensial tersebut Pseudomonas aeruginosa tumbuh sebagai koloni yang tidak memfermentasi laktosa (tidak berwarna). Media isolasi primer biasanya diinkubasi pada 35° C atau 37°C. Media mengandung cetrimide, irgasan, C-390, sodium lauroyl sarcosine, atau senyawa yang sama, digunakan untuk isolasi selektif.

Prosedur skrining untuk membedakan Pseudomonas aeruginosa dari genus yang sama dan spesies nonfermenter lainnya adalah bau, pigmentasi, morfologi koloni, reaksi pada pewarnaan Gram,morfologi fagel, bentuk penggunaan glukosa, produksihidrogen sulfida, arginin dihidrolase clan indofenol oksidase, pertumbuhan pada 42°C, clan proses oksidasi glukosa, xylosa, laktosa, dan maltosa pada media basal oxidative fermentative (OF). 

Lebih kurang 15% dari seluruh gram negatif yang diisolasi dari spesimen klinik adalah nonfermenter, dan lebih kurang 70% dari isolat tersebut adalah Pseudomonas aeruginosa piosianogenik. Untuk membedakan dari isolat lainnya, diperlukan metode identifikasi tambahan. Uji serologik, bactertophage, pola bakteriosin, profil plasmid, dan profil enzim telah digunakan sebagai penanda epidemiologik atau sarana penelitisn untuk identifikasi Pseudomonas aeruginosa. Antibodi monoklonaldan hibridisasi DNA juga telah digunakan untuk identifikasi.

I.    Pengobatan dan Pencegahan

Pseudomonas aeruginosa meningkat secara klinik karena resisten terhadap berbagai antimikroba dan memiliki kemampuan untuk mengembangkan tingkat Multi Drug Resistance (MDR) yang tinggi. Definisi dari MDR-PA (Multi Drug Resistance- Pseudomonas aeruginosa) adalah resisten paling tidak terhadap 3-antimikroba yaitu kelas β-laktam, carbapenem, aminoglikosida, dan fluoroquinon. Pseudomonas aeruginosa tidak boleh diobati dengan terapi obat tunggal karena tingkat keberhasilan rendah dan bakteri dengan cepat jadi resisten. Pola kepekaan bakteri ini bervariasi secara geografik. Maka, diperlukan tes kepekaan sebagai pedoman untuk pemilihan terapi antimikroba. Penisillin bekerja aktif terhadap Pseudomonas aeruginosa antara lain: tikarsilin, mezlosilin, dan pipeasilin digunakan dengan dikombinasikan bersama aminoglikosida biasanya gentamisin, tobramisin/ amikasin. Obat lain yang aktif terhadap Pseudomonas aeruginosa antara lain aztreonam; imipinem; kuinolon baru, termasuk siprofloksasin.

Sefalosporin generasi baru, seftazidim dan sefoperakson aktif melawan Pseudomonas aeruginosa. Seftazidim digunakan secara primer pada terapi infeksi Pseudomonas aeruginosa.

Pseudomonas aeruginosa sering kali merupakan flora normal yang melekat pada tubuh kita dan tidak akan menimbulkan penyakit selama pertahanan tubuh normal. Karena itu, upaya pencegahan yang paling baik adalah dengan menjaga daya tahan tubuh agar tetap tinggi. Upaya pencegahan penularan penyakit pada pasien yang dirawat di rumah sakit dilakukan dengan cara kerja steril atau aseptis yang dilakukan oleh setiap personil rumah sakit (medis dan paramedis) dengan penuh rasa tanggung jawab.

Sumber:

Dwidjoseputro,D. 1998. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta: Djambatan. Dan dari berbagai sumber lain.