Permintaan global akan sumber protein sebagian besar dipenuhi oleh bisnis ayam, yang dianggap sebagai industri penting. Saat ini, burung puyuh diakui sebagai spesies alternatif yang signifikan dan menjanjikan yang memiliki banyak manfaat dibandingkan spesies unggas lainnya. Daging burung puyuh telah mendapatkan banyak popularitas di banyak negara karena kandungan proteinnya yang tinggi dan unsur-unsur penting lainnya. Produksi burung puyuh memiliki sejumlah kendala dan kesulitan. Salah satunya adalah kerentanan terhadap penyakit yang disebabkan oleh bakteri. Prevalensi berbagai isolat bakteri yang dapat ditemukan pada burung puyuh, salah satunya adalah Klebsiella pneumonia.
Infeksi K. pneumoniae dari inang ke inang membutuhkan kontak dekat dan umumnya terjadi melalui jalur fekal-oral. Di lingkungan alami, tempat kolonisasi mukosa awal cenderung berada di orofaring dan saluran pencernaan. Peristiwa kolonisasi ini umumnya asimptomatik. Klebsiella mengkolonisasi berbagai tempat di tubuh seperti saluran hidung dan pencernaan. Kolonisasi ini dapat berkembang menjadi infeksi ketika sistem kekebalan tubuh inang gagal mengendalikan pertumbuhan patogen, dan ketika sistem kekebalan tubuh terganggu. Untuk bertahan hidup dengan baik di dalam tubuh inang, K. pneumoniae memanfaatkan bantuan faktor virulensinya.
Faktor virulensi K. pneumoniae yang telah diidentifikasi meliputi kapsul, lipopolisakarida, siderofor, dan fimbriae (pili). Fimbriae yang paling banyak diteliti adalah tipe 1 dan 3. Fimbriae yang sensitif terhadap manosa, atau fimbriae tipe 1, memiliki kemampuan untuk mengikat manosa terlarut sebagai inhibitor kompetitif. Subunit fimbriae utama, FimA, protein adhesi apikal minor, dan FimH membentuk fimbriae tipe 1. FimH mengandung manosa dan mendorong adhesi ke permukaan inang. FimH adalah faktor adhesi yang terkait dengan pembentukan biofilm. Salah satu ciri virulensi bakteri yang signifikan adalah kemampuannya untuk membuat biofilm, yang merupakan penyebab utama sejumlah besar infeksi kronis.
Beberapa mikroba, seperti K. pneumoniae, memiliki ciri patogenisitas yang signifikan: kemampuan untuk membuat biofilm. Populasi mikroba yang sangat terorganisir yang dikenal sebagai biofilm menunjukkan peningkatan resistensi terhadap pertahanan inang dan agen antimikroba. Biofilm melindungi bakteri dari antibiotik dan reaksi imunologis.
Melalui pembentukan biofilm yang meningkatkan persistensinya pada permukaan jaringan organisme, K. pneumoniae dapat melindungi kuman dari kondisi inang yang berbahaya (seperti hipoksia dan kekurangan nutrisi) dan obat antimikroba. Resistensi terhadap obat antimikroba 10“1000 kali lebih kuat pada keadaan biofilm K. pneumoniae dibandingkan pada tahap planktonik, dan biofilm terkait erat dengan tingkat resistensi yang tinggi pada isolat klinis bakteri (Huang et al., 2022). Hal ini dapat mempersulit diagnosis dan pengobatan. Gen FimH diidentifikasi 91% dari K. pneumoniae yang diisolasi dari usap anus ayam petelur dan lingkungan di peternakan ayam di Xinjiang, Cina. Informasi mengenai gen FimH pada burung puyuh belum banyak dilaporkan, sehingga tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan gen virulensi FimH pada burung puyuh di Indonesia.
Dalam penelitian ini, isolat K. pneumoniae yang diperoleh dari swab kloaka burung puyuh
di pasar Kota Surabaya menunjukkan bahwa 85% (11/13) sampel positif membawa gen fimH, yang dideteksi melalui pengujian PCR pada fragmen 580 bp. Temuan ini menunjukkan bahwa sebagian besar isolat memiliki potensi virulensi yang tinggi, karena gen ini memainkan peran penting dalam mekanisme adhesi bakteri ke sel inang. Penelitian Alwan tahun 2024 yang melaporkan deteksi gen FimH pada 100% isolat K. pneumoniae dengan ukuran amplikon sekitar 550 bp, menunjukkan bahwa keberadaan gen ini merupakan ciri umum pada banyak isolat K. pneumoniae dari berbagai sumber, termasuk lingkungan dan hewan.
Gen FimH mengkode subunit minor FimH, protein adhesin yang terletak di ujung fimbria tipe 1, yang berperan dalam perlekatan bakteri ke permukaan sel epitel inang. Fimbria tipe 1 dan 3 adalah struktur filamen halus yang menonjol dari permukaan sel bakteri dan merupakan mediator utama kolonisasi awal selama infeksi. Fimbria tipe 1 merupakan faktor patogenisitas utama bagi K. pneumoniae, yang memungkinkan bakteri untuk menempel pada jaringan mukosa saluran pernapasan, usus, dan saluran kemih. Proses adhesi ini merupakan langkah awal yang penting dalam pembentukan biofilm, yang kemudian memperkuat kemampuan bakteri untuk bertahan hidup di lingkungan yang tidak menguntungkan, termasuk di dalam tubuh inang dan pada permukaan peralatan ternak.
Biofilm adalah komunitas mikroba yang tersusun dalam matriks ekstraseluler kompleks yang terdiri dari polisakarida, protein, enzim, dan asam nukleat. Struktur biofilm memberikan perlindungan terhadap kondisi lingkungan ekstrem, fagositosis, dan paparan antibiotik. Dalam konteks infeksi, keberadaan biofilm merupakan penyebab utama infeksi kronis karena membuat bakteri lebih sulit dieliminasi baik oleh sistem kekebalan tubuh maupun terapi antimikroba. Pembentukan biofilm adalah mekanisme pertahanan utama bagi bakteri patogen untuk meningkatkan kolonisasi dan persistensi di jaringan inang.
Biofilm juga memainkan peran penting dalam mekanisme resistensi antibiotik, karena lapisan matriksnya dapat menghambat penetrasi antibiotik ke dalam sel bakteri. Bakteri yang hidup di dalam biofilm menunjukkan tingkat resistensi hingga 1.000 kali lebih tinggi daripada bakteri planktonik. Hal ini menjelaskan mengapa terapi antibiotik sering gagal mengobati infeksi yang disebabkan oleh bakteri pembentuk biofilm seperti K. pneumoniae. Selain itu, penggunaan antibiotik yang tidak rasional dapat mempercepat seleksi bakteri resisten, yang mengakibatkan infeksi berulang yang sulit diobati.
Temuan ini menunjukkan bahwa peternakan dan pasar unggas, termasuk burung puyuh, dapat menjadi reservoir penting bagi bakteri K. pneumoniae yang membawa faktor virulensi FimH. Dengan kemampuan mereka untuk membentuk biofilm dan kecenderungan resistensi yang tinggi, isolat ini berpotensi menimbulkan risiko zoonosis dan menyebarkan resistensi antimikroba kepada manusia melalui rantai makanan atau kontak langsung. Oleh karena itu, deteksi dan karakterisasi gen virulensi seperti FimH pada isolat dari hewan dan lingkungan pasar memiliki signifikansi epidemiologis yang besar dalam upaya mengendalikan penyebaran K. pneumoniae patogen di masyarakat.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa 85% (11/13) gen FimH terdeteksi pada K. pneumoniae dari usap burung puyuh yang dikumpulkan di pasar kota Surabaya. Hal ini dapat menjadi masalah dalam penerapannya dan meningkatkan sanitasi dan kebersihan di sektor peternakan. Menerapkan biosafety dan biosecurity dalam pengelolaan kandang untuk memastikan keamanan pangan bagi masyarakat sesuai dengan konsep “aman dari peternakan sampai meja makan” yang merupakan tujuan kesehatan masyarakat veteriner dalam menciptakan masyarakat Indonesia yang sehat.
Penulis korespondensi: Prof. Dr. Mustofa Helmi Effendi, drh., DTAPH
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Lucky R. Putri, Maria O. Keytimu, Ummi Rahayu, Wiwiek Tyasningsih, Mustofa H. Effendi*, John Y.H. Tang, Aswin R. Khairullah, Saifur Rehman, Dea A.A. Kurniasih, Bima P. Pratama, Daniah A. Afnani, Riza Z. Ahmad. Detection of FimH gene of Klebsiella pneumoniae isolate from quail cloacal swab in Surabaya city market. Journal of Advanced Veterinary Research (2026): Volume 16, Issue 2, 223-226
