Resistensi antibiotik telah menjadi masalah besar skala global sebagai akibat dari penggunaannya untuk pengobatan penyakit manusia dan hewan. Penggunaan antibiotik jangka panjang akan berpengaruh pada ekologi bakteri normal, dimana bakteri patogen beradaptasi dan berubah untuk bertahan hidup. Escherichia coli adalah bakteri yang mudah mendapatkan enzim yang diekspresikan oleh suatu gen resistensi terhadap antimikroba. Enzim yang mempunyai kemampuan menginaktifkan antibiotik penisilin, generasi ketiga sefalosporin, dan monobaktam diketahui dihidrolisis oleh enzim yang disebut extended spectrum beta-laktamase (ESBL) dari bakteri E. coli, enzim ini menjadi subjek penelitian ekstensif di beberapa negara.
Penyebaran dan perpindahan E. coli dengan ESBL bisa terjadi melalui rantai pasokan makanan, terkontaminasi tinja, air yang terkontaminasi, dan limbah berbahaya. Gejala atau kelainan klinis yang disebabkan oleh E. coli bisa muncul seperti infeksi saluran kemih, dan penyakit diare. Mastitis adalah suatu kondisi yang dapat mempengaruhi hewan menyusui dan telah dikaitkan dengan infeksi E.coli. Menurut penelitian dari 2019, 5,21% sampel E. coli pada feses sapi perah di Indonesia adalah strain penghasil ESBL. Data dari sampel susu sapi perah menunjukkan kejadian ESBL E. coli hingga 2,15% pada tahun 2021. Tambahan penelitian tentang prevalensi ESBL E. coli pada tahun 2021 pada sampel peternakan sapi perah menunjukkan angka tersebut mencapai 54%. Namun diperkirakan pada tahun 2022 hingga 0,18% sampel susu dan area sekitar sapi perah peternakan akan memiliki ESBL yang dihasilkan oleh E. coli. Lingkungan kandang sapi perah mungkin mengandung berbagai bakteri yang mempunyai elemen resistensi antimikroba. Elemen genetik dapat berpindah antar spesies bakteri, dan transmisi elemen resistensi ke elemen lain bakteri melalui plasmid dan transposon dapat dipercepat dan ditingkatkan oleh aktivitas hewan dan limbah pertanian dan manusia yang mencemari lingkungan. Lingkungan yang optimal dalam aspek penyediaan unsur resistensi bakteri dapat menjadi sumber utama dari mana unsur-unsur tersebut berpindah ke bakteri yang berpotensi menginfeksi manusia, hewan, atau lingkungan lainnya.
E. coli memerlukan perhatian yang cermat karena kemampuannya yang kuat untuk mentransmisikan gen resistensi di dalam dan antar spesies. Ketika E. coli dengan kapasitas untuk memproduksi enzim ESBL menginfeksi manusia dan hewan lain, hal ini menimbulkan ancaman serius. Enzim ESBL dalam E. coli dikodekan oleh beberapa gen penyandi ESBL yang berbeda, termasuk gen blaTEM, blaSHV, dan blaCTX-M yang ditemukan dalam plasmid bakteri. Dari ketiganya, gen blaCTX-M mendominasi bakteri E. coli, dan itu dapat diekspresikan bersama dengan gen blaTEM membuat enzim ESBL. Sebuah penelitian sebelumnya menemukan fenomena mayoritas gen blaSHV dan blaTEM menjadi tidak aktif, membuat gen blaCTX-M lebih tersebar luas pada bakteri E. coli. Seperti disebutkan di atas, enzim ESBL menghidrolisis penisilin, sefalosporin generasi ketiga, dan monobaktam, artinya tiga kelas antibiotik diinaktifkan oleh bakteri yang memproduksi enzim ESBL.
Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi secara molekuler gen blaTEM dan blaCTX-M pada E. coli yang ditemukan dalam sampel susu dari peternakan sapi perah di Tulungagung, Indonesia.
E. coli yang memproduksi enzim ESBL yang ada dalam susu cukup berbahaya sehingga memerlukan perhatian khusus, karena hal ini bakteri dapat membahayakan konsumen manusia dan anak sapi. Saat anak sapi perah sedang menyusui, E. coli dapat ditemukan dalam susunya, meskipun tidak menunjukkan gejala mastitis. Hal ini menunjukkan bahwa kebersihan kandang pemerahan yang tidak memadai juga menjadi penyebabnya risiko kontaminasi dari E. coli pada susu sapi. Sulit untuk menemukan alternatif obat untuk mengobati mastitis yang disebabkan oleh infeksi dengan ESBL E. coli. Hewan dapat bertanggung jawab pada penyebaran penyakit pada manusia, dan manusia dapat tertular baik langsung dari hewannya, atau secara tidak langsung melalui makanan yang tercemar kotoran hewan.. Banyak jalur potensial penularan E. coli yang menghasilkan ESBL dan membuat penyelidikan epidemiologi menjadi sangat sulit.
Hasil identifikasi molekuler menunjukkan tiga (2,97%) isolat yang mempunyai sifat multidrug resistant (MDR) E. coli terdeteksi memiliki gen blaTEM dan satu (0,99%) isolat MDR E. coli dikonfirmasi terdeteksi gen blaCTX-M. Kehadiran ESBL E. coli dalam susu bisa jadi terkait dengan proses pemerahan dan tidak memadai sanitasi lingkungan. Kontaminasi disebabkan oleh cara yang tidak tepat dan tidak bersih pada penanganan susu, khususnya pada saat proses pemerahan susu. Memahami dan mengidentifikasi potensi membatasi penyebaran gen dan infeksi E. coli yang mengkode ESBL pada manusia memerlukan pendekatan terpadu.
Penemuan blaTEM dan blaCTX-M gen dalam sampel susu dari peternakan sapi perah di Tulungagung, Indonesia memprihatinkan dan membutuhkan tindakan cepat untuk mencegah penyebaran gen resisten terhadap antibiotik. Terlebih lagi, ini merupakan potensi ancaman baru multidrug resistant (MDR) yang dapat menyebar dan membahayakan kesehatan masyarakat. Bakteri yang bersifat MDR bisa jadi mengkontaminasi susu dari sumber terdekat dari polutan urine dan feses sapi perah. Jadi perlu untuk menjaga kebersihan lingkungan untuk mencegah kontaminasi menyebar secara luas, dan memang demikian sangat penting untuk dilakukannya di daerah yang dekat dengan peternakan sapi perah. Faktor risiko tambahan untuk MDR E. coli, seperti penggunaan antibiotik dan manajemen peternakan sapi perah secara umum, harus diselidiki dalam studi masa depan. Untuk menghambat penyebaran dan peningkatan prevalensi MDR E. coli, khususnya kebersihan dalam proses pemerahan harus terjamin dan harus ada metode pengolahan air limbah yang lebih menyeluruh harus dirancang dengan segera. Untuk mencegah peningkatan kejadian ESBL E. coli, penting untuk ditingkatkan kesadaran masyarakat akan pentingnya sanitasi dan kebersihan, dan inisiatif yang sesuai harusdiarahkan. Pendekatan integratif One Health mungkin bisa membantu alternatifnya dapat diterapkan sebagai strategi pencegahan jika hal tersebut terjadi pelaksanaannya berkesinambungan.
Penulis korespondensi: Prof. Dr. Mustofa Helmi Effendi, drh., DTAPH
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Agus Widodo, Mirni Lamid, Mustofa Helmi Effendi, Wiwiek Tyasningsih, Dadik Raharjo, Aswin Rafif Khairullah, Shendy Canadya Kurniawan, Lita Rakhma Yustinasari, Katty Hendriana Priscilia Riwu, Otto Sahat Martua Silaen. 2023. Molecular identification of blaTEM and blaCTX-M genes in multidrug-resistant Escherichia coli found in milk samples from dairy cattle farms in Tulungagung, Indonesia. J Vet Res 67, 381-388, 2023. DOI: 10.2478/jvetres-2023-0052
