Ayam adalah salah satu sumber utama daging untuk konsumsi manusia, dan protein asal hewan yang dilaporkan rentan terhadap kontaminasi bakteri dan di antaranya E. coli merupakan salah satu mikroorganisme yang paling banyak sering terlibat dalam risiko kesehatan. Escherichia coli yang secara alami memperoleh gen resistensi memiliki kemampuan untuk menghasilkan enzim seperti beta-laktamase untuk pertahanan diri. Selain enzim beta-laktamase dengan spektrum normal, E. coli juga dapat berproduksi extended-spectrum beta-lactamases (ESBL), yang berasal dari enzim beta-laktamase sebagai hasil dari mutasi titik yang mengakibatkan peningkatan enzimatik aktivitas. Karena itu, hampir semua antibiotik beta-laktam, termasuk sefalosporin generasi ketiga dan aztreonam dapat dihidrolisis oleh ESBL. Gen bertanggung jawab untuk produksi ESBL termasuk blaTEM, blaSHV dan blaCTX-M. Mikroorganisme yang resisten terhadap antibiotik melalui empat mekanisme utama, yang pertama adalah produksi enzim beta-laktamase. Yang kedua adalah melalui sistem pompa penghabisan, yang memompa keluar dari sel E. coli antibiotik yang dapat masuk ke dalam bakteri. Yang ketiga adalah impermeabilitas membran, dapat dicapai dengan mengubah protein transpor. Yang keempat dan terakhir adalah modifikasi dari target molekul sehingga antibiotik tidak bisa
mengenali reseptor yang sesuai dan tidak dapat mengikat.
Deteksi keberadaan ESBL dapat dilakukan di beberapa cara, salah satunya adalah PCR. PCR adalah teknik pemeriksaan yang memiliki tingkat sensitivitas yang tinggi, mudah untuk
melakukan, dan menghasilkan hasil yang cepat. Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini adalah untuk memanfaatkan teknik ini untuk mengevaluasi prevalensi gen blaCTX-M dan blaTEM antara E. coli penghasil ESBL yang diisolasi dari broiler ayam di Provinsi Jawa Timur Indonesia.
Escherichia coli dapat memperoleh resistensi melalui transfer horizontal atau mutasi. Para peneliti melaporkan keberadaan E. coli penghasil ESBL pada ayam di Korea Selatan dan menyatakan transfer gen horizontal merupakan salah satu jalur utama gen resistensi akuisisi oleh mikroorganisme. Gen resistensi dapat ditransfer dari sel donor ke sel penerima dalam proses yang dikenal sebagai konjugasi, yang terjadi ketika dua bakteri masuk kontak fisik. Unsur genetik yang memfasilitasi hal ini peristiwa transfer gen adalah transposon. Genetik material juga dapat ditransfer dalam proses yang dikenal sebagai transformasi, yang terjadi tanpa kontak langsung antar bakteri. Materi genetik diperoleh dari sel donor dengan lisis atau ekstraksi kimia di adanya plasmid. Cara ketiga di mana gen resistensi dapat ditransfer adalah dengan transduksi, proses dimana gen ditransfer dari satu bakteri ke bakteri lain melalui bakteriofag. Bakteriofag tidak hanya memasukkan DNA mereka sendiri tetapi juga memasukkan DNA dari bakteri lain yang pernah menjadi inangnya. Mutasi bisa
juga memberkahi bakteri dengan gen untuk resistensi.
Penelitian ini menemukan bahwa 34,3% dari swab kloaka broiler mengandung gen blaCTX-M dan blaTEM. Kedua gen ini adalah dua dari kumpulan gen yang mengkode enzim ESBL yang diproduksi di E. coli. Gen ini bertanggung jawab untuk memproduksi enzim ESBL yang menyebabkan E. coli menjadi resisten terhadap antibiotik beta-laktam, generasi ketiga sefalosporin dan monobaktam. Ketika E. coli menghasilkan ESBL, juga cenderung resisten terhadap berbagai obat, dan dengan demikian, resisten terhadap beberapa kelas antibiotik di waktu yang sama. Subtipe ESBL yang paling umum adalah blaCTX-M, dengan tingkat prevalensi 94,1% pada penelitian ini. Studi ini mengkonfirmasi temuan sebelumnya bahwa menyatakan bahwa ayam broiler merupakan penghasil ESBL Isolat E. coli yang mengandung gen blaCTX-M pada tingkat tinggi frekuensi 96,0%.
Prevalensi blaTEM gen diidentifikasi menjadi 38,2% dalam penelitian ini. Frekuensi gen blaTEM pada isolat E. coli dalam hal ini lebih rendah dari gen blaCTX-M. Peneliti lainnya melaporkan prevalensi gen blaTEM, dengan frekuensi 6,7% pada sampel ayam broiler.
Evaluasi dari penelitian ini dapat menghasilkan beberapa standar peternakan praktik kebersihan, dan sementara sebagian besar memadai untuk meminimalisir akibat dari kebersihan yang buruk ini dan sanitasi sistem pembuangan limbah yang tidak memuaskan, kontaminan seperti bakteri resisten dapat menyebar dari peternakan unggas ke daerah sekitarnya dan menyebabkan kontaminasi pada tanah pertanian dan badan air. Keberadaan E. coli yang menghasilkan enzim ESBL harus dipahami dan diperlakukan sebagai ancaman terhadap kesehatan masyarakat.
Dalam sistem produksi intensif, limbah dan pupuk kandang dari peternakan ayam harus dikelola dengan baik mencegah pencemaran udara, tanah dan air serta sebagai efek buruk pada kesehatan manusia. Sebagai kesimpulan, penelitian ini melaporkan prevalensi dari swab kloaka broiler dari E. coli penghasil ESBL dari gen blaCTX-M menjadi 94,1% dan gen gen blaTEM menjadi 38,2%. Isolat menyimpan keduanya gen terdeteksi dengan prevalensi 35,3%. Adanya beberapa gen ESBL dalam isolat sebagai dilaporkan menunjukkan tantangan kesehatan masyarakat yang serius sejak itu mikroorganisme ini menyimpan gen ini dengan mudah menyebabkan infeksi pada manusia dan hewan. Bukti genetik gen ESBL yang dilaporkan dalam penelitian ini dapat digunakan sebagai panduan ketika langkah-langkah dirancang untuk mencegah penyebaran gen penyandi ESBL pada peternakan unggas dan industri peternakan lainnya. Kami merekomendasikan bahwa badan-badan pemerintah harus meningkatkan pengawasan terhadap penerapan antibiotik untuk mencegah penyalahgunaan masa depan, penyalahgunaan, penggunaan yang kurang, atau penggunaan yang berlebihan dalam populasi manusia dan di peternakan unggas.
Penulis korespondensi: Prof. Dr. Mustofa Helmi Effendi, drh., DTAPH
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Hayyun Durrotul Faridah, Freshindy Marissa Wibisono, Freshinta Jellia Wibisono, Nabilatun Nisa, Fatimah Fatimah, Mustofa Helmi Effendi, Emmanuel Nnabuike Ugbo, Aswin Rafif Khairullah, Shendy Canadya Kurniawan, Otto Sahat Martua Silaen. 2023. Prevalence of the blaCTX-M and blaTEM genes among extended-spectrum beta lactamase損roducing Escherichia coli isolated from broiler chickens in Indonesia. J Vet Res. 67 (2023): 179-186
