Logam transisi dan metaloid memiliki kemampuan antimikroba yang menarik karena dapat menargetkan bakteri, virus, dan jamur secara luas. Contoh utama logam transisi dengan sifat tersebut adalah tembaga, yang menempati peringkat ketiga sebagai unsur transisi paling melimpah dalam tubuh manusia. Tembaga merupakan unsur bio-esensial yang digunakan dalam pembelahan DNA dan memiliki potensi aktivitas anti-HIV. Tembaga (Cu) esensial untuk aktivitas enzim yang terlibat dalam pembentukan hemoglobin dan reaksi redoks kimia dalam tubuh. Salah satu senyawa tembaga, Tembaga(II) klorida, berpotensi menghambat DENV-2 dengan IC50 sebesar 0,13 μg/mL. Namun, penggunaan tembaga yang berlebihan dapat menyebabkan toksisitas pada hati, sistem reproduksi, dan neuron, serta memicu stres pada retikulum endoplasma, yang dapat menyebabkan kematian sel apoptosis.
Selain itu, tembaga, yang secara historis digunakan karena sifat antimikrobanya, baru-baru ini kembali menarik minat seiring kemajuan nanoteknologi. Nanopartikel tembaga (CuNPs) memiliki luas permukaan yang lebih besar dan toksisitas yang lebih tinggi daripada logam biasa, menjadikannya pilihan yang lebih efektif untuk aplikasi antimikroba.
Sebagai agen khelasi yang poten, Asam etilendiamintetraasetat (EDTA) telah digunakan secara luas dalam praktik medis, terutama untuk mengelola toksisitas yang disebabkan oleh logam berat seperti merkuri dan timbal. Efek antimikroba EDTA telah dikenal selama beberapa dekade, efektif melawan bakteri, khamir, dan jamur. EDTA bekerja dengan mengikat kation seperti Mg2+ dan Ca2+, melemahkan dinding sel mikroba dan meningkatkan efikasi antimikroba lainnya. Berbagai garam EDTA, seperti dinatrium, trinatrium, dan Ca-EDTA, menunjukkan aktivitas antibiofilm dan antimikroba, dengan pH lingkungan menjadi faktor penting dalam efektivitasnya. Pada bakteri Gram-negatif, EDTA melepaskan ion Mg2+ dan Ca2+ dari dinding sel luar, yang meningkatkan sensitivitas terhadap agen antimikroba tambahan.
Penelitian ini berhasil mensintesis dan mengkarakterisasi kompleks Cu(II)-EDTA menggunakan CuSO4 sebagai prekursor melalui metode solvotermal, menghasilkan kristal berwarna biru dengan rasio Cu 1:1. Analisis DSC menunjukkan stabilitas termal hingga 250°C dengan puncak endotermal pada 270-300°C. Ukuran partikel senyawa ini 6,31 nm dengan PDI 0,076, menunjukkan distribusi seragam dengan ukuran nanopartikel (<100 nm). FTIR mengonfirmasi pembentukan kompleks melalui pergeseran signifikan pada pita O-H dan C=O. SEM menunjukkan morfologi berlapis yang dapat memengaruhi kelarutan dan pelepasan zat. UV-Vis menunjukkan puncak absorbansi maksimum EDTA pada 244 nm dan CuSO4 pada 740 nm. Uji antibakteri Cu(II)-EDTA terhadap bakteru E. coli dan S. aureus menunjukkan bahwa senyawa ini memiliki aktivitas yang lebih rendah dibandingkan CuSO4 murni. EDTA memiliki aktivitas antibakteri yang terbatas karena kemampuannya mengkelat kation dari membran luar bakteri. Konsentrasi EDTA yang tinggi, misalnya 10%, dapat menghasilkan zona penghambatan yang signifikan, tetapi konsentrasi yang lebih rendah menunjukkan efektivitas yang minimal. Selain itu, ion Cu2+ dari CuSO4 menghasilkan spesies oksigen reaktif (ROS), seperti O2 dan H2O2, yang menyebabkan kerusakan pada sel bakteri S. aureus dan E. coli. Reaksi Haber-Weiss dan Fenton memicu pembentukan radikal hidroksil (¢OH), yang sangat reaktif dan merusak lipid, protein, dan DNA bakteri. Kerusakan ini mengganggu integritas membran sel, yang menyebabkan kematian bakteri. Mekanisme ini menjelaskan efek antibakteri yang kuat dari Cu2+. Kompleks Cu(II)-EDTA memiliki aktivitas antibakteri yang lebih rendah daripada CuSOâ‚„ murni dan EDTA karena ion Cu2+ terikat erat oleh EDTA, sehingga jumlah Cu2+ bebas yang dapat menghasilkan stres oksidatif atau menyerang bakteri berkurang. EDTA dapat mengikat Cu2+ terlalu kuat, sehingga mengurangi efektivitas antibakteri.
Sedangkan untuk virus demam berdarah dengue serotipe 2, CuSO4 lebih efektif dengan nilai EC50 sebesar 77,86 μg/mL, lebih rendah dibandingkan Cu(II)-EDTA 356,13 μg/mL, menunjukkan bahwa CuSO4 lebih baik dalam menghambat replikasi virus dengue, namun sangat toksik terhadap sel vero yang menjadi inang virus ini.
Penulis: Hariyono, Teguh Hari Sucipto, Theresia Janice Kinetasari, dkk.
Judul Artikel: Synthesis and Characterization of Cu(II)-EDTA Complexes: Antibacterial Studies (Escherichia coli, Staphylococcus aureus) and Inhibition of Dengue Virus Serotype 2 in Vero Cell
Informasi detail tentang artikel ilmiah ini dapat dilihat di: https://e-journal.unair.ac.id/IJTID/article/view/69005
