Ketahui Penyebab Kegagalan Pertumbuhan Biofilm
Ilustrasi oleh news-medical.net

Ketahui Penyebab Kegagalan Pertumbuhan Biofilm

Dalam rongga mulut manusia terdapat berbagai macam mikroorganisme, baik berupa flora normal maupun yang patogen. Bakteri rongga mulut berkembang dengan komposisi dan struktur spesies yang kompleks untuk mempertahankan perlekatannya pada suatu permukaan. Setiap bakteri mempunyai kemampuan pertahanan diri demi kelangsungan hidupnya, seperti paparan bahan kimia, tekanan fisik, dan radiasi. Adapun salah satu bentuk pertahanan bakteri adalah dengan pembentukan biofilm.

Biofilm adalah kumpulan sel mikroorganisme, khususnya bakteri, yang melekat di suatu permukaan biologis ataupun benda mati dan diselimuti oleh pelekat karbohidrat yang diproduksi oleh bakteri. Biofilm merupakan perangkap nutrisi untuk pertumbuhan populasi mikroorganisme dan membantu mencegah lepasnya sel-sel dari permukaan benda hidup atau mati. Permukaan tempat pelekat biofilm merupakan habitat yang penting bagi mikroorganisme karena nutrisi dapat terperangkap pada permukaan tersebut. Sehingga kandungan nutrisi dapat lebih tinggi dibandingkan di dalam cairan.

Pembentukan biofilm disebabkan oleh beberapa hal yaitu, pertama bakteri mempertahankan diri dari fagositosis sel-sel sistem kekebalan tubuh host dan penetrasi molekul beracun seperti antibiotik. Kedua, pembentukan biofilm memungkinkan sel untuk tetap berada di lokasi yang menguntungkan, seperti melekat pada permukaan yang kaya gizi, seperti permukaan gigi yang bisa mensuplai makanan bagi bakteri secara terus menerus.  Ketiga, biofilm terbentuk untuk saling berhubungan erat antara bakteri yang satu dengan yang lainnya. Sehingga dapat meningkatkan kesempatan untuk bertahan hidup. Selain itu, ketika sel-sel berdekatan satu sama lain, ada lebih banyak kesempatan untuk terjadi pertukaran nutrisi dan genetik, disamping itu biofilm juga merupakan cara hidup alami bagi beberapa bakteri dengan alasan terbatasnya nutrisi sehingga dapat hidup secara simbiosis, tidak seperti medium buatan yang kaya akan nutrisi bagi bakteri.

Biofilm terdiri dari sel-sel mikroba dan extracellular polymeric substance (EPS). EPS dapat mencakup 50% sampai 90% dari total karbon organik biofilm dan dapat dianggap bahan matriks primer biofilm. Sejalan dengan pertumbuhannya, sel biofilm ini akan menghasilkan Extracelluar Polymeric Substances (EPS) yang akan melekatkan bakteri pada permukaan dan melekat satu sama lain untuk membentuk suatu mikrokoloni. Jika sel–sel terus melanjutkan pertumbuhannya dan membentuk lapisan yang semakin tebal, maka mikroba yang melekat pada lapisan terdalam pemukaan akan kekurangan zat – zat nutrisi dan terjadi akumulasi produk bakteri yang bersifat toksik. Contoh biofilm yang paling mudah adalah biofilm pada rongga mulut yang disebut dengan plak.

Streptococcus mutans (S.mutans) adalah bakteri yang umumnya di dapatkan di dalam rongga mulut dan termasuk flora normal. Bakteri ini menghasilkan produk berupa asam laktat serta merupakan bakteri utama untuk terbentuknya plak pada permukaan gigi dan mengadakan fermentasi terhadap diet yang banyak mengandung karbohidrat dan protein. Hal ini menyebabkan pembentukan dan penimbunan asam yang mengakibatkan deklasifikasi dan destruksi jaringan gigi di bawah plak dan kondisi inilah yang ditemui pada proses pembentukan karies gigi.

Streptococcus mutans adalah suatu bakteri gram positif, bersifat facultatively anaerobic, berbentuk coccus (bulat) dan tersusun seperti rantai. Aggregatibacter actinomycetemcomitans (A.a) juga termasuk dalam kategori flora normal rongga mulut yang mampu berkolonisasi di mukosa rongga mulut, gigi dan orofaring dan dapat berubah sifat menjadi patogen oportunistik. Bakteri ini dapat membentuk biofilm sebagai upaya dalam mengatasi adanya perubahan lingkungan. Bakteri ini juga berperan penting dalam pembentukan plak subgingiva penyebab periodontitis. Aggregatibacter actinomycetemcomitans adalah salah satu bakteri gram negatif yang bersifat facultatively anaerobic. Streptococcus mutans dan Aggregatibacter actinomycetemcomitans adalah bakteri yang dapat membentuk biofilm dan menghasilkan Extracelluar Polymeric Substances (EPS).

Sukrosa merupakan jenis karbohidrat yang dapat membantu pembentukan biofilm dan perlekatan bakteri pada permukaan gigi. Beberapa protein telah terbukti berfungsi sebagai adhesin afinitas tinggi dan memainkan peran sentral dalam inisiasi pembentukan biofilm. Studi genomik dan proteomik terbaru telah mengidentifikasi banyak ekspresi gen dan produk gen diferensial dinyatakan berpengaruh selama pembentukan biofilm. Gen ini telah diidentifikasi dapat mengkodekan polipeptida yang diekspresikan dalam suatu bentuk fenotipe. Contoh baru – baru ini telah diidentifikasi sebuah  gen yaitu brpA (untuk biofilm protein regulator), hilangnya brpA pada Streptococcus mutans menyebabkan kegagalan dalam pembentukan biofilm pada permukaan abiotik. Sedangkan pada Aggregatibacter actinomyctemcomitans diidentifikasi bahwa gen RbsB dan LsrB mempengaruhi pertumbuhan biofilm wild-type. Dengan demikian, perlakuan khusus terhadap penghilangan gen pada biofilm diduga mampu menurunkan virulensi bakteri.

Penulis : Indah Listiana Kriswandini

Informasi detail tulisan ini bisa dilihat pada tulisan kami di :

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31169162

Indah Listiana Kriswandini, Markus Budi Rahardjo, Hendrik Setia Budi, Risma Amalia. 2019. The difference in biofilm molecular weight in Streptococcus mutans and Aggregatibacter actinomycetemcomitans induced by sucrose and soy protein (glycine soja). Indian J Dent Res. 2019 Mar-Apr;30(2):273-276. doi: 10.4103/ijdr.IJDR_183_17.

UNAIR News

Media komunikasi dan informasi seputar kampus Universitas Airlangga (Unair).
Close Menu