Resistensi antibiotik menjadi salah satu masalah utama kesehatan di dunia. Resistensi antibiotik dapat menyebabkan waktu perawatan semakin panjang dan biaya besar. Fenomena ini timbul akibat bakteri patogen merespon dan beradaptasi terhadap serangan antibiotik sehingga pemberian antibiotik menjadi tidak memadai. Bakteri tersebut dikenal dengan Multidrug Resistance Organisme (MDRO), yakni kondisi dimana bakteri tidak lagi rentan terhadap kerja setidaknya satu jenis dalam tiga atau lebih kelompok antibiotik.  

Dewasa ini, probiotik banyak digunakan sebagai terapi suportif untuk infeksi karena kemampuannya sebagai antibakteri yang baik. Probiotik sebagian besar berasal dari kelompok bakteri asam laktat diantaranya adalah  Lactobacillus. Lactobacillus plantarum digunakan untuk mengatasi berbagai masalah infeksi termasuk pencegahan resistensi antibiotik. Pada penelitian sebelumnya, Lactobacillus plantarum diketahui mampu menghambat Multidrug Resistance Organism (MDRO) tertinggi di Asia, seperti Staphylococcus aureus yaitu Methicillin Resistance Staphylococcus aureus (MRSA) dan Extended Spectrum Beta Lactamase (ESBL) Escherichia coli (E.coli). Lactobacillus plantarum memberikan efek anti-adhesi, dengan cara mengurangi kemampuan bakteri patogen untuk menempel pada permukaan inang dan mengganggu persistensi dan ketahanan infeksi bakteri. Aktivitas antibakteri Lactobacillus plantarum juga dipicu oleh metabolitnya, seperti asam laktat, asam asetat, dan hidrogen peroksida, dengan menciptakan lingkungan yang tidak menguntungkan bagi patogen. Plantaricin, bakteriosin dari Lactobacillus plantarum, juga menyerang membran target bakteri dan menyebabkan kebocoran senyawa intraseluler. Namun, probiotik harus hadir dalam jumlah yang cukup untuk mendapatkan aktivitas optimal. Secara umum, viabilitas probiotik adalah 106 sampai 107 CFU/mL setiap hari. Penurunan ditemukan selama proses di pencernaan yang disebabkan oleh paparan pH asam. Mikroenkapsulasi dipilih sebagai sistem penghantaran untuk melindungi probiotik dari lingkungan ekstrim. Mikroenkapsulasi probiotik adalah proses fisikokimia untuk menjebak probiotik menghasilkan partikel bulat dengan membran semipermeabel tipis namun kuat dengan diameter mulai dari nanometer hingga milimeter. Mikroenkapsulasi telah berhasil diterapkan pada berbagai probiotik seperti Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus, dan Lactobacillus plantarum. 

Efektivitas enkapsulasi probiotik dipengaruhi oleh beberapa aspek antara lain jenis dan konsentrasi matriks yang digunakan, serta metode pembentukan kapsul. Polimer merupakan bahan penting untuk membentuk mikropartikel probiotik. Polimer alginat bersifat biokompatibel, tidak beracun, dan murah. Natrium alginat membentuk hidrogel mikropartikel melalui ikatan silang dengan Ca2+ ion. Mikropartikel digunakan untuk melindungi senyawa aktif, stabil dalam kondisi pH asam, dan dapat melepaskan zat aktif di usus. Namun polimer tersebut memiliki struktur berpori sehingga meningkatkan risiko kebocoran partikel. Untuk mengatasi hal tersebut maka digunakan polimer campuran alginate dan gelatin. 

Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi sistem mikropartikel Lactobacillus plantarum FNCC 0026 secara optimal kombinasi matriks gelatin-alginat. Empat formula dengan variasi kombinasi polimer alginat-gelatin 2,5%. dienkapsulasi menggunakan teknik aerosolisasi. Kadar alginate dan gelatin pada formula yang dibuat masing-masing adalah Formula 1 alginat 2,25% dan gelatin 0,25%; Formula2 alginat 2% dan gelatin 0,5%; Formula 3 alginat 1,75% dan gelatin 0,75% dan Formula 4 alginat 1,25% dan alginate 1,25%. Sifat fisik mikrokapsul seperti morfologi partikel, distribusi ukuran, indeks  pengembangan, % kandungan air, analisis struktur dengan Fourier Transform Infra Merah (FTIR), serta viabilitas probiotik dan aktivitas antimikroba dalam matriks diselidiki untuk mengevaluasi formula. Semua formula menunjukkan mikropartikel bulat yang seragam dan tersebar tanpa aglomerasi. Peningkatan konsentrasi gelasi disertai dengan kekompakan struktur yang diamati dengan mikroskop elektron. Dibandingkan dengan sel bebas, aktivitas antibakteri meningkat terhadap  Methicillin Resistance Staphylococcus aureus (MRSA), dan kemampuan penghambatan mikrokapsul terhadap Extended Spectrum Beta Lactamase (ESBL) Escherichia coli menurun. Dalam kondisi asam, gelatin dapat mempertahankan keutuhan kapsul yang ditandai dengan tidak adanya bakteri pertumbuhan. Selain itu, dalam kondisi basa, matriksnya mengembang dengan baik dan memiliki aktivitas antibakteri. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pembentukan mikrokapsul probiotik menggunakan kombinasi matriks alginat dan gelatin dapat membentuk kapsul yang baik untuk Lactobacillus plantarum FNCC 0026. Formula 4 memberikan hasil yang paling memuaskan. Evaluasi sifat fisik Formula 4 mempunyai hasil yang lebih baik dibandingkan formula 1, 2 dan 3. Hal ini dikarenakan konsentrasi kedua polimer seimbang sehingga lebih kaku dan jaringan biopolimer yang lebih halus dapat terbentuk. Selain itu, probiotik dapat diimobilisasi dan dilindungi dari dampak buruk kondisi lingkungan. Kesimpulan: Berdasarkan penelitian tersebut, Mikrokapsul dengan bahan alginat-gelatin matriks Formula 4 menunjukkan hasil yang baik dalam menghambat pertumbuhan MRSA dan ESBL E.coli dalam berbagai  kondisi mikrokapsul Lactobacillus plantarum FNCC 0026 dan dapat menjadi agen untuk mengatasi resistensi antibiotik.

Penulis: ESTI HENDRADI

Article Title: Microencapsulation of Lactobacillus plantarum FNCC 0026: Physical properties of microcapsules and antibacterial activity against multi-drug resistance organism (MDRO)

Journal of Research in Pharmacy, (J Res Pharm) 2024; 28(2): 429-437

https://jrespharm.com/uploads/pdf/pdf_MPJ_1599.pdf

Baca Juga: Tinjauan Literatur Sistematis Komparatif antara Studi Pariwisata Halal Indonesia dan Malaysia