Universitas Airlangga Official Website

Analisis Filogenetik Gen blaTEM Escherichia Coli yang Diisolasi dari Kelelawar Gua

ilustrasi kelelawar (sumber: detik)
ilustrasi kelelawar (sumber: detik)

Kelelawar merupakan hewan mamalia yang memiliki lingkungan tempat tinggal yang beragam, daya adaptasi yang baik, kemampuan terbang jarak jauh, kedekatan dengan manusia dan ternak di perkotaan, daya tahan tubuh terhadap penyakit, serta umur yang relatif panjang sehingga berpotensi sebagai vektor penyebaran berbagai patogen ke satwa liar lainnya, manusia, dan hewan. Kelelawar berpotensi menyebarkan bakteri patogen seperti E. coli ke manusia melalui fesesnya yang disebut guano. Aktivitas antropogenik manusia seperti berburu kelelawar untuk dikonsumsi, memanfaatkan gua sebagai objek wisata, hewan liar, dan ternak yang memakan bangkai kelelawar di lingkungan manusia, memanfaatkan guano sebagai pupuk, dan mengonsumsi air yang terkontaminasi guano secara langsung tanpa pengolahan dapat meningkatkan potensi penularan penyakit dari kelelawar ke manusia, hewan liar lainnya, dan ternak. Data sebelumnya menunjukkan bahwa bakteri E. coli yang diisolasi dari kelelawar yang hidup di gua Tanjung Ringgit Kabupaten Lombok Timur, Nusa Tenggara Barat, berpotensi menimbulkan risiko bagi kesehatan manusia dan hewan. Antibiotik sering digunakan oleh manusia untuk mengurangi angka kematian akibat infeksi bakteri, antibiotik sering digunakan sebagai pengobatan yang mengakibatkan meningkatnya resistensi antimikroba bakteri (AMR), dan E. coli sering muncul sebagai penyebab resistensi multiobat (MDR) di antara manusia dan hewan. Antibiotik azitromisin, amoksisilin, tetrasiklin, sulfametoksazol/trimetoprim, dan siprofloksasin merupakan antibiotik yang sering muncul menyebabkan MDR bakteri E. coli yang diisolasi dari kelelawar di Lombok, Indonesia. Bakteri Escherichia coli dapat menghasilkan gen beta-laktamase spektrum luas (ESBL), yang dapat ditularkan ke bakteri Gram negatif lainnya secara horizontal melalui plasmid bakteri.
Kelelawar liar tidak pernah menerima terapi antibiotik, dan keberadaan AMR pada kelelawar menunjukkan tingkat AMR di lingkungan. Aktivitas antropogenik manusia mengakibatkan penyebaran ESBL pada kelelawar, dan ESBL E. coli yang berasal dari hewan dan manusia akibat aktivitas antropogenik dapat menyebar melalui air limbah dari rumah pemotongan hewan, air limbah rumah tangga dan rumah sakit, air limbah industri farmasi, dan pertanian. Tanah mengandung bakteri yang memiliki gen resistensi antimikroba (ARG), limbah ternak, dan pupuk yang berasal dari kotoran ternak merupakan sumber resistensi bagi hewan lain, termasuk hewan liar. Peredaran bakteri E. coli penghasil ESBL antara manusia atau hewan di Indonesia dengan hewan liar masih belum banyak diketahui, dan blaTEM merupakan gen yang sering muncul sebagai penyebab produksi ESBL pada hewan liar di Indonesia. Gen blaTEM juga merupakan gen yang sering muncul sebagai penyandi ESBL di Indonesia pada bebek, sapi perah, kucing, ayam pedaging, dan kelelawar; namun demikian, belum ada penelitian mengenai kedekatan kekerabatan bakteri E. coli ESBL asal Nusa Tenggara Barat dengan data yang ada. Whole genome sequencing (WGS) digunakan untuk menentukan sirkulasi E. coli penghasil ESBL dengan tepat. WGS yang digunakan dalam investigasi epidemiologi dapat digunakan untuk memantau kontaminasi antarnegara asalkan metadata yang tersedia harus berisi informasi seperti nama strain yang diisolasi, jenis sampel, tanggal isolasi, dan negara asal sampel. WGS dapat digunakan untuk menentukan subtipe E. coli yang lebih akurat karena signifikansinya yang tinggi tetapi umumnya mahal dan memakan waktu serta memerlukan keahlian bioinformatika. Penelitian sebelumnya menunjukkan hasil sekuensing E. coli bahwa terdapat kesamaan logam berat, gen resistensi antibiotik pada plasmid, dan gen virulensi antara feses sapi, domba, dan anjing dari peternakan yang sama dengan hewan pengerat dan anjing liar yang hidup di sekitar area peternakan objek penelitian.
Gen blaTEM pada E. coli penghasil ESBL paling sering ditemukan pada manusia. Sejalan dengan hal tersebut, gen blaTEM merupakan satu-satunya gen yang telah terdeteksi pada hewan di Pulau Lombok, Nusa Tenggara Barat, Indonesia, dengan nilai prevalensi sebesar 25% pada sapi dan 25% pada kelelawar. Dalam penelitian ini, kelelawar yang ditangkap adalah kelelawar pemakan serangga, yang memungkinkan mereka mencari makanan di lahan pertanian. Data dalam penelitian menemukan bahwa isolat kelelawar Myotis emarginatus dari Irak, yang merupakan kelelawar pemakan serangga, memiliki kemiripan genetik antara isolat bakteri Acinobacter spp dan isolat dari Cina. Kelelawar pemakan serangga ini dapat memakan nyamuk yang membawa darah yang terkontaminasi bakteri yang resistan dari pelancong Cina atau hewan impor, atau berasal dari burung yang bermigrasi. blaTEM merupakan gen yang dominan terdapat pada isolat E. coli dari babi di Thailand. Oleh karena itu, isolat memiliki kemiripan genetik ESBL dengan isolat E. coli dari babi Thailand. Kontaminasi E. coli penghasil ESBL dapat terjadi pada makanan yang dikonsumsi, ESBL terdapat pada daging babi, dan daging babi juga diketahui terdapat pada manusia di provinsi perbatasan Laos dan Thailand. Hasil penelitian yang dilakukan terhadap bahan pangan segar mentah di Thailand menunjukkan bahwa dari 521 sampel Enterobacter yang dikultur dari daging babi, 76,7%–100% resisten terhadap antibiotik ampisilin, diikuti oleh koamoksiklav, sefoksitin, dan kolistin, serta 37,1% residu antibiotik tertinggi ditemukan dari enrofloksasin. Peternak babi dan ayam di Thailand memiliki tingkat pengetahuan yang rendah, dan peternakan babi di Thailand menggunakan antibiotik sebanyak 66,96% dalam pakan ternak. Pulau Lombok, Nusa Tenggara Barat, memiliki destinasi alam yang menarik minat wisatawan lokal dan Thailand. Aktivitas antropogenik yang dilakukan wisatawan di destinasi wisata alam berdampak pada penyebaran resistensi antibiotik dan gen pembawa resistensi antibiotik di tanah dan air sehingga dapat menular ke satwa liar. Adanya data kesamaan genetik E. coli ESBL antara ternak dan manusia dapat meyakinkan bahwa isolat kelelawar kami dapat terkontaminasi dari manusia yang bepergian dari Nusa Tenggara Barat ke Thailand.
Penelitian ini merupakan penelitian pertama tentang kelelawar di Nusa Tenggara Barat yang melihat kedekatan genetik. Dari hasil pohon filogenetik dapat diketahui bahwa isolat E. coli dari Gua Lawah dan Gua Saung Pengembar memiliki gen blaTEM yang sama, dan diasumsikan bahwa sampel kelelawar tersebut berasal dari sumber yang sama atau terdapat kesamaan sehingga adanya kesamaan isolat bakteri dari satu lokasi ke lokasi lain mengindikasikan adanya perpindahan gen horizontal antar kelelawar di lokasi penelitian yang berbeda. Kedekatan genetik antara sampel dari gua kelelawar Nusa Tenggara Barat dengan babi dari Thailand yang berasal dari lokasi yang berjauhan dapat berdampak buruk terhadap kesehatan manusia.

Penulis korespondensi: Dr. Wiwiek Tyasningsih, drh., Mkes.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Alfiana Laili Dwi Agustin, Mustofa Helmi Effendi, Wiwiek Tyasningsih*, Hani Plumeriastuti4, Aswin Rafif Khairullah, Fitrine Ekawasti, Ikechukwu Benjamin Moses, Kurnia Nisa Kinasih, Muhammad Khaliim Jati Kusala, Yolla Rona Mustika, Ima Fauziah and Syahputra Wibowo. Phylogenetic analysis blaTEM gene of Escherichia coli isolated from cave bats in West Nusa Tenggara Province, Indonesia. Open Veterinary Journal, (2024), Vol. 14(12): 3460-3473