Resistensi bakteri terhadap antibiotika masih menjadi tantangan kesehatan global saat ini, terutama pada Enterobacteriaceae seperti Escherichia coli yang memproduksi Extended Spectrum b-Lactamases (ESBL). Beberapa strategi yang telah diupayakan untuk memecahkan masalah ini di antaranya adalah pengembangan zat antibakteri baru yang dapat menghambat kerja ESBL, seperti yang dilakukan di Departemen Ilmu Kefarmasian Fakultas Farmasi Unair. Sumber zat antibakteri baru diperoleh dari produk alami dan senyawa sintetik. Pada penelitian kali ini, dilakukan eksplorasi senyawa dari sumber tanaman, yang dapat dikembangkan secara semisintetik setelah dilakukan evaluasi bioaktivitas zat berkhasiat yang terkandung di dalamnya. Luteolin (3′,4′,5,7-tetrahydroxyflavone) adalah zat kimia golongan flavon yang tersebar luas sebagai zat berkhasiat pada tanaman berbunga, sayuran dan buah-buahan, yang meliputi: buah markisa, apel, artichoke, brokoli, bunga krisan, daun bawang, kecombrang, kubis, peterseli, wortel, dan masih banyak lagi.
Flavon termasuk flavonoid, merupakan kelompok utama metabolit sekunder pada tumbuhan, yang telah banyak dikenal memiliki spektrum aktivitas farmakologis yang luas, meliputi antibakteri, antioksidan, pencegahan penyakit jantung koroner, anti-radang, antikanker, dan lain-lain. Sekitar tiga puluh tiga flavonoid telah diidentifikasi dari berbagai bagian tanaman markisa, yang kandungan flavonoid utamanya adalah apigenin, luteolin, iso-orientin, quercetin, vitexin, iso-vitexin, dan senyawa-senyawa derivatnya. Dalam tumbuhan asalnya, zat-zat tersebut terikat bentuk glikosida C dan O, dan antara lain diberi nama luteolin-8-C-glukosida (orientin) dan luteolin-6-C-glukosida (iso-orientin), yang telah terbukti aktif melawan bakteri E. coli. Menariknya, apigenin dan luteolin beserta derivat C-glukosidanya, dalam banyak kasus, lebih kuat melawan bakteri Gram-negatif (termasuk E. coli) dibandingkan bakteri Gram-positif.
Penelitian terdahulu menunjukkan filtrat dari jus buah markisa (Passiflora edulis) dapat menghambat pertumbuhan beberapa bakteri patogen, termasuk bakteri E. coli penghasil b-laktam spektrum luas (extended spectrum b-lactamase= ESBL), yang resisten terhadap antibiotika golongan b-laktam seperti penisilin dan sefalosporin. Potensi antibakterinya termasuk kategori sedang sampai kuat. Luteolin juga memiliki efek sinergis dengan amoksisilin terhadap E. coli yang resisten terhadap amoksisilin akibat kemampuannya menghambat ESBL dari E. coli, yang dapat merusak struktur kimia amoksisilin melalui reaksi hidrolisis. ESBL adalah enzim yang cepat bermutasi dan memiliki kemampuan hidrolisis terhadap berbagai antibiotika golongan penisilin, sefalosporin generasi pertama hingga ketiga, serta aztreonam. Lebih dari 10 anggota ESBL telah ditemukan, dan varian utama ESBL yang paling banyak dijumpai pada E. coli adalah CTX-M-15.
Seperti halnya golongan flavonoid, luteolin dianggap menghasilkan efek antibakteri dengan cara menghambat enzim DNA gyrase, yaitu enzim yang berperan dalam proses replikasi DNA dan transkripsi sel prokariotik. Penghambatan enzim ini pada akhir proses akan mengakibatkan kematian sel. Apalagi struktur kimia luteolin memiliki kemiripan dengan siprofloksasin, antibiotika sintetik yang bekerja menghambat DNA girase. Hal ini dibuktikan melalui eksperimen kimia komputasi dan pemodelan molekul dalam eksperimen in silico, yang telah terbukti efektif untuk merancang struktur kandidat obat baru.
Eksperimen untuk menilai potensi luteolin dan 13 derivatnya (L1-L14) sebagai penghambat (inhibitor) DNA girase dan juga CTX-M-15 dari E. coli dilakukan dengan cara docking molekul. Derivat luteolin yang paling besar afinitasnya pada enzim-enzim tersebut berdasarkan docking merupakan senyawa yang paling potensial sebagai inhibitor sehingga akan dikembangkan lebih lanjut sebagai calon obat yang digunakan sebagai antibakteri untuk melawan bakteri yang resisten. Simulasi docking dilakukan menggunakan computer yang dilengkapi beberapa macam perangkat lunak seperti ChemOffice 18.1 (Cambridge Soft), Autodock Vina 1_1_2 (Scripps Research Institute), and Discovery Studio Visualizer (DSV) 2021 (BIOVIA). Derivat-derivat yang mempunyai afinitas tinggi sebagai inhibitor kemudian diprediksi sifat farmakokinetik dan toksisitasnya menggunakan web tools pkCSM.
Dari eksperimen ditemukan 12 derivat luteolin yang mempunyai afinitas pada DNA girase jauh lebih tinggi dibandingkan obat ciprofloxacin dan derivat tersebut juga mampu mengikat CTX-M-15 dengan afinitas yang lebih tinggi dibanding asam klavulanat, senyawa inhibitor ESBL yang umumnya digunakan dalam formula kombinasi dengan amoksisilin untuk pengobatan terhadap infeksi bakteri yang resisten. Derivat yang paling poten adalah luteolin glikosida (L6). Profil farmakokinetik dan toksisitas L6 juga memperlihatkan keunggulan bahwa senyawa ini dapat diserap melalui usus manusia secara moderat, relatif tidak menembus sawar darah otak (BBB) manusia, dosis toksiknya sangat tinggi (LD50= 1,5 g/kg) sehingga relatif tidak bersifat racun, dan tidak berpotensi toksik terhadap hati dibandingkan dengan siprofloksasin dan asam klavulanat yang mempunyai sifat hepatotoksik.
Berdasarkan hasil eksperimen, direkomendasikan bahwa luteolin glikosida, khususnya L6, yang terdapat dalam jus buah markisa dapat diisolasi dan digunakan sebagai starting material dalam reaksi semisintetik untuk menghasilkan calon obat yang bermanfaat dalam penanggulangan infeksi bakteri yang resisten.
Penulis : Nuzul Wahyuning Diyah
Penelitian tentang luteolin ini dimuat dalam J Adv Pharm Technol Res. 2024; 15(1): 29–36. Tautan: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10880919/
Baca Juga: Pengembangan Enkapsulasi dengan Bentuk Vesikel Lipid dari Ekstrak Daun Graptophyllum Pictum
