Enzim fibrinolitik hanya bisa ditemukan di jamur, hewan, dedaunan, tanah saja? Yah, diriku ini tidak dianggap. Yuk kenalan sama aku! aku biasa dipanggil bakteri fibrinolitik isolat WU 021055. Aku ini merupakan bakteri baru yang ditemukan di perairan Pantai Papuma, Kabupaten Jember. Nama WU 021055 ini bukan nama asliku, tapi hanyalah kode dari peneliti yang menemukan aku dan mengidentifikasi enzim fibrinolitik yang aku miliki. Meskipun aku belum memiliki nama yang pasti, tetapi, menurut karakterisasi morfologi, fisiologi, dan marker 16S rRNA, aku ini mirip dengan bakteri Bacillus aerius. Meskipun aku belum memiliki nama yang pasti dan aku juga hidup di perairan pantai, tapi, aku bisa bermanfaat bagi kesehatan manusia. Penasaran gak sama aku? Permasalahan kesehatan manusia apa ya yang bisa diatasi oleh makhluk sekecil aku? Yuk, simak artikel ini sampai habis!
Pernahkah Anda mendengar kasus infark miokard sebagai masalah kesehatan di Indonesia yang disebabkan oleh trombosis? Penyakit artherotrombosis seperti infark miokard dan infark serebral ini disebabkan oleh pembuluh darah arteri yang tersumbat oleh bekuan darah (trombus). Penyakit ini menduduki penyebab kematian terbanyak kedua di Indonesia setelah kanker. Bahkan, kematian karena atherotrombosis ini mencapai 7,2 juta (12,2%) dari total kematian di seluruh dunia. Penyakit ini juga dapat disebabkan oleh plak aterosklerosis di dinding pembuluh darah sehingga timbul bekuan darah. Mengapa dapat timbul bekuan darah ini? Nah, hal ini disebabkan oleh ketidakseimbangan sistem sirkulasi dalam hemostasis sehingag pembuluh darah dapat tersumbat.
Bagaimana? Seram bukan penyakit infark miokard (artherotrombosis) tersebut? Nah, tenang dulu, aku punya solusinya. Aku sang bakteri WU 021055 yang diisolasi dari perairan pantai Kabupaten Jember bisa menghasilkan enzim fibrinolitik. Enzim fibrinolitik-ku ini bisa melakukan mekanisme trombolisis (fibrinolisis) yang menghancurkan trombus penyumbat pembuluh darah tersebut. Fibrinolisis dapat bekerja mengaktifkan plasminogen menjadi enzim proteolitik plasmin. Selanjutnya, plasmin ini akan berperan dalam pengubahan bentuk trombus dan membatasi perkembangan trombosis dengan kemampuan mencerna proteolitik fibrin. Singkatnya, mekanisme kerja enzim fibrinolitik yang aku miliki adalah menghidrolisis fibrin penyebab bekuan darah menjadi produk terlarut yang dapat dibuang dari peredaran darah. Hal ini menyebabkan pembuluh darah dapat terbebas dari bekuan darah dan dinding pembuluh darah menjadi sembuh dari penyakit ini. Berikut ini adalah gambar dari mekanisme fibrinolitik tersebut (gambar diatas)
(Parry et al. 2000).
Fibrinolisis yang dihasilkan oleh enzim fibrinolitik tersebut adalah mekanisme degradasi fibrin secara enzimatik. Proses ini dapat terjadi bersama dengan pembekuan darah apabila dinding endotelial mengalami luka. Cadangan polimer dalam fibrin secara bertahap akan dihilangkan sehingga fibrin menjadi produk hasil degradasi yang larut air. Setelah itu, produk hasil degradasi akan dibuang dari peredaran darah dengan dibantu makrofag pada sistem retikuloendotelial. Mekanisme tersebut bertujuan dalam membebaskan pembuluh dari bekuan darah sekaligus menyembuhkan dinding pembuluh.
Enzim fibrinolitik yang dihasilkan oleh bakteri fibrinolitik isolat WU 021055 dari perairan pantai ini adalah plasmin. Plasmin dapat mendegradasi fibrin secara spesifik. Plasmin tergolong enzim protease serin dan memiliki sirkulasi dalam bentuk aktif yang disebut plasminogen. Ketika dinding endotelial terluka, plasminogen tidak bisa langsung bekerja, tetapi harus mengalami aktivasi terlebih dahulu dengan bantuan aktivator (tissue plasminogen activator/ t-PA). Bentuk koagulasi darah dapat dipengaruhi oleh plasmin dan kecepatan pembentukan bekuan trombosit juga dapat dikurangi karena kemampuan enzim plasmin ini dalam melakukan degradasi fibrin. Pada pembekuan darah, fibrin ini tergolong protein tidak larut dan berasal dari degradasi fibrinogen yang dilakukan oleh trombin. Pembekuan darah akan membentuk fibin. Proses degradasi pada sistem fibrinolisis dapat terjadi dengan agen fibrinolitik seperti enzim plasmin atau fibrinolisin. Dengan demikian, dapat dihasilkan peptida kecil yang lebih larut.
Apakah hanya mikroorganisme yang bisa menghasilkan enzim fibrinolitik? Tentu tidak. Tubuh manusia juga sebenarnya dapat memproduksi enzim fibrinolitik berupa plasmin ini oleh sel endotel di saluran pankreas. Akan tetapi, kemampuan tubuh dalam memproduksi plasmin dapat semakin menurun oleh faktor pertambahan usia, pola makan yang tidak seimbang, hingga gaya hidup yang kurang sehat. Beberapa hal tersebut dapat menganggu kerja sistem fibrinolitik dalam tubuh manusia sehingga menyebabkan trombosis yang juga bisa berdampak terhadap beberapa penyakit lain seperti stroke, aterosklorosis, hipertensi, dan sebagainya.
Meskipun manusia dan aku sang bakteri perairan pantai sama-sama bisa menghasilkan enzim fibrinolitik, tetapi isolasi enzim dariku memiliki beberapa kelebihan tertentu. Misalnya, enzim fibrinolitik dari bakteri dapat diproduksi dalam jumlah besar, sedangkan enzim fibrinolitik dari manusia terbatas. Produktivitas dan mutu enzim fibrinolitik bakteri juga mudah ditingkatkan, lebih seragam, dan murah. Dibandingkan sumber fibrinolitik dari tanaman dan hewan, eksplorasi agen fibrinolitik bakteri juga lebih mudah sebab sel mikroba yang mudah ditumbuhkan, pertumbuhannya yang lebih cepat, dapat diproduksi tanpa bergantung pada musim, dan sebagainya. Dengan demikian, sumber-sumber baru penghasil enzim fibrinolitik ini banyak dieksplorasi, terutama agen fibrinolitik dari bakteri perairan seperti aku yang jarang dimanfaatkan oleh manusia.
Sebagai bakteri perairan pantai penghasil enzim fibrinolitik, aku juga memiliki banyak teman. Misalnya adalah Streptococcus hemolyticus yang dapat menghasilkan enzim fibrinolitik berupa streptokinase, Staphylococcus aureus dengan enzim fibrinolitiknya berupa staphylokinase, bakteri Streptomyces megasporus dari air panas yang bisa menghasilkan enzim fibrinolitik yang tetap stabil di kondisi panas, dan sebagainya. Apakah para pembaca juga mau jadi temanku?
Bagaimana cara manusia mendeteksi aktivitas fibrinolitik yang kumiliki? Pertama, dilakukan uji aktivitas proteolitik dan fibrinolitik dari isolat bakteri yang diperoleh dari perairan Pantai Papuma Jember dengan metode agar plate. Zona bening yang muncul di sekitar koloni bakteri akan mengindikasikan aktivitas proteolitik dan fibrinolitik. Kemudian, isolat bakteri dengan dugaan fibrinolitik tertinggi dipilih dan dibuat kurva pertumbuhan. Selanjutnya, protein ekstrak kasar dalam kultur cair dikarakterisasi dan sampel sumber agen fibrinolitik dalam media dipisahkan dengan membran ultrafiltrasi hingga diperoleh hasil pemisahan yang diukur konsentrasi proteinnya. Hasil pemisahan juga diuji aktivitas fibrinolitiknya dengan metode fibrin plate assay dan ditentukan berat molekulnya menggunakan SDS-PAGE. Metode fibrin plate assay ini dapat membantu mengukur aktivitas fibrinolitik dengan menguji kemampuan enzim protease hasil pemisahan dalam mendegradasi fibrin. Metode ini dilakukan menggunakan media agar yang mengandung fibrinogen dam trombin. Pada media ini, enzim fibrinolitik dapat memoting rantai fibrinogen.
Berdasarkan pengujian terhadap 23 isolat bakteri Perairan Pantai Papuma Kabupaten Jember menggunakan Skim Milk Agar (SMA), terdapat 11 isolat bakteri terbukti mempunyai aktivitas proteolitik, sedangkan terdapat 12 isolat bakteri yang tidak memiliki aktivitas proteolitik. Pada media ini, akan tampak zona bening di sekitar koloni oleh kemampuan koloni bakteri dalam menghidrolisis substrat kasein menjadi peptida dan asam amino. Sifat proteolitik pada bakteri juga mengindikasikan kemampuan bakteri dalam menghasilkan enzim protease ekstraseluler sebagai salah satu ciri utama bakteri proteolitik.
Bakteri proteolitik memiliki enzim protease ekstraseluler untuk mendegradasi protein dan mampu memproduksinya di dalam sel bakteri tersebut lalu melepasnya ke luar sel. Bakteri yang bukan proteolitik juga bisa memiliki enzim protease ini, hanya saja tidak dikeluarkan dari dalam sel. Berdasarkan pengujian aktivitas fibrinolitik terhadap 11 isolat bakteri tersebut, diperoleh 3 isolat yang terbukti memiliki aktivitas fibrinolitik yang dibuktikan oleh adanya zone bening di sekitar bakteri ssebagai indikasi bahwa ketiga bakteri tersebut memiliki enzim yang mampu menghidrolisis substrat fibrin. Semakin lebar zona bening akan mengindikasikan tingginya aktivitas fibrinolitik. Isolat bakteri dengan kode WU 021055 memiliki indeks aktivitas enzim fibrinolitik tertinggi, yaitu 11,0.
Isolat bakteri diidentifikasi kurva pertumbuhannya sebab akan ditentukan waktu optimum produksi enzim, yaitu pada fase eksponensialnya. Produksi protein ekstrak kasar yang terlalu singkat dapat menyebabkan bakteri belum menghasilkan enzim fibrinolitik karena masih berada dalam tahap adaptasi. Selain itu, waktu yang terlalu lama juga mengakibatkan terjadinya penghambatan enzim fibrinolitik karena produk reaksi enzim dengan substrat menjadi menumpuk. Pada protein ekstrak kasar isolat bakteri, diperoleh 2 fase, yaitu retentate dan permeate. Fase retentate ternyata memiliki aktivitas fibrinolitik lebih optimal dibandingkan permeate dengan diameter zona bening yang lebih lebar dibandingkan aktivitas fibrinolitik retentate. Berdasarkan uji SDS-PAGE terhadap berat molekul protein agen fibrinolitik tersebut, dapat berat molekul retentate berada pada ukuran diatas 10 kDa.
Penemuan agen fibrinolitik dari bakteri asal perairan pantai ini dapat menjadi alternatif nutrasetika dan obat dengan efek samping rendah dalam mengatasi penyakit trombosis. Enzim fibrinolitik dari bakteri ini juga dapat diformulasi dalam produk farmakologi, nutrasetika, dan pangan fungsional dalam rangka mengurangi kasus infark miokard. Jadi, meskipun aku hanya tinggal di perairan pantai, ternyata aku terbukti dapat memberikan manfaat bagi manusia. Seperti kata pepatah, hal sekecil apapun pasti menjadi berarti apabila dimanfaatkan dengan baik. Terima kasih telah membaca kisahku. Salam hangat dari aku - Bakteri perairan pantai Jember. Sebagai penutup, berikut ini adalah foto tempat tinggalku.
Sumber: fotowisata.com
Sumber:Â
Barzkar N, Jahromi ST, Vianello F. 2022. Marine microbial fibrinolytic enzymes: an overview of source, production, biochemical properties and thrombolytic activity. Marine Drugs. 20(46): 1 – 13.
Parry MAA, Zhang XC, Bode W. 2000. Molecular mechanisms of plasminogen activation: bacterial cofactors provide clues. Biochemical Sciences. 25(2): 53 – 59.
Setiawan A, Arimurti S, Senjarini K, Sutoyo S. 2016. Aktivitas proteolitik dan fibrinolitik isolat bakteri dari perairan Pantai Papuma Kabupaten Jember. Jurnal Berkala Sainstek. 4(1): 1 – 4.
Ulfa EU, Utarti E, Afkarina I, Arimurti S, Senjarini K. 2017. Deteksi aktivitas fibrinolitik isolat bakteri WU 021055* asal perairan Pantai Papuma Jember menggunakan Zimografi. Global Medical & Health Communication. 5(2): 97 – 102.
Ulfa EU, Arimurti S, Senjarini K. 2015. Karakterisasi isolat bakteri fibrinolitik WU O21O55* asal Pantai Papuma, Jember. Jurnal Bioteknologi dan Biosains Indonesia. 2(1): 1 – 8.
Baca konten-konten menarik Kompasiana langsung dari smartphone kamu. Follow channel WhatsApp Kompasiana sekarang di sini: https://whatsapp.com/channel/0029VaYjYaL4Spk7WflFYJ2H
