Inovasi Terbaru Deteksi Cepat Toksin Bakteri

Inovasi Terbaru Deteksi Cepat Toksin Bakteri Gram Negatif

Baru-baru ini telah dikembangkan metode inovatif yang dinyatakan sangat cepat untuk mendeteksi endotoksin berbahaya yang dihasilkan oleh bakteri Gram negatif yang dapat meningkatkan keamanan bagi pasien dan juga kemungkinan infeksi nosokomial, yaitu infeksi yang diperoleh di rumah sakit.

Bagaimanakah upaya pengembangan metode inovatif yang baru tersebut, Berikut ini hasil perbincangan dengan Prof. Maksum Radji, dosen Prodi Farmasi FIKES Universitas Esa Unggul.

Prof. Maksum menjelaskan bahwa pengembangan metode deteksi inovatif terbaru ini didasarkan pada cara deteksi cepat Lipopolisakarida (LPS), yaitu komponen penting pada dinding sel bakteri Gram negatif yang bersifat sebagai endotoksin bakteri. Inovasi temuan ini telah dipublikasi pada the journal Analytical Chemistry, pada tanggal 31 Juli, 2023 yang lalu.

"Lipopolisakarida (LPS), marupakan suatu endotoksin berbahaya yang diproduksi oleh bakteri Gram-negatif, yang mampu memicu respons imun yang berbahaya bagi tubuh seseorang. Selama ini metode yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan endotoksin ini masih memerlukan waktu yang lama dan tidak praktis. Untuk mengatasi masalah inilah, maka tim peneliti dari Universitas Sophia, Jepang, telah mengembangkan suatu metode inovatif, berdasarkan novel fluorescent chemosensor, yang dapat mendeteksi endotoksin dalam hitungan menit, sehingga dapat diaplikasikan dalam pengujian di rumah sakit ataupun pada fasilitas industri sediaan farmasi", ungkapnya.

Apa Bahaya Endotoksin Bakteri Gram Negatif. 

Dengan melansir situs https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.3c01870 menurut Prof. Maksum Lipopolisakarida (LPS), yang umumnya dikenal sebagai endotoksin, merupakan molekul yang terdapat pada membran luar bakteri Gram negatif  yang berbahaya bagi manusia. Senyawa ini dapat memicu respons imun yang tidak terkontrol dan berlebihan, sehingga dapat menyebabkan demam dan peradangan. Bahkan dalam kasus yang parah, dapat menyebabkan kegagalan multi organ akibat sepsis atau toxic shock syndrome dan kematian.

Bagaimana Cara Mendeteksinya

Menurut Prof. Maksum, selama ini walaupun ada beberapa cara untuk mendeteksinya namun sangat terbatas cara untuk mendeteksi keberadaan LPS secara efektif.

"Adapun standar emas untuk mendeteksinya adalah tes limulus amebocyte lysate (LAL). Tapi metode ini, selain harus dilakukan secara manual di laboratorium khusus, selain memerlukan waktu yang lama, juga cukup mahal. Sehingga seringkali dapat menyebabkan penundaan yang signifikan dalam diagnosis pasien dan pengambilan keputusan di rumah sakit, ataupun di lokasi produksi farmasi khususnya pada obat-obat parenteral, dan sediaan farmasi lainnya", tuturnya.

Prof. Maksum menambahkan bahwa pada temuan terbaru ini dilaporkan oleh peneliti utama Hiroshi Kimoto, seorang mahasiswa kandidat doktor di Sophia University, Jepang menggunakan suatu platform baru untuk mendeteksi endotoksin dengan cepat dan efisien. 

"Komponen utama dari sistem deteksi endotoksin yang dikembangkan adalah ratiometric fluorescent chemosensor yang disebut dengan Zn-dpa-C2OPy. Senyawa ini, dirancang untuk mengikat secara selektif endotoksin (LPS) yang terdapat pada spesimen, sehingga menghasilkan signal atau fluoresen yang unik. Bila tidak terikat pada LPS, ia akan membentuk vesikel bulat kecil yang memancarkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu pada sinar UV. Namun, bila terikat pada molekul LPS, kemosensor akan membentuk agregat kompleks dengan LPS dalam larutan. Agregat ini secara struktural berbeda dengan agregat baik kemosensornya atau LPS saja. Agregat kompleks chemosensor-LPS yang terbentuk, memancarkan cahaya pada panjang gelombang yang sama sekali berbeda ketika tereksitasi oleh sinar UV, dan keberadaannya diverifikasi lebih lanjut melalui pengukuran spektrometri. Untuk meningkatkan high-throughput LPS detection, tim peneliti juga menggabungkan kemosensor dengan sistem flow injection analysis (FIA) dan dual-wavelength fluorophotometer, yang mereka dikembangkan sendiri. Sehingga dengan metode baru ini dapat diperkirakan konsentrasi LPS dalam sampel.  Salah satu keunggulan utama sistem ini adalah kecepatannya. Menurut tim peneliti yang mengembang metode ini, hanya diperlukan waktu sekitar satu menit mulai dari pengumpulan sampelnya hingga hasil analisisnya, dan dapat mendeteksi sebanyak 36 sampel tiap jam melalui high-throughput LPS detection. Penemuan ini memberikan harapan sebagai uji cepat dan tepat serta praktis untuk uji dagnostik endotoksin (LPS) baik di rumah sakit maupun untuk menentukan adanya kontaminasi bakteri dalam sampel air atau sediaan farmasi" tuturnya.

Prof. Maksum menambahkan bahwa para peneliti telah berancang-ancang dalam jangka panjang untuk mengembangkan suatu monitor endotoksin online yang dapat dipasang  di lokasi-lokasi tertentu misalnya di ruang produksi sediaan farmasi, di samping tempat tidur rumah sakit, dan di unit perawatan intensif guna memantau konsentrasi endotoksin pada produk sediaan farmasi, atau pada darah pasien yang terinfeksi.

"Dengan demikian, melalui metode deteksi cepat ini, ancaman endotoksin yang dapat menyebabkan pasien dalam kondisi kritis dapat diminimalkan dan menjadikan rumah sakit lebih aman dari infeksi nosokomial, yang umumnya disebabkan oleh bakteri Gram negatif, serta dapat meningkatkan diagnostik penyakit infeksi bakteri", pungkasnya mengakhiri perbincangan ini.