tuberkulosis3
OBAT ANTITUBERKULOSIS LINI KETIGA
Obat lini ketiga tersusun atas obat golongan 5 ,yaitu obat yang telah dipakai sebagai antiinfeksi selain tuberkulosis Obat ini seperti clofazimin (cfz, anti
lepra) atau antibakteri spektrum luas seperti: inhibitor dehidropeptidase (cilastatin) (Ipm/Cln),,klaritomisin (Clr).campuran amoksisilin, inhibitor β-laktamse (asam klavulanat) (Amx/Clv), campuran imipenem , Linezolid,
Obat lini ketiga tidak disarankan untuk pemakaian rutin dalam terapi tuberkulosis kebal obat karena efikasinya belum jelas ,
Turunan 1,3-oksazolidinon mewakili suatu kelas kimia baru agen antibakteri, Golongan ini yaitu inhibitor sintesis protein, Oksazolidin akan menghambat tahap awal sintesis protein dengan melalui ikatan dengan 23S rRNA dari 50s
subunit ribosomal , Target ini yaitu target baru sehingga tidak ada kekebalan silang antara oksazolidin dan agen penarget ribosom lain. Walaupun demikian, strain kebal bisa muncul akibat terjadinya perubahan sisi aktif enzim ,
Oksazolidonon tidak dikembangkan secara khusus untuk terapi tuberkulosis sehingga SAR golongan ini dikembangkan kebanyakan terhadap bakeri Gram positif dan negative ,
Agen paling terkenal dari golongan oksazolidinon yaitu linezolid (Lzd)
(gbr TBC 48 48). Linezolidin yaitu generasi pertama oksazolidinon dan hanya
bentuk 5-S-enantiomer yang efektif. Pada awalnya, obat ini dipakai untuk terapi
infeksi kulit dan pneumonia nosokomial akibat bakteri Gram-positif , Pada pengobatan tuberkulosis, linezolidin mampu menembus makrofag sehingga bisa
bisa melawan bacilli intraseluler, Linezolid akan terikat pada 23S rRNA sehingga terjadi halangan interaksi antara tRNA pada sisi P dan A. Lebih khususnya, Lzd mengganggu inisiasi sintesis protein dengan menghambat pembentukkan ikatan peptide antara ujung karboksil dari residu komplek N formilmetionin-tRNA pada sisi P dan ujung amino dari asam amino-tRNA pada sisi A
Linezolid dipakai pada masalah kekebalan. Namun, pemakaian dalam waktu lama linezolid dibatasi oleh adanya efek efek racun khususnya gangguan
hematologi seperti leukopeni dan trombositopenia, neuropati perifer yang
mungkin bersifat irreversible ,
Percobaan prospektif acak pada pasien XDR-tuberkulosis dengan kegagalan terapi sebelumnya berhasil menampakkan efikasi saat diterapi dengan linezolid dosis 300-600 mg per hari, itu mempertegas penemuan sebelumnya
dimana pasien mencapai perubahan bakteriologis dalam 6 bulan saat diterapi
dengan linezolid , ada 4 pasien mengalami kekebalan selama terapi
itu (tiga diantaranya menerima dosis 300 mg per hari). sehingga bukti
tambahan diperlukan untuk penilaian dosis optimal dan durasi terapi yang obat ini. untuk pencegahan efek samping linezolid. penelitian dilaksanakan
dengan mempertahankan efikasi pemakaian dosis intermitten dan peningkatan keberadaan linezolid saat dicampuran dengan klaritomisin ,
klaritomisin bisa meningkatkan tingkat linezolid dalam darah sehingga pemberian
linezolid dalam dosis lebih kecil bisa dilakukan agar terjadi pengurangan efek
samping dan biaya.
Efek samping linezolid selama uji tahap III tidak berbahaya ( karena durasi pemakaian pada uji ini lebih pendek dari terapi tuberkulosis sesungguhnya).
Lebih dari setengah pasien mengalami efek samping seperti insomnia , pusing, neuropati perifer , optic konstipasi, diare, mual mulas perih kembung , muntah ,rash, sakit kepala, anemia,leukopeni dan trombositopenia terutama saat diberikan dalam waktu lama,
Clofazimin yaitu suatu senyawa riminophenazin .yang memiliki kegiatan anti-tuberkulosis sejak lama , Namun, akibat ketersediaan obat antituberkulosis lain yang efektif dan adanya efek samping seperti pigmentasi kulit maka pemakaian clofazimin terbatas untuk terapi lepra , clofazimin masuk kedalam golongan obat untuk MDR-tuberkulosis ,manuver pergerakan aksi clofazimin belum diketahui
mendeteksi bahwa membran luar Mycobacterium tuberculosis yaitu
target yang memungkinkan bagi obat ini, dalam Mycobacterium tuberculosis, clofazimin direduksi oleh NADH dehydrogenase kemudian sesudah
terjadi reoksidasi spontan maka reactive oxygen species (ROS) dilepaskan hingga tingkat kadar efek bakterisida .
Penemuan streptomisin, suatu anti-tuberkulosis pertama yang efektif memberikan harapan ,Namun, peneliti mengungkapkan bahwa Mycobacterium tuberculosis dengan cepat mengembangkan kebal dari obat ini dan kesembuhan total juga tidak bisa dicapai dengan monoterapi. sehingga, campuran terapi
diperlukan untuk pencegahan terjadinya kekebalan , penelitian untuk terapi tuberkulosis yang lebih baik telah dilaksanakan melalui 2 kegiatan saling terkait, yaitu pencarian obat baru dan pengembangan regimen campuran yang ampuh ,
Saat ini, jalur pengembangan untuk obat tuberkulosis standar mencakup tahap 1 yaitu armakokinetik, keamanan, toleransi, penelitian rentang dosis dan interaksi obat-obat untuk menilai interaksi senyawa baru dengan obat anti-tuberkulosis yang dipakai saat ini. penelitian itu sering dilakukan pada probandus/relawan sehat. kemudian, penelitian dilakukan pada pasien tuberkulosis (tahap 2) untuk menilai kegiatan bakterisida ,senyawa baru (biasanya pada berbagai dosis) dengan pembanding baik dengan isoniazid, rifampisin atau dengan regimen standar pirazinamid , etambutol isoniazid, rifampisin,(HRZE) selama 7 hingga 14 hari sebagai penelitian extended early bactericidal activity (EBA) kemudian diikuti penelitian drug combination proof-of-concept
selama 8 minggu (penelitian kultur bakteri 2 bulan atau penelitian serial sputum
colony count) , Proof of concept .berarti pengembangan awal obat secara konvensional dibagi .menjadi tahap I dan IIa. Terakhir, uji tahap III dilaksanakan dengan diikuti periode menilai kesembuhan tanpa kekambuhan maupun mikrobiologi. Ringkasnya, uji tahap I akan menilai keamanan dan
rentang dosis, uji tahap II akan menilai kegiatan bakterisida dini dan konversi kultur sputum sedang uji tahap III akan menilai keamanan dan efikasi. Untuk pemilihan campuran yang baik, baik berupa penambahan obat baru atau penggantian obat baru kedalam regimen saat ini, diperlukan waktu selama 20 hingga 30 tahun untuk mengembangkan regimen baru dari 3 hingga 4 obat baru ,
obat baru harus memenuhi syarat : Potensi interaksi obat-obat yang rendah untuk memungkinkan pemberian terapi campuran khususnya dengan obat tuberkulosis lain ,terapi HIV.kegiatan bakterisida cepat untuk mengurangi durasi terapi,Mengoptimasikan sifat farmakokinetik/farmakodinamik
manuver pergerakan aksi baru untuk memperkecil kekebalan silang.
dengan bertujuan untuk mencapai tingginya stabilitas senyawa, sempitnya spektrum kegiatan, tingginya toleransi dan kemunculan kekebalan spontan yang rendah ,
Bedaquilin
Bedaquilin (gbr TBC 5252) atau TMC-207 atau R207910,
Bedaquilin ditemukan dengan metode high throughput evaluation, yaitu suatu metode yang memungkinkan pengujian jutaan senyawa kimia, genetik atau farmakologi secara cepat, terhadap ribuan senyawa memakai Mycobacterium smegmatis pada whole cell assay
Bedaquilin menjadi antibiotik baru dari kelas diarilquinolin dengan kegiatan khusus terhadap Mycobacterium tuberculosis. Antibiotik ini juga aktif melawan mikobakteria non tuberkulosis pada uji in vitro ,
Obat Bedaquilin ini melawan Mycobacterium tuberculosis pada uji in vitro dan in vivo kemudian obat ini memasuki .evaluasi untuk uji kepekaan obat dan MDR-tuberkulosis. berdasar .hasil 2 uji tahap 2, bedaquilin menerima perizinan keadaan onal untuk terapi MDR-tuberkulosis di bawah nama dagang “Sirturo”. Peringatan “black box” mengiringi perizinan itu karena adanya laporan
kematian dan perpanjangan interval QT. Uji tahap III , Bedaquilin dievaluasi dalam regimen campuran baru yang bertujuan untuk memperpendek waktu terapi ,
Bedaquilin bersifat khusus karena efek itu hanya mempengaruhi kegiatan
ATP synthase pada mikobakteri dorman dan aktif , namun efek ini tidak berlaku bagi sel eukariot atau sel prokariot lain,
Bedaquilin sangat selektif menarget pompa proton ATP synthase yang memicu kekurangan sintesis ATP yang diperlukan untuk metabolism bakteri ,
Kultur mutan kebal obat telah menampakkan bahwa cincin rotor dari F0F1 ATP synthase organisme khususnya subunit c yaitu target bedaquilin yaitu Mycobacterium tuberculosis bisa bertahan pada keadaan tidak memperbanyak diri karena memakai ATP untuk mempertahankan membrane teraktivasi yang dihasilkan oleh F0F1 ATP synthase , ini membuat bedaquilin sebagai senjata utama untuk membunuh sub populasi Mycobacterium tuberculosis laten, manuver pergerakan aksi yang berbeda dari RIF dan INH ini membuat bedaquilin sebagai obat tambahan efektif pada terapi MDR-tuberkulosis,
Bedaquilin memiliki efek perpanjangan QT sehingga pemakaian bersama obat lain harus berhati-hati. Obat lain itu seperti makrolida, clofazimin fluoroquinolone, atau obat yang bisa meningkatkan paparan bedaquilin dengan menghambat
CYP3A4 ,
Bedaquilin yaitu obat lipofilik yang akan dimetabolisme oleh CYP3A4 dan berinteraksi dengan induser CYP43A seperti INH. Interaksi itu berakibat pada penurunan kegiatan bedaquilin ,
Delamanid dan pretomanid PA-824 yaitu prodrug yang .terpengaktifan oleh nitroreduktase. Kedua obat ini termasuk ke dalam kelas metronidazole, Saat ini, keduanya sedang menjalankan uji tahap II dan tahap III. manuver pergerakan aksi kedua obat ini diduga berupa penghambatan biosintesis asam mikolat ,
Delamanid
Delamanid (gbr TBC 5353) yaitu suatu turunan nitro-dihidro-imidazooxazole yang sebelumnya dikenal sebagai OPC-67683. manuver pergerakan aksi khusus delamanid yaitu menghambat sintesis asam mikolat namun berbeda dari isoniazid. Delamanid hanya menghambat asam mikolat metoksi dan keto sementara isoniazid juga menghambat asam mikolat α , Saat ini, delamanid
sedang melalui evaluasi pada percobaan tahap III
Delamanid memiliki kegiatan in vitro maupun in vivo yang sangat bagus terhadap Mycobacterium tuberculosis peka dan kebal , delamanid memiliki early bactericidal activity (EBA) yang baik dibandingkan rifampisin dan menampakkan keamanan dan efikasi pada evaluasi MDR-tuberkulosis ,
Pada uji tahap II dengan masalah MDR-tuberkulosis, pemberian delamanid selama 2 bulan dengan 2 dosis berbeda (100 dan 200 mg 2 kali sehari) ditambahkan pada OBR (optimized background regiment) mencapai peningkatan menonjol dari
perubahan kultur dibandingkan plasebo (45% untuk golongan 100 mg, 42% untuk golongan 200 mg dan 29% untuk golongan plasebo). Percobaan lebih lanjut pada
MDR/XDR-tuberkulosis, tingkat kematian pasien penerima delamanid selama minimal 6 bulan yaitu 1% sedang pasien yang tidak diterapi selama atau kurang dari 2 bulan tingkat kematiannya sebesar 8 %
pemakaian delamanid yaitu pada dosis 100 mg 2 kali sehari selama 6 bulan sebagai tambahan ke OBR pada pasien dewasa saat farmakovigilan tersedia dan izin informasi terjamin , penelitian retrospektif terbaru menunjukkan pengurangan terbesar pada angka kematian , selama lebih dari sama dengan 6 bulan ,
dibandingkan dengan terapi selama kurang dari 2 bulan ,
Pretomanid
Pretomanid (gbr TBC 5454) yaitu turunan nitroimidazooxazin, Pretomanid sebelumnya dikenal sebagai PA-824 yang memiliki KHM rendah untuk Mycobacterium tuberculosis dibandingkan isoniazid. Obat ini sebagai bagian dari
regimen baru potensial, menilai aktifitas bakterisidal pada 14 hari pertama dari
regimen berisi pirazinamid,pretomanid, moksifloksasin , Hasil penelitian membuktikan bahwa regimen ini menghasilkan kegiatan lebih tinggi dibandingkan bedaquilin sendiri, campuran bedaquilin dan pirazinamid, dan campuran .bedaquilin dan pretomanid. Selain itu campuran itu menghasilkan kegiatan sebanding dengan regimen standar .terapi ( pirazinamid ,isoniazid, rifampisin dengan steptomisin atau etambutol), penambahan pirazinamid meningkatkan kegiatan bedaquilin dan pretomanid.Pada percobaan tahap III, kegiatan bakterisida dari regimen baru selama 8 minggu mencakup moksifloksasin, .pretomanid (100 atau 200 mg), pirazinamid dan clofazimin
dibandingkan terhadap regimen terapi standar tuberkulosis untuk
pasien sputum smear positive dengan tuberkulosis rentan obat dan
kebal obat. Regimen terapi baru menghasilkan kegiatan bakterisida lebih tinggi dibandingkan regimen rekomendasi WHO saat ini sesudah 2 bulan terapi dan ditoleransi dengan baik .
Sutezolid (PNU-100480) masuk ke dalam kelas antibiotik oksazolidinon. Antibiotik ini yaitu analog linezolid dengan kegiatan antimikobakteri yang lebih besar dari linezolid pada uji in vitro, beberapa model intraseluler dan hewan dan kultur darah putih ex-vivo. Sutezolid aktif melawan Mycobacterium tuberculosis non replicating .secara in vitro dan in vivo. Antibiotik ini mencegah inisiasi sintesis
protein melalui ikatan dengan 50s subunit ribosomal dari 23S rRNA.
Sutezolid (gbr TBC 55 55) menampakkan aksi kuat melawan Mycobacterium
tuberculosis pada model muriin,
percobaan tahap II (NCT01225640) telah diselesaikan. Pada tahap
ini dilakukan penilaian keamanan dan efikasi memakai EBA(early bactericidal activity) dan kegiatan baktersida darah lengkap .
SQ-109
SQ-109 (gbr TBC 56 56) yaitu suatu turunan dari bagian diamin etambutol , Obat ini aktif melawan Mycobacterium tuberculosis peka dan kebal obat. Awalnya, usaha penemuan .SQ-109 dilakukan untuk mengungkapkan analog etambutol dengan
peningkatan kegiatan karena etambutol yaitu agen lini pertama yang paling lemah. Namun, penelitian retrospektif dengan mutan .kebal SQ-109 menampakkan bahwa manuver pergerakan aksi inhibitor ini .berbeda dari etambutol. manuver pergerakan kerja SQ-109 yaitu .penghambatan MmpL3 , Mycobacterial membrane protein large (MmpL) yaitu .keluarga protein ekspor yang terlibat dalam pengirimanasi metabolit dari sitosol Mycobacterium tuberculosis, Genom Mycobacterium tuberculosis mengandung 12 gen pengekspresi protein MmpL, suatu protein yang berperan yang perlu dalam pertahanan dan patogenesis Mycobacterium tuberculosis , MmpL3 untuk mengekspor asam
mikolat dalam bentuk trehalose monomikolat ke ruang periplasmik
atau membrane luar. Akibat penghambatan oleh SQ-109, maka penyusunan asam mikolat ke dalam inti dinding sel bakteri terganggu sehingga terjadi penumpukan penumpukan trehalose monomikolat.MmpL3 yaitu protein membrane yang menjadi target obat menarik karena MmpL3 yaitu satu-satunya protein dari
kerluarganya yang yang perlu untuk pertahanan mikobakteri dan yaitu druggable target (kelas protein yang diketahui atau diprediksikan berinteraksi dengan obat). SQ-109 memiliki sifat polifarmakologi, yaitu berefek terhadap jamur dan bakteri yang tidak memiliki asam mikolat dan aktif melawan sel laten yang tidak
memerlukan sintesis dinding sel secara aktif ,Penelitian lebih lanjut membuka
rahasia bahwa SQ-109 menghambat respirasi seluler , sintesis ATP mikobakteri , sintesis menaquinon, karena kehilangan gaya proton melalui membrane sitoplasma , Beberapa manuver pergerakan anti tuberkulosis ini menampakkan bahwa SQ-109 akan menjadi agen efektif untuk terapi MDR-tuberkulosis ,
SQ-109 memiliki kegiatan in vitro sinergis saat dicampurankan dengan
obat lini pertama dan dengan bedaquilin dan sutezolid. Saat ini, SQ-
109 sedang dalam uji tahap II ,
Benzothiazinon
Benzothiazinon (BTZ) atau 1,3-benzothiazin-4-one yaitu suatu antimikobakteria kelas baru , Senyawa pertama golongan ini, 2-[2-S-methyl-1,4-dioxa-8-azaspiro[4.5]dec-8-yl]-8-nitro-6-(trifluoromethyl)-4H-1,3-benzothiazin-4-one
(BTZ043) memiliki kegiatan in vitro, ex vivo dan in vivo terhadap Mycobacterium
tuberculosis. Bukti awal menampakkan bahwa BTZ043 bersifat poten
dan mampu melawan 240 isolat dari Mycobacterium tuberculosis, termasuk
strain peka obat, MDR-tuberkulosis dan XDR tuberkulosis,
Struktur BTZ043 pada (gbr TBC 5757) .BTZ043 awalnya terlihat memiliki manuver pergerakan aksi dengan target biogenesis dinding sel. Kemudian, berdasar penelitian genetik .lebih lanjut memakai mutan in vitro buatan, gen rv3790
diidentifikasi sebagai target aksi obat ini , Gen ini mengkode Decaprenylphosphoryl-β-D-ribose 2′-epimerase 1 (DprE1), suatu protein katalisator. Bersama dengan DprE2, suatu protein katalisator yang dikode gen rv3791, DprE1 mengkatalisis proses epimerisasi decaprenylphosphoryl-β-Dribose (DPR) ke decaprenylphosphoryl-β-D-arabinose (DPA). Proses epimerisasi ini
menghasilkan prekursor untuk polisakarida arabinoglaktanyang diperlukan untuk dinding sel bakteri melalui reaksi oksidasi reduksi
Obat ini diaktivasi di dalam sel bakteri melalui reaksi reduksi gugus nitro yang perlu ke bentuk turunan nitroso. Turunan nitroso ini akan bereaksi dengan residu sistein di DprE1 , Penelitian memakai Mycobacterium smegmatis
menampakkan adanya kemungkinan kekebalan obat ini melalui manuver pergerakan ekspresi berlebih nitroreduktase NfnB. Ekspersi berlebih
ini memicu inaktivasi obat akibat reduksi gugus nitro yang perlu ke gugus amino sehingga terjadi kekebalan , Walaupun Mycobacterium tuberculosis sepertinya kekurangan nitroreduktase, penemuan ini yang perlu untuk pengembangan analog BTZ baru dengan peningkatan kegiatan. Baru-baru ini, seri piperazin dengan
kandungan BTZ , Senyawa pertama yaitu PBTZ 169 memiliki peningkatan kegiatan, keamanan dan efikasi pada model hewan dan sinergitas in vitro dengan bedaquilin ,
PBTZ 169
PBTZ 169 (gbr TBC 5858) yaitu anggota benzothiazon yang menampakkan kegiatan anti Mtuberkulosis nanomolar pada berbagai model,
seperti ex vivo dan in vivo , Obat ini sedang dikembangkan oleh Innovative Medicine for Tuberculosis , PBTZ 169 hanya sedikit lebih poten dan tidak
stereoselektif dibandingkan BTZ043. ini berarti bahwa obat ini bisa
dihasilkan melalui proses sintesis yang lebih mudah dan murah , Benzothiazon yaitu inhibitor irreversible yang perlu aktivasi gugus nitro aromatik untuk kegiatan anti-tuberkulosis. Gugus nitro dan gugus penarik elektron meta seperti trifluoro metil dan gugus nitro lain (dinitro benzene) diperlukan untuk kegiatan anti-tuberkulosis. Gugus nitro aromatik memediasi bioreduksi ke nitrosoarene reaktif.Gugus nitroso kemudian bereaksi dengan residu sistein pada enzim DprE1
untuk membentuk semmimercaptal adduct yang berfungsi untuk inaktivasi enzim DprE1. Akibatnya, proses biogenesis dinding sel tuberkulosis akan terganggu. Metabolisme pasien tidak memiliki kemampuan untuk mengaktivasi seri prodrug ini sehingga menghasilkan terapi yang aman ,
pemakaian RIF, paling efektif pada regimen obat lini pertama tuberkulosis
peka obat untuk mengurangi beban akibat bakteri. hasil terapi akan memburuk jika durasi terapi dikurangi , Pengurangan terapi RIF ke dalam 1 hingga 2 bulan memicu peningkatan tingkat kekambuhan dan acquired resistance dibandingkan saat dipakai selama 6 bulan seperti dalam regimen standar. Pemberian berselang-seling setiap minggu atau dua kali setiap minggu bisa memicu kekambuhan dan acquired .resistance. Walaupun RIF yaitu obat lini petama yang yang perlu untuk
hasil terapi positif, pemakaian RIF dalam campuran dengan berbagai obat diragukan, dikarenakan RIF yaitu inducer kuat terhadap banyak enzim CYP450. Pada proses metabolism, enzim ini akan menonaktifkan obat lain sehingga kadar
serum efektif dan paparan obat aktif berkurang, Rifampisin menginduksi utamanya CYP3A4, suatu enzim paling berlimpah pada hati dan usus yang memetabolisme obat dan toksin , Rifampisin juga terkait dengan upregulation
pengiriman membrane (P-glikoprotein). pengiriman ini mengatur pengiriman substansi melintasi membrane yang sering berfungsi sebagai pompa efflux seluler sehingga terjadi pembatasan bioavailabilitas obat , Pasien tuberkulosis dengan HIV menerima antiretroviral dimana tingkat serum obat ini dipengaruhi oleh induksi RIF terhadap CYP3A4. Pasien itu kadang-kadang diberi rifabutin sebagai
pengganti RIF. Rifabutin memiliki aksi induksi CYP3A4 yang lebih lemah sehingga menyederhanakan co-therapy. namun, evaluasi baru tidak mendukung sepenuhnya penggantian RIF dengan rifabutin , sehingga, obat baru apapun yang
dikenalkan untuk penyakit peka obat akan mungkin sekali harus diberikan dalam campuran dengan RIF dan tidak memiliki induksi kuat terhadap CYP3A4.
Kesulitan kemudian dalam metabolisme obat tuberkulosis yaitu malabsorbsi , Pasien tuberkulosis sering mengalami kekurangan nutrisi dan kehilangan berat badan. Dua ini menjadi sifat penyakit tuberkulosis. Terkadang gejala itu dikaitkan dengan penyakit HIV dimana pasien juga mengalami kekurangan nutrisi atau diare. Namun, keadaan itu banyak terjadi pada pasien DM, sebagai komorbiditas (kemunculan bersamaan dari 2 penyakit atau lebih) lain pada pasien tuberkulosis ,
Tuberkulosis tidak hanya menampakkan perbedaan manifestasi tetapi juga fisiologi hospes dan patogen. Pasien tuberkulosis pasien memiliki berbagai granuloma akibatnya terjadi perbedaan lingkungan mikro untuk tempat tumbuh Mycobacterium tuberculosis. sehingga, metabolism Mycobacterium tuberculosis pada setiap penyakit sangat mungkin berbeda. Selain itu, keberadaan populasi Mycobacterium tuberculosis tersembunyi pada hospes pasien menampakkan perbedaan kerentanan terhadap obat anti tuberkulosis. itu mungkin menjelaskan
gabungan kegiatan dari terapi lini pertama , Di samping itu, lamanya waktu terapi sebenarnya dipicu untuk pembasmian slowly growing dan non replicating bacilli. Pada uji in vitro, berbagai keadaan pertumbuhan berbeda memicu perubahan
kerentanan Mycobacterium tuberculosis terhadap obat berbeda, contohnya tahap statis ,anoksia (keadaan uptake oksigen yang buruk) dan kehilangan nutrient , Hal itu memberikan model terapi-penyimpangan penyakit, namun semua ini belum divalidasi sebagai parameter prediksi efikasi ,
Walaupun data serum farmakokinetik obat dalam pemakaian maupun pengembangan, namun penelitian kadar dalam jaringan masih jarang dilakukan padahal bakteri tuberkulosis bukanlah bakteri sistemik. Tempat utama infeksi sulit dijenuhkan oleh obat akibat adanya kerusakan jaringan karena penyakit dan hilangnya pembuluh darah, pengkhususan obat kemungkinan menjadi terbatas ,
Suatu senyawa yang benar-benar efektif tidak hanya mampu menembus
dinding sel bakteri tetapi juga mampu mencapai bakteri dalam beberapa
jam di dalam fibrous, necrotic atau rongga yang mungkin mengandung
organisme kebal .
BAB IV
kekebalan
manuver pergerakan Terjadinya kekebalan pada Mycobacterium tuberculosis
pemakaian obat sama berulang-ulang dan panjangnya waktu terapi sering memicu ketidakpatuhan pasien Akibatnya, muncul strain kebal obat , berdasar molekuler biologi mikobakteria, manuver pergerakan penyebab munculnya strain kebal bisa dibagi menjadi 2, yaitu manuver pergerakan acquired resistance dan manuver pergerakan .kekebalan intrinsik ,
manuver pergerakan acquired resistance
Bakteri patogenik termasuk Mycobacterium tuberculosis mampu mengalami kebal dari antibiotik banyak dimana sebelumnya bakteri peka terhadap antibiotik itu, kekebalan ini dinamakan “acquired antibiotic resistance”, kekebalan ini bisa .terjadi akibat mutasi maupun transfer gen horizontal, Pada Mycobacterium
tuberculosis, transfer horizontal suatu gen kebal melalui plasmid atau elemen transposon , Namun, semua “acquired resistance” yang diketahui saat ini terjadi akibat adanya mutasi .kromosomal. Gen yang terlibat pada kekebalan Mycobacterium tuberculosis
Tabel Gen yang Terlibat dalam “Acquired Resistance” pada Mycobacterium
tuberculosis
Lini pertama
Obat : Pirazinamid
Gen : PncA,rspA
Fungsi gen : Pirazinamidase,Protein ribosomal S1
Peran : Aktivasi prodrug,Target obat,
Obat : Etambutol
Gen : EmbCAB,embR
Fungsi gen : Arabinosil transferase,Regulator transkripsi EmbCAB ,
Peran :Target obat,Ekspresi target obat
Obat : Isoniazid
Gen : katG,inhA,ndh ,ahpC
Fungsi gen : Katalase-peroksidase,Enoil ACP reductase,NADH dehydrogenase II
Alkil hidroperoksida,
Peran : Aktivasi prodrug,Target obat,Modulasi kegiatan,Penanda kekebalan
Obat : Rifampisin
Gen : rpoB
Fungsi gen : Β-subunit RNA polimerase
Peran : Target obat
Lini kedua
Obat : Amikasin/Kanamisin
Gen : Rrs,EIS
Fungsi gen :16S rRNA,Asetiltransferase
Peran :Target obat,rekayasa obat
Obat : Etionamid
Gen : ethA,inhA,eth R,ndh,mshA,
Fungsi gen :Flavin monooksigenase,Enoil ACP reductase,Penekan transkripsi ethA,NADH dehydrogenase II,Glikosil transferase.,
Peran :Aktivasi prodrug,Target obat,Ekspresi activator ,prodrug,Modulasi kegiatan, Aktivasi prodrug,
Obat : Fluoroquinolon
Gen : gyrA,gyrB
Fungsi gen : DNA gyrase subunit A,DNA gyrase subunit B
Peran :Target obat,Ikatan obat
Obat : Streptomisin
Gen : rpsL,Rrs,gidB
Fungsi gen : Protein ribosomal S12,16S rRNA,16S rRNA metil transferase
Peran :Target obat,Target obat,rekayasa target
Selain memiliki kemampuan pengembangan kekebalan baru melalui mutasi kromosomal, Mycobacterium tuberkulosis juga memiliki manuver pergerakan kekebalan intrinsik. manuver pergerakan ini memungkinkan terjadinya netralisasi aktifitas antibiotik. kekebalan jenis ini menghasilkan tingginya background kekebalan yang membatasi pemakaian antibiotik pada pasien tuberkulosis dan menghambat perkembangan obat baru. kekebalan intrinsik ini bisa dibagi menjadi 2 kategori, yaitu kekebalan pasif dan kekebalan terspesialisasi,
manuver pergerakan ini melibatkan sifat dinding sel mikobakteri. mirip dengan masalah pada pengembangan obat dan terapi bakteri Gram negatif, dinding sel mikobakteri yang impermeable berfungsi sebagai suatu penghalang efektif terhadap pengkhususan antibiotik. Mikobakteria memiliki dinding sel yang sangat tebal dan terdiri dari banyak lapisan dengan hidrofobisitas bermacam ragam. Lapisan ini membentuk suatu ruang antar lapisan yang mirip dengan periplasma dinding sel bakteri Gram negatif , Peptidoglikan sacculus ditutupi oleh lapisan
arabinogalaktan dan keduanya bersifat hidrofobik sehingga mencegah perpindahan molekul hidrofobik Dua lapisan ini dihubungkan secara kovalen
ke lapisan luar asam mikolat (suatu asam lemak rantai panjang yang membentuk penghalang waxy atau non fluid, yang mencegah pengkhususan molekul hidrofobik maupun hidrofilik), contoh, difusi β-laktam melalui dinding sel mikobakteri 1000 kali lebih lambat dibandingkan pengkhususan melalui dinding sel Escherichia coli ,
Peran dinding sel mikobakteri dalam kekebalan antibiotik intrinsik ditunjukkan dengan jelas oleh penelitian pada mutan dengan gangguan biosintesis dinding sel. Mutan Mycobacterium smegmatis dengan gangguan sintesis asam mikolat
menampakkan peningkatan uptake dan kepekaan terhadap eritromisin, kloramfenikol, novobiosin dan rifampisin , Selain itu, penelitian mutasi transposon
mempertegas peran integritas dinding sel pada kekebalan intrinsik mikobakteria
Contohnya, pemasukkan transposon ke dalam operon kasB atau virS-mymA (suatu gen yang terlibat dalam biosintesis asam mikolat) memicu peningkatan pengkhususan kimia dan kepekaan terhadap beberapa antibiotik (rifampisin,
ciprofloksasin, INH dan PZA)Ikatan asam mikolat pada gugus aktif gula (arabinogalaktan atau trehalose) pada dinding sel bakteri dikatalisis oleh suatu keluarga enzim mikoliltransferase yang dulu diketahi sebagai “kompleks
antigen 85” , Penghilangan gen fbpA sebagai pengkode salah satu mikoliltransferase menghasilkan penurunan tingkat trehalose dimikolat dan peningkatan kepekaan terhadap antibiotik , Penelitian ini mempertegas bahwa dinding sel bakteri memiliki peran yang perlu dalam kekebalan intrinsik mikobakteri
terhadap antibiotik. Walaupun demikian, akibat waktu penggandaan mikobakteri yang sangat lama, lambatnya kecepatan pengkhususan obat pada beberapa masalah tetap bisa menghasilkan kadar yang tinggi sebagai inhibitor sebelum terjadinya pembelahan sel. ini membuat permeabilitas dinding sel sebagai suatu hal yang perlu namun bukan penentu utama pada kekebalan obat
mirip dengan dinding sel Gram negatif, porin mikobakteri naik ke lapisan luar dinding sel sehingga nutrien dan molekul yang perlu untuk pertumbuhan bisa masuk ke dalam sel bakteri , Porin ini mungkin juga .berperan yang perlu dalam pemasukkan antibiotik ke dalam sel melalui lapisan luar dinding sel mikobakteri, Peran porin dalam uptake dan kepekaan pada Mycobacterium tuberculosis belum dijelaskan ,
Selain penghalang dinding sel sebagai penyebab perlambatan pengkhususan antibiotik, Mycobacterium tuberculosis dan mikobakteri lainnya juga menjalankan manuver pergerakan kekebalan khusus yang memungkinkan detoksifikasi aktif obat saat
mereka mencapai ruang sitoplasma. manuver pergerakan kekebalan ini bisa digolongankan melalui 5 manuver pergerakan, yaitu rekayasa target obat, rekayasa kimia obat, degradasi enzimatik pada obat, peniruan molekuler suatu target obat, pengeluaran obat dengan pompa efflux ,
Bakteri patogen mampu menghindari kegiatan antibakteri suatu antibiotik melalui
rekayasa struktural target obat sehingga terjadi penurunan afinitas ikatan antibiotik. Contoh kekebalan intrinsik Mycobacterium tuberculosis pada linkosamid dan antibiotik makrolida , Antibiotik ini menghentikan pertumbuhan sel bakteri melalui aksi penghambatan mesin sintesis protein. Antibiotik itu terikat secara reversibel pada sisi khusus dari rRNA di dalam subunit 50S ribosomal. Akibatnya, translokasi peptidyl-tRNA terhambat .
Contoh lain yang menampakkan kemampuan Mycobacterium tuberculosis dalam penetralan obat melalui rekayasa enzimatik dari target obatnya yaitu metilasi rRNA sebagai perantara kebal dari antibiotik peptida siklik seperti kapreomisin dan viomisin. Kapreomisin dan viomisin biasanya dipakai dalam terapi MDR-tuberkulosis namun strain kebal terhadap obat ini telah ditemukan. penelitian
genetik dengan Mycobacterium smegmatis dan Mycobacterium tuberculosis
mengungkapkan bahwa mutasi terkait kekebalan kapreomisin terjadi pada gen tlyA yang mengkode suatu 2’-Omethyltransferase , Gen ini memetilasi 16S dan 23S rRNA masing-masing pada nukleotida C1409 dan C1290 , Metilasi ini memberikan kepekaan ribosom mikobakteri untuk terikat pada kapreomisin dan
viomisin , Inaktivasi gen tylA memicu peningkatan kebal dari antibiotik peptida siklik ,
Mikobakteria juga mampu menonaktifkan antibiotik melalui rekayasa kimia langsung, yang perlunya asetilasi pada kekebalan aminoglikosida. Aminoglikosida yaitu antibiotik spektrum luas yang beraksi sebagai bakterisida atau bakteriostatik tergantung pada kadarnya, dimana streptomisin yaitu obat efektif pertama untuk terapi tuberkulosis sedang saat ini kanamisin dan amikasin dipakai sebagai pilihan terakhir terapi MDR-tuberkulosis.
kebal dari obat itu pada strain MDR menjadi penanda terjadinya XDR-tuberkulosis. penelitian awal pada Mycobacterium smegmatis dan Mycobacterium fortuitum
mengetahui adanya homolog aminoglikosida yaitu 2'-N-acetyltransferase (aac) yang memicu kekebalan netilmisin,gentamisin, dibekasin, tobramisin . Walaupun homolog aac nampaknya ada pada Mycobacterium tuberculosis, fungsi aac pada kekebalan amnioglikosida belum berhasil dibuktikan, Menariknya, kekebalan intrinsik terhadap aminoglikosida akhir-akhir ini diketahui terkait
dengan asetiltransferasi yang berbeda , Protein EIS (Enhanched intracellular
survival) ditemukan pertama kali sebagai penentu pertahanan mikobakteri pada makrofag hospes ,
Penelitian mengetahui bahwa mutasi pada area promoter EIS akan meningkatkan transkripsi EIS 180 kali lipat. Mutasi ini ditemukan pada 80% isolate dengan kekebalan tingkat rendah terhadap kanamisin dan isolate MDR-tuberkulosis ,Selain itu, penelitian in vitro menampakkan bahwa EIS mengasetilasi berbagai gugus amin dalam aminoglikosida memakai asetil-koenzim A sebagai suatu donor asetil sehingga terjadi inaktivasi antibiotik (
Degradasi enzimatik pada obat Jalur lain yang biasa dipakai oleh bakteri
patogen untuk menurunkan kegiatan antibiotik yaitu degradasi obat secara langsung dengan hidrolisis. manuver pergerakan ini paling dipahami pada
masalah β-laktaMycobacterium Antibiotik ini mengikat dan menghambat kegiatan penisilin-binding-protein (PBPs) yang terlibat dalam penyusunan jaringan peptidoglikan. Akibatnya sintesis dinding sel menjadi kacau sehingga terjadi kematian sel. Protein ini mengikat β-laktam pada kadar yang diterima
dan menampakkan bahwa afinitas target bukan penentu yang perlu pada kekebalan β-laktam di mikobakteri , β-laktamase menghidorlisis cincin β-laktam dan telah terbukti memicu kekebalan β-laktam pada mikobakteri , Namun β-laktamase mikobakteri kurang aktif dibandingkan β-laktamase bakteri patogen lainnya. Lambatnya pengkhususan β-laktam melalui dinding sel mikobateri
yang tebal menjelaskan kegiatan β-laktamase yang lebih rendah. Namun, kegiatan β-laktamase masih efektif untuk melindungi mikobakteri dari aksi β-laktam , Pada masalah mikobakteri, lambatnya kecepatan pertumbuhan Mycobacterium tuberculosis memberikan kontribusi positif dan negatif terkait kekebalan β-laktaMycobacterium , contohnya yaitu karbapeneMycobacterium Antibiotik ini relatif tidak stabil sehingga akan kehilangan kegiatan lebih cepat dari kecepatan pertumbuhan mikobakteri. Namun, pemakaian setiap harinya menghasilkan kadar mematikan yang sebagai penghambat mesin pembelahan sel mikobakteri. sehingga, penghalang dinding sel bersifat yang perlu namun bukan penentu utama reisistensi β-laktam ,
Peniruan molekuler suatu target obat manuver pergerakan ini terjadi pada masalah penetralan aksi fluoroquinolone. Seperti bakteri lain, acquired
resistance terhadap fluoroquinolone pada Mycobacterium tuberculosis dipicu mutasi pada gen pengkode DNA gyrase yaitu gyrB dan gyrA , Namun,
manuver pergerakan molekuler untuk kekebalan intrinsik fluoroquinolone pada mikobakteri belum diketahui dengan baik. Protein Mycobacterium smegmatis (MfpA) diidentifikasi pertama kali sebagai penyebab kekebalan tingkat rendah terhadap fluoroquinolone. Ekspresi berlebih MfpA dari multicopy plasmid
memicu peningkatan kebal dari ciprofloksasin dan sparfloksasin pada Mycobacterium smegmatis dan Mycobacterium bovis , Sebaliknya
penghilangan MfpA memicu pengurangan kekebalan fluoroquinolone.
menampakkan bahwa tingkat kekebalan tergantung pada ekspresi MfpA. Sekuens MfpA memiliki homologi paling tinggi terhadap pengulangan protein pentaptida dimana setiap 5 asam amino yaitu fenilalanin atau leusin ,
, MfpA mirip struktur 3 dimensi DNA double helix , dengan pasangan pengulangan pentapeptida melilit di sekitar heliks kanan pada lebar sama dengan DNA , MfpA dianggap meniru struktur DNA untuk mengisolir fluoroquinolone di dalam sitoplasma. itu mengatur DNA agar bebas dari serangan obat, tetapi,
fungsi fisiologis dari MfpA dan bagaimana MfpA , menyumbang pada kekebalan fluoroquinolone masih menunggu penetapannya ,
Pengeluaran obat dengan pompa efflux
manuver pergerakan ini yaitu suatu manuver pergerakan aktif yang biasanya memicu perlindungan terhadap antibiotik pada bakteri patogenik. manuver pergerakan ini memicu pengeluaran obat memakai pompa efflux. Kebanyakan membrane spanning protein ini berperan dalam fisiologi atau metabolisme bakteri seperti pengiriman nutrien, toksin, buangan atau pengiriman molekul penanda melalui dinding sel. sehingga, berbagai pengiriman kemungkinan berperan dalam terjadinya kekebalan antibiotik
manuver pergerakan kekebalan Obat Anti-Tuberkulosis
kekebalan bisa terjadi melalui berbagai manuver pergerakan seperti
yang telah dijelaskan di atas. berdasar jenis obatnya, manuver pergerakan
kekebalan obat yaitu
Obat lini pertama:
Isoniazid , Mikobakteria bisa mengalami kebal dari isoniazid melalui mutasi pada beberapa gen seperti ndh, katG, inhA, ahpC, kasA , Namun, mutasi gen inhA dan katG yaitu manuver pergerakan molekuler kekebalan isoniazid yang paling utama, mutasi pada dua gen ini sebagai penyebab paling banyak kekebalan isoniazid ,Walaupun perubahan katG bersifat unik di antara organisme kebal INH, kebanyakan mutasi ditemukan di antara kodon 238 dan 138 , dimana
perubahan gen atau mutasi yang paling sering teramati berada pada kodon 315 dari gen katG ( gbr TBC 59 59)
Mutasi itu yaitu suatu proses subtitusi atau penggantian asam amino. Subtitusi asam amino yang paling banyak terjadi yaitu subtitusi asam amino Ser315Thr. Subtitusi ini kemungkinan terjadi pada 30-60% isolat kebal INH,Mutasi itu memicu produk isoniazid kurang dalam pembentukkan INH-NAD yang diperlukan untuk kegiatan antimikroba INH , Kemampuan katG lebih efisien dari enzim mutan
dalam usaha perubahan INH (prodrug) kebentuk asam isonikotinat (INH teraktivasi). Sehingga, mutan Ser315Thr yaitu katalase-peroksidase kompeten
dengan kemampuan metabolisme INH yang berkurang. sehingga, subtitusi asam amino pada posisi 315 muncul untuk menghilangkan keseimbangan antara kebutuhan pengaturan kegiatan katalase-peroksidase aktif dalam usaha detoksifikasi radikal antibakteri dari hospes dan pengurangan perubahan produg ke bentuk INH aktif, suatu proses yang akan membunuh bakteri secara normal
, Mutasi ini dihubungkan dengan masalah kekebalan tingkat tinggi terhadap INH (KHM > 1µg/mL atau 200 kali KHM .normal) dan terjadi lebih sering pada strain MDR , Walaupun subtitusi asam amino paling banyak terjadi yaitu AGC (Ser)--> ACC(Thr), namun perubahan AAC (Asp) , GGC (Gly) ACA (Thr), ATC (ile), AGA (Arg), CGC (Arg), juga telah diketahui sedang subtitusi asam amino katG 463 (CGC CTG) (Arg-Leu) yaitu polimorfisme yang paling biasa terjadi pada gen katG namun mutasi ini tidak terkait dengan kekebalan INH ,
Perubahan CGG <-> CTG menghasilkan variasi Arg <-> Leu pada asam amino posisi 463. Pada awal penelitian perubahan ini dianggap terlibat pada kekebalan INH. tetapi, penelitian berturut-turut menampakkan bahwa kebanyakan isolat dengan asam amino ini memiliki perubahan struktural katG lain. . ini mengungkapkan bahwa varian KatG463Leu hanya marker pengganti yang lebih mudah untuk organisme kebal INH. Strain dengan Arg463Leu memiliki tingkat kegiatan katalase-peroksidase sama dengan wild-type. Keberadaan leusin pada kodon 463 .sebagai pengganti arginine tidak mengubah kegiatan katalase-peroksidase , Subtitusi Arg463Leu muncul pada banyak strain rentan atau peka INH, khususnya organisme di area Cina, bekas perserikatan Uni Soviet dan
area Asia tertentu lainnya , Penelitian kinetik dan spektroskopik lebih jelas gagal untuk mengetahui perbedaan sifat antara protein KatG463Arg dengan KatG463Leu. Selain itu, tidak ada perbedaan menonjol antara parameter enzimatik, ativitas katalase ataupun peroksidase lain antara 2 protein murni pada uji in vitro , Contohnya, kedua protein sama-sama mengoksidasi INH ke bentuk aktifnya (asam isonikotinat) dan menampilkan ketergantungan yang sama pada kadar INH. namun, data dari penelitian strain bacilli Calmette-Guѐrin (BCG) yang
didesain untuk mengekspresikan baik KatG463Arg maupun 463Leu patut untuk diperhatikan karena menampakkan bahwa perbedaan tidak menonjol
mungkin ada di antara dua protein itu , Data paling menonjol yaitu KHM dari
BCG yang mengekspresikan 463Leu hampir tidak lebih tinggi dari BCG yang mengekspresikan protein 463Arg (1,0 µg/mL versus 0,5 µg/mL). Hasil ini
selaras dengan pengamatan bahwa strain Mycobacterium bovis, yang memiiki KatG463Leu secara alami, hanya sedikit kurang peka terhadap INH dibandingkan
kebanyakan Mycobacterium tuberculosis peka. 14 organisme kebal INH tingkat rendah dengan katalase positif , 9 diantaranya memiliki leusin di KatG kodon
463 dan tidak satupun yang memiliki mutasi lain di area KatG ataupun inhA.
memakai mutagenesis site-directed untuk mengubah wild-type gen katG dari
Mycobacterium tuberculosis pada 13 kodon yang sebelumnya menampakkan mutasi pada isolat kebal INH. Efek pada kepekaan obat akibat perubahan asam
amino ditentukan dengan complementation assay di KatG rusak, strain Mycobacterium smegmatis kebal INH dan Mycobacterium bovis BCG. 9 dari 13 varian asam amino diperlihatkan sebagai penyebab kekebalan, mencakup Trp321Gly , Asp381Gly, Arg104Leu, Thr275Pro, Ser315Thr, His108Gln, Asn138Ser, Leu148Arg dan His270Gln,Hasil ini selaras dengan penelitian yang mengusulkan
bahwa residu 108 dan 104 terletak pada atau di dekat tempat katalitik dan residu 315,270 dan 275 terlibat dalam ikatan heme , Salah satu target dari INH aktif yaitu protein yang dikode oleh lokus inhA, inhA yaitu suatu enoylacyl carrier protein (ACP) reductase sebagai target utama untuk masalah kekebalan INH dan
etionamid (ETH) , Mutasi gen inhA tidak hanya memicu kebal dari isoniazid namun juga secara struktural terkait obat etionamid yang memiliki target aksi sama , Etionamid yaitu analog struktural dari INH yang juga menghambat
biosintesis asam mikolat, bahwa untuk strain tertentu, kekebalan INH tingkat rendah terjadi bersama dengan kekebalan ETH, ini mengusulkan bahwa INH dan ETH berbagi suatu target molekuler , Lokus inhA memiliki 2 operon gen dengan
open reading frame berdekatan yaitu inhA dan mabA yang mengkode produk penyebab kekebalan pada ETH dan INH (gbr TBC 6060) , inhA dari Mycobacterium tuberculosis telah dimurnikan, dikristalkan kemudian menampakkan bahwa inhA yaitu NADH-dependent enoyl-ACP (acyl carrier protein) reductase dengan spesifitas untuk substrat enoil tioester rantai panjang. bukti mengajukan bahwa mabA dan inhA berpartisipasi dalam biosintesis asam mikolat. Namun, mutasi tidak diketahui terjadi di mabA .Isoniazid aktif terikat pada kompleks inhA, NADH pada keberadaan mangan dan oksigen untuk
pembentukkan kompleks terner. Terbentuknya kompleks ini akan menonaktifkan enoil reductase kemudian terjadi penghambatan biosintesis asam mikolat, penggantian asam amino pada tempat ikatan NADH dari inhA menghasilkan
kekebalan INH melalui pencegahan penghambatan biosintesis asam mikolat ,
Subtitusi Ser94Ala menghasilkan penurunan afinitas ikatan inhA ke NADH sehingga terjadi penghambatan sintesis asam mikolat. Walaupun mutasi ini dihubungkan dengan kekebalan INH, namun mutasi ini jarang diketahui pada isolat . Mutasi promoter inhA lebih sering dilihat dan terjadi pada posisi -8(T-G/A) dan -15(C�T) dan -24(G-T), -16(A-G), , Mutasi promoter itu menghasilkan ekspresi
berlebih inhA dan memicu kekebalan INH tingkat rendah, Mutasi khusus InhA atau ekspresi berlebih inhA menghasilkan organisme dengan peningkatan
KHM (Kadar Hambat Minimum) terhadap etionamid (ETA) dan INH , Kadar hambat minimum menjadi 5 kali lebih tinggi dari KHM untuk wild type. Sekitar 80% kekebalan INH pada isolat Mycobacterium tuberculosis bisa dianggap sebagai akibat mutasi gen nhA dan katG , bahwa mutasi pada area regulatori inhA bersama dengan mutasi area coding dari inhA menghasilkan kekebalan isoniazid tingkat tinggi (KHM > 1µg/mL) dan juga kekebalan silang terhadap etionamid ,
, 6 isolate Mycobacterium tuberculosis kebal INH tingkat rendah diketahui mengalami mutasi missense (mutasi titik dimana nukleotida tunggal berubah sehingga dihasilkan kodon pengkode asam amino yang berbeda) di struktural gen inhA. Mutasi ini menghasilkan penggantian lle47Thr, Val8Ala , lle95Pro , lle16Thr, lle21Thr dan lle21Val, . Bakteri peka INH kekurangan atau tidak memiliki varian asam amino itu. Strain dengan subtitusi 5 asam amino
pertama tidak mengalami mutasi katG yang akan memicu kekebalan INH. katG pada organisme ke 5 tidak dicirikan. Pada penelitian struktur kristal, semua subtitusi asam amino akan terletak di tempat ikatan NADH (gbr TBC 6161). kekebalan INH pada strain ini terkait dengan penurunan afinitas ikatan NADH
terhadap enoil reductase , Alkil hidroperoksidase reductase (ahpC)
mengkode suatu alkil hidroperoksidase reduktase yang terlibat dalam kekebalan intermediet oksigen reaktif , kehilangan kegiatan katG akibat subtitusi asam amin
Ser315Thr sering diiringi oleh peningkatan ekspresi protein ahpC yang mampu mendetoksifikasi peroksida organik perusak , Lima perubahan pada nukleotida telah diketahui pada area promoter gen ahpC yang memicu ekspresi berlebih ahpC dan kekebalan INH , Ekspresi berlebih ahpC menghasilkan efek detoksifikasi terhadap peroksida organik di dalam sel dan melindungi bakteri dari kerusakan oksidatif tetapi tidak memberikan perlindungan terhadap INH. Ekspresi katG juga bisa di up regulated di bawah keadaan tekanan oksidatif. Up
regulation yaitu regulasi ekspresi gen dimana jumlah atau kegiatan reseptor meningkat dalam rangka meningkatkan kepekaan, mulanya, kekebalan akibat mutasi pada promoter gen ahpC ini diajukan sebagai penanda kekebalan isoniazid , mutasi pada promoter ahpC yaitu perubahan penyeimbang atas kehilangan kegiatan katalase/peroksidase dibandingkan sebagai penyebab
kekebalan isoniazid , ini dipicu karena peningkatan kegiatan ahpC bisa
mengkompensasi kehilangan kegiatan katG untuk detoksifikasi peroksida organik. sehingga, ekspresi berlebih dari ahpC tidak memicu kebal dari isoniazid peran kasA sebagai target memungkinkan untuk kekebalan INH , Gen ini mengkode suatu β- ketoacyl-ACP synthase yang terlibat dalam sintesis
asam mikolat, Mutasi gen ini memicu kekebalan INH tingkat rendah (KHM < 1µg/mL). penelitian genotip terhadap gen kasA mengungkapkan 4 subtitusi berbeda dari asam amino di ujung karboksil melibatkan kodon 269 (GGT-AGT), kodon 312 (GGC-AGC) , kodon 413 (TTC -TTA) dan kodon 66 (GAT-AAT), Subtitusi ini mungkin mengubah interaksi protein-protein. Mutasi mirip juga ditemukan pada
isolat rentan INH ,sehingga, kemungkinan kasA membentuk manuver pergerakan kekebalan baru seharusnya tidak diacuhkan ,
Gen ndh ini mengkode NADH dehidrogenase yang terikat ke sisi aktif inhA untuk pembentukkan kompleks terner sebagai pengaktivasi INH. Aktivasi INH terjadi melalui proses oksidasi NADH ke bentuk NAD+ oleh NADH dehidrogenase. bentuk reaktif INH menyerang NAD(H) ko-faktor sehingga terbentuk INH-NAD
kovalen adduct. INH-NAD adduct ini terikat pada enoil-asil carrier protein (ACP) reductase (inhA) yaitu suatu NADH-dependent dari Mycobacterium
tuberculosis sebagai target isoniazid, ndh yang perlu untuk pertumbuhan Mycobacterium tuberculosis. Mutasi gen ndh pada Mycobacterium smegmatis memicu efek pleiotropik yaitu, kepekaan suhu , auksotropi (ketidakmampuan organisme untuk mensintesis komponen organik tertentu yang perlu untuk
pertumbuhan) asam amino dan kekebalan pada INH, analognya dan etionamid. Mutan ndh memiliki kelainan kegiatan enzimatik NADH dehidrogenase.
Akibatnya, kegiatan oksidasi NADH ke NAD menurun sehingga terjadi perubahan rasio NADH/NAD di dalam sel bakteri yaitu berupa penumpukan penumpukan NADH dan kekurangan NAD ,Tingginya kadar NADH memicu terjadinya
penghambatan ikatan INH-NAD adduct ke sisi aktif enzim inhA dengan beraksi sebagai inhibitor kompetitif. Kemudian kekebalan INH terjadi ,
Peningkatan kadar NADH juga bertanggung jawab pada kekebalan tinggi terhadap ETH dengan menghambat secara kompetitif ikatan ETH-NAD
adduct ke NADH-dependent enoil-ACP reductase inhA, Ko-kekebalan yaitu kemunculan kekebalan terhadap lebih dari satu kelas antibiotik pada strain bakteri yang sama. Ko-kekebalan isoniazid dan etionamid telah dibuktikan terjadi akibat mutasi pada ndh di Mycobacterium smegmatis dan Mycobacterium bovis BCG. Mutasi poin utama gen ndh terjadi pada kodon 110 dan 268 (T110A dan R268H) dan terdeteksi pada 9,5% contoh kebal INH. Mutasi mirip ini tidak terdeteksi pada
golongan rentan INH , isomer 4R dari isoniazid-NADP adduct memicu penghambatan dihidrofolat reduktase (DfrA) pada Mycobacterium tuberculosis. Adanya mutasi pada DfrA bisa menyumbang pada masalah kekebalan isoniazid , penelitian proteome (identifikasi dan kuantifikasi sistematik suatu komplemen protein atau proteome dari suatu sistem biologi pada titik waktu khusus) dari
target INH di Mycobacterium tuberculosis mengetahui 16 protein lain sebagai tambahan pada inhA dan dfrA yang terikat oleh adduct dengan afinitas tinggi.
Namun, penelitian baru gagal untuk mengetahui mutasi di dfrA terkait kekebalan INH ,
Pirazinamid yaitu suatu prodrug yang perlu diaktivasi ke bentuk aktifnya, yaitu asam pirazinoat oleh enzim pirazinamidase atau nikotinamidase yang dikode oleh gen pncA , Pirazinamid membunuh tubercle bacilli semi-dormant di bawah keadaan asaMycobacterium, pada lingkungan asam dari fagolisosom, tubercle bacilli menghasilkan pirazinamidase untuk mengaktivasi PZA ,
, isolate Mycobacterium tuberculosis kebal PZA mengalami kehilangan kegiatan pirazinamid , mengkloning dan mengkarakterisasi gen Mycobacterium tuberculosis (pncA) sebagai pengkode pirazinamidase untuk memahami manuver pergerakan molekuler kekebalan. pncA mengkode suatu protein dengan 186 asam amino dimana 35,5% identik dengan nikotinamidase (pirazinamidase) E. coli ,Pengurutan DNA dari 4 isolat kebal PZA mengetahui mutasi missense di kodon 63, 138 dan 141 pada ke-3 organisme dan penghilangan nukleotida 162 pada isolate ke 162, suatu perubahan yang memicu
produksi polipeptida terpotong , Ke empat strain itu kekurangan kegiatan pirazinamidase dan memiliki KHM > 500 µg/ml. Sebaliknya, organisme peka
memiliki sekuen identik dengan wild-type. Perubahan gen pncA wild-type menjadi suatu mutan kebal PZA diturunkan dari H37Rv yang dikembalikan kegiatan pirazinamidase dan kerentanan PZA. Hasilnya memberikan bukti genetik
molekuler kuat dan bukti biokimia bahwa mutasi pncA memicu kekebalan PZA ,
mengurutkan gen pncA pada 67 isolat Mycobacterium tuberculosis kebal PZA dan 51 isolat peka PZA untuk menambah pengetahuan tentang peranmutasi pncA pada kekebalan pirazinamid. Isolat itu berasal dari berbagai lokasi geografis berbeda dengan keanekaragaman subtipe IS6110. Uji kepekaan PZA dilakukan dengan BACTEC (metode radiometrik untuk penegakkan pemeriksaan dan uji
kepekaan kuman tuberkulosis) ,Semua
isolat peka PZA memiliki alel pncA sama sedang 72% dari isolate kebal INH memiliki mutasi pncA. ada total 17 mutasi tidak terjelaskan sebelumnya seperti pemotongan (delesi) nukleotida , mutasi terminal,perubahan missense, mutasi hulu upstream regulatori, penyisipan (insersi) (gbr TBC 62 62). Kurang lebih 40% subtitusi asam amino berbeda terlibat pada penggantian dengan suatu residu prolin. jika perubahan ini terjadi pada area alfa heliks maka struktur protein mungkin berubah. Perubahan ini mungkin memberikan pengaruh merugikan pada kegiatan pirazinamidase, mengurutkan pncA pada 34 isolat kebal pirazinamid dan mengungkapkan bahwa 33 organisme memiliki 16 mutasi berbeda. Kebanyakan mutasi itu sebelumnya belum dijelaskan. Subtitusi nukleotida, penyisipan/insersi dan delesi atau pemotongan diketahui dan perubahan sekuens ini tersebar sepanjang gen pncA. penelitian uji in vitro menghasilkan mutan yang kehilangan kegiatan pirazinamidase dan kekebalan obat tingkat tinggi (KHM > 900 µg/mL). penelitian sekuens menghasilkan
strain kebal yang mengalami subtitusi nukleotida, penyisipan dan delesi di 8 organisme. bahwa banyak mutan ini memiliki manuver pergerakan kekebalan pirazinamid yang sama, bahwa 32 dari 33 strain kebal PZA yang dikultur dari pasien dari 9 negara memiliki mutasi pncA, sedang strain peka PZA tidak
mengalami perubahan di gen ini. sampai sekarang, tidak ada mutan target khusus yang telah diisolasi. Mutasi kebal PZA biasanya ditemukan pada
enzim PZAase . Mutasi jarang terlokasi namun menyebar di seluruh gen. Namun, ada 3 area dimana mutasi berkumpul di sekeliling asam amino 132-142 ,3-71 dan 61-85, Suatu struktur kristal PZAase sekarang tersedia dari Pyrococcus horikoshii. Walaupun bakteri itu hanya berbagi 37% identitas dengan enzim Mycobacterium tuberculosis, ini membantu pemahaman mutasi PZAase pada Mycobacterium tuberculosis ,bahwa mutan yang kekurangan kegiatan
nikotinamidase/PZAase akan mengalami kebal dari pirazinamid.
diteliti Isolat kebal PZA tanpa mutasi pncA sehingga menambah pengetahuan baru bahwa manuver pergerakan lain mungkin terlibat masalah kekebalan PZA. Selain itu, tidak semua mutasi terkait dengan kekebalan PZA.
Kompleksitas kekebalan PZA membuat pengembangan metode molekuler untuk pemeriksaan cepat sulit dilaksanakan ,
RNA polymerase tersusun atas 4 subunit berbeda (α, β, β’ dan σ) dan dikode oleh gen rpoC ,rpoD, rpoA dan rpoB, penelitian luas pada gen rpoB pada isolate Mycobacterium tuberculosis kebal RIF mengetahui berbagai mutasi dan penghapusan atau delesi pendek di gen rpoB. ada total 69 perubahan
nukleotida tunggal, 38 perubahan nukleotida ganda ,3 penyisipan/insersi dan 16 delesi . Kebanyakan isolat kebal rifampisin mengalami mutasi pada gen rpoB sehingga terjadi penurunan afinitas terhadap obat sehingga kekebalan berkembang , 96% isolat Mycobacterium tuberculosis kebal terhadap rifampisin. Penyebabnya yaitu mutasi pada area yang dinamakan “hot-spot region” dari area inti 81-bp (rifampicin resistance-determining region atau RRDR) dari rentang kodon 507-533 gen rpoB , Mutasi itu mengubah struktur primer rpoB. Mutasi missense di kodon 531 ,513 dan 526 yaitu mutasi yang paling banyak terkait dengan kekebalan rifampisin ,Mutasi pada kodon itu menghasilkan kekebalan tingkat tinggi terhadap rifampisin, sedang perubahan asam amino di posisi 533 atau 514 biasanya menghasilkan kekebalan RIF tingkat rendah, perubahan asam amino pada posisi 531 dan 526 memicu kekebalan tingkat tinggi terhadap rifapentin, rifampin dan rifabutin, Mutasi di luar “hot spot region” rpoB
diketahui walaupun lebih jarang terjadi . kekebalan silang dengan rifamisin lain
juga bisa terjadi. Mutasi pada beberapa kodon (contohnya 529 atau 518
) sebagai penyebab kekebalan tingkat rendah terhadap rifampisin namun masih peka terhadap rifamisin lainnya seperti rifalazil atau rifabutin , ini yang perlu untuk pasien tuberkulosis yang memerlukan terapi antiretroviral karena rifabutin inducer kurang efektif terhadap enzim oksidatif sitokrom P450 CYP3A , Mono kebal INH , namun mono kekebalan rifampisin sangat jarang. Monokebal yaitu kebal dari 1 obat lini pertama saja , Hampir semua strain kebal rifampisin juga
kebal obat lain, khususnya isoniazid. ini yaitu alasan mengapa kekebalan rifampisin dianggap sebagai surrogate marker (suatu pengukuran laboratorium atau tanda fisik dipakai pada percobaan terapetik sebagai pengganti endpoint yang berfungsi sebagai ukuran tentang bagaimana pasien bertahan ,merasa, berfungsi ,diharapkan bisa meramalkan efek terapi) untuk MDR-tuberkulosis ,
pengurutan genom akhir-akhir ini telah mengungkapkan terjadinya mutasi compensatory (mutasi yang membenarkan kehilangan kenyamanan akibat mutasi
sebelumnya) di rpoC dan rpoA sebagai pengkode α dan β’ subunit dari RNA polymerase pada strain kebal rifampisin dengan mutasi di gen rpoB , Mutasi ini akan bertanggung jawab untuk pemulihan atau perbaikan kenyamanan strain ini secara in vivo,
Kebanyakan mutasi Mycobacterium tuberculosis menghasilkan kebal dari rifapentin (RIFAP) dan KRM-1648 (RIFAL) terjadi di gen rpoB, terbatas
pada rif-resistance determining region (RRDR), yaitu suatu area pada residual asam amino 507-533 (81 bp) di gen rpoB , Beberapa mutasi memicu kebal dari semua analog rifampisin sedang lainnya ditemukan khusus terhadap RIFAP dan RIF , Namun tidak khusus terhadap rifabutin (RIFAB) atau RIFAL , mutasi ini bisa
ditemukan, bahwa kedua posisi dan tipe substitusi berperan yang perlu dalam kepekaan terhadap rifampisin. mutasi pada kodon 516 dan 511 menghasilkan kebal dari RIFAP dan RIF ,namun menghasilkan kepekaan terhadap RIFAL dan RIFAB. sedang mutasi pada kodon 531 menghasilkan kekebalan tingkat tinggi terhadap semua analog rifampisin. Sedikit mutasi kebal rifampisin ditemukan di luar RDR. Pada Escherichia coli ada beberapa titik mutasi di luar area inti rpoB.
Mutasi itu memicu kebal dari rifampisin, itu mungkin terjadi pada Mycobacterium tuberculosis. Belum ada mutasi Mycobacterium tuberculosis kebal RIF yang dipetakan, namun mutasi di luar rpoB atau perubahan pada pengiriman obat atau permeabilitas membran dicurigai pada masalah ini ,
dengan mengetahui 3 gen yang membentuk operon emb dari Mycobacterium tuberculosis. Operon yaitu segolongan gen yang diapit secara bersamaan oleh sepasang promotor dan terminator , Operon emb terdiri dari 3 gen berdekatan yaitu embB, embC dan embA yang menampakkan kemiripan satu sama lain sebesar 65% dan berfungsi untuk mengkode enzim arabinosil transferase.
manuver pergerakan kekebalan etambutol diketahui terkait dengan adanya mutasi pada gen embB. Mutasi pada embB kodon 306 (embB306) paling banyak pada penelitian , Berbagai penelitian telah mengetahui adanya 5 mutasi pada kodon 306 (ATG), yaitu ATG/GTG/CTG/ATA, ATC dan ATT (gbr TBC 6363). Akibatnya metionin (ATG) diganti oleh valin, leusin atau isoleusin , Ke 5 mutasi ini terkait dengan 90% dari semua isolat kebal etambutol , Mutasi di embB306 memicu kekebalan etambutol pada berbagai tingkat namun tidak memicu kekebalan tingkat tinggi etambutol,
Mutasi di luar kodon 306 ada namun sangat sedikit.Mutasi missense diketahui pada 3 kodon tambahan isolat kebal etambutol, yaitu berupa Thr630lle,Phe285Leu dan Phe330Val , Mutasi missense pada kodon 285 yaitu berupa mutasi TTC menjadi TTA sehingga memicu perubahan asam amino fenilalanin ke asam amino leusin. Mutasi pada kodon 330 yaitu berupa mutasi TTC menjadi GTC sehingga terjadi perubahan asam amino fenilalanin ke asam amino valin.
sedang mutasi missense pada kodon 630 mengakibatkan mutasi ACC menjadi ATC yang menghasilkan perubahan asam amino threonin ke asam amino isoleusin. Kadar hambat minimum lebih tinggi (≥40 µg/mL) pada strain
dengan subtitusi Thr630lle,Met306Leu, Met306Val, Phe330Val dibandingkan organisme dengan subtitusi Met306lle (20 µg/mL) , ini sejalan dengan
ungkapan bahwa subtitusi asam amino khusus di embB akan mempengaruhi interaksi antara etambutol dan embB ,adanya mutasi di posisi embB306 pada isolat peka etambutol. dengan jumlah isolat Mycobacterium tuberculosis yang lebih banyak mengungkapkan bahwa mutasi pada embB306 tidak selalu
terkait dengan kekebalan etambutol tetapi terkait kecenderungan untuk mengembangkan kebal dari peningkatan jumlah obat-obatan ,Penelitian pertukaran alel telah mengungkapkan bahwa mutasi pasien memicu subtitusi asam amino tertentu yang menghasilkan kekebalan etambutol, sedang subtitusi asam amino lainnya sedikit atau tidak berpengaruh pada kekebalan
etambutol ,ada 30% strain kebal etambutol yang tidak menampakkan adanya mutasi di embB. ini menunjukkan perlunya identifikasi manuver pergerakan lain yang mungkin bertanggung jawab pada masalah kekebalan obat ini ,
Mutasi di gen rpsL dan rrs yaitu manuver pergerakan utama kebal dari streptomisin namun hanya ditemukan pada 0% strain kebal , Sisanya, strain
kebal streptomisin tidak mengalami mutasi di kedua gen itu. ini berarti ada kemungkinan manuver pergerakan kekebalan tambahan,
Kebanyakan mutasi titik penghasil organisme kebal streptomisin terjadi pada gen rpsL. Mutasi paling banyak yaitu perubahan AAG-AGG di kodon 43 gen rpsL sehingga terjadi perubahan asam amino lisin menjadi arginine. Mutasi yang
lebih jarang terjadi pada kodon 43 yaitu perubahan AAG-ACG dimana lisin diganti threonine. Mutasi juga terjadi pada kodon 88. Mutasi ini menghasilkan perubahan lisin menjadi arginin (AAG-AGG) atau lisin menjadi glutamin
(AAG-CAG). sedang mutasi titik gen rrs paling banyak terjadi di sekitar nukleotida 915 dan 530 , penelitian KHM pada isolate kebal streptomisin menampakkan
bahwa penggantian asam amino pada gen rpsL terkait dengan terjadinya kekebalan streptomisin tingkat tinggi (KHM >500 µg/mL) sedang mutasi di gen rrs terkait dengan terjadinya kekebalan tingkat sedang dimana KHM <250 µg/mL, kekebalan streptomisin tingkat rendah (KHM < 50 µg/Ml) kemungkinan
terjadi akibat perubahan permeabilitas sel atau mutasi di luar gen rrs dan rpsL , Mutasi di gidB, suatu gen pengkode 7-methylguanosine methyltransferase khusus untuk 16S rRNA, memicu kekebalan streptomisin tingkat rendah ,
Obat lini kedua
Aminoglikosida (kanamisin dan amikasin),Mutasi obat ini relatif jarang terjadi pada isolate . ini mungkin dipicu karena obat ini relatif jarang dipakai pada terapi tuberkulosis. Seperti pada masalah fluoroquinolone, kebanyakan organisme kebal obat ini juga kebal terhadap beberapa obat lini pertama,Mutasi paling banyak ditemukan terjadi pada gen rrs (pengkode 16S rRNA) pada kodon 1401 dan 1400 ,Mutasi ini memicu kekebalan kanamisin dan amikasin tingkat tinggi, mutasi pada kodon 1483 juga telah diketahui ,Perubahan pada 16rRNA Mycobacterium tuberculosis bisa mengakibatkan kekebalan silang dengan anggota lain dari kelas aminoglikosida. Namun kekebalan ini tidak bersifat penuh. Contohnya,
amikasin dan kapreomisin (CAP) dan kanamisin masih menampakkan efikasi secara in vitro saat streptomisin mengalami kekebalan. berbagai tingkat dan pola kekebalan. ini mempertegas adanya kemungkinan manuver pergerakan kekebalan lainnya , kekebalan tingkat rendah terhadap kanamisin terjadi akibat adanya mutasi di area promoter gen EIS yang berfungsi sebagai pengkode aminoglikosida asetiltransferase, Mutasi pada posisi -10 dan -35 promoter EIS memicu ekspresi protein secara berlebih dan kekebalan tingkat kanamisin tingkat rendah namun tidak terjadi kebal dari amikasin. Mutasi jenis ini ada pada 80% isolat kebal kanamisin tingkat rendah .
kekebalan viomisin pada Mycobacterium smegmatis dipicu oleh perubahan pada 50S ribosomal atau subunit 30S , Mutasi pada gen rrs sebagai pengkode 16S rRNA dikaitkan dengan kekebalan kapreomisin dan viomisin , khususnya perubahan nukleotida G -A atau G-T pada kodon 1473 , Mutasi pada gen tylA juga telah dikaitkan dengan terjadinya kekebalan kapreomisin dan viomisin ,TylA yaitu
suatu rRNA metiltransferase khusus untuk 2’-O-methylation dari ribose Rrna. Mutasi gen ini memicu hilangnya kegiatan metilasi. Walaupun tidak
mengungkapkan keterkaitan ini, suatu meta-analysis terbaru yang mengevaluasi mutasi genetik dan kekebalan obat lini kedua, telah mempertegas adanya mutasi tylA sebagai tambahan mutasi pada rrs dan eis , Banyak bakteri kekurangan tylA dan menjadi kebal secara alami terhadap kapreomisin melalui manuver pergerakan ini ,kekebalan silang dengan streptomisin mungkin terjadi. Namun, kekebalan ini tidak selalu sempurna. saat kebal dari streptomisin terjadi, kapreomisin,kanamisin, amikasin masih efektif secara in vitro. Kapreomisin
masih menampakkan efikasi in vitro terhadap beberapa strain kebal kanamisin,streptomisin, amikasin , Tidak ada kontaminasi silang antara kapreomisin dan isoniazid,etionamid,etambutol , asam aminosalisilat atau sikloserin,
manuver pergerakan utama penyebab munculnya kekebalan fluoroquinolone pada Mycobacterium tuberculosis yaitu terjadinya mutasi kromosom di quinolone resistance determining region (QRDR) dari gen gyrB atau gyrA , Quinolone resistance determining region yaitu suatu area terlindung di gen gyrB (375 bp) dan gen gyrA (320 bp) yaitu titik interaksi antara gyrase dan fluorokuinolon ,
Mutasi sering ditemukan pada kodon 90 dan 94 gen gyrA. Selain itu, mutasi juga diketahui terjadi pada kodon 91,74 dan 88 ,adanya polimorfisme alami di kodon 95 gen gyrA yang tidak terkait dengan kekebalan karena polimorfisme ini juga
ditemukan di strain peka fluoroquinolon , mutasi T80A dan A90G yang .muncul bersamaan di gyrA bisa memicu kepekaan tinggi terhadap beberapa quinolone , masalah kekebalan fluoroquinolone pada .Mycobacterium tuberculosis mungkin lebih kompleks dari yang diperkirakan,kekebalan silang di antara fluoroquinolone yaitu suatu masalah mycobacterium Isolat Mycobacterium tuberculosis kebal
fluoroquinolon biasanya juga kebal terhadap rifampisin dan 1 atau lebih obat lini pertama karena fluoroquinolone sering .dipakai untuk terapi MDR-tuberkulosis Selain mutasi pada QRDR, mutasi di area lain pada gen gyrA ataupun gyrB juga yaitu manuver pergerakan potensial yang bisa memicu kekebalan melalui penurunan permeabilitas obat dan efflux aktif obat ,
kekebalan etionamid terjadi akibat adanya mutasi pada etaA/ethA, ethR dan mutasi di gen inhA. Mutasi pada gen inhA yaitu penyebab kekebalan isoniazid dan etionamid , Perubahan gen inhA memicu penurunan .kegiatan EthA sehingga terjadi kekebalan etionamid ,Walaupun target nyata sikloserin pada Mycobacterium tuberculosis belum dievaluasi sepenuhnya, pada penelitian sebelumnya diketahui bahwa Mycobacterium smegmatis mengalami ekspresi Alr
berlebih sebagai pemicu kekebalan sikloserin ,Ekspresi berlebih ini bisa dipicu adanya transversi (pergantian basa nitrogen yang tidak sejenis) A G - T pada
promoter Alr , Ekspresi berlebih ini juga kemungkinan sebagai manuver pergerakan kekebalan D-sikloserin yang potensial pada isolate Mycobacterium tuberculosis pasien. Mutasi titik pada cycA sebagai gen pengkode pengiriman D-alanin sebagian juga bertanggung jawab terhadap kekebalan sikloserin pada Mycobacterium bovis BCG ,
Penelitian dengan mutagenesis transposon mengetahui mutasi pada gen thymidylate synthase (thyA) sebagai penyebab kekebalan PAS. Akibat mutasi itu
kegiatan enzim thymydilat sintase menjadi berkurang Namun, hanya ada kurang dari 40% strain kebal PAS yang memiliki mutasi pada thyA. masih ada manuver pergerakan kekebalan lainnya yang mungkin terjadi , beberapa mutasi missense
pada folC yang mengkode dihidrofolat sintase. Mutasi ini juga memicu kekebalan PAS pada isolate Mycobacterium tuberculosis laboratorium ,
kekebalan clofazimin belum dicirikan sepenuhnya. Mutasi spontan pada strain H37Rv pembanding telah ditemukan terjadi pada regulator transkripsi Rv0678.
Mutasi itu memicu upregulation MmpL5, suatu multisubstrate efflux pump yang tidak hanya memicu kebal dari clofazimin tetapi juga terhadap bedaquilin
kekebalan linezolid pada Mycobacterium tuberculosis sangat jarang terjadi. Penelitian pada 210 strain MDR-tuberkulosis mengungkapkan bahwa hanya 1,9% strain mengalami kekebalan obat ini , penelitian in vitro terhadap mutan kebal linezolid mengungkapkan bahwa strain dengan KHM 4-8 µg/ml atau strain peka tidak mengalami mutasi sedang strain dengan mutasi pada 23S rRNA
memiliki KHM sebesar 16-32 µg/mL.
mutasi pada T460C di gen rplC yang mengkode 50% ribosomal L3 protein pada mutan in vitro dan isolate Mycobacterium tuberculosis kebal linezolid ,
kebal terhadap obat anti-tuberkulosis bisa terjadi karena salah memakai obat. contohnya ,yaitu: dokter memberikan pengobatan yang tidak tepat baik dalam hal dosis ataupun lama terapi,Pasien tidak menyelesaikan pengobatan sesuai saran,
Obat untuk terapi yang sesuai tidak tersedia, Rendahnya kualitas obat,
tuberkulosis kebal obat lebih sering terjadi pada pasien yang tidak memakai
obat secara teratur, tidak meminum semua obatnya, kembali mengidap penyakit tuberkulosis sesudah terapi dan pulang dari negara dengan prevalensi tuberkulosis kebal obat yang tinggi,
pasien penerima pengobatan tuberkulosis harus memberitahu dokter jika mereka mengalami kesulitan dalam meminum obat atau adanya efek samping yang dialami,Usaha yang perlu untuk mencegah penyebaran tuberkulosis kebal obat yaitu dengan memakai semua obat sesuai saran dokter, Semua obat harus diminum sesuai jadwal , tidak boleh ada dosis terlewat maupun penghentian pengobatan lebih awal, dokter bisa membantu pencegahan tuberkulosis kebal obat dengan berbagai cara dokter bisa melakukan pemastian selesainya terapi, pemantauan tanggapan pasien terhadap pengobatan ,diagnosa
masalah secara dini, pemberian pedoman pengobatan, Cara lain untuk mencegah tuberkulosis kebal yaitu menghindari paparan dengan pasien tuberkulosis kebal obat di tempat-tempat tertutup seperti restaurant ,supermarket,bus, truck , discotique ,bioskop, rumah sakit, penjara, atau tempat penampungan .
Ekstrak etil asetat
Serbuk simplisia diekstraksi dengan memakai metode maserasi. metode Maserasi untuk menarik zat berkhasiat , memakai pelarut etil asetat, karena tidak beracun dan semi-polar , 1,5 kg serbuk simplisia direndam dengan 6 L pelarut etil asetat, perbandingan 1 bagian serbuk simplisia disaring dalam 4
bagian pelarut (1:4) dan didiamkan selama 1 hari untuk disaring besok ,. Hasil maserasi disaring dengan kain untuk mengendapkan filtrat yang lolos dalam
saringan pertama. besoknya disaring kembali dengan kertas saring ,Penyaringan memakai corong Buchner dengan penyedot udara melalui pompa vakum sehingga filtrat terpisah dari residu dengan baik. Serbuk kemudian diremaserasi dengan pelarut dan jumlah pelarut yang sama. remaserasi yaitu untuk memperbesar rendemen yang diperoleh. Selama proses maserasi, dilakukan pengadukan , untuk mempercepat proses maserasi dan mencegah penjenuhan cairan penyaring ke dalam bahan dan difusi zat aktif dari
dalam bahan berjalan lebih efektif. Filtrat sari etil asetat diuapkan dengan pemanas air hingga diperoleh ekstrak kental. Kemudian rendemen masing-masing simplisia dihitung ,
Sterilisasi dilakukan pada alat, bahan, dan ruang kerja biosafety cabinet. Untuk mensterilkan alat dan bahan dipakai metode sterilisasi panas basah yaitu dengan autoclave. Alat yang akan dipakai dicuci bersih dan dikeringkan. kemudian bahan disiapkan untuk dilakukan sterilisasi memakai autoclave. Tujuan pencucian
itu yaitu untuk membersihkan alat-alat dari kotoran yang bisa mempengaruhi kesterilannya. dipakai autoclave dengan suhu .121⁰C selama 15 menit dengan tekanan 1 at, manuver pergerakan sterilisasi yang dipakai yaitu dengan mendenaturasi protein mikroorganisme, Ruang kerja juga disterilkan dengan cara
dibersihkan dengan alkohol 70% kemudian disinari UV selama minimal 30 menit sebelum dipakai. Alkohol 70% dipakai dalam sterilisasi dengan manuver pergerakan memecah protein yang ada dalam mikroorganisme.
Pembuatan suspensi Mycobacterium tuberculosis telah dilakukan di Laboratorium Tuberkulosis , Bakteri yang dipakai yaitu Mycobacterium tuberculosis dengan keberadaan 106 CFU/mL
Pada pembuatan media LJ sterilitas harus terjaga dalam prosesnya, agar dihasilkan media yang baik sesuai dengan standar dan bebas dari cemaran mikroba. Sehingga harus diminimalkan tingkat kontaminannya. Dari pembuatan media itu diperolehkan media LJ yang subur dan steril berwarna hijau kebiruan.
dilakukan uji antituberkulosis untuk ekstrak etil asetat dan masing-masing contoh dilarutkan dalam DMSO 5%. Selain itu juga dibuat 5 macam larutan kontrol yaitu kontrol positif,kontrol antibiotik rifampisin, ekstrak, media, pelarut, Ekstrak
dicampur dengan media MB 7H9 yang telah diinokulasi dengan bakteri uji keberadaan 106 CFU/mL. Sehingga diperoleh keberadaan akhir contoh yaitu 200 µg/mL , 800 µg/mL, 400 µg/mL, , Pemilihan keberadaan itu dilakukan berdasar referensi untuk antituberkulosis positif untuk ekstrak secara internasional. kemudian diinkubasi selama 14 hari pada suhu 37˚C. Inkubasi dilakukan pada
suhu itu, yaitu suhu terbaik untuk pertumbuhan bakteri uji. contoh tidak langsung bersentuhan dengan media LJ, karena jika bersentuhan langsung bisa memicu kerusakan pada media,
hasil skrining uji anti-tuberkulosis positif dengan kadar extrak maksimal 1000 µg/mL dari 7 jenis tanaman ( gbr 64, 65, 66,67, 68, 69 dan 70)
Alr
Alanine rasemase
Amk
Amikasin
Amx
Amoksisilin
Arg
Arginin
ART
Antiretroviral therapy
Asn
Asparagin
Asp
Aspartat
ATP
Adenosine triphospate
A
Alanine
Aac
2'-N-acetyltransferase
ACP
Acyl carrier protein
AFB
Acid-Fast Bacili
AhpC
Alkil hidroperoksidase reductase
AIDS
Human immunodeficiency virus infection & acquired immune deficiency
syndrome
BTA
Bakteri tahan asam
BTZ
Benzothiazinon
BUN
Blood urea nitrogen
BCG
Bacille Calmette and Guerin
bp Base pair
CFP-10
10-kDa culture filtrate protein
Clr
Klaritomisin
Clv
Asam klavulanat
Cln
Cilastatin
Cm
Kapreomisin
CNR
Case notification rate
CYP
Sitokrom
C
Sistein
CAP
Kapreomisin
CDC
Centers for Disease Control and Prevention
CDR
Crude Detection Rate
CFA
Freund’s complete adjuvant
Cfx
Ciprofloksasin
Cfz
Clofazimin
DNA
Deoxiribo nucleid acid
DPA
Decaprenylphosphoryl-β-d-arabinose
DprE
Decaprenylphosphoryl-β-d-ribose 2′-epimerase
DRS
Decaprenylphosphoryl-β-d-ribose 2′-epimerase
D
Aspartate
Dcs
Sikloserin
Ddl
D-alanil-D-alanin ligase
DfrA
Dihidrofolat reductase
DM
Diabetes melitus
EIS
Enhanched intracellular survival
EMB
Etambutol
Embb
Arabinosil transferase
ERDR
Etambutol resistance determining region
ETH
Etionamid
ESAT-6
6kDaA early secreted antigen target
Eto
Etionamid
E
Etambutol
E
Glutamat
EBA
Early bactericidal activity
FDA
Food and Drug Agency
F
Fenilalanin
FAS
Fatty acid synthase
Gln
Glutamin
Gly
Glisin
G
Glisin
Gfx
Gatifloksasin
HIV
Human Immunodeficiency virus
HRZE
Isoniazid, rifampisin, pirazinamid dan etambutol
H
Histidin
H
Isoniazid
HBC
High Burden Country
His
Histidin
INH
Isoniazid
Ipm
Imipene
I
Isoleusin
IGRA
Interferon gamma release assay
ile
Isoleusin
IFN-γ
Interferon
INA
Isonicotinic acyl-NADH adduct
KatG
Katalase-peroksidase
KHM
Kadar Hambat Minimum\
Km
Kanamisin
LJ
Lowenstein-Jensen
Lzd
Linezolid
L
Leusin
LAM
Lipoarabinomannan
LTBI
Latent Tuberculosis Infection
Leu
Leusin
LFX
Levofloksasin
Mg
Miligram
mg/kg Milligram per kilogram
mL
Messenger- ribonucleic acid
MmpL
Mycobacterial membrane protein large
mRNA
Messenger- ribonucleic acid
MTB
Mycobacterium tuberculosis
MTC
Mycobacterium tuberculosis complex
M
Metionin
MAC
M. Avium complex
MDR-TB
Multi Drug Resisten Tuberculosis
Mfx
Moksifloksasin
N
Asparagin
NADH
Nicotinamida adenine nukleotida
OBR
Optimized background regiment
Ofx
Ofloksasin
QT
Q wave and T wave
Pro
Prolin
Pto
Protionamid
PZA
Pirazinmid
PzASE
Pirazinamidase
P
Prolin
P
Rifapentin
Pas
Asam para-aminosalisilat
PBPs
Penisilin-binding-protein
PIM
Phospatidilinositol mannoside
pKA
Derajat disosiasi asam
POA
Asam pirazinoat
Q
Glutamin
QRDR
Quinolone resistance determining region
ROS
Reactive oxygen species
RPT
Rifapentin
RRDR
Rifampicin resistance-determining region
rRNA
Ribosome-ribunucleic acid
R
Rifapentin
R
Arginine
RFB
Rifabutin
RIF
Rifampisin
RIFAL
KRM-1648
Rifap
Rifapentin
RNA
Ribo nucleic acid
S
Sterptomisin
S
Serin
SAR
Structure-activity relationship
Ser
Serin
SPS
Sewaktu-pagi-sewaktu
STM
Streptomisin
STR
Streptomisin
Th Threonin
ThyA
Thymidylate synthase
Thz
Tioazetazon
TNF
Tumour necrosis factor
Trd
Terizidon
tRNA
Transfer ribonucleid acid
Trp
Triptofan
TSR
Treatment Succes Rate
TST
Tuberculin skin test
T
Threonin
TB
Tuberkulosis
TDM
Trehalose 6-6’-dimikolat
V
Valin
VIM
Viomisin
W
Triptofan
WHO
World Health Organization
XDR-TB
Extensively drug-resistant
Z
Pirazinamid
µg/mL
Mikrogram per mililite
(Gbr TBC 77). Berbagai warna spesies mikobakteria pada media kultur padat
a). Koloni kasar Mycobacterium tuberculosis setelah inokulasi 2 hingga 3
minggu pada media Lowenstein-Jensen medium akan memiliki warna krem, b).
Koloni strain photochromogenic ketika kontak dengan cahaya menjadi kuning
terang, c). Koloni strain scotochromogenic akan berwarna kuning gelap hingga
oranye terang ketika tumbuh dalam media padat dengan atau tanpa cahaya
(Gbr TBC 88). a). Koloni “smooth” yang tumbuh pada media Lowenstein-Jensen,
b). Koloni kasar yang tumbuh pada media Lowenstein-Jensen
(Gbr TBC 99). Diagram skematik dinding sel mikobakteri. Seperti membrane
luar dari dinding sel bakteri gram negatif, porin diperlukan untuk transport molekul
hidrofilik kecil melalui membrane luar. PIM (phospatidilinositol mannoside)
(Gbr TBC 1010).
Apusan Ziehl-Neelsen stained: (a) M.tuberculosis kontrol;
(b,c) non-acid fast polymorphic cells M.tuberculosis L-form
(Gbr TBC 1111). Transmission electron microscopy (TEM) dari M. tuberculosis.
Spesies ini pertama kali dilihat oleh Koch pada tahun 1882. M. tuberculosis
berbentuk batang dengan panjang 1-4 µm dan lebar 0,3-0,56 µm
(Gbr TBC 1212). Sistem sekresi protein. Terdapat 5 sistem sekresi protein pada MTB
dikode oleh kelompok gen yang disebut ESX1 sampai ESX5. ESX1 dan ESX5
mengeluarkan protein berbeda yang terlibat pada keganasan MTB. ESX1
mengeluarkan antigen penganggu integritas membrane fagosom, pemicu pecahnya
fagosom dan pengeluaran bakteri ke dalam sitosol. ESX5 hanya ada pada
mikobakteri yang tumbuh lambat (contohnya MTB dan M. marinum) dan dianggap
terlibat pada sekresi protein dengan sifat imunomodulator. ESX3 terlibat pada
uptake seng (Zn) dan besi serta homeostasis. Fungsi ESX2 dan ESX4 belum
diketahui
(Gbr TBC 1313). Penampakkan Mycobacterium tuberculosis menggunakan
Ziehl-Nelson stain
(Gbr TBC 1414) Koloni M. tuberculosis pada media Lowenstein-Jensen
(Gbr TBC 1818 ) X-ray dada pasien tuberkulosis. Infeksi pada kedua paru-paru ditandai
dengan panah putih dan pembentukan rongga ditandai oleh panah hitam
(Gbr TBC 1919) Patogenesis Penyakit TB dan LTBI
(Gbr TBC 2121) Obat lini pertama saat ini untuk terapi MTB sensitif obat
(Gbr TBC 2222) Ilustrasi skematik tempat aksi anti tuberkulosis yang tersedia
(Gbr TBC 2323) Tioasetazon dan turunan yang menuntun penemuan INH
(Gbr TBC 2424) Aktivasi INH dan pembentukkan isonicotinic acyl-NADH
(Gbr TBC 2525) Struktur INA dan sisi aktif InhA mengungkap interaksi kunci
berdasarkan struktur kristal X-rays (jarak dalam satuan angstroms)
(Gbr TBC 2626) Struktur nikotinamid awal dan komponen kelanjutannya:
isoniazid, etionamid, protionamid dan pirazinamid
(Gbr TBC 2727 ) SAR Isoniazid
(Gbr TBC 2828 ) Struktur pirazinamid
(Gbr TBC 2929 ) Turunan PZA hasil screening pada model murine
(Gbr TBC 3030 ) SAR Pirazinamid
(Gbr TBC 3131 ) SAR penting kelas rifamisin
(Gbr TBC 3232 ) . Struktur rifampisin, rifapentin, rifabutin dan rifalazil
(Gbr TBC 3333 ) Struktur etambutol
(Gbr TBC 3434) SAR etilendiamin
(Gbr TBC 3535 ) Struktur streptomisin
(Gbr TBC 3636) Struktur kanamisin
(Gbr TBC 3737 ) Struktur amikasin
(Gbr TBC 3838 ) Struktur kapreomisin
(Gbr TBC 3939 ) Fluoroquinolon generasi pertama dan kedua
(Gbr TBC 4040 ) SAR fluoroquinolone (Marriner
(Gbr TBC 4141 ) Struktur moksifloksasin
(Gbr TBC 4242 ) Struktur asam para-aminosalisilat
(Gbr TBC 4343 ) Struktur etionamid
(Gbr TBC 4444 ) Struktur protionamid
(Gbr TBC 4545 ) Struktur sikloserin
(Gbr TBC 4646 ) Struktur Tioasetazon
(Gbr TBC 4747 ) Evolusi SAR pada kelas antibakteri oksazolidinon
(Gbr TBC 4848 ) Struktur linezolid
(Gbr TBC 4949 ) Struktur clofazimin
(Gbr TBC 5151 ) Ilustrasi mekanisme obat anti-TB
(Gbr TBC 5252 ) Struktur bedaquilin (TMC-207)
(Gbr TBC 5353 ) Struktur delamanid
(Gbr TBC 5454 ) Struktur pretomanid
(Gbr TBC 5555 ) Struktur sutezolid
(Gbr TBC 5656) Struktur SQ-109
(Gbr TBC 5757 ) Struktur BTZ043
(Gbr TBC 5858 ) PBTZ 169 dengan mekanisme penghambatan kovalen DprE1
(Gbr TBC 5959 ) Polimorfisme di protein KatG yang teridentifikasi pada M. tuberculosis resisten
INH. Data disusun dari laporan mutasi sebelumnya. Varian asam amino diberi nomor secara
vertikal. Singkatan asam amino ditulis dengan satu huruf dimana A: alanine, C: sistein, D:
asam aspartat, E : asam glutamat, F: fenilalanin, G: Glisin, H: Histidin, I: isoleusin, L: leusin,
M: metionin, N: asparagin, P: prolin, Q:glutamin, R: arginine, S: serin, T: threonine, W:
triptofan, V: valin. Gambar di bawah skema adalah perubahan nukleotida dan asam amino
yang terjadi di kodon dengan 2 atau lebih varian kodon. Subtitusi KatG463 Leu<-> Arg
merupakan polimorfisme alami yang paling banyak terjadi dan tidak berhubungan dengan
tingkat kerentanan INH
(Gbr TBC 6060 ) Representasi skematik dari mutasi yang teridentifikasi di lokus
inhA pada isolate M. tuberculosis resisten INH dan/atau resisten ETH. Lokus
inhA tersusun atas 2 open reading frame berdekatan ditandai mabA
(pengkode 3-ketoasil-asil-carrier protein reductase) dan inhA (pengkode
enoil-asil carrier protein reductase). Pada organisme kompleks M.
tuberculosis, mabA dan inhA dipisahkan oleh 21-bp noncoding region yang
kekurangan promoter teridentifikasi dengan mudah. RBS adalah ribosome
binding site. A: alanine, I: isoleusin, P: prolin, T: threonine dan V: valin
(Gbr TBC 6161 )
Penggambaran skematik struktur kirstal inhA
menunjukkan penggantian asam amino ditemukan di isolate pasien
M. tuberculosis resisten INH. Posisi asam amino tertanda telah
diidentifikasi di resisten INH. Satu molekul NADH ditunjukkan di
lipatan ikatan NADH
(Gbr TBC 6262 ) Representasi skematik polimorfi pada pncA dari M.
tuberculosis resisten PZA. Mutasi yang dilaporkan sebelumnya juga
disertakan. Huruf tunggal adalah asam amino: A: alanine,C: sistein, D: asam
aspartate, F: fenilalanin, G: glisin, H: Histidin, I: isoleusin, K: lisin, L:
leusin, M: metionin, N: asparagin, P: prolin, Q: glutamin, R: arginine,
S:serin, T: threonine, V: valin, W: triptofan, Y: tirosin
(Gbr TBC 6363 ) Gambaran skematik polimorfisme pada embB pada
kodon 306 di M. tuberculosis resisten etambutol. Kromatogram DNA
sequencing menunjukkan wild-type dan 5 mutan embB di kodon 306. Kodon
wild-type dari isolat sensitif etambutol adalah ATG (Metionin) dan kodon 5
mutan strain resisten etambutol adalah GTG, valin; CTG, leusin; ATA,
isoleusin; ATT, isoleusin dan ATC, isoleusin. embB diduga suatu protein
transmembrane pada pemodelan dengan komputer. Gambar ini sangatlah
skematik. Lokasi seksama dari asam amino 306 relatif terhadap membrane
tidak diketahui
(Gbr TBC 6464 ) Ekstrak etil asetat A yang diinokulasi dengan Mycobacterium tuberculosis
dalam media LJ pada suhu 37 o C selama 3 minggu. Keterangan: (a) Kontrol
negative ekstrak; (b) control media; (c) control pelarut; (d) control positif; (e)
control ekstrak; (f) ekstrak A 800µg/mL; (g) ekstrak A 400µg/mL; (h) ekstrak
A 200µg/mL.
(Gbr TBC 6565 ) Positif anti-tuberkulosis dengan metode LJ untuk ekstrak B
![tuberkulosis3](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjSW8b-Trhg0cukmKXQuOXFhBZxUxwzcIPNZDpNIleg138fNnFPkv1xlPa8annPnmpcJhh8BnUqEgXyYEJZM70rkbPmEPinPz5q-sRFretci2gJhEguj-mRg-9kfX_JXKwO1gnmUOYUJCe2/s72-c/IMG_ORG_1613073325795.jpeg)