Alasan Spora Antraks Bisa Tak Mati-mati Puluhan Tahun
CNN Indonesia
Jumat, 07 Jul 2023 18:10 WIB
Bagikan:
URL berhasil disalin
Ilustrasi. Spora Antraks punya banyak lapisan kekebalan. (iStockphoto/Hailshadow)
Dari luar ke dalam, lapisan spora meliputi eksosporium, mantel, membran luar (OM), korteks, dinding sel kuman, membran internal (IM), dan inti.
Untuk lebih jelasnya, berikut peran masing-masing lapisan spora yang membuatnya bisa bertahan dari banyak gangguan.
Eksosporium
Tak semua spesies dengan spora punya eksosporium terluar. Namun, dalam spora B. anthracis, eksosporium dapat bertindak sebagai penghalang permeabilitas (prinsipnya membuat spora tak tembus cairan).
Hal ini membatasi akses antibodi terhadap antigen yang ada dalam lapisan spora.
Mantel spora
Mantel spora mengandung sebagian besar protein spora total dan bertindak sebagai penghalang permeabilitas yang membatasi akses molekul besar seperti enzim ke target sensitif potensial di lapisan dalam spora.
Efeknya, mantel spora bisa melindungi bagian dalam dari enzim seperti lisozim yang menurunkan peptidoglikan (PG), "dan dengan demikian untuk perlindungan spora terhadap pemangsaan oleh bakteriovora."
Mantel juga penting dalam perlindungan spora terhadap berbagai bahan kimia biosidal. Mekanismenya, bereaksi dengan mendetoksifikasi bahan kimia tersebut sebelum mencapai target yang lebih penting.
Lapisan ini juga mengandung beberapa enzim yang dapat mendetoksifikasi bahan kimia biosidal potensial seperti peroksida.
Pada spora beberapa spesies, mantelnya kemungkinan mengandung pigmen yang menyerap kuat UV, dan ada bukti sugestif bahwa pigmen tersebut dapat memainkan peran penting dalam resistensi spora terhadap UV.
OM
Sejauh ini, Setlow menyebut peran lapisan ini terhadap ketahanan spora tidak sepenuhnya jelas. OM juga dapat mengandung pigmen, umumnya karotenoid yang mungkin berperan dalam resistensi terhadap UV.
Korteks dan dinding sel kuman
Meski tak begitu diketahui perannya, OM punya basis dua lapisan yang penting, yakni korteks spora dan dinding sel kuman yang lebih tipis.
Setlow menyebut kedua lapisan ini sangat penting untuk kelangsungan hidup spora, terutama korteks yang tidak diragukan lagi sangat penting untuk beberapa sifat baru inti.
IM
Membran bagian dalam spora memiliki beberapa sifat penting untuk daya tahan keseluruhan.
Di antaranya, lipid dalam IM sebagian besar tidak bergerak, viskositas (kelekatan) yang jauh lebih tinggi daripada membran plasma spora yang berkecambah, permeabilitas pasif terhadap molekul kecil sangatlah rendah, bahkan tak meloloskan molekul air.
Inti
Inti pusat punya fitur baru yang tampaknya memainkan banyak peran dalam resistensi spora.
(i) kandungan air inti yang rendah (25 sampai 55 persen dari berat basah), ini penting dalam ketahanan panas spora basah;
(ii) asam piridin-2,6-dikarboksilat tingkat tinggi (asam dipikolinat [DPA]). Ini penting buat resistensi spora terhadap beberapa DNA agen perusak dan dalam mempertahankan dormansi spora;
(iii) kelompok protein baru tingkat tinggi, protein spora kecil yang larut dalam asam (SASP) tipe α/β. Efeknya adalah menjenuhkan DNA spora dan melindunginya dari kerusakan karena banyak bahan kimia genotoksik, pengeringan, panas kering dan basah, dan radiasi UV dan Gamma.
(can/arh)
Jakarta, CNN Indonesia --
Bakteri Bacillus anthracis pemicu penyakit antraks punya struktur spora yang tahan banting terhadap berbagai kondisi ekstrem. Simak kemampuan dahsyat tiap lapisannya.
Sebelumnya, antraks diberitakan menyebar ke puluhan warga di Kabupaten Gunung Kidul, DIY. Tiga di antaranya meninggal.
Penularan penyakit ini adalah lewat spora, buah perkembangbiakan bakteri itu yang berukuran amat halus berisi satu atau beberapa sel, terutama lewat konsumsi daging hewan yang terinfeksi.
"Karena kalau [hewan ternak] dipotong itu kan bakteri yang ada di darah itu mengalir keluar berubah menjadi spora," kata Kepala Bidang Kesehatan Hewan Dinas Peternakan dan Kesehatan Hewan Kabupaten Gunungkidul Retno Widyastuti, Rabu (5/7).
"Spora bisa [bertahan] puluhan tahun 40-80 tahun di tanah," sambungnya.
Kenapa bisa begitu awet bertahan hidup tanpa menempel ke inang hidup?
Peter Setlow dari Department of Molecular Biology and Biophysics, University of Connecticut Health Center, AS, mengungkapkan daya tahan spora, termasuk Bacillus anthracis, terkait dengan strukturnya.
"Struktur spora memainkan peran utama dalam resistensi spora, karena sejumlah lapisan spora memainkan peran khusus dalam resistensi," menurut dia dalam artikel 'Spore Resistance Properties' di ASM Journals.
Ia menuturkan, spora bisa bertahan terhadap sejumlah besar kondisi ekstrem, termasuk pengeringan, pembekuan, pencairan, suhu tinggi baik dalam keadaan basah atau kering, radiasi UV dan Gamma (γ), tekanan tinggi, dan sejumlah besar bahan kimia beracun.
"Selalu, spora jauh lebih tahan terhadap berbagai agen-agen ini daripada sel yang tumbuh dari spesies yang sama," ucap dia.
Secara umum, Setlow memaparkan berbagai faktor yang membuatnya tahan di lingkungan dalam jangka panjang.
Saturasi DNA oleh SASP (Senescence-associated secretory phenotype) tipe α/β; Perbaikan DNA selama perkembangan spora; kandungan air inti rendah; karotenoid di lapisan luar spora.
Radiasi Gamma
Saturasi DNA oleh SASP tipe α/β; Perbaikan DNA selama perkembangan spora.
Pengeringan
Saturasi DNA oleh SASP tipe α/β; DPA (Dipicolinic acid, senyawa kimia pada bakteri)
Panas kering
Saturasi DNA oleh SASP tipe α/β; Perbaikan DNA selama perkembangan spora; DPA; mungkin kandungan ion logam divalen.
Panas basah
Saturasi DNA oleh SASP tipe α/β; tingkat DPA; kandungan air inti rendah; kondisi sporulasi termasuk suhu; kandungan ion logam divalen; suhu optimum sporulasi.
Bahan kimia genetoksik
Permeabilitas membran dalam spora yang rendah; saturasi DNA oleh SASP tipe α/β; Perbaikan DNA selama perkembangan spora; kandungan air inti rendah.
Pengoksidasi
Protein mantel spora; permeabilitas membran dalam spora yang rendah; saturasi DNA oleh SASP tipe α/β; enzim detoksifikasi di lapisan luar spora.
Dialdehida
Mantel spora.
Disinfektan
Mantel spora, mungkin korteks dan struktur membran bagian dalam.
Asam dan alkali
Belum dipahami.
Plasma
Mantel spora; saturasi DNA oleh SASP tipe α/β; belum dipelajari secara menyeluruh.
Bakteriovora atau pemangsa bakteri
Mantel spora.
Lebih jauh, berikut detil peran tiap struktur terhadap kekebalan spora di halaman berikutnya...
Struktur Spora, Luar Hingga Dalam
Ilustrasi. Spora Antraks punya banyak lapisan kekebalan. (iStockphoto/Hailshadow)
Dari luar ke dalam, lapisan spora meliputi eksosporium, mantel, membran luar (OM), korteks, dinding sel kuman, membran internal (IM), dan inti.
Untuk lebih jelasnya, berikut peran masing-masing lapisan spora yang membuatnya bisa bertahan dari banyak gangguan.
Eksosporium
Tak semua spesies dengan spora punya eksosporium terluar. Namun, dalam spora B. anthracis, eksosporium dapat bertindak sebagai penghalang permeabilitas (prinsipnya membuat spora tak tembus cairan).
Hal ini membatasi akses antibodi terhadap antigen yang ada dalam lapisan spora.
Mantel spora
Mantel spora mengandung sebagian besar protein spora total dan bertindak sebagai penghalang permeabilitas yang membatasi akses molekul besar seperti enzim ke target sensitif potensial di lapisan dalam spora.
Efeknya, mantel spora bisa melindungi bagian dalam dari enzim seperti lisozim yang menurunkan peptidoglikan (PG), "dan dengan demikian untuk perlindungan spora terhadap pemangsaan oleh bakteriovora."
Mantel juga penting dalam perlindungan spora terhadap berbagai bahan kimia biosidal. Mekanismenya, bereaksi dengan mendetoksifikasi bahan kimia tersebut sebelum mencapai target yang lebih penting.
Lapisan ini juga mengandung beberapa enzim yang dapat mendetoksifikasi bahan kimia biosidal potensial seperti peroksida.
Pada spora beberapa spesies, mantelnya kemungkinan mengandung pigmen yang menyerap kuat UV, dan ada bukti sugestif bahwa pigmen tersebut dapat memainkan peran penting dalam resistensi spora terhadap UV.
OM
Sejauh ini, Setlow menyebut peran lapisan ini terhadap ketahanan spora tidak sepenuhnya jelas. OM juga dapat mengandung pigmen, umumnya karotenoid yang mungkin berperan dalam resistensi terhadap UV.
Korteks dan dinding sel kuman
Meski tak begitu diketahui perannya, OM punya basis dua lapisan yang penting, yakni korteks spora dan dinding sel kuman yang lebih tipis.
Setlow menyebut kedua lapisan ini sangat penting untuk kelangsungan hidup spora, terutama korteks yang tidak diragukan lagi sangat penting untuk beberapa sifat baru inti.
Membran bagian dalam spora memiliki beberapa sifat penting untuk daya tahan keseluruhan.
Di antaranya, lipid dalam IM sebagian besar tidak bergerak, viskositas (kelekatan) yang jauh lebih tinggi daripada membran plasma spora yang berkecambah, permeabilitas pasif terhadap molekul kecil sangatlah rendah, bahkan tak meloloskan molekul air.
Inti
Inti pusat punya fitur baru yang tampaknya memainkan banyak peran dalam resistensi spora.
(i) kandungan air inti yang rendah (25 sampai 55 persen dari berat basah), ini penting dalam ketahanan panas spora basah;
(ii) asam piridin-2,6-dikarboksilat tingkat tinggi (asam dipikolinat [DPA]). Ini penting buat resistensi spora terhadap beberapa DNA agen perusak dan dalam mempertahankan dormansi spora;
(iii) kelompok protein baru tingkat tinggi, protein spora kecil yang larut dalam asam (SASP) tipe α/β. Efeknya adalah menjenuhkan DNA spora dan melindunginya dari kerusakan karena banyak bahan kimia genotoksik, pengeringan, panas kering dan basah, dan radiasi UV dan Gamma.
