Mycobacterium tuberculosa Baedah Madjid Bagian Mikrobiologi Fak Kedokteran

Mycobacterium tuberculosa Baedah Madjid Bagian Mikrobiologi Fak. Kedokteran Unhas 2017

Pendahuluan Mycobacterium tuberculosa § Penyebab tuberculosis (tb) § Patogen yg sangat penting bagi manusia § Termasuk keluarga Mycobacteriaceae üBasil anaerob, tidak berspora üTidak mudah menerima warna üTahan asam

Mycpbacteriaceae lain § M. Leprae → Lepra § M. Aviun intraceluller (M. Complex or MAC) § Bakteri non-tuberculosis yg lain Opportunistic pathogens Banyak ditemukan pd pend AIDS § > 200 Mycobacterium sp → termasuk yg saprofit

Mycobacterium tuberculosa Sifat-sifat A. Sifat Orgnisme yg Khas B. Sifat Biakan C. Sifat Pertumbuhan D. Reaksi Terhadap Bahan Kimia & Tekanan Fisik E. Variasi F. Sifat Patogen Mycobacteria

Sifat-sifat A. Sifat Orgnisme yg Khas § Pd jaringan: basil tipis, lurus, 0, 4 x 3 µm § Pd biakan: coccoid atau filamen, bervariasi antar species § Tdk bs diklassifikasi dgn Gram § Pewarnaan dgn warna basa, tdk bs dilunturkan dgn alkohol walupun tlh direaksikan dgn iodine → bersifat tahan asam

Sifat-sifat B. Sifat Biakan 1. Pd Media Agar Semi-sintetik Misalnya: Middle brook 7 H 10 & 7 H 11 2. Pd Media Telur yg di Inspisasi Misalnya: Lowenstein-Jensen Media 3. Pd Media Cair (Broth) Misalnya: Middle brook 7 H 9 & 7 H 12

Sifat-sifat B. Sifat Biakan 1. Pd Media Agar Semi-sintetik Middle brook 7 H 10 & 7 H 11 yg mengandung garam, vitamin, co factor, oleic acid, albumin, catalase, & gliserol. Medium 7 H 11 jg mengandung casein hydrolysate. § Albumin mentralkan toksin & hambat effek fatty acid pd specimen atau pd medium. § Inokulum besar → tumbuh dlm bbrp minggu § Medium ini < sensitif dibanding medium lain

Sifat-sifat B. Sifat Biakan 2. Pd Media Telur yg di Inspisasi Lowenstein-Jensen Media mengandung garam, gliserol, dan bahan-bahan organik kompleks (telur atau kuning telur, tepung kentang, dll), malachit green ditambahkan untuk menghambat bakteri lain. § Inokulum kecil → tumbuh dlm 3 -6 minggu § Bisa ditambah antibiotik → selective medium

Sifat-sifat B. Sifat Biakan 3. Pd Media Cair (Broth) § Media cair membantu proliferasi dari inokulum kecil § Karena sifat hidrofobik permukaan cairan biasanya Mycobacterium tumbuh menggumpal § Bl di+ tween (water suluble ester of fatty acid) → permukaan jd basah dan biakan diuraikan

Sifat-sifat B. Sifat Biakan 3. Pd Media Cair (Broth) § Pertumbuhan lebih cepat bl gunakan medium yg kompleks § Macam-macam media komersial: üMGIT System ü Versa TREK Cukture system ü MB Redox

Sifat-sifat C. Sifat Pertumbuhan § obligate aerobe § Eo dr oksidasi karbon sederhana § dgn me↗ tekanan oksigen → pertumbuhan ber+ § Pertumbuhan jauh lebih lambat dr bakteri lain → waktu generasi: 18 jam § Reaksi BK tdk khas § Yg saprofit tumbuh lbh cepat pd 22 -33 o. C

Sifat-sifat D. Reaksi Terhadap Bahan Kimia & Tekanan Fisik § Lbh R terhdp bahan kimia krn sifat hidrofilik permukaan sel bakteri & tumbuh berkelompok § Zat bakteriostatik seperti zat warna (mis Malachit green) dan antibakteri (mis penicillin) bs ditambahkan dlm medium→ tdk hambat pertumbuhan bakteri ini § Tahan terhadp pengeringan → hidup lama dlm sputum yg kering

Sifat-sifat E. Variasi § Variasi koloni dlm bentuk, pigmentasi, virulensi, optimal growth temperature, dan banyak lagi sifat-sifat pertmbuhan sel yang lain.

Sifat-sifat F. Sifat Patogenisitas Mycobacteria § Tiap species memp sifat patogen yg berbeda § Manusia & marmot sangat susseptibel terhdp Myco. tbc § M. tbc & M. Bovis: patogen unt manusia § Rute infeksi (liwat sal nafasan vs sal cerna) → pola lesi

Constituent Basil TB § Utamanya dr dinding sel A. Lipid B. Protein C. Polisakkharida § Dinding sel Mycobacteria bs sbbkan: - delayed hypersensitivity - kekebalan terhdp infeksi § Sel Mycobacteria sbbkan sedikit reaksi hipersensitif pd binatang yg seblmnya sdh disensitasi.

Kandungan Basil TB A. Lipid § Mengandung banyak lipid, termasuk mycolic acid (long-chain fatty acids C 78 -C 90), waxes, dan fosfatid. § Lipid dlm sel terutama terikat pd protein dan polisakkharida. § Bl muramyl dipeptide (dr peptidoglikan) bergabung dgn mycolic acid bs sbbkan graunoloma. § Phospholipid menyebabkan terjadinya caseous necrosis

Constituent Basil TB A. Lipid § Lipid dlm sel berperan pd sifat tahan asam. § Sifat tahan asam bisa dihilangkan: - dgn asam yg dipanasi, tergantung pd integritas ddg sel & adanya bbrp lipid. - setelah sonification sel mycobacteria § Pola Lipid dlm sel → dsr klassifikasi species § Strain basil tb yg patogen → mikroskopis : rantai paralel

Constituent Basil TB B. Protein § Setiap jenis Mycobacterium terdr dr bbrp protein, yg menyebabkan Rx tuberculin. § Protein yg terikat pd fraksi wax bl disuntikkan bs sbbkan tuberculin sensitivity. § Juga bs me. R terbentuknya bermacam-macam Ab.

Constituent Basil TB C. Polisakkharida § Mycobacterium mengandung bermacam polisakkharida. § Peran polisakkharida dlm patogenesis blm jelas. § Polisakkharida bs me. R terjdnya hipersensitif tipe segera. § Polisakkharida bs berperan sebgi Ag bl direaksikan pd serum dari pend yg terinfeksi.

Patogenesis § Mycobacterium dikeluarkan bersama droplet < 25 µm saat pend batuk, bersin, atau berbicara. § Droplet bs diinhalasi langsung, atau bila droplet mengering bakteri diinhalasi bersama udara. § Bakteri msk paru-2 & dideposit di alveoli. § Sistem immun di alveoli merespon dgn menghslkan cytokines & lymphokines → menstimulasi monosit dan makrofaga.

Patogenesis § Mycobacterium ml memperbanyak diri dlm makrofaga. § Bbrp makrofaga me↗ kemampuannya unt mematikan bakteri, ttp yg lain malah dihancurkan oleh bakteri. § Lesi patogenik yg sehubungan dgn infeksi nampak pd paru 2 1 -2 bln setelah eksposur. § Resitensi dan hipersensitiviti host sangat mempengaruhi perkembangan penyakit dan jenis lesi yg terjadi

Patologi § Terjdx lesi dan penyembuhan dipengaruhi oleh atau perkembangan peny, ditentukan oleh: 1. Jumlah bakteri dlm inokulum, atau subsekulent perumbuhannya. 2. Tipe host dan immune responsenya. A. Dua Lesi Dasar ü Jenis eksudat. ü Jenis produktif B. Penyebaran Organisme dlm Host C. Intercelluaar Site of Growth

Patologi A. Dua Lesi Prinsipal 1. Jenis eksudat, td dr: Rx inflamasi akut dgn edema; lekosit PMN dan kemudian monosit sekitar basil tb § Jenis ini tampak tu pd jar paru yg mirip pneumonia bakterialis. § Bs sembuh dgn resulusi → slrh eksudat diabsorbsi § Bs jg terjd nekrosis massif dr jar, atau membentuk lesi tipe produktif. § Pd fase eksudat ini: tes tuberkulin menjadi positif.

Patologi A. Dua Lesi Prinsipal 2. Jenis produktif Pd perkembangan sempurna dr lesi ini, st granuloma, yg terdiri dr: 1. Di area sentral: multinuclear giant cells yg besar mengandung basil tb. 2. Setelah itu ada zona yg td dr epitel fibrobast yg pucat, yg sering tersusun secara radial. 3. Di zona perifer: fibroblast, limfosit dan monosit

Patologi A. Dua Lesi Prinsipal 2. Jenis produktif § Selanjutnya terbentuk di zona periferal jaringan fibrous, dan di bagian central terjadi nekrsi kaseous § Lesi seperti ini disbt tuberkel § Caseous tubercle ini bs pecah ke dlm bronkhus, mengosongkan semua isinya, sehingga terbentuk cavity. § Caseous tubercle bs sembuh dgn fibrous atau kalsifikasi

Patologi B. Penyebaran Organisme dlm Host § Penyebaraan dlm tubuh host terjd: ü Langsung melalui bronkhi & GI ü Tdk lansung melalui aliran drh dan limfa. § Pd infeksi pertama, basil tb selalu menyebar dr t 4 nya pertama ke aliran limfa lalu ke kel limfa regional. § Selanjutnya msk peredaran drh → menyebar ke organ lain (penyebaran milier)

Patologi B. Penyebaran Organisme dlm Host § Penyebaran ke aliran drh bs jg terjd bila vena erosi krn terjdnya kaseasi dr tuberkel atau kel limfa. § Caseous tubercle pecah ke dlm bronkhus, diaspirasi dan masuk ke bagian lain dr paru 2. § Pecahan cesous tubercle bs jg tertelan, dan msk usus liwat lambung.

Patologi C. Intercelluaar Site of Growth § Saat basil tb masuk ke jaringan, ia menetap dlm sel monosit, sel retikulo-endotelial dan Giant cells. . § Lokasinya yg intraselular ini adalah st hal yg menyebabkan khemoterapi sukar bekerja dan hal ini menguntungkan basil tb. § Dlm sel binatang yg kebal multiplikasi basil tb sangat dihambat.

Infeksi Prrimer § Saat pertama host kontak dgn basil tb, bisa terlihat hal berikut: 1. Terbentuk lesi eksudatif & dgn cepat menyebar ke limfa & kel limfa regional. Lesi eksudatif dlm jaringan biasanya cepat sembuh. 2. Kel limfa dgn cepat menjadi massive caseous, yg biasanya terjadi kalsifikasi (Ghon lession) 3. Hasil tes tuberkulin menjadi positif

Infeksi Prrimer & Jenis TB yg Direaktivasi § Infeksi primer biasanya terjd pd masa kanak-2, mengenai slrh bgn paru, tp yg paling sering adalah di bgn tengah dan di lobus bawah. § Terjd pembesaran kel limfa hilus dan mediastinum yg bisa dilihat dn pemeriksaan radiologi.

Jenis TB yg Direaktivasi = TB Sekunder § Tb sekunder biasanya disbbkan oleh basil tb lesi primer yg survive. § TB sekunder biasanya ditandai lesi jaringan yg kronis, pembentukan tuberkel, kaseasi, dan fibrous. § Kel limfa regional hanya sedikit terlibat, dan tdk terjadi kaseasi. § TB sekunder hampir selalu mulai pd bgn apex paru-2, dimana oxygen tension (PO 2) tertinggi. .

Jenis TB yg Direaktivasi = TB Sekunder § Perbedaan kedua jenis TB ini ada hubungannya dgn: 1. Pertahanan tubuh. 2. Hipersensitiviti akibat infeksi primer § Blm jelas yg mana dr kedua hal ini yg berperan dlm perubahan respons pd TB sekunder.

Immuniti & Hipersensitiviti § Saat infeksi pertama dr basil tb: ü perlu bbrp pertahanan ü kemampuan unt melokalisasi basil tb ↗ ü multiplikasi bakteri ditekan ü penyebarannya dibatasi ü disseminasi limfatik dikurangi § Ini ada hubungannya dengan : ü terbentuknya kekebalan seluler ü dibuktikan dgn bertambahnya kemampuan monocyt membatasi multiplikasi basil ü bahkan menghancurkan basil-basil

Immuniti & Hipersensitiviti § Selama infeksi primer, host : ü menjd hipersensitif terhdp basil tb § Ini dibuktikan dgn: ütes tuberculin positif § Hipersenssitiviti tehadap tuberkulin, bs dirangsang oleh: ü seluruh basil tb, atau ü tuberculoprotein + chloroform-soluble wax D dr basil tb. § Hipersensitif dan kekebalan kelihatnnya dua aspek yg berbeda

Tes Tuberkulin A. Bahan B. Dosis Tuberkulin C. Reaksi terhadap Tuberkulin

Tes Tuberkulin A. Bahan § Old Tuberculin ü Konsentrasi filtrat dari pertumbuhan 6 minggu basil tb pd medium cair § Purified Protein Derivate (PPD) üFraksi kimia dr old tuberculin ü distandarisasi sebagai tuberculin unit (TU) berdasar reaktivitas biologinya § Definisi dari TU: Aktivitas berat tertentu dr Siebert’s PPT Lot 49608 dlm buffer khusus

Tes Tuberkulin B. Dosis Tuberkulin § Digunakan 5 TU dlm 0, 1 ml pelarut. § Disuntikkan 0, 1 ml i. c. , pd bgn volar lengan atas § Dosis besar yg diinjeksikan ke org yg hipersensitif bs menyebabkan reaksi lokal yg berat → inflamasi dan nekrosis pd lokasi injeksi. § Pd org yg sangat hipersensitf: sutikan ml dgn 1 TU. § PPD hrs distabilkan dgn polysorbate 80 spy tddk teradsorbsi pd gelas.

Tes Tuberkulin C. Reaksi terhadap Tuberkulin § Pemeriksaan hrs dilakukan tidak boleh > 72 jam set suntikan → indurasi pd yg reaktif. § Interpretasi hasil positif: üIndurasi 5 mm atau lbh besar pd org yg sangat beresiko mengaktifkan tb (mis pend HIV) ü Indurasi 10 mm unt org yg kemungkinan besar baru terinfeksi. ü indurasi 15 mm atau lebih besar unt org dgn resiko rendah

Tes Tuberkulin C. Reaksi terhadap Tuberkulin § Bila hanya eritema → tdk boleh disebut reaktif. § Hasil tes yg positif bs menetap sampai beberapa hari § Reaksi yg lemah bisa menghilang lebih cepat

Tes Tuberkulin C. Reaksi terhadap Tuberkulin § Tes tuberkulin ml positif setelah 4 -6 mg set infeksi. § Tes bs negatif walau ada infeksi tb, krn terkdinya anergy, karena üInfeksi dgn banyak basil ü Measle. ü Penyakit Hodgkin ü Sarcoidosis ü AIDS , atau ü Immunossupresif

Tes Tuberkulin C. Reaksi terhadap Tuberkulin Tes tuberkulin bs kadang-kadang negatif pd terapi dgn isoniazide (INH) § Setelah vaksinasi BCG → bs reaksi positif tp hanya unt 3 -7 tahun § Bl semua basil tb yg viable sdh tdk ada → Rx neg. § Seseog yg PPD test bbrp thn lalu bs Rx neg, tp bl diretest 2 mg kemudian hsl bs positif krn reboster. §

Tes Tuberkulin C. Reaksi terhadap Tuberkulin § Tes tuberkulin yg positif → pernah terinfeksi. Ini tdk berarti ada : üTB aktif ü Kebal terhadap TB. § Org dgn tes tuberkulin yg positif → beresiko unt menderita krn reaktivasi dr inf primer. § Tes tuberkulin yg negatif yg blm pernah terinfeksi tdk beresiko reaktivasi, tetapi bs terinfeksi dari luar,

Terapi § Terapi utama → specific chemotherapy. § St diantara 106 dan st diantara 108 basil tb bs spontan mutasi jadi R obat tb first line. § Bl obat hanya dipakai tunggal, R lebih cepat terjadi & basil lebih cepat berkembang biak. § Bila pengobatan dengan kombinasi obat → cure rate 95% § BACA METODE DOTS (Direct Observed Therapy).

Terapi First line TB drugs: üIsoniazid (INH) ü Rifamycin (RMP) ü Pyrazinamide (PZA) ü Ethambutol (EMB) Second line TB drugs: üKanamycin ü Capreomycin ü Cycloserine ü Ofloxacin ü Ciprofloxacin Paling banyak dipakai

Terapi § Resimen INH, RMP, PZA dan EMB → 2 bln. § Bl berhasil → dilanjutkan dgn INH & RMP 4 bln § Pend dgn cavitas atau bl sputum ttp positif set 2 bln Th/: ditambah 3 bln → total 9 bln. § Masalah utama sekarang adalah adanya MDR (Multidrug=resistence M. Tbc) → R terhdp INH & RPM § Strain MDR M. Tbc banyak ditemukan → >> KLB

Terapi § Extensively Drug Resistence (XDR) strain: R terhdp: üIsoniazid (INH) ü Rifamycin (RMP) ü Floroquinolone ü Minimal 1 second line drugs: amikacin, capreomycin, atau kanamycin, § Prevalence XDR underestimated § Org yg terinf XDR tb üoutcome klinik jelek ü± 64% meninggal selama terapi

Epidemiologi § Manusia yg menyebarkan sejumlah basil dari sal respirasi § Penularan: üLangsung dgn droplet → massive close contact üLiwat udara § Suseptibility terhdp tb berperan pd: üResiko terinfeksi üGambaran klinik setelah terinfeksi § U org dgn tes tuberkulin negatif, resiko terinfeksi basil tb , tergantung pd: Eksposur ke sumber infeksi, terutama pend dgn sputum positif.

Epidemiologi § Resko tsb sebanding dgn üRate active infecton di masyarakat üHidup berdesakan üSosioekonomi rendah ü Yankes kurang § Kemungkinan sakit set terinfeksi, ada hub nya dgn genetik, dan dipengaruhi oleh: üUsia üKurang Gizi ü Status kekebalan ü Peyakit penyerta ü dan lain-lain faktor

Pencegahan & Pengendalian 1. Terapi cepat & adekuat pd pend dgn aktif tb, teliti difollow up kontak serumah dgn tes tuberkulin, pemeriksaan Ra. 2. Terapi org asimptomatis dgn tes tuberkulin positif pd: üUsia yg mudah terinfeksi üDpt terapi immunosupressif akan me ↘ reaktivasi dari infeksi

Pencegahan & Pengendalian 3. Hindari faktor non-spesifik di bawah ini yg bs mengurangi kekebalan host shg kasus asimptomatis → simptomatis: üKekurangan makan üGastrectomy ü Supresi cellular immunity oleh obat ü Infeksi , misalnya infeksi HIV 4. Vaksinasi dgn basil tb yg tdk virulen, mis BCG

FURTHER READING 1. Carroll, KC, Butel, JS. , Morse, SA, Mietzner, TA, Miller, S. Jawetz, Melnick, & Adelberg’s Medical Microbiology. 27 th Edition, International Edition, Mc. Graw-Hill, Singapore, 2016. 2. Greenwood, D. , Barer, M. , Slack, R. , Irving, W. Medical Microbiology, 18 th Edition, International Edition, Churchill-Livingstone, Sydney, 2012. 3. Nester, EW. , Anderson, DG. , Robert, CE. , Jr. Microbiology, a Human Prespective, 7 th Edition, International Student Edition, Mc. Graw-Hill, New York, 2012