Perpustakaan Digital ITB

Tanah merupakan sumber berbagai mikroorganisme. Tanah daerah vulkanik mengandung sulfur, besi dan selenium umumnya ditumbuhi mikroba penghasil senyawa-senyawa bioaktif antikanker. Sumber mikroba penghasil antibiotik dan antikanker dipilih tanah gunung Tangkuban Perahu karena isolasi mikroba yang berpotensi menghasilkan antibiotik dari tanah gunung Tangkuban Perahu belum pernah dilakukan. Dari tanah gunung Tangkuban Perahu diperoleh 18 isolat mikroba yang memperlihatkan kemampuannya dalam menghasilkan senyawa antimikroba dan lima isolat diantaranya telah diketahui sebagai isolat penghasil senyawa antibakteri dan antifungi dengan aktivitas yang tinggi. Selain memiliki aktivitas antibakteri dan antifungi, kelima isolat yang dicatat sebagai isolat TP1, TP2, TP3, TP4 dan TP5 ini juga memiliki kemampuan untuk menghasilkan senyawa antikanker. Hasil identifikasi secara molekuler diperoleh bahwa 90% urutan basa DNA isolat TP1 mirip dengan urutan basa DNA Nocardia sp. YIM 65630, 99% urutan basa DNA isolat TP2 mirip dengan urutan basa DNA Streptomyces galbus, 86 % urutan basa DNA isolat TP3 mirip dengan urutan basa DNA Aspergillus unguis, urutan basa DNA isolat TP4 sama dengan urutan basa DNA Paecilomyces marquandii, dan 95% urutan basa DNA isolat TP5 mirip dengan urutan basa DNA Nocardia niigatensis. Fermentasi likuid isolat TP1, TP2, TP3, TP4, dan TP5 dilakukan pada enam komposisi medium. Cairan hasil fermentasi diuji terhadap bakteri dan sel kanker T47D. Isolat TP2 dalam medium yang mengandung pati 10 g/L, glukosa 10 g/L, tripton 5,0 g/L, ekstrak ragi 2,5 g/L dan kalsium karbonat 1,0 g/L, menghasilkan aktivitas antibakteri tertinggi sehingga dipilih untuk penelitian lebih lanjut. Optimasi kondisi fermentasi dilakukan dengan menggunakan central composite design (CCD) yang terdiri dari 17 tempuhan dengan enam titik tengah (center point). Setiap tempuhan dilakukan secara duplo dan semua data digunakan untuk menyusun model polynomial orde dua. Variabel yang digunakan untuk optimasi melalui metode response surface methods (RSM) ini adalah konsentrasi glukosa (A), konsentrasi ekstrak ragi (B) dan pH (C). Ketiga variabel ini merupakan faktor-faktor lingkungan yang sangat mempengaruhi pertumbuhan dan pembentukan metabolit Actinomycetes dan fungi. Enam tempuhan dari 17 tempuhan merupakan titik tengah (center point) untuk pemeriksaan reducibility dan estimasi kesalahan percobaan dengan respons aktivitas antibakteri MRSA. Analisis Varian (ANOVA) dilakukan dengan bantuan perangkat lunak Design Expert versi 6.0.6. Hasil analisis fit summary yang disarankan dari data tersebut adalah model kuadratik dengan nilai factor (F) 62,42, yang menunjukkan bahwa model signifikan pada tingkat kepercayaan 95%. Hal ini berarti bahwa variabel dalam model mempunyai efek yang signifikan terhadap respon. Pada analisis fit summary, variabel A, B, C, A2, B2,C2, AB, AC, BC merupakan variabel yang signifikan dengan nilai p (Prob > F) 0,0001 (p < 0,05) mengindikasikan bahwa secara keseluruhan variabel model signifikan. Sedangkan A (0,2120) dan BC (0,7192) tidak signifikan terhadap respons aktivitas antibiotik, namun A dan BC pun tetap diikutsertakan dalam model untuk mendapatkan model hirarki. Model yang dihasilkan diperiksa kecukupan modelnya yang merupakan normal probability plot dari residual memperlihatkan bahwa residual secara umum berada pada garis lurus yang berarti bahwa kesalahan terdistribusi secara normal. Dengan demikian, dari pengujian kecukupan model, model dinilai akurat untuk memprediksi produksi antibakteri dengan tinjauan variabel konsentrasi glukosa, konsentrasi ekstrak ragi dan pH. Hasil optimasi dengan metode CCD menunjukkan bahwa Streptomyces galbus TP2 tumbuh baik dan memproduksi antibakteri dengan aktivitas tertinggi dalam medium dengan konsentrasi glukosa optimum 10 g/L pada pH optimum 7. Pengaruh pH dan konsentrasi glukosa terhadap produksi antibakteri pada konsentrasi ekstrak ragi 2,5 g/L menunjukkan bahwa aktivitas antibakteri meningkat seiring naiknya pH sampai mencapai aktivitas maksimum pada pH 7 dan kemudian menurun lagi. Pemeriksaan keakuratan kondisi optimum yang dihasilkan oleh perangkat lunak Design Expert dengan melakukan validasi. Validasi model dilakukan berdasarkan salah satu penyelesaian optimasi. Hasil validasi menunjukkan bahwa hasil prediksi dan hasil percobaan tidak berbeda jauh sehingga model tervalidasi dengan respon aktivitas antibakteri MRSA. Pertumbuhan S. galbus TP2 memasuki fase stasioner setelah fermentasi berlangsung selama 22 jam. Senyawa antibakteri yang juga memiliki aktivitas antikanker terbentuk setelah fermentasi berlangsung selama 24 jam dan setelah 46 jam fermentasi sel S. galbus TP2 memasuki fase kematian. Ekstrak etil asetat cairan fermentasi S. galbus TP2 menunjukkan aktivitas antimikroba terhadap MRSA, MSSA, MRCNS, VRE, Escherichia coli, dan Microsporum gypseum dengan konsentrasi hambat minimum (KHM) berturut-turut adalah 150, 150, 300, 300, 300, dan 5 ppm. Aktivitas antikanker dari ekstrak cairan fermentasi tersebut terhadap T47D cell line ditunjukkan dengan IC50 adalah 457 µg/ml. Selanjutnya ekstrak etil asetat cairan fermentasi dimurnikan menggunakan kromatografi cair vakum dan kromatotron dengan eluen heksan-etil asetat-metanol dilanjutkan fraksinasi diperoleh satu senyawa aktif. Elusidasi struktur kimia dengan RMI: 1H, 13C, DEPT135, HMQC, HMBC dan LC-MS menunjukkan isolat 1 adalah asam fenilasetat (C8H8O2). Isolat 1 S. galbus TP2 menunjukkan aktivitas antimikroba terhadap MRSA, MSSA, MRCNS, VRE, E.coli, dan M. gypseum dengan konsentrasi hambat minimum (KHM) berturut-turut adalah 64; 32; 64; 64; 64, dan 2 ppm. Aktivitas antikanker dari isolat 1 terhadap sel T47D dengan IC50 adalah 97,99 µg/ml. Uji keamanan asam fenilasetat terhadap sel normal Vero menunjukkan IC50 asam fenilasetat sebesar 1228 µg/ml yang berarti aman karena tidak membunuh sel normal. Uji keamanan asam fenilasetat terhadap hewan uji mencit menunjukkan tidak mengubah perilaku dan semua kelompok menunjukkan profil peningkatan berat badan yang sebanding dengan kelompok kontrol. Sampai dosis 15 g/kg berat badan tidak menyebabkan kematian yang dapat dinyatakan praktis tidak toksik.