Pernakah kamu berpikir kenapa bakteri bisa menyebabkan berbagai penyakit ? hal ini karena adanya zat beracun yang bernama Endotoxin. Endotoksin merupakan komponen lipopolisakarida beracun yang terdapat pada membran luar bakteri Gram-negatif dan memiliki efek biologis yang sangat kuat bagi inangnya, bahkan bisa berakibat fatal. Karena keberadaannya yang meluas di lingkungan, zat ini wajib dihilangkan dari seluruh peralatan medis yang digunakan untuk injeksi atau pembedahan guna menjaga keamanan pasien.
Istilah ini dicetuskan oleh Pfeiffer pada tahun 1893 yang merujuk pada racun yang dilepaskan setelah bakteri hancur (lisis), berbeda dengan eksotoksin yang disekresikan secara aktif oleh bakteri. Mengingat signifikansi klinisnya dan banyaknya patogen yang menghasilkannya, endotoksin menjadi salah satu produk mikroba yang paling intensif dipelajari dalam dunia medis hingga saat ini.
Struktur endotoksin (lipopolisakarida/LPS) pada bakteri Gram-negatif seperti Salmonella dan E. coli memiliki pola umum yang terdiri dari tiga bagian utama dengan fungsi yang spesifik. Berikut adalah pembagian strukturnya:
-
Rantai Samping O (Antigen O): Terdiri dari unit oligosakarida berulang yang menjulur ke luar. Bagian ini bertanggung jawab atas variasi antigenik yang membedakan berbagai spesies dan strain bakteri.
-
Inti Polisakarida (Core Polysaccharide): Bagian tengah yang berfungsi sebagai tulang punggung makromolekul, menghubungkan rantai O dengan bagian lipid.
-
Lipid A: Terdiri dari disakarida glukosamin dengan rantai asam lemak panjang. Inilah pusat toksisitas dari endotoksin. Lipid A bersifat hidrofobik, sehingga bagian polisakarida sangat penting untuk menjaga agar komponen beracun ini tetap larut dalam cairan tubuh inang.
Aktivitas Biologis Endotoxin
Endotoksin adalah bagian dari dinding luar bakteri Gram-negatif yang akan terlepas ke dalam tubuh saat bakteri tersebut mati atau hancur. Komponen utamanya, yang disebut lipid A, bekerja sebagai pemicu kuat bagi sistem pertahanan tubuh kita. Ketika endotoksin masuk ke aliran darah, ia akan merangsang sel-sel kekebalan untuk bekerja secara aktif. Dalam kadar yang kecil, aktivitas ini sebenarnya bisa membantu tubuh menjadi lebih waspada terhadap infeksi. Namun, jika jumlahnya banyak, ia dapat menyebabkan reaksi tubuh yang cukup berat, seperti demam tinggi, perubahan jumlah sel darah putih, hingga gangguan pada tekanan darah.
Cara kerja endotoksin dalam tubuh sangat bergantung pada interaksinya dengan sel-sel pemakan kuman (makrofag). Ketika bakteri masuk ke dalam tubuh melalui aliran darah, endotoksin yang dilepaskannya sebagian besar akan berkumpul di organ hati. Bahayanya endotoksin bukan karena ia meracuni tubuh secara langsung, melainkan karena ia mampu memicu berbagai sel pertahanan tubuh untuk bereaksi secara berlebihan. Sel-sel seperti sel darah putih (limfosit dan makrofag) serta sel pembeku darah (trombosit) memiliki semacam “penerima sinyal” di permukaannya yang disebut CD14. Ketika endotoksin menempel pada CD14 ini, sel-sel tersebut akan menjadi sangat aktif dan mengeluarkan berbagai zat kimia sebagai tanda bahaya.
Masalah muncul karena zat kimia ini mengaktifkan sistem tubuh secara tak terkendali. Sistem pembekuan darah, sistem peradangan, hingga sistem pertahanan lainnya bekerja secara serempak dan kacau. Akibatnya, alih-alih melindungi, reaksi tubuh yang berlebihan ini justru merusak jaringan tubuh sendiri. Hal inilah yang memicu kondisi berbahaya yang disebut sepsis, yang dapat menyebabkan tekanan darah turun drastis (syok) hingga kegagalan fungsi organ yang mematikan. Jadi, kerusakan yang terjadi sebenarnya lebih disebabkan oleh reaksi tubuh kita sendiri yang terlalu kuat dalam merespons kehadiran endotoksin tersebut. Sehingga dalam dunia industri farmasi maupun alat, produk yang berkaitan dengan intravena harus bebas dari endotoxin.
Cara Deteksi Endotoxin
Dalam acuan USP 85, untuk mendeteksi endotoksin da beberapa metode yang umum digunakan di laboratorium dan industri farmasi. Karena endotoksin sangat stabil (tahan panas), pendeteksiannya harus dilakukan dengan sangat teliti untuk memastikan keamanan obat-obatan atau alat medis. Berikut adalah tiga metode utama pendeteksiannya:
1. Uji LAL (Limulus Amebocyte Lysate)
Ini adalah metode yang paling populer dan dianggap sebagai standar emas. Uniknya, metode ini menggunakan ekstrak sel darah dari kepiting tapal kuda (Limulus polyphemus).
-
Cara kerja: Sel darah biru kepiting ini mengandung protein yang sangat sensitif terhadap endotoksin. Jika ada sedikit saja endotoksin dalam sampel, protein tersebut akan bereaksi dan membentuk gumpalan (gel).
-
Jenis-jenisnya: Ada yang hanya melihat terbentuknya gumpalan (gel-clot), ada yang mengukur perubahan warna (kromogenik), dan ada yang mengukur tingkat kekeruhan cairan (turbidimetrik).
2. Uji MAT (Monocyte Activation Test)
Metode ini dianggap lebih manusiawi karena meniru apa yang terjadi di dalam tubuh manusia tanpa menggunakan hewan uji secara langsung.
-
Cara kerja: Sampel dicampurkan dengan sel darah putih manusia (monosit). Jika ada endotoksin, monosit akan melepaskan zat yang disebut sitokin (tanda peradangan). Jumlah sitokin inilah yang kemudian diukur untuk menentukan kadar endotoksin.
-
Keunggulan: Metode ini sangat akurat untuk memprediksi apakah suatu zat akan menyebabkan demam pada manusia.
3. Uji Recombinant Factor C (rFC)
Ini adalah teknologi yang lebih modern dan ramah lingkungan karena tidak menggunakan darah hewan sama sekali.
-
Cara kerja: Ilmuwan memproduksi protein sintetis yang meniru protein dari kepiting tapal kuda melalui rekayasa genetika. Ketika protein rFC ini bertemu dengan endotoksin, ia akan menghasilkan cahaya (fluoresensi) yang bisa diukur dengan alat khusus.
meskipun terdapat 3 jenis cara deteksi endotoxin dalam produk farmasi dan alat kesehatan, sampai saat ini metode LAL menjadi salah satu metode golden standard untuk deteksi adanya endotoxin. Metode LAL (Limulus Amebocyte Lysate) dianggap sebagai “standar emas” (gold standard) dalam pengujian endotoksin. Karena beberapa hal berikut ini :
1. Sensitivitas yang Luar Biasa
Metode LAL mampu mendeteksi keberadaan endotoksin dalam jumlah yang sangat kecil sekalipun (bahkan hingga tingkat picogram). Sebagai gambaran, LAL bisa mendeteksi konsentrasi endotoksin yang setara dengan satu butir gula di dalam kolam renang ukuran Olimpiade. Kepekaan ini sangat penting karena sedikit saja endotoksin yang lolos ke dalam obat suntik bisa berakibat fatal bagi pasien.
2. Spesifik dan Cepat
LAL bereaksi secara khusus terhadap lipopolisakarida (LPS) yang merupakan komponen khas bakteri Gram-negatif. Reaksinya pun tergolong cepat; hasil pengujian bisa didapatkan dalam waktu 15 hingga 60 menit, jauh lebih efisien dibandingkan uji pada hewan hidup yang memakan waktu berhari-hari.
3. Keajaiban Biologis Sel Amubosit
Sel darah (amubosit) kepiting tapal kuda memiliki sistem pertahanan yang unik. Di dalam sel tersebut terdapat enzim-enzim yang tersusun dalam sebuah “jalur kaskade” (reaksi berantai). Begitu satu molekul endotoksin menyentuh protein pertama (Factor C), ia akan memicu aktivasi protein-protein berikutnya secara beruntun hingga akhirnya membentuk gumpalan padat.
4. Standarisasi Global
Karena keakuratannya, metode LAL telah diakui dan diwajibkan oleh lembaga pengawas obat dunia (seperti FDA di Amerika atau BPOM di Indonesia). Semua cairan infus, vaksin, dan alat bedah yang masuk ke dalam tubuh manusia wajib melewati uji LAL ini untuk memastikan produk tersebut apirogen (tidak menyebabkan demam).
Oleh karena itu menggunakan produk pengujian endotoxin dari Bioendo sangat penting dalam pengujian endotoksin, karena mereka menyediakan sistem deteksi yang lengkap, mulai dari metode gumpalan gel (gel-clot) hingga metode kinetik yang sangat sensitif, yang telah memenuhi standar regulasi internasional (seperti Farmakope). Keandalan reagen ini memastikan bahwa produk farmasi, seperti obat suntik dan alat medis, benar-benar bebas dari kontaminasi bakteri Gram-negatif, sehingga mencegah risiko reaksi demam yang berbahaya atau syok sepsis pada pasien.
