Biofilm

Biofilm

Gambar: biofilm di zooom

Sumber: newautismcure.com

Biofilm ( gambar 1 ) merupakan suatu agregat dari mikroorganisme di mana sel-sel melekat satu sama lain dan / atau ke suatu permukaan. Sel-sel yang berikatan tertanam dalam bahan matriks polimer ekstraselular (EPS) yang diproduksi sendiri. EPS biofilm yang juga disebut sebagai lendir (meskipun tidak semuanya yang digambarkan sebagai lendir adalah biofilm) merupakan polimer konglomerasi yang umumnya terdiri dari DNA ekstraseluler, protein , dan polisakarida dalam berbagai konfigurasi. Biofilm dapat terbentuk pada permukaan hidup atau benda mati dan merupakan salah satu model umum kehidupan mikroba di lingkungan alami, industri dan tempat rumah sakit (Hall et al, 2004). Sel-sel mikroba yang tumbuh di biofilm secara fisiologis berbeda dari sel planktonik pada organisme yang sama. Sebaliknya sel tunggal dapat mengapung atau berenang dalam media cair.

Gambar 1: Biofilm Staphylococcus aureus yang mendiami kateter.

Sumber: upload.wikimedia.org

Mikroba yang membentuk biofilm sebagai respon terhadap banyak faktor yang mungkin termasuk untuk pengenalan selullar tempat menempel pada permukaan seluler spesifik atau non-spesifik, isyarat gizi, atau dalam beberapa kasus adanya paparan sel planktonik untuk menghambat konsentrasi antibiotik (Hoffman et al, 2005 dan Karatan & Watnick, 2009). Ketika sel beralih ke model pertumbuhan biofilm, maka mengalami perubahan perilaku fenotipik di mana sejumlah besar gen diatur secara berbeda (An & Parsek , 2007).

A. PEMBENTUKAN BIOFILM

Pembentukan biofilm dimulai dengan menempelnya mikroorganisme yang mengambang bebas ke suatu permukaan. Koloni pertama ini melekat secara lemah pada permukaan. Adhesi reversibel melalui gaya van der Waals . Jika koloni ini tidak segera lepas dari permukaan, mereka dapat membuat jangkar sendiri lebih permanen menggunakan sel adhesi, yaitu suatu struktur seperti pili (Anonim, 2010).

Koloni pertama memfasilitasi kedatangan sel lain dengan menyediakan lebih beragam tempat untuk adhesi dan memulai untuk membangun matrik yang dapat berpegangan bersama-sama di dalam biofilm. Beberapa spesies tidak dapat melekat permukaan sendiri tetapi seringkali mampu mengkait diri dengan suatu matrik atau langsung ke koloni sebelumnya. Selama kolonisasi ini, sel mampu berkomunikasi melalui quorum sensing dengan menggunakan produk seperti AHL. Setelah kolonialisai dimulai, biofilm tumbuh melalui kombinasi dari pembelahan sel dan pengambilan. Tahap akhir pada pembentukan biofilm dikenal sebagai perkembangan dan merupakan tahap di mana biofilm dibangun untuk dapat berubah dalam bentuk dan ukurannya. Perkembangan biofilm memungkinkan untuk pembentukan koloni agregat sel (koloni) yang akan semakin tahan terhadap antibiotik ( Anonim , 2010).

B. PERKEMBANGAN BIOFILM

Ada lima tahap perkembangan biofilm (gambar 2).

1. Penempelan awal

2. Perlekatan irreversibel

3. Pematangan I

4. pematangan II

5. penyebaran

Gambar 2: Lima tahap perkembangan biofilm

Sumber: entkent.com

Setiap tahap perkembangan dalam diagram dipasangkan dengan photomicrograph dari perkembangan biofilm P. aeruginosa. Semua photomicrographs ditampilkan dalam skala yang sama (Anonim, 2010).

C. PENYEBARAN SEL

Penyebaran sel dari koloni suatu biofilm merupakan tahap penting dari siklus hidup biofilm. Penyebaran memungkinkan biofilm untuk tersebar dan mengkoloni permukaan yang baru. Enzim yang dapat mendegradasi matriks ekstraselular biofilm, seperti B dispersin dan deoxyribonuclease mungkin memainkan peran dalam penyebaran biofilm (Kaplan et al, 2003 dan Izano et al, 2008). Enzim pendegradasi matrik biofilm mungkin berguna sebagai agen anti-biofilm (Kaplan et al, 2004 dan Xavier et al, 2005). Bukti terkini telah menunjukkan bahwa pesan asam lemak, asam cis-2-dekenoik, mampu merangsang dispersi dan menghambat pertumbuhan koloni biofilm. Disekresikan oleh Pseudomonas aeruginosa , senyawa ini menyebabkan dispersi pada beberapa spesies bakteri dan ragi Candida albicans (Davies & Marques, 2009).

D. SIFAT BIOFILM

Biofilm biasanya ditemukan pada substrat padat yang terendam atau terkena sebagaian oleh larutan air, meskipun mereka dapat pula berbentuk seperti tikar yang mengambang pada permukaan cairan dan juga pada permukaan daun, terutama pada iklim dengan kelembaban tinggi. Akibat sumber daya yang cukup untuk pertumbuhan, biofilm dengan cepat tumbuh menjadi makroskopis. Biofilm dapat mengandung berbagai jenis mikroorganisme, misalnya bakteri , archaea , protozoa , jamur dan ganggang ; masing-masing kelompok membentuk fungsi metabolisme khusus. Namun, beberapa organisme akan membentuk film monospesies dalam kondisi tertentu (Anonim, 2010).

E. MATRIK EKSTRASELULAR BIOFILM

Biofilm merupakan tempat perlekatan bersama-sama dan dilindungi oleh sebuah matrik polimer yang diekskresikan sendiri yang disebut EPS. EPS adalah singkatan dari substansi polimer ekstraseluler atau exopolysaccharide. Matriks ini melindungi sel-sel yang ada di dalamnya dan memfasilitasi komunikasi di antara mereka melalui sinyal biokimia. Beberapa biofilm telah ditemukan mengandung saluran air yang membantu menyalurkan nutrisi dan molekul sinyal. Matriks ini cukup kuat sampai kondisi tertentu sehingga biofilm dapat menjadi fosil (Aonim, 2010).

Bakteri yang hidup dalam biofilm biasanya memiliki sifat yang berbeda secara signifikan dari bakteri yang mengambang bebas dari spesies yang sama. Pada lingkungan padat dan dilindungi dari film ini memungkinkan mereka untuk bekerja sama dan berinteraksi dengan berbagai cara. Satu keuntungan dari lingkungan ini adalah meningkatkan resistensi terhadap deterjen dan antibiotik . Pada matrik ekstraseluler padat dan lapisan luar sel melindungi komunitas didalamnya. Dalam beberapa kasus resistensi antibiotik ini dapat meningkat seribu kali lipat (Stewart & Costerton , 2001). Transfer gen lateral sangat difasilitasi didalam biofilm dan mengarah ke struktur biofilm lebih stabil (Anonim, 2010).

Konsep bahwa biofilm lebih tahan terhadap antimikroba tidak sepenuhnya akurat. Misalnya bentuk biofilm Pseudomonas aeruginosa tidak sepenuh tahan terhadap antimikroba, bila dibandingkan dengan sel planktonik fase diam. Meskipun, ketika biofilm dibandingkan dengan sel planktonik fase logaritmik, biofilm memang memiliki ketahanan yang lebih besar terhadap antimikroba. Resistensi terhadap antibiotik ini pada kedua sel fase diam dan biofilm mungkin disebabkan oleh adanya sel persister (Spoering & Lewis, 2001).

wahju hidayat/Departement of Biology-UNS

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: