Pengendalian Escherichia coli Patogen dari Limbah Cair Rumah Sakit Menggunakan Bakteriofag

Abstract

Escherichia coli dikenal sebagai bakteri patogen yang sering mengontaminasi limbah cair rumah sakit yang dapat membahayakan bagi manusia dan lingkungan. Kekhawatiran akan kemunculan bakteri yang resisten terhadap antibiotik dan disinfektan yang diakibatkan ketidakefektifan pengolahan limbah telah mendorong ditemukannya strategi alternatif untuk mengendalikan cemaran bakteri patogen pada limbah cair rumah sakit. Pemanfaatan bakteriofag untuk mengendalikan cemaran bakteri patogen pada limbah cair merupakan alternatif potensial untuk pengolahan limbah cair rumah sakit. Bakteriofag memiliki keunggulan dalam hal spesifisitasnya sehingga dapat diaplikasikan untuk membunuh bakteri patogen tertentu saja tanpa mengganggu komunitas mikrob di lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan mengidentifikasi bakteri E. coli patogen dari limbah cair rumah sakit, mendapatkan dan menguji kemampuan isolat bakteriofag dalam mengendalikan E. coli patogen dari limbah cair rumah sakit. Limbah cair diambil dari titik efluen, bak klorinasi dan efluen instalasi pengolahan air limbah rumah sakit. Penghitungan populasi bakteri dilakukan untuk memperoleh jumlah total dan E. coli pada limbah cair rumah sakit. Isolat E. coli selanjutnya dikarakterisasi secara biokimia dan molekuler dengan menggunakan sekuen 16S rRNA. Uji patogenitas dilakukan dengan melihat aktivitas hemolitik pada media agar darah. Kerentanan terhadap senyawa antimikrobial diuji dengan menggunakan 9 jenis antibiotik dan disinfektan klorin dengan berbagai konsentrasi berbeda. Fag diisolasi dari berbagai sumber air berbeda. Isolat fag yang diperoleh dikarakterisasi untuk mengetahui kisaran inang, karakteristik mikrograf elektron serta kerentanan terhadap perlakuan suhu, pH dan klorin. Uji efektivitas fag terhadap E. coli dilakukan secara invitro pada media cair dan invivo pada limbah cair steril. Uji efektivitas kombinasi fag-klorin dilakukan pada limbah cair rumah sakit steril dan nonsteril. Hasil perhitungan populasi bakteri pada limbah cair rumah sakit memperlihatkan bakteri ditemukan pada ketiga titik pengambilan sampel yaitu influen, bak klorinasi dan efluen. Karakterisasi bakteri dari limbah cair secara biokimia berhasil memperoleh 32 isolat E. coli yang memperlihatkan aktivitas hemolitik pada media agar darah sebagai salah satu ciri bakteri patogen. Sebanyak 10 isolat bakteri E. coli yang diuji kerentanannya terhadap antibiotik memperlihatkan resistensi terhadap beberapa jenis antibiotik. Isolat E. coli juga memperlihatkan resistensi terhadap klorin dengan konsentrasi 100 ppm, 10 ppm dan 1 ppm. Hal ini mengindikasikan inefektivitas proses pengolahan limbah untuk mengendalikan cemaran bakteri pada limbah cair rumah sakit dan menguatkan kekhawatiran akan kemunculan bakteri yang resisten antibiotik dan disinfektan. Isolasi fag E. coli dari berbagai sumber berhasil memperoleh sebanyak enam isolat fag dengan karakteristik berbeda seperti ukuran dan bentuk plak. Isolat fag merupakan fag yang dapat menginfeksi E. coli dengan kisaran inang terhadap strain E. coli yang luas. Karakterisasi virion dengan mikroskop elektron menunjukkan bahwa isolat fag termasuk Famili Myoviridae. Enam isolat fag memperlihatkan ketahanan terhadap perlakuan suhu, pH dan klorin. Uji efektivitas secara in vitro pada media cair memperlihatkan kemampuan isolat fag dalam mengurangi populasi bakteri E. coli dengan perlakuan campuran (cocktail) fag mampu mereduksi populasi bakteri dengan persentase tertinggi. Persentase penurunan populasi bakteri E. coli terlihat lebih rendah setelah jam ke- 12 perlakuan. Pada limbah cair steril, perlakuan fag mampu mereduksi populasi bakteri E. coli dengan persentase penurunan yang stabil sampai akhir pengamatan. Jumlah fag yang diaplikasikan dan ketersediaan nutrisi merupakan faktor yang mempengaruhi perbedaan efektivitas pada media cair dan limbah cair. Efektivitas perlakuan kombinasi fag-klorin menunjukkan kemampuan menurunkan populasi bakteri E. coli baik pada limbah cair steril maupun limbah cair non-steril. Pada perlakuan dengan fag-klorin 50.000 ppm, populasi bakteri E. coli pada limbah cair tereduksi total (tidak ada pertumbuhan). Semakin tinggi konsentrasi klorin yang diberikan, reduksi bakteri E. coli semakin tinggi. Reduksi bakteri E. coli yang lebih rendah pada perlakuan konsentrasi klorin yang lebih rendah (1 ppm) memperlihatkan indikasi resistensi isolat bakteri E. coli terhadap perlakuan klorin. Namun, karena persen reduksi jauh lebih tinggi dibandingkan kontrol maka dapat diduga adanya pengaruh fag dalam menurunkan populasi bakteri E. coli pada limbah cair. Hal ini menjadi indikasi tentang potensi perlakuan kombinasi fag-klorin untuk mengendalikan cemaran bakteri E. coli pada limbah cair sebagai alternatif pengolahan limbah yang baru.