Karakterisasi 16S rRNA dari Mikrobioma Usus Monyet Ekor Panjang (Macaca fascicularis) dengan Diabetes Melitus Tipe 2 Spontan

Abstract

Mikrobioma usus pada tubuh sangat kompleks dan bervariasi, serta diketahui dapat memengaruhi kesehatan manusia. Mikrobioma usus dapat memengaruhi kesehatan karena secara spesifik melengkapi fungsi metabolisme dan fisiologis manusia. Ketidakseimbangan (disbiosis) mikrobioma usus dapat menimbulkan diabetes melitus tipe 2 (DM2), dan menjadi ciri baru dalam perkembangan penyakit. Disbiosis mikrobioma usus menjadi komponen yang penting untuk diperhatikan, karena mikroorganisme usus diketahui menghasilkan metabolit yang berperan dalam fungsi normal tubuh. Beberapa penelitian pada manusia telah dilakukan untuk membandingkan komunitas bakteri pada pasien DM2 dan non-DM. Sampai saat ini, penelitian terkait mikrobioma usus yang dihubungkan dengan DM2 pada hewan model satwa primata masih terbatas. Penelitian ini bertujuan mengkarakterisasi gen utuh 16S rRNA untuk memperoleh profil mikrobiota usus pada monyet ekor panjang dengan DM2 spontan dan non-DM. Penanda metagenomik DM2 dapat diidentifikasi dengan melihat taksa bakteri yang paling melimpah. Penelitian dilakukan dengan mengkarakterisasi sampel usap rektal secara steril dari hewan model monyet ekor panjang jantan dewasa dengan DM2 spontan (n=3) dan non-DM (n=3). Hewan model yang digunakan berasal dari satu koloni yang sama (usia 14-16 tahun), tanpa diberi intervensi untuk menjadi diabetes. Karakterisasi mikrobioma usus dilakukan menggunakan pendekatan metagenomik yang ditargetkan pada gen utuh 16S rRNA dengan teknik nanopore (GridION) yang merupakan salah satu dari third-generation sequencing (TGS). Variabel yang diamati meliputi analisis bioinformatika, terdiri dari indeks keragaman alfa dan beta, serta analisis keragaman dan kelimpahan komunitas mikrobiota usus. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pola mikrobioma usus kedua kelompok sangat berbeda, ditunjukkan oleh perbedaan struktur bakteri dominan pada setiap tingkat taksonomi. Peningkatan keragaman alfa, filum Firmicutes, genus Oscillibacter, spesies Oscillibacter valericigenes dan O. ruminantium; seiring dengan penurunan filum Proteobacteria ditemukan pada kelompok DM2. Rasio Firmicutes/Bacteroidetes (F/B) juga ditemukan meningkat pada kelompok DM2 dibandingkan dengan kelompok non-DM yang menjadi indikator adanya disbiosis. Berdasarkan hasil tersebut, diperoleh penanda metagenomik mikrobioma usus DM2 pada satwa primata monyet ekor panjang, mirip dengan pada manusia DM2. Dari penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa keragaman dan kelimpahan bakteri lebih tinggi pada usus kelompok monyet ekor panjang DM2. Hubungan aktivitas metabolisme dengan keragaman dan kelimpahan bakteri usus belum diuji pada penelitian ini, sehingga analisis lebih lanjut perlu dilakukan untuk mengonfirmasi temuan penelitian ini.