Antibiotik laktam beta adalah golongan Antibiotik yang memiliki kesamaan komponen struktur berupa adanya cincin laktam beta dan umumnya digunakan untuk mengatasi infeksi bakteri. Terdapat sekitar ± 56 macam antibotik laktam beta yang memiliki antivitas antimikrobial pada bagian cincing laktam betanya dan apabila cincin tersebut dipotong oleh mikroorganisme maka akan terjadi resistensi Antibiotik terhadap Antibiotik tersebut.

Jenis-jenis

Antibiotik laktam beta terbagi menjadi 4 golongan utama, yaitu penisilin, sefalosporin, karbapenem, dan monobaktam.

= Penisilin

= Berdasarkan spektrum aktivitas antimikrobialnya, penisilin terbagi menjadi 4 kelompok, yaitu penisilin dini (terdahulu), penisilin spektrum luas, penisilin anti-stafilokokal, dan penisilin anti-pseudomonal (spektrum diperluas). Penisilin terdahulu secara aktif mampu melawan bakteri yang sensitif, seperti golongan Streptococcus hemolitik beta, Streptococcus alfa-hemolitik dikombinasikan dengan aminoglikosida), pneumococcus, meningococcus, dan kelompok Clostridium selain C. difficile. Contoh dari penisilin terdahulu adalah penisilin G dan penisilin V. Penisilin spektrum luas memiliki kemampuan untuk melawan bakteri enterik dan lebih mudah diabsorpsi oleh bakteri gram negatif namun masih rentang terhadap degradasi laktamase beta, contohnya ampisilin, amoksisilin, mesilinam, bacampicillin, dll. Penisilin anti-stafilokokal dikembangkan pada tahun 1950-an untuk mengatasi S. aureus yang memproduksi laktamase beta dan memiliki keunggulan tahan terhadap aktivitas laktamase beta. Contoh dari golongan ini adalah metisilin dan kloksasilin. Penisilin anti-pseudomonal dibuat untuk mengatasi infeksi bakteri gram negatif basil, termasuk Pseudomonas aeruginosa, contoh dari penisilin golongan ini adalah karbenisilin, tikarsilin, azlosilin, dan piperasilin.

= Sefalosporin

= Antibioik sefalosporin terbagi menjadi 3 generasi, yang pertama adalah sefalotin dan sefaloridin yang sudah tidak banyak digunakan. Generasi kedua (antara lain: sefuroksim, sefaklor, sefadroksil, sefoksitin) digunakan secara luas untuk mengatasi infeksi berat dan beberapa di antaranya memiliki aktivitas melawan bakteri anaerob. Generasi ketiga dari sefalosporin (di antaranya: seftazidim, sefotetan, latamoksef) dibuat pada tahun 1980-an untuk mengatasi infeksi sistemik berat karena bakteri gram negatif-basil.

= Karbapenem

= Hanya terdapat satu agen Antibiotik dari golongan karbapenem yang digunakan untuk perawatan klinis, yaitu imipenem yang memiliki kemampuan antibakterial yang sangat baik untuk melawan bakteri gram negatif-basil (termasuk P. aeruginosa, Staphylococcus, dan bacteroides). Penggunaan imipenem harus dikombinasikan dengan inhibitor enzim tertentu untuk melindunginya dari degragasi enzim dari liver di dalam tubuh.

= Monobaktam

= Golongan ini memiliki struktur cincin laktam beta yang tidak terikat ke cincin kedua dalam molekulnya. Salah satu Antibiotik golongan ini yang umum digunakan adalah aztreonam yang aktif melawan berbagai bakteri gram negatif, termasuk P. aeruginosa.

Mekanisme kerja

Antibiotik laktam beta bekerja membunuh bakteri dengan cara menginhibisi sintesis dinding selnya. Pada proses pembentukan dinding sel, terjadi reaksi transpeptidasi yang dikatalis oleh enzim transpeptidase dan menghasilkan ikatan silang antara dua rantai peptida-glukan. Enzim transpeptidase yang terletak pada membran sitoplasma bakteri tersebut juga dapat mengikat Antibiotik laktam beta sehingga menyebabkan enzim ini tidak mampu mengkatalisis reaksi transpeptidasi walaupun dinding sel tetap terus dibentuk. Dinding sel yang terbentuk tidak memiliki ikatan silang dan peptidoglikan yang terbentuk tidak sempurna sehingga lebih lemah dan mudah terdegradasi. Pada kondisi normal, perbedaan tekanan osmotik di dalam sel bakteri gram negatif dapat membentuk terjadinya lisis sel. Selain itu, kompleks protein transpeptidase dan Antibiotik laktam beta akan menstimulasi senyawa autolisin yang dapat mendigesti dinding sel bakteri tersebut. Dengan demikian, bakteri yang kehilangan dinding sel maupun mengalami lisis akan mati.

Mekanisme resistensi

Beberapa bakteri diketahui memiliki resitensi terhadap Antibiotik laktam beta, salah satu diantaranya adalah golongan Staphylococcus aureus resisten-metisilin (Methicillin resistant Staphylococcus aureus/MRSA). Bakteri-bakteri yang resisten terhadap Antibiotik laktam beta memiliki 3 mekanisme resistensi, yaitu destruksi Antibiotik dengan laktamase beta, menurunkan penetrasi Antibiotik untuk berikatan dengan protein transpepidase, dan menurunkan afinitas ikatan antara protein pengikat tersebut dengan senyawa Antibiotik. Beberapa bakteri seperti Haemophilus influenzae, golongan Staphylococcus, dan sebagian besar bakteri enterik berbentuk batang memiliki enzim laktamase beta yang dapat memecah cincin laktam beta pada Antibiotik tersebut dan membuatnya menjadi tidak aktif. Secara detail, mekanisme yang terjadi diawali dengan pemutusan ikatan C-N pada cincin laktam beta dan mengakibatkan Antibiotik tidak dapat berikatan dengan protein transpeptdase sehingga terjadi kehilangan kemampuan untuk menginhibisi pembentukan dinding sel bakteri. Beberapa studi menyatakan bahwa selain ditemukan secara alami pada bakteri gram positif dan negatif, gen penyandi enzim laktamase beta juga ditemukan pada plasmida dan transposon sehingga dapat ditransfer antarspesies bakteri. Hal ini menyebabkan kemampuan resistensi akan Antibiotik laktam beta dapat menyebar dengan cepat. Difusi Antibiotik laktam beta ke dalam sel bakteri terjadi melalui perantaraan protein transmembran yang disebut porine dan kemampuan difusinya dipengaruhi oleh ukuran, muatan, dan sifat hidrofilik dari suatu Antibiotik.

Mengatasi resistensi Antibiotik laktam beta

Untuk mengatasi degradasi cincin laktam beta, beberapa Antibiotik laktam beta dikombinasikan dengan senyawa inhibitor enzim laktamase beta seperti asam clavulanat, tazobactam, atau sulbactam. Salah satu Antibiotik laktam beta yang resisten terhadap laktamase beta adalah augmentin, kombinasi amoxycillin dan asam klavulanat. Augmentin terbukti telah berhasil mengatasi infeksi bakteri pada saluran kemih dan kulit. Asam klavulanat yng diproduksi dari hasil fermentasi Streptomyces clavuligerus memiliki kemampuan untuk menghambat sisi aktif enzim laktamase beta sehingga menyebabkan enzim tersebut menjadi inaktif. Beberapa jenis Antibiotik laktam beta (contohnya nafcillin) juga memiliki sifat resisten terhadap laktamase beta karena memiliki rantai samping dengan letak tertentu.

Referensi