Pembangunan koktel bakteriofaj pEC01 dan pEC02 sebagai agen terapi terhadap Escherichia coli

Abstract

Pencemaran mikrob dalam air yang terdiri daripada kolifom seperti Escherichia coli sering dikaitkan dengan sisa kumbahan manusia. Ia merupakan spesies terbesar dalam kumpulan kolifom najis dan mampu memindahkan kerintangan antibiotik daripada satu bakteria kepada bakteria lain melalui pemindahan horizontal, seterusnya menyumbang kepada peningkatan bakteria rintang antibiotik. Objektif kajian ini adalah (1) untuk memencilkan bakteriofaj yang spesifik terhadap E. coli daripada takungan air kumbahan; (2) mencirikan bakteriofaj spesifik E. coli dari segi morfologi, julat perumah, sensitiviti terhadap pH dan suhu, dan lengkung pertumbuhan satu langkah; dan (3) menilai kecekapan jangkitan bakteriofaj terhadap E. coli dalam bentuk tunggal dan koktel dengan menggunakan kaedah lengkung pembunuhan in vitro. Sebanyak 13 bakteriofaj berjaya dipencilkan daripada kolam air kumbahan di Universiti Kebangsaan Malaysia dengan menggunakan E. coli UKMCC1006 sebagai perumah, namun, hanya dua bakteriofaj (pEC01 dan pEC02) yang menunjukkan ciri-ciri bakteriofaj litik dengan penghasilan zon perencatan. Pengenalpastian menerusi mikroskop transmisi elektron mendedahkan bahawa pEC01 dan pEC02 adalah daripada famili Myoviridae. Penentuan julat perumah telah dilakukan dengan menguji pEC01 dan pEC02 terhadap 11 strain klinikal E. coli, dan satu strain wild type bagi Salmonella typhi, Staphylococcus aureus dan Pseudomonas aeruginosa menggunakan asai titis. Hasil menunjukkan kedua-duanya adalah spesifik terhadap E. coli strain UKMCC1006 dan S. typhi. Ujian sensitiviti telah dilaksanakan dengan mengeram bakteriofaj dalam penimbal Salt-Magnesium yang mempunyai pH dan suhu yang berbeza selama satu jam. Aktiviti litik bagi kedua-dua bakteriofaj adalah optimum pada pH 6 – 10 dan mampu mengekalkan daya jangkitan pada suhu 30ºC – 50ºC. Namun, ia mula hilang daya kejangkitan pada >60°C bagi pEC01 dan >50°C bagi pEC02. Saiz letusan pEC01 dan pEC02 telah ditentukan menerusi ujian lengkuk pertumbuhan satu-langkah pada MOI 0.1. Kajian menunjukkan bakteriofaj pEC01 mempunyai fasa pendam yang panjang berbanding bakteriofaj pEC02 iaitu 52 minit (saiz letusan 31±3.8 pfu/sel). Manakala fasa pendam bagi bakteriofaj pEC02 adalah 28 minit dengan saiz letusan 33±0.35 pfu/sel. Asai 3-(4,5-dimetiltiazol)-2,5- difenil tetrazolium bromida (MTT) telah digunakan bagi mengkaji aktiviti bakteriolitik terhadap E. coli. Dengan menggunakan multiplicity of infection (MOI) 0.01, 0.1 dan 1, setiap faj dibiarkan menjangkiti E. coli selama 5 jam dan campuran kedua-dua faj berkadar 1:1 digunakan untuk perlakuan koktel. Asai MTT menunjukkan aktiviti bakteriolitik antara faj individu dan koktel faj tidak menunjukkan perbezaan yang ketara. Namun, perencatan terhadap pertumbuhan E. coli masih berlaku dan setiap bakteriofaj mempunyai kadar perencatan yang optimum pada MOI yang berbeza. Dapatan kajian ini mencadangkan bahawa bakteriofaj pEC01 dan pEC02 mempunyai potensi sebagai agen terapi terhadap E. coli dalam air.