Profiling Kimia Berbasis KLT Densitometri dan Kemometri Metabolit Fungi serta Evaluasi Potensinya sebagai Antibiotik

Paryany Pangeran, Dr. apt. Indah Purwantini, S.Si., M.Si.; Evita Chrisnayanti, S.Si., Apt., M.Biotech.St., PhD

2024 | Tesis | S2 Ilmu Farmasi

Penyakit infeksi telah menjadi masalah kesehatan global saat ini. Beban penyakit semakin meningkat karena terjadinya resistensi terhadap antibiotik yang merupakan senyawa penting dalam penanggulangan penyakit infeksi sehingga kebutuhan atas penemuan dan pengembangan antibiotik baru yang lebih efektif dan aman menjadi semakin tinggi. Indonesia dengan iklim tropis merupakan tempat yang ideal bagi pertumbuhan fungi yang diketahui menjadi salah satu sumber senyawa bioaktif, termasuk antibiotik. Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) memiliki koleksi fungi yang diisolasi dari beberapa daerah di Indonesia sejak tahun 2015 hingga 2020 yang berpotensi besar sebagai sumber senyawa antibakteri baru. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui peran analisis kemometri dalam menentukan ekstrak bahkan senyawa yang potensial sebagai antibiotik agar upaya pencarian dan pengembangan senyawa antibiotik baru menjadi lebih efisien.

Pada penelitian ini, aktivitas antibakteri 22 ekstrak etil asetat hasil fermentasi fungi diuji dengan metode difusi cakram terhadap Staphylococcus aureus dan Escherichia coli dilanjutkan dengan pengujian KLT biaoutografi metode kontak terhadap ekstrak etil asetat fungi aktif. Profiling kimia dilakukan dengan metode KLT densitometri sehingga diperoleh data nilai Retention factor (Rf) dan luas area puncak (AUC). Data nilai Rf, luas area puncak dan diameter zona hambat kemudian digunakan pada analisis Principal Component Analysis (PCA) untuk mengetahui senyawa yang berpotensi sebagai antibiotik dan Hirarchical Cluster Analysis (HCA) untuk mengelompokkan ekstrak yang berpotensi sebagai antibiotik.

Skrining aktivitas antibakteri dengan metode difusi cakram terhadap S. aureus menunjukkan 10 ekstrak aktif dengan daya hambat terbesar dihasilkan oleh ekstrak F4-20 (Cladosporium sp.) diikuti oleh ekstrak F4-2 (Kalmusia sp.) dan F4-5 dengan diameter zona hambatan berturut-turut 14,773 mm, 13,926 mm dan 13,049 mm, sedangkan aktivitas antibakteri terhadap E.coli hanya ditunjukkan oleh ekstrak F4-7 (Massarina sp.) dengan diameter zona hambat 9,939 mm. Pada pengujian KLT biaoutografi metode kontak, diperoleh 6 senyawa yang berpotensi sebagai antibiotik yaitu Rf 0,63 dan 0,7 (F4-2), Rf 0,46 (F4-3), Rf 0,77 (F4-11), Rf 0,43 (F4-15), Rf 0,68 (F4-20). Analisis profil kimia dengan KLT densitometri menunjukkan komposisi metabolit sekunder yang sangat beragam baik jenis dan intensitas senyawa. Principal Component Analysis (PCA) menunjukkan senyawa yang berperan pada aktivitas penghambatan terhadap S. aureus yaitu senyawa dengan Rf 0,63 dan Rf 0,46 yang dibuktikan dengan hasil KLT biaoutografi. Hirarchical Cluster Analysis (HCA) dengan algoritma Ward's linkage mampu mengelompokkan ekstrak yang berpotensi sebagai antibiotik yaitu berasal dari genus Kalmusia, Penicillium dan Aspergillus 

Infectious diseases have become a global health problem today. The burden of disease is increasing due to the occurance of resistance to antibiotics which are important agents in the management of infectious diseases. Therefore, it is an urgent need to discover and develop new antibiotics that are more effective and safer. Indonesia with its tropical climate is an ideal place for the growth of fungi which has been known as profilic producers of bioactive compounds, including antibiotics. The National Research and Innovation Agency (BRIN) has a culture collection of fungi isolated from several regions in Indonesia between 2015 and 2020. This culture collection may have great potential as a source of new antibacterial compounds. This study seeks to evaluate the contribution of chemometric analysis in identifying extract and potential antibiotic compounds, thereby making the search and development of new antibiotics compounds more efficient.

In this study, 22 fungal ethyl acetat extracts were tested for antibacterial activity by disc diffusion method againts Staphylococcus aureus and Escherichia coli followed by contact method-TLC bioautography of fungal extracts that showed antibiotic activity. Chemical profiling was carried out by TLC densitometry to obtain data on Retention factor (Rf) value and peak area (AUC). The Rf values, peak areas, and inhibition zone diameters were subsequently utilized in Principal Component Analysis (PCA) to identify compounds with antibiotic potential and Hirarchical Cluster Analysis (HCA) to classify extracts with antibiotic potential.

Antibacterial activity screening using the disk diffusion method against S. aureus revealed 10 active extracts. The highest inhibition was observed in extract F4-20 (Cladosporium sp), followed by extract F4-2 (Kalmusia sp) and F4-5, with inhibition zone diameters of 14.773 mm, 13.926 mm, 13.049 mm, respectively. Extract F4-7 was the only one exhibited antibacterial activity against E. coli with inhibition zone diameters of 9.939 mm. In the bioautographic TLC contact method examination, six compounds were identified as potential antibiotics, with Rf values of 0.63 and 0.7 (F4-2), Rf 0.46 (F4-3), Rf 0,77 (F4-11), Rf 0.43 (F4-15) and Rf 0.68 (F4-20). Chemical profile analysis using TLC densitometry indicated a wide diversity of secondary metabolites in both compound type and intensities. Principal Component Analysis (PCA) showed that compound with Rf values 0.63 and 0.46 were responsible for the activity againts S. aureus which corroborated with the bioautographic TLC results. Hirarchical Cluster Analysis (HCA) using Ward's linkage algorithm successfully grouped the extract derived from the genera of Kalmusia, Penicillium and Aspergillus to have antibiotic potential.

Kata Kunci : Antibakteri, Bioautografi, Fungi, KLT densitometri, Profiling kimia