Uji Motilitas Pada Bakteri - Motility Test

Uji motilitas merupakan uji biokimia dalam laboratorium mikrobiologi klinis yang berfungsi sebagai komponen kritis dalam identifikasi dan karakterisasi spesies bakteri. Uji ini menentukan keberadaan flagella pada bakteri yang memungkinkan pergerakan mereka melalui media cair dan agar semipadat. Motilitas bakteri adalah karakteristik fenotipik penting yang bervariasi di antara spesies yang berbeda dan berfungsi sebagai faktor pembeda kunci dalam klasifikasi taksonomi. Uji ini memiliki signifikansi khusus dalam identifikasi Enterobacteriaceae, Campylobacter, Legionella, enterococci, Listeria, spesies Bacillus, serta berbagai batang Gram-positif dan Gram-negatif. Uji motilitas dapat dilakukan menggunakan dua metode utama: preparasi wet mount untuk observasi mikroskopis langsung dan metode tabung menggunakan media motilitas semipadat.

Tujuan

Tujuan utama uji motilitas adalah mendeteksi keberadaan flagella dalam sel bakteri, sehingga menentukan kapasitas mereka untuk bergerak secara aktif. Uji ini melayani berbagai tujuan dalam mikrobiologi klinis: pertama, membantu diferensiasi spesies bakteri yang berkerabat dekat dimana motilitas menjadi karakteristik pembeda; kedua, berkontribusi pada identifikasi akurat organisme patogenik, khususnya dalam famili Enterobacteriaceae; ketiga, membantu membedakan antara varian motil dan non-motil dari spesies yang sama; dan keempat, menyediakan informasi esensial untuk uji sensitivitas antimikroba dan studi epidemiologi. Uji ini sangat berharga untuk mengidentifikasi organisme seperti Listeria monocytogenes yang menunjukkan motilitas tumbling karakteristik, dan untuk membedakan spesies enterococci motil dari varian non-motil.

Prinsip

Prinsip uji motilitas adalah dimana bakteri motil memiliki flagella, yaitu struktur protein yang memungkinkan pergerakan terarah melalui lingkungan cair. Dalam metode wet mount, suspensi bakteri diamati langsung di bawah mikroskop, dimana motilitas sejati dibedakan dari gerakan Brownian melalui pergerakan terarah dan bertujuan dari organisme yang mengubah posisi relatif satu sama lain. Dalam metode tabung, bakteri diinokulasi ke dalam media agar semipadat yang mengandung konsentrasi agar 0,4% atau kurang, yang menciptakan konsistensi yang memungkinkan organisme motil bermigrasi menjauh dari garis inokulasi sambil membatasi organisme non-motil pada tempat inokulasi asli. Bakteri motil akan menghasilkan kekeruhan yang terlihat di seluruh medium saat mereka menyebar keluar dari garis tusukan tengah, sementara organisme non-motil tetap terbatas pada jalur inokulasi. Uji ini dapat menggabungkan substrat tambahan untuk pengujian biokimia simultan, seperti indole, deteksi hidrogen sulfida, dan aktivitas dekarboksilase asam amino.

Alat dan Bahan

Komponen Media Media Kaldu untuk Preparasi Basah:

• Tryptic Soy Broth (TSB)
• Brain Heart Infusion (BHI) kaldu
• Kaldu nitrat
• Mikrotabung Voges-Proskauer (VP) dari strip API
• Saline atau air suling (catatan: beberapa organisme dapat menjadi tidak motil dalam air suling)
• Air keran steril hangat (untuk spesies Legionella)

Media Tabung Motilitas:

• Medium SIM (Sulfide-Indole-Motility) untuk pengujian kombinasi deteksi H₂S, indole, dan motilitas
• Medium uji motilitas dengan atau tanpa TTC (triphenyltetrazolium chloride)
• Medium motilitas nitrat
• Medium MIO (Motility-Indole-Ornithine decarboxylase)
• Medium uji motilitas standar mengandung 5g agar per liter

Komposisi Medium Uji Motilitas (Edwards dan Ewing):

• Ekstrak daging sapi: 3g
• Pepton: 10g
• Natrium klorida: 5g
• Agar: 4g
• Air suling: 1000mL
• pH akhir: 7,3

Perlengkapan Laboratorium

• Coverslip 22mm × 22mm
• Gelas objek mikroskop
• Mikroskop phase-contrast atau bright-field
• Jarum inokulasi steril atau stik kayu
• Tabung reaksi untuk media semipadat
• Inkubator dengan pengaturan suhu berbagai (25°C, 30°C, 35°C)

Prosedur

Metode Preparasi Wet Mount

1. Preparasi Inokulum: Pilih pertumbuhan segar dari lempeng agar dan suspensikan koloni terisolasi dalam medium kaldu yang sesuai. Gunakan inokulum ringan yang tidak keruh secara visual.
2. Pemilihan Medium:
   • Gunakan kaldu bebas karbohidrat yang mendukung pertumbuhan organisme (BHI atau kaldu nitrat)
   • Untuk spesies Bacillus: selalu gunakan medium kaldu
   • Untuk enterococci: gunakan 0,5mL BHI atau TSB
   • Untuk batang Gram-negatif: saline dapat digunakan
   • Untuk Legionella: gunakan air keran steril hangat
   • Untuk organisme bermasalah: goreskan slant agar dan tambahkan kaldu BHI ke dasar, inkubasi semalam, kemudian gunakan kaldu untuk pengujian
3. Pemeriksaan Mikroskopis:
   • Sambil mengenakan sarung tangan, letakkan setetes kecil suspensi bakteri di tengah gelas objek mikroskop
   • Tambahkan coverslip dan biarkan organisme mengendap selama satu menit
   • Amati pada perbesaran tinggi (40×)
   • Untuk mikroskopi cahaya: kurangi iluminasi dengan menutup diafragma
   • Mikroskopi phase-contrast lebih disukai untuk visualisasi optimal
4. Inkubasi untuk Hasil Negatif:
   • Jika wet mount awal negatif, ulangi setelah inkubasi dalam kaldu
   • Inkubasi batang Gram-negatif non-fermentatif pada 30°C selama 24 jam
   • Inkubasi enterococci dan Listeria pada 30°C selama 2 jam
   • Organisme lain: inkubasi pada suhu pertumbuhan optimal (biasanya 35°C)

Metode Tabung

1. Inokulasi: Menggunakan kawat inokulasi steril, ambil koloni terisolasi dan tusuk medium semipadat lurus ke bawah melalui tengah hingga kedalaman ½ inci untuk tabung kecil dan 1 inci untuk tabung besar.
2. Kondisi Inkubasi:
   • Enterobacteriaceae: 35°C selama 24 jam
   • Batang Gram-negatif non-fermentatif dan enterococci: 30°C selama 24 jam
   • Untuk hasil negatif yang meragukan: inkubasi tambahan pada 25°C
   • Listeria dan Yersinia: inkubasi tabung duplikat pada 35°C dan 25°C

Pembacaan Hasil

Interpretasi Wet Mount

Hasil Positif: Motilitas terarah dan bertujuan dimana organisme mengubah posisi relatif satu sama lain. Organisme motil menunjukkan pergerakan terarah yang jelas melintasi bidang mikroskopis.

Hasil Negatif: Tidak adanya pergerakan terarah. Gerakan Brownian (goyangan acak atau guncangan karena bombardir molekular) tidak boleh disalahartikan sebagai motilitas sejati, karena organisme mempertahankan posisi relatif yang sama (7).

Observasi Khusus:

• Organisme Campylobacter menunjukkan motilitas yang sangat aktif tampak sebagai titik-titik kecil yang bergerak cepat masuk dan keluar bidang
• Listeria menunjukkan motilitas tumbling karakteristik

Interpretasi Metode Tabung

Hasil Positif: Pertumbuhan difus yang meluas keluar dari garis tusukan, menciptakan kekeruhan yang terlihat di seluruh medium. Dalam media yang mengandung TTC, organisme motil menghasilkan pewarnaan merah muda yang menyebar dari garis tusukan.

Hasil Negatif: Medium jernih dengan pertumbuhan terbatas hanya pada garis inokulasi. Dalam media yang mengandung TTC, organisme non-motil menghasilkan pigmentasi merah muda kemerahan yang terbatas pada garis tusukan.

Keuntungan dan Kerugian

Uji motilitas menawarkan beberapa keuntungan signifikan dalam praktik mikrobiologi klinis. Uji ini menyediakan identifikasi motilitas bakteri yang cepat dan hemat biaya, memerlukan peralatan khusus minimal, dan dapat dikombinasikan dengan uji biokimia lain untuk identifikasi organisme yang komprehensif. Metode wet mount memungkinkan observasi gerakan bakteri secara real-time dan dapat dilakukan segera dengan kultur segar. Metode tabung memberikan catatan hasil permanen dan kurang bergantung pada keterampilan interpretasi operator. Namun, uji ini juga memiliki keterbatasan tertentu. Hasil false-positive dapat terjadi dengan galur Klebsiella mukoid yang dapat menyebar antara medium dan dinding tabung, meniru motilitas (8). Faktor lingkungan seperti panas berlebihan, trauma mekanis, atau suhu inkubasi yang tidak tepat dapat merusak flagella, menyebabkan hasil false-negative. Beberapa mikroorganisme mungkin tidak menghasilkan protein flagellar pada suhu inkubasi standar (35-37°C) tetapi melakukannya pada suhu yang lebih rendah (22°C). Selain itu, bakteri tertentu yang sulit tumbuh mungkin dihambat oleh TTC dalam media motilitas, dan interpretasi hasil dalam media kombinasi yang keruh dapat menantang (9,10).

Catatan

Beberapa pertimbangan penting harus diperhatikan saat melakukan uji motilitas. Kontrol kualitas harus dilakukan dengan setiap lot media baru menggunakan organisme kontrol positif dan negatif yang diketahui, termasuk Escherichia coli ATCC 25922 (positif), Klebsiella pneumoniae ATCC 13883 (negatif), dan Proteus vulgaris ATCC 33420 (positif). Kompetensi teknologist harus divalidasi menggunakan spesies enterococci atau Listeria motil yang diketahui. Untuk enterococci dengan nilai MIC vankomisin antara 4-16 μg/mL yang tampak non-motil, konfirmasi harus dilakukan menggunakan metode kaldu 2 jam atau prosedur identifikasi alternatif. Spesies Bacillus harus diuji langsung dari lempeng segar, dan jika tidak tersedia, lempeng harus diinkubasi selama 4 jam sebelum pengujian. Uji motilitas harus diinterpretasikan sebelum menambahkan reagen indole ke media kombinasi untuk menghindari interferensi dengan interpretasi hasil.

Kesimpulan

Uji motilitas tetap menjadi alat yang sangat diperlukan dalam mikrobiologi klinis untuk identifikasi dan karakterisasi bakteri. Kemampuannya mendeteksi pergerakan bakteri yang dimediasi flagellar memberikan informasi taksonomi krusial yang membantu diferensiasi spesies dan identifikasi patogen. Meskipun uji ini memiliki keterbatasan inheren yang memerlukan pertimbangan hati-hati dan tindakan kontrol kualitas yang tepat, kesederhanaan, efektivitas biaya, dan keandalannya menjadikannya komponen esensial dari arsenal diagnostik laboratorium mikrobiologi klinis. Penggunaan berkelanjutan pengujian motilitas, dikombinasikan dengan metode fenotipik dan molekular lain, memastikan identifikasi bakteri yang akurat yang kritis untuk perawatan pasien yang tepat dan pemilihan terapi antimikroba. Seiring taksonomi bakteri terus berkembang dengan teknik molekular, uji motilitas mempertahankan relevansinya sebagai karakteristik fenotipik fundamental yang melengkapi sistem identifikasi modern dan berfungsi sebagai ukuran kontrol kualitas penting untuk platform identifikasi otomatis.

Referensi

1. American Type Culture Collection (ATCC®), 2015, Introduction to Microbiology, 10801 University Blvd. Manassas, VA 20110
2. Leber, A. L. (2016). Biochemical tests for the identification of aerobic bacteria. In ASM Press eBooks (p. 3.17.1.1-3.17.48.3). https://doi.org/10.1128/9781555818814.ch3.17.1
3. Procop, G. W. (2017). Konemans Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology (Seventh Edition). Wolters Kluwer.