Salah satu kontaminasi yang cukup sulit dideteksi dan dihindari adalah kontaminasi mikoplasma. Hal ini dikarenakan, untuk mengetahui apakah kultur sel tersebut telah terkontaminasi dengan mikoplasma peneliti harus menggunakan tes khusus untuk mendeteksi keberadaannya.
Apa itu Mikoplasma?
Mikoplasma adalah prokariot terkecil dan paling sederhana, ukurannya berkisar antara 0,2 sampai 0,8 µM. Mikroorganisme ini, tidak memiliki dinding sel yang kaku berbasis peptidoglikan. Akibatnya, menyebabkan mikoplasma tidak rentan terhadap antibiotik seperti penisilin yang efektif mengatasi sebagian besar kontaminasi pada bakteri pada kultur sel (Rottem et al., 2012).
Sebutan lain untuk mikoplasma termasuk semua spesies pada kelas Mollicutes, seperti genus Mycoplasma, Acholeplasma, Spiroplasma, Anaeroplasma dan Ureaplasma. Karena mycoplasma memiliki ukuran genom yang sangat kecil (0,58 – 2.20 Mb).
Organisme ini, memiliki sistem metabolisme terbatas untuk bereplikasi dan bertahan hidup. Akibat keterbatasan sistem metabolisme ini sehingga menyebabkan mikoplasma hidup secara parasit pada spesifik host dan jaringan (Yavlovich et al., 2007).
Kontaminasi Kultur Sel oleh Mikoplasma
Berdasarkan dari penelitian USA Food and Drug Administration (FDA) lebih dari 20.000 kultur sel yang telah diperiksa selama kurang lebih 30 tahun. 15% di antaranya ditemukan telah terkontaminasi dan paling banyak yang mengkontaminasi adalah mikoplasma. Seringkali jumlah mycoplasma yang menginfeksi sel ini 1000 kali lipat lebih banyak dibandingkan dengan jumlah sel yang telah berhasil dikultur (Stacey, 2007).
Kontaminasi mikoplasma pada kultur sel yang akan dijadikan pengembangan vaksin berpotensi untuk mengganggu kesehatan. Saat ini, identifikasi sumber kontaminasi pada kultur sel menjadi perhatian utama.
Kemungkinan besar sumber kontaminasi mycoplasma dalam kultur sel primer berasal dari jaringan yang digunakan untuk mengembangkan kultur sel primer tersebut. Misalnya apabila sumber jaringan berasal dari jaringan paru-paru, ginjal atau hati, jaringan ini cendrung bebas dari mycoplasma.
Akan tetapi, untuk jaringan yang berasal dari saluran urogenital wanita bagian bawah, jaringan tumor umumnya menunjukkan terkontaminasi cukup tinggi oleh mycoplasma (Dusanic, et al, 2012).
Mycoplasma umumnya, disebarkan melalui peralatan laboratorium, media atau reagen yang telah terkontaminasi oleh penggunaan sebelumnya.Untuk menghindari hal ini terjadi, pembuatan kultur sel baru harus dikarantina terlebih dahulu, diuji dan dijamin bebas mycoplasma sebelum dimasukkan ke dalam laboratorium kultur jaringan.
Selain itu, bahan stok eksperimental umum, seperti virus atau preparat antibodi monoclonal juga dapat menjadi sumber utama kontaminasi mikoplasma.
Efek Kontaminasi Mycoplasma pada Kultur Sel
Efek pada fungsi sel dan metabolisme akibat kontaminasi dari mycoplasma tergantung pada kontaminasi strain dari spesies mycoplasma dan tipe sel yang terinfeksi. Umumnya sel yang terkontaminasi oleh mikoplasma mengalami kekurangan nutrisi, seperti di bawah ini.
- Penipisan asam amino, gula, asam lemak, dan kolesterol atau prekursor asam nukleat
- Penipisan kolin dan turunnya aktivitas mycoplasma endonuclease, mycoplasmal arginine deiminase atau mycoplasmal thymidine phosphorylase.
Tidak hanya itu, beberapa mycoplasma juga mengakibatkan produksi severe cytopathic effects (CPE) yang dikarakterisasi terjadinya pertumbuhan sel kerdil, pertumbuhan abnormal dan bulat, sel degenerasi yang diakibatkan oleh penghambatan apoptosis (Rottem, 2003). Berikut adalah gambaran dampak pada kultur sel akibat kontaminasi mycoplasma.
Deteksi Mycoplasma Pada Kultur Sel
Terdapat beberapa metode yang sering dilakukan untuk deteksi mycoplasma, sebagai berikut.
- Metode langsung, agar dan broth culture test (gold standard), Dilakukan pada umur sel 2 – 4 minggu. Metode ini membutuhkan positif control sel mycoplasma hidup.
- Metode PCR (metode tidak langsung), Deteksi ini menghabiskan waktu kirsaran 4-5 jam. Deteksi spesies tergantung pada primer yang digunakan, Metode ini juga dapat mengidentifikasi mycoplasma yang telah mati.
- Hoechst stain (metode tidak langsung), Membutuhkan waktu yang lama serta indikasi yang kurang baik jika dilakukan oleh personal yang kuran berpengalaman. Selain itu metode ini juga sering terjadi false positive
Metode untuk deteksi mycoplasma ini terus dikembangkan agar mendapatkan metode yang akurat, cepat dan mudah dilakukan. Salah satu kit yang dapat digunakan untuk deteksi mikoplasma pada masa sekarang adalah MycoAlertTM.
Kit ini, hanya membutuhkan waktu 20 menit dengan menggunakan uji bioluminescent untuk mendeteksi adanya kontaminasi mycoplasma pada kultur sel. Mekanisme dari kit ini adalah dengan mendeteksi aktivitas enzim yang hanya ditemukan pada mycoplasma dan jenis bakteri yang tidak memiliki dinding sel lainnya.
Pencegahan Mycoplasma pada Kultur Sel
Sejak diketahuinya ada kontaminasi mikoplasma pada kultur sel terdapat beberapa metode yang telah dilakukan untuk mencegah terjadinya kontaminasi ini. Metode yang telah dilakukan diantaranya adalah penggunaan antibiotik seperti tetracycline, kanamycin, novobiocin, tylosi, gentamycin, doxycycline, thiayline dan quinolones.
Adapun, perlakuan dengan pemberian anti-mycoplasma antisera dan pemanasan dalam waktu lama (40-42 ºC). Metode yang telah digunakan ini terkadang efektif dalam menghambat kontaminasi mikoplasma, namun seringkali tidak berhasil.
Pengembangan metode yang efektif untuk mencegah terjadinya kontaminasi oleh mikoplasma, yaitu dengan menggunakan kit MycoZapTm Prophylactic dan MycoZapTm Plus-CL dan MycoZapTm Plus – PR dari lonza. Kit tersebut, efektif untuk pencegahan kontaminasi mikoplasma dengan minimal efek toksi pada sel eukariot dan dapat digunakan untuk semua jenis kultur sel.
Informasi lebih lanjut mengenai kultur sel dan pencegahan kontaminasi pada kultur sel serta kebutuhan peralatan lab lainnya, dapat langsung menghubungi kami di sales@genecraftlabs.com
References
Dusanic D, D. Bencina, I. Oven, I. Cizelj, M. Bencina, M. Narat. 2012. Mycoplasma synoviae induces upregulation of apoptotic genes, secretion of nitric oxide and appearance of an apoptotic phenotype in infected chondrocytes. Veterinary Res. 43: 7-20.
Rottem, S. 2003. Interaction of mycoplasmas with host cells. Physiol. Rev. 83: 417-432.
Stacey, G.N. (2007) Risk assessment of cell culture processes. In: Medicines from Animal Cells, Eds. Stacey, G.N. and Davis, J.M., J Wiley & sons, Chichester
Yavlovich A, Katzenell A, Rottem S (2007) Binding of host extracellular matrix proteins to Mycoplasma fermentans and its effect on adherence to, and invasion of HeLa cells. FEMS Microbiol. Letts. 266: 158-162
