## Journal of Scientech Research and Development
Volume 6, Issue 1, June 2024
P-ISSN: 2715-6974           E-ISSN: 2715-5846 Open Access at: http://idm.or.id/JSCR
THE MOST PRECIOUS GENE IN DETECTION OF Escherichia Coli WITH PCR AND QPCR MTHOD: A LITERATURE REVIEW
GEN YANG PALING BERPENGARUH DALAM MENDETEKSI Escherichia Coli DENGAN METODE PCR DAN QPCR: LITERATUR REVIEW
Nyoman Yudi Antara 1 , Ida Ayu Preharsini Kusuma 2
1,2 Program Studi Bioteknologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Halu Oleo
E-mail: yudiantaranyoman@gmail.com
ARTICLE INFO ABSTRACT Correspondent: Ida Ayu Preharsini Kusuma yudiantaranyoman@gmail. com Keywords:
Diarhea, Escherichia coli, Gen, PCR Website:
https://idm.or.id/JSCR/index .php/JSCR
Page: 1487 - 1499
Diarrhea is a disease that can occur in both adults and children. It is also  a  prevalent  disease  in  many  countries,  particularly  in developing  nations  like  Indonesia.  Diarrhea  is  caused  by  various types of microorganisms, one of which is Escherichia coli ( E. coli ). The E. coli bacteria have several types that cause diarrhea, including enteropathogenic E.  coli (EPEC),  enterohemorrhagic E.  coli (EHEC),  enterotoxigenic E.  coli (ETEC),  enteroaggregative E.  coli (EAEC),  enteroinvasive E.  coli (EIEC),  and  diffusely  adherent E. coli (DAEC).  One  of  the  detection  methods  currently  being developed  is  the  PCR  method.  Therefore,  this  review  focuses  on identifying  the  genes  used  to  determine  the  strain  type  of E.  coli bacteria. Based on the review, EPEC and ETEC strains have been the most extensively studied. Additionally, the PCR method is used more frequently  (86.74%)  compared  to  qPCR  (13.16%).  The  most commonly  used  genes  for  detecting  strain  types  are stx1 and stx2 (STEC), ST/est and LT/elt (ETEC), eae and bfpA (EPEC), ipaH (EIEC), DaaE (DAEC),  and aggR and CVD432 (EAEC).  These frequently  used  genes  in  this  review  can  serve  as  markers  for detecting E. coli and its types.
Copyright © 2024 JSCR. All rights reserved .
INFO ARTIKEL

## ABSTRAK
Koresponden
Ida Ayu Preharsini Kusuma yudiantaranyoman@gmail.co m Kata kunci
Diare, Escherichia coli,
Gen, PCR Website:
https://idm.or.id/JSCR/index .php/JSCR
Hal: 1487 - 1499
Diare adalah penyakit yang dapat terjadi pada dewasa maupun anak-anak.  Diare juga menjadi penyakit yang terjadi dibanyak negara khususnya negara berkembang seperti Indonesia. Diare disebabkan  oleh  berbagai  jenis  mikroorganisme  salah  satunya Escherichia coli (E. coli). Bakteri E. coli mempunyai beberapa tipe yang  menjadi  penyebab  terjadinya  diare  yaitu  diantaranya E. coli (EPEC), enterohaemorrhagic E. coli (EHEC),
enterotoxigenic E. coli (ETEC), enteroggregative E. coli (EAEC), enteroinvasive  E.  coli  (EIEC)  dan  diffusely  adherent E.  coli (DAEC).  Salah  satu  metode  deteksi  yang  berkembang  saat  ini adalah  dengan  metode  PCR.  Untuk  itu  review  ini  berfokus pada  penentuan  gen-gen  yang  digunakan  untuk  menentukan tipe strain dari bakteri E. coli. Berdasarkan hasil review, bakteri strain EPEC dan ETEC menjadi tipe strain yang paling banyak diteliti.  Metode  yang  digunakan  lebih  banyak  menggunakan PCR  (86,74%)  dibandingkan  qPCR  (13,16%).  Selain  itu, didapatkan  juga  gen-gen  yang  paling  sering  digunakan  untuk mendeteksi  tipe  strain  E. Coli,  yaitu  gen stx1 dan stx2 (STEC), gen ST/est dan LT/elt (ETEC), gen eae dan bfpA (EPEC), gen ipaH (EIEC), gen DaaE (DAEC), dan gen aggR dan CVD432 (EAEC). Oleh  sebab  itu,  beberapa  gen  yang  sering  diteliti  yang dihasilkan dari review ini dapat menjadi acuan untuk dijadikan sebagai  marker  dalam  mendeteksi  penyakit E.  coli beserta tipenya.
Copyright © 2024 JSCR. All rights reserved

## PENDAHULUAN
Penyakit  diare  didefinisikan  sebagai  peningkatan  dalam  pengeluaran  tinja  yang berhubungan  dengan  meningkatnya  pergerakan  usus  dan  likuiditas  dari  tinja (Kiesau,  2007).  Diare  dapat  menyerang  anak-anak  maupun  dewasa.  Diketahui penyakit  diare  menjadi  penyebab  kematian  terbanyak  kedua  pada  anak-anak dibawah  lima  tahun.  Sebanyak  525.000  anak  dibawah  5  tahun  diperkirakan meningggal  setiap  tahunnya,  serta  terdapat  1.7  juta  kasus  diare  setiap  tahun  di seluruh  dunia  (WHO,  2023).    Studi  yang  dilakukan  pada  195  negara  menemukan bahwa  kasus  kematian  terbanyak  khususnya  pada  anak-anak  dibawah  5  tahun terdapat  pada  negara-negara  yang  berpenghasilan  rendah  dan  menengah  yang melingkup  negara-negara  di  sub  sahara  Afrika  dan  Asia  Tenggara  (Troeger  et  al., 2018).  Kejadian  diare  yang  tinggi  pada  suatu  daerah  dipengaruhi  oleh  beberapa faktor seperti durasi menyusui, sumber air bersih (minum), kebersihan dan sanitiasi, usia  serta  tingkat  pendidikan  dari  Ibu  (Ugboko  et  al.,  2020).  Menariknya,  faktor lainnya  seperti  peralihan  cuaca  dan  kekeringan  juga  berhubungan  dengan peningkatan kasus diare pada anak-anak (Dimitrova et al., 2023).
Diare dapat disebabkan oleh beberapa jenis mikroorganisme seperti enterotoxigenic Escherichia  coli (ETEC), Vibrio  cholerae,  dan rotavirus  yang  menyebabkan  diare  akut cair  (Sarker  et  al.,  2021). Shigella  sp, Campylobacter , Salmonella , Schistosoma
mansoni, Entamoeba hystolityca adalah bakteri dan parasite penyebab disentri (Dejkam & Hatam-Nahavandi, 2021). Beberapa bakteri tersebut,  seperti E.coli dan Shigella juga dapat  menyebabkan  diare  persisten  atau  diare  kronis  (Dupont,  2016).  Terdapat banyak  spesies  dari  bakteri,  parasit  maupun  virus  yang  juga  dapat  menyebabkan penyakit  diare. Jenis  bakteri  yang  paling  banyak  menjadi  penyebab  diare  di  dunia secara  berurutan  adalah E.  coli 10%  sampai  25%, Shigella 10%, Salmonella 3%, Campylobacter 3 sampai 6% (Mikhail et  al., 1990; Notario et al.,1996). Bakteri  seperti Shigella dan Escherichia coli enterotoksigenik (ETEC) yang menghasilkan toksin tahan panas adalah salah satu patogen terpenting yang terkait dengan diare sedang hingga berat (MSD) pada anak di bawah 5 tahun (Kotloff et al., 2017).
Diare yang disebabkan oleh bakteri E. coli adalah tergolong dalam diare yang bukan menyebabkan  inflamasi,  dan  biasanya  berasal  dari  air  yang  dikonsumsi. E.  coli tergolong  kedalam  keluarga Enterobacteriaceae dan  termasuk  kedalam  bakteri  Gram negatif.  Bakteri E.coli yang  dapat  menyebabkan  diare  tergolong  dalam  strain enterotoxigenic  yaitu  strain  yang  dapat  memproduksi  enterotoxin  (Evans  &  Evans, 1996). Seiring berkembangnya pengetahuan, beberapa strain E. coli telah berkembang untuk  dapat  menyebabkan  penyakit  pada  gastrointestinal,  saluran  kemih,  atau sistem saraf pusat. Strain E. coli penyebab diare, setidaknya dibagi menjadi 6 kategori berdasarkan  skema  patogeniknya  yaitu enteropathogenic  E.coli (EPEC), enterohaemorrhagic E. coli (EHEC), enterotoxigenic E. coli (ETEC), enteroggregative E. coli (EAEC), enteroinvasive  E.  coli (EIEC)  dan diffusely  adherent  E. coli (DAEC)  (Nataro & Kaper, 1998).
Penyakit  diare  dapat  menjadi  masalah  yang  sangat  serius  apabila  tidak  dapat dikendalikan  dan  ditangani  dengan  cepat.  Untuk  dapat  menangani  hal  tersebut diperlukan  diagnosis  yang  cepat  dan  tepat.  Saat  ini  metode  yang  masih  banyak digunakan  untuk  medeteksi  penyebab  diare  adalah  metode  mikroskopis  dengan pewarnaan  Gram,  media  kultur,  pengujian  toksin,  pengujian  antigen-antibodi,  dan tes  biokimia (O’D onnell,  2012).  Beberapa  tes  tersebut  masih  dikategorikan  sebagai metode diagnostik secara konvensional. Metode konvensional memiliki akurasi yang baik namun memiliki beberapa kelemahan seperti waktu pengerjaan yang lama, dan melelahkan (Loman et al., 2013; Platts-Mills et al., 2013). Selain itu, pada jenis bakteri yang  sulit  untuk  dikultur  akan  mengakibatkan  tidak  terdeteksinya  bakteri  secara baik.  Meskipun  demikian,  metode  yang  paling  banyak  digunakan  saat  ini  adalah metode pemeriksaan tinja dengan mikroskop, metode ini juga membutuhkan syarat seperti peralatan, pelatihan yang cukup, dan waktu yang lama, serta kurang sensitif. Untuk  dapat  menutupi  kekurangan  tersebut,  telah  dikembangkan  metode  dengan berbasis  molekuler  yaitu  memanfaatkan  DNA  atau  RNA  sebagai  bahan  dasar mendeteksi penyebab penyakit diare. Metode tersebut meliputi, PCR, metagenomik, dan bioinformatika (Ugboko et al., 2020).
Review dan analisis ini mencoba melakukan skrining gen menggunakan konsep PCR dengan  menggunakan  primer  dari  gen  yang  didapatkan  dari  setiap  varian  bakteri Escherichia  coli penyebab  diare.  Dengan  pendekatan  PCR  kita  dapat  mendeteksi varian  bakteri  dengan  lebih  cepat,  sehingga  pasien  bisa  mendapatkan  pengobatan yang tepat. Pemilihan gen yang tepat dapat membantu kakuratan dalam mendeteksi adanya bakteri Escherichia coli penyebab diare.
Mekanisme Infeksi Escherichia coli
Berdasarkan  jenis E. coli yang  menginfeksi,  mempunyai  masing-masing  cara  untuk dapat mengenali atau menginfeksi inangnya. EPEC menginfeksi dengan cara melekat
pada  eritrosit  usus  halus,  dan  merusak  bentuk  mikroivli  normal  kemudian menginduksi  penempelan  yang  spesifik  dan  menyebabkan  lesi.  Selanjutnya  terjadi gangguan  sitoskeletal  dengan  respon  inflamasi  dan  diare  (permulaan  penempelan- protein translokasi oleh sekresi tipe III-pembentukan alas). EHEC juga menginduksi terjadinya penempelan dan lesi, tetapi terjadi pada usus besar. Perbedaannya adalah EHEC berelaborasi dengan shiga toxin (Stx), selanjutya terjadi penyerapan sistemik yang mengakibatkan potensi mengancam keselamatan hidup. ETEC juga melakukan hal yang sama seperti EPEC dan EHEC kemudian menginduksi diare berair dengan mensekresikan enterotoksin yang labil terhadap panas (LT) dan/atau stabil terhadap panas.  EAEC  melekat  pada  epitel  usus  kecil  dan  besar  dalam  biofilm  tebal  dan menguraikan enterotoksin sekretori dan sitotoksin. EIEC menginvasi sel epitel kolon, melisiskan  fagosom  dan  bergerak  melalui  sel  dengan  mengnukleasi  mikrofilamen aktin. Bakteri mungkin bergerak secara lateral melalui epitel dengan penyebaran sel ke sel secara langsung atau mungkin keluar dan masuk kembali ke membran plasma baso-lateral.  DAEC  memunculkan  efek  transduksi  sinyal  karakteristik  dalam enterosit  usus  kecil  yang  bermanifestasi  sebagai  pertumbuhan  proyeksi  seluler seperti  jari  yang  panjang,  yang  membungkus  bakteri.  AAF,  fimbriae  kepatuhan agregat; BFP, pilus pembentuk bundel; CFA, antigen faktor kolonisasi; DAF, faktor percepatan peluruhan; EAST1, enteroaggregative E. coli ST1; LT, enterotoksin yang tidak  tahan  panas;  ShET1,  Shigella  enterotoksin  1;  ST,  enterotoksin  tahan  panas (Kaper et al., 2004)

## METODE PENELITIAN

## Metode Pencarian dan Pemilihan Gen
Penelitian ini menggunakan pendekatan telaah pustaka. Artikel telaah dilakukan di Google  Scholar  dari  tahun  2019-2024  menggunakan  kata  kunci;  "Escherichia  coli" DAN  Deteksi  molekuler  ATAU  Deteksi  molekuler  DAN  "Ekspresi  gen"  DAN  PCR ATAU  qPCR  ATAU  RT-PCR  DAN  Manusia  DAN  Anak  ATAU  Anak-anak  DAN Diare.  Tujuan  penggunaan  kata  kunci  ini  adalah  untuk  mencari  gen  terbaik  dan umum  pada  E.  coli  yang  menyebabkan  diare.  Artikel  dipilih  berdasarkan  kriteria inklusi  yaitu  artikel  harus  mengandung  gen  deteksi  pada  pasien  diare  dan mengandung  hasil  PCR  atau  RT  PCR  (jumlah  gen  terdeteksi  pada  bakteri  atau  cq atau  ct.  Pada  penelitian  ini  berfokus  pada  seberapa  sering  gen  tersebut  digunakan dalam penelitian penentuan keberadaan Escherichia coli.

## Gambar 1. Skema pemilihan artikel

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan  hasil  pencarian  artikel  yang  dilakukan  dilakukan  di  Google  Scholar, ditemukan  5.160  artikel  dan  162  artikel  yang  memenuhi  syarat  berdasarkan  dari
judul  dan  abstrak.  Dari  162  artikel  terdapat  70  artikel  yang  masuk  dalam  kategori inklusi  pada  penelitian  ini.  Terdapat  perbedaan  jumlah  yang  sangat  jauh  antara artikel yang didapat dengan jumlah artikel yang muncul pada google scholar search dan  pencarian dihentikan pada page 40 atau 800 article. Hal ini  disebabkan karena google scholar mempunyai tipe pencarian yang acak dan tidak menempatkan artikel terbaru  sebagai  posisi  teratas  dari  pencarian.  Selain  itu,  google  scholar  mencari dengan  kata  perkata  sehingga  tingkat  kespesifikan  dari  pencarian  menjadi  lebih rendah (Beel & Gipp, 2009). Lihat gambar 2

## Gambar 2. Hasil pencarian google scholar. Didapatkan 5.450 artikel hasil pencarian
Hasil ini berbanding terbalik dengan kata kunci yang sama digunakan pada PubMed dengan  kata  kunci  yang  telah  disesuaikan  dengan  metode  pencarian  artikel  pada pubmed  dengan  rentang  tahun  yang  sama  yaitu  tahun  2019-2024.  Kata  kunci  yang digunakan  pada  pencarian  artikel  di  Pubmed  adalah  (("Escherichia  coli"[MeSH Terms] OR "Escherichia coli"[All Fields] OR "E. coli"[All Fields]) AND (Molecular OR "Molecular  detection")  AND  "Gene  Expression"  AND  (PCR  OR  qPCR  OR  RT-PCR) AND (Child OR Children) AND Diarrhea). Dari pencarian tersebut hanya ditemukan 2 artikel  yang sesuai  dengan kata kunci diatas. Lihat gambar 3. Dari  perbedaan ini maka  peneliti  memutuskan  untuk  mencari  artikel  menggunakan database  Google Scholar meski tingkat kespesifikan yang rendah dan membutuhkan waktu yang lebih banyak dalam pencarian artikel yang diinginkan.
Gambar 3. Hasil pencarian menggunakan data base PubMed. Didapatkan 2 artikel yang terkait dengan kata kunci
Hasil yang didapatkan dari penelusuran artikel menggunakan kata kunci berbahasa inggris  didapatkan  bahwa  penelitian  mengenai  strain  ETEC  dan  EPEC  merupakan jenis  terbanyak  yang  dilakukan  penelitian  diikuti  oleh  STEC  dan  selanjutnya  jenis EAEC (Gambar 4a). Serta sebagian besar artikel menggunakan metode pemeriksaan berbasis PCR (86,84%) untuk mendeteksi keberadaan E. coli dan jenisnya.

## a
b
Gambar 4. a. Jumlah artikel berdasarkan strain yang didapatkan dalam artikel. b. Metode pemeriksaan yang digunakan dalam setiap artikel yang ada dalam penelitian

## Pemilihan Gen Berdasarkan Literatur
Escherichia coli umum
a. uidA
Berdasarkan  hasil  telaah  pustaka  terdapat  beberapa  gen  yang  digunakan  untuk mengidentifikasi keberadaan E. coli secara umum yaitu gen uidA (7 artikel) sebagai salah satu gen yang paling banyak diteliti kemudian diikuti oleh gene eae (6), stx1 (4) dan stx2 (4) yang sama banyak. Gen uidA atau yang dikenal sebagai gen penyandi protein beta-glucoronidase merupakan  gen  yang  ada  pada  bakteri E.coli dan mempunyai  kemampuan  untuk  mereaktivasi  konjugat  obat glucoronide. Proses aktivasi  senyawa  tersebut  dapat  secara  signifikan  merusak  saluran  pencernaan (Roberts  et  al.,  2013).  Gen  uidA  telah  dikenal  sebagai  salah  satu  gen  untuk mendeteksi  keberadaan  bakteri E.coli baik  di  lingkungan  maupun  di  feses  pada penderita diare (Lasalde et al., 2005). Hal ini dibuktikan dengan beberapa penelitian yang  menunjukkan  hasil  positif  (terdeteksi)  gen  uidA  dengan  metode  PCR  untuk mendeteksi  bakteri  keberadaan E.  coli (Igbokwe  et  al.,  2015;  Nasser  et  al.,  2023; Thavaththurai  &  Amarasekara,  2021;  Titilawo  et  al.,  2015) . Namun,  selain  dari  gen uidA masih  terdapat  banyak  gen  yang  ditemukan  dalam  studi  literatur  ini  yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan E.coli secara umum (Lihat Suplementary).
STEC (Shiga  Toxin-producing  Escherichia  coli) dan  EHEC (Enterohaemorrhagic Escherichia coli)
a. Stx1 dan Stx2
Berdasarkan  penelitian  ini,  STEC  dan  EHEC  sama-sama  ditentukan  tipenya berdasarkan  pengujian  keberadaan  gen stx1 dan stx2 dengan  beberapa  gen eae sebagai  tambahan  pemeriksaan. Stx  (shiga-toxin) merupakan  salah  satu  gen  yang memproduksi toksin dan ditemukan dalam Shigella dysenteriae 1 dan dalam beberapa serogroup E.  coli .  Selain stx1 ,  beberapa  jenis E.coli memproduksi  tipe  lain  dari  stx
yaitu stx2 . Stx2 mempunyai  sifat  yang  sama  dalam  sifat  toksinnya  namun  berbeda secara  antigenik.  Karena  keberadaan  subtype  dari  masing-masing  toksin  telah diidentifikasi,  protootipe  dari  toksin  pada  masing-masing  grup  stx  dikenal  dengan Stx1a atau Stx2a . Stx1a dan Stx2a juga menunjukkan perbedaan dalam sitotoksisitas pada berbagai jenis sel, mengikat secara berbeda pada analog atau mimik reseptor, menginduksi  respons  kemokin  diferensial,  dan  memiliki  beberapa  karakteristik struktural yang khas (Melton-Celsa, 2014).
EHEC  merupakan  subtipe  dari  STEC  dan  metode  standar  untuk  mendeteksi keberadaan  strain  ini  biasanya  menggunakan  gen stx,  eae dan O-serogroup-specific gene. Kelemahan dari gen stx dalam menentukan strain E.coli tipe EHEC yaitu masih ditemukannya hasil yang positif pada beberapa strain bukan EHEC (Delannoy et al., 2012; Delannoy, Beutin, & Facha, 2013). Namun, beberapa alternatif gen yang dapat digunakan  untuk  mengidentifikasi  keberadaan  EHEC,  beberapa  gen  diantaranya yaitu espK espV, dan ureD, atau Z2098 (Delannoy, Beutin, & Fach, 2013) . Dalam studi literatur  ini,  terdapat  beberapa  gen  yang  digunakan  untuk  mendeteksi  keberadaan STEC atau EHEC selain Stx1, Stx2, dan eae yaitu diantaranya ehxA, wzxO45, wzxO103, escV, ent, hlyA, stIa, ltI, dan flich7.

## ETEC Enterotoxigenic Escherichia coli
a. ST/est
Heat  stable  toxin  (ST) adalah  enterotoksin  yang  dihasilkan  oleh  bakteri E.coli khususnya ETEC yag berasal dari manusia, begitu juga dengan heat-labile enterotoxin (LT) (Sack, 1980). Enterotoksin ST merupakan toksin monomerik yang mengandung beberapa residu sistein dimana ikatan disulfida dihitung sebagai stabilitas panas dari ETEC.  ST  dapat  diklasifikasikan  menjadi  dua  genotipe  utama,  yaitu  STa  dan  STb; biasanya,  galur  ETEC  yang  diisolasi  dari  manusia  menghasilkan  STa  (STI)  yang dikodekan oleh gen estA, sedangkan STb (atau STII) sebagian besar diproduksi oleh galur ETEC hewan. Terdapat dua subtipe STa yang berbeda, yaitu STh (atau STIb) dan  STp  (atau  STIa).  Gen  STa  dan  STb  secara  dominan  ditemukan  pada  plasmid sedangkan beberapa gen ST-encoding ditemukan di transposon. Gen STa tidak hanya ditemukan  pada  ETEC  namun  juga  ditemukan  di  beberapa  bakteri  gram  negative, termasuk Yersinia enteroeolitiea dan V. cholerae non-OI (Rao, 1985; Tang et al., 2015) . Mekanisme  patogenesis  dari  STa  adalah  dengan  cara  berikatan  dengan  reseptor membrane-spanning  guanylate  cyclase (GC-C).  Ikatan  tersebut  menstimulasi  aktivitas guanylate  cyclase, menyebabkan  peningkatan  kadar  GMP  siklik  intraseluler,  yang akhirnya  menstimulasi  produksi  sekresi  klorid dan  menghambat  penyerapan  NaCl (Tang  et  al.,  2015).  Meskipun  mekanisme  enterotoksin  Sta  menyebabkan  terjadinya diare  telah  cukup  jelas  diketahui,  namun  kontribusi  signifikan  dari  Sta  terhadap proses  infeksi  masih  blum  cukup  jelas.    Pada  penelitian  ini,  sebagian  besar  artikel memilih  gen  STa  atau  estA  sebagai  referensi  untuk  mendeteksi  keberadaan  ETEC. Tidak  menutup  kemungkinan  bahwa  terdapat  gen-gen  lainnya  yang  dapat digunakan sebagai alternatif dalam menentukan keberadaan ETEC.
b. LT/ elt
Gen  penyandi  LT  disebut elt atau etx dan  berlokasi  di  plasmid,  yang  juga mengandung gen mengkode ST atau CFA. Gen-gen tersebut disusun sebagai cluster A-B di mana situs pengikatan ribosom B dan wilayah pengkodean A tumpang tindih. Subunit  A  dan  B  disintesis  secara  individual  dan  disekresikan  melalui  membran
bagian  dalam  ditambah  dengan  pemrosesan  rangkaian  sinyal  khasnya.  Di periplasma,  subunit  berkumpul  menjadi  konfigurasi  A1B5  matang,  yang  disatukan oleh  ikatan  non-kovalen.  Empat  residu  terakhir  dari  subunit  A  diperlukan  untuk stabilitas  struktur  holotoxin.      Terdapat  3  mekanisme  cara  LT  dapat  menyebabkan diare salah satunya adalah pengikatan holotoksin LT pada membrane sel host, terjadi endositosis  dan  bertranslokasi  kedalam  sel  yang  melibatkan  proses  transportasi retrograde  trans-golgi.  Melalui  serangkaian  proses,  saluran  utama  kloride  (CFTR) dari sel epitel diaktifkan. Hal ini menyebabkan peningkatan sekresi ion klorida yang disekresikan oleh sel crypt (Tang et al., 2015).
EPEC (Enteropathogenic Escherichia coli)
a. eae
Gen eae adalah  gen  yang  berlokasi  di  LEE (Locus  of  Enterocyte  Effacement). Gen eae mengkode  suatu  protein  bernama  Intimin.  Intimin  merupakan  protein  outer- membran yang berperan sebagai mediator pelekatan EPEC dengan sel epitel di usus. Gen eae ditemukan pada E.coli tipe EPEC, EHEC serta dapat ditemukan pada Strain Citrobacter rodentium dan Hafnia alvei yang mampu menghasilkan A/E histopathology (attaching  and  effacing  histopathology). Namun  keberadaan  dari eae tidak  ditemukan pada flora normal, strain ETEC, dan spesies bakteri lainnya yang tidak memproduksi lesi A/E. Intimin sangat penting dalam virulensi EPEC khususnya strain E2348/69, akan tetapi masih dibutuhkan beberapa factor virulen untuk suatu penyakit (Tang et al.,  2015).  Dalam  penelitian  ini,  semua  artikel  yang  mendeteksi  keberadaan  EPEC menggunakan gen eae sebagai primer.
b. bfpA
Gen bfpA adalah suatu gen yang mengkode protein Bundle-forming Pili (BFP). Protein BFP  merupakan  protein  yang  diproduksi  oleh  strain E.coli yaitu typical EPEC (tEPEC).  BFP  diperlukan  untuk  dua  hal  dari  EPEC  yang  dapat  dipelajari  secara  in vitro  dan  mungkin  memerankan  peran  penting  dalam  kolonisasi  bakteri  secara  in vivo.  Pertama  BFP  diperlukan  untuk  autoagregasi,  yaitu  kemampuan  dari  EPEC untuk secara reversible membentuk kluster multiseluler dalam kultur cair (Bieber et al.,  1998;  Blank  et  al.,  2000).  Kedua  BFP  digunakan  sebagai  pelekatan  lokal,  yang mana  memungkinkan  EPEC  mempunyai  kapasitas  untuk  membentuk  mikrokoloni pada  sel  epitel  (Cravioto  et  al.,  1979;  Scaletsky et  al.,  1984).  Pada  penelitian  ini  gen bfpA merupakan gen yang paling dominan digunakan dalam penelitian indentifikasi EPEC.
EIEC (Enteroinvasive Escherichia coli)
a. ipaH
Gen ipaH merupakan gen yang ditemukan pada Shigella yang mengkode protein E3 Ubiquitin-ligase. Protein tersebut memodulasi ubiquitinasi seluler yang meyebabkan degradasi  pada  protein  sel  host  (Perrett  et  al.,  2011).  Gen ipaH diketahui  mampu mentriger  kematian  sel  dan  memodulasi  sinyal  inflamasi  pada  host  selama  infeksi bakteri.  Namun,  substrat  spesifik  dari ipaH protein  masih  belum  diketahui  secara pasti  (Maculins  et  al.,  2016).  Dalam  review  ini,  gen ipaH dideteksi  terbanyak menggunakan  metode  PCR.  Metode  yang  lebih  baik  jika  PCR  dikombinasikan dengan ELISA (Sethabutr et al., 2000).
DAEC (DEFFUSELY ADHERENT Escherchia coli)

## a. DaaE
Gen daaE adalah gen penyandi  protein F1845 fimbrial protein. DaaE adalah bagian dari  keluarga  Dr  adhesin  bakteri E.coli.  Hemaglutinin dari E.coli  uropatogenik memediasi perlekatan pada saluran kemih bagian atas. Adhesin ini mengikat antigen golongan  darah  Dr  adhesin  dan  juga  mengaglutinasi  eritrosit  manusia  dengan adanya D-mannosa (hemaglutinasi  resisten mannosa (MRHA)). C1845 adalah galur yang  bertanggung  jawab  atas  penyakit  diare  (UniProt,  2024).  Dalam  penelitian  ini, gen daaE menjadi  gen  yang  paling  banyak  dijadikan  referensi  untuk  mendeteksi keberadaan  DAEC,  namun  ada  beberapa  gen  yang  dapat  dijadikan  referensi pendamping selain daaE diantaranya, afaB, daaC, dad, asp, pet, sigA, sat, espC, dan pic.

## EAEC (ENTEROAGGREGATIVE Escherichia coli)
a. aggR
Hasil  dari  penelitian  review  ini  menunjukkan  bahwa  gen aggR adalah  gen  yang paling  banyak  menjadi  referensi  penelitian  untuk  mendeteksi  keberadaan  EAEC. AggR  dikenal  sebagai  regulator  transkripsi,  yang  dikodekan  oleh  plasmid  pAA, berperan  sebagai  pengatur  utama  virulensi  EAEC,  mengendalikan  berbagai  gen virulensi  yang  ditemukan  pada  plasmid  pAA  (termasuk  pembentukan  AAF)  serta gen  pada  kromosom.  EAEC  menempel  pada  mukosa  dengan  membentuk  lapisan lendir  tebal  yang  mengumpulkan  bakteri,  memungkinkan  mereka  bertahan  hidup. Produksi biofilm ini terkait dengan fungsi gen fis dan yafK . Protein berukuran 10 kDa yang  disekresikan  dan  dikodekan  oleh  plasmid  pAA,  dikenal  sebagai  protein  anti- agregasi (Aap) atau dispersin, membantu pergerakan bakteri di permukaan sel untuk agregasi dan penempelan berikutnya (Tang et al., 2015).

## b. CVD432
Gen  selanjutnya  yang  menjadi  temuan  dalam  review  ini  adalah CVD432. Gen  ini merupakan s ebuah  urutan  fragmen  DNA  kriptik,  atau  adhesi  agregatif  (AA),  dari plasmid  pAA,  telah  dimanfaatkan  sebagai  penanda  molekuler  untuk  EAEC  dalam penelitian epidemiologi. Faktor virulensi potensial lainnya yang umum pada EAEC termasuk  enterotoksin  tahan  panas  EAST1  dan  enzim  mukinase  yang  disebut  'Pic' (Tang et al., 2015).

## SIMPULAN
Berdasarkan  hasil  review,  bakteri  strain  EPEC  dan  ETEC  menjadi  tipe  strain  yang peling banyak diteliti.  Adapun metode yang digunakan lebih banyak menggunakan PCR (86,74%) dibandingkan qPCR (13,16%). Selain itu, didapatkan juga gen-gen yang paling sering digunakan untuk mendeteksi tipe strain yaitu gen stx1 dan stx2 (STEC), gen ST/est dan LT/elt (ETEC),  gen eae dan bfpA (EPEC),  gen ipaH (EIEC),  gen DaaE (DAEC), dan gen aggR dan CVD432 (EAEC). Berdasarkan beberapa gen yang sering digunakan  dalam  penelitian,  maka  hasil  review  ini  dapat  dijadikan  rekomendasi untuk  dijadikan  sebagai  marker  untuk  mendeteksi  penyakit E.  coli dengan  tipe tertentu. Penentuan tipe dari bakteri E.coli akan membantu diagnosis menjadi lebih baik. Penelitian selanjutnya bias menggunakan pendekatan degenerate primer untuk mendesign  primer  serta  menggunakan  metode  qPCR  untuk  melihat  ekspresi  dari masing-masing gen pada masing-masing tipe strain.

## DAFTAR PUSTAKA
Beel, J., & Gipp, B. (2009). Google scholar’s ranking algorithm: The impact of articles’
age  (an  empirical  study). ITNG  2009  -  6th  International  Conference  on Information Technology: New Generations , April , 160 – 164.
https://doi.org/10.1109/ITNG.2009.317
Bieber,  D.,  Ramer,  S.  W.,  Wu,  C.  Y.,  Murray,  W.  J.,  Tobe,  T.,  Fernandez,  R.,  & Schoolnik,  G.  K.  (1998).  Type  IV  pili,  transient  bacterial  aggregates,  and virulence  of  enteropathogenic    Escherichia  coli. Science  (New  York,  N.Y.) ,
280 (5372), 2114 – 2118. https://doi.org/10.1126/science.280.5372.2114
Blank,  T.  E.,  Zhong,  H.,  Bell,  A.  L.,  Whittam,  T.  S.,  &  Donnenberg,  M.  S.  (2000).
Molecular  variation  among  type  IV  pilin  (bfpA)  genes  from  diverse enteropathogenic Escherichia coli strains. Infection and Immunity , 68 (12), 7028 – 7038. https://doi.org/10.1128/IAI.68.12.7028-7038.2000
Cravioto, A., Gross, R. J., Scotland, S. M., & Rowe, B. (1979). An adhesive factor found in  strains  ofEscherichia  coli  belonging  to  the  traditional  infantile enteropathogenic serotypes. Current Microbiology , 3 (2), 95 – 99. https://doi.org/10.1007/BF02602439
Dejkam, A., & Hatam-Nahavandi, K. (2021). Dysentery in Children. Iranian Journal of
Public Health , 50 (9), 1930. https://doi.org/10.18502/IJPH.V50I9.7082
Delannoy,  S.,  Beutin,  L.,  &  Fach,  P.  (2012).  Use  of  clustered  regularly  interspaced short  palindromic  repeat  sequence  polymorphisms  for  specific  detection  of enterohemorrhagic  Escherichia  coli  strains  of  serotypes  O26:H11,  O45:H2,
O103:H2,  O111:H8,  O121:H19,  O145:H28,  and  O157:H7  by  real-time  PCR. Journal of Clinical Microbiology , 50 (12), 4035 – 4040.
https://doi.org/10.1128/JCM.02097-12
Delannoy,  S.,  Beutin,  L.,  &  Fach,  P.  (2013).  Discrimination  of  enterohemorrhagic Escherichia  coli  (EHEC)  from  Non-EHEC  strains  based  on  detection  of various combinations of Type III effector genes. Journal of Clinical Microbiology ,
51 (10), 3257 – 3262. https://doi.org/10.1128/JCM.01471-13
Delannoy,  S.,  Beutin,  L.,  &  Facha,  P.  (2013).  Towards  a  molecular  definition  of enterohemorrhagic escherichia coli (EHEC): Detection of genes located on O Island  57  as  markers  to  distinguish  EHEC  from  closely  related enteropathogenic  e.  coli  strains. Journal  of  Clinical  Microbiology , 51 (4),  1083 – 1088. https://doi.org/10.1128/JCM.02864-12
Dimitrova,  A.,  Gershunov,  A.,  Levy,  M.  C.,  &  Benmarhnia,  T.  (2023).  Uncovering social and environmental factors that increase the burden of climate-sensitive diarrheal infections on children. Proceedings of the National Academy of Sciences , 120 (3), e2119409120. https://doi.org/10.1073/pnas.2119409120
Dupont,  H.  L.  (2016).  Persistent  Diarrhea: A  Clinical  Review. JAMA , 315 (24),  2712 – 2723. https://doi.org/10.1001/JAMA.2016.7833
Evans,  D.  J.,  &  Evans,  D.  (1996).  Escherichia  Coli  in  Diarrheal  Disease.  In  S.  Baron (Ed.), Medical  Microbiology (4th  ed.).  University  of  Texas  Medical  Branch  at Galveston. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK7710/
Igbokwe, H., Bhattacharyya, S., Gradus, S., Khubbar, M., Griswold, D., Navidad, J., Igwilo,  C., Masson-Meyers,  D.,  &  Azenabor,  A. A.  (2015). Preponderance  of toxigenic Escherichia coli in stool pathogens correlates with toxin detection in accessible drinking-water sources. Epidemiology and Infection , 143 (3), 494 – 504.
https://doi.org/10.1017/S0950268814001046
Kaper, J. B., Nataro, J. P., & Mobley, H. L. . (2004). Pathogenic Escherichia coli. Nature
Reviews Microbiology , 2 (2), 123 – 140. https://doi.org/10.1038/nrmicro818
Kiesau,  M.  (2007).  Diarrhea. Comprehensive  Pediatric  Hospital  Medicine ,  149 – 152. https://doi.org/10.1016/B978-032303004-5.50035-1
Kotloff, K. L., Platts-Mills, J. A., Nasrin, D., Roose, A., Blackwelder, W. C., & Levine, M.  M.  (2017).  Global  burden  of  diarrheal  diseases  among  children  in developing  countries:  Incidence,  etiology,  and  insights  from  new  molecular diagnostic techniques. Vaccine , 35 (49), 6783 – 6789.
https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2017.07.036
Lasalde, C., Rodriguez, R., Smith, H. H., & Toranzos, G. A. (2005). Heterogeneity of uidA gene in environmental Escherichia coli populations. Journal of Water and Health , 3 (3), 297 – 304. https://doi.org/10.2166/wh.2005.041
Loman, N. J., Constantinidou, C., Christner, M., Chan, J. Z. M., Quick, J., Weir, J. C., Quince, C., Smith, G. P., Betley, J. R., Aepfelbacher, M., & Pallen, M. J. (2013). A  Culture-Independent  Sequence-Based  Metagenomics  Approach  to  the Investigation  of  an  Outbreak  of  Shiga-Toxigenic  Escherichia  coli  O104:H4. JAMA , 309 (14), 1502 – 1510. https://doi.org/10.1001/JAMA.2013.3231
Maculins,  T.,  Fiskin,  E.,  Bhogaraju,  S.,  &  Dikic,  I.  (2016).  Bacteria-host  relationship: ubiquitin  ligases  as  weapons  of  invasion. Cell  Research , 26 (4),  499 – 510. https://doi.org/10.1038/cr.2016.30
Melton-Celsa, A. R. (2014). Shiga Toxin (Stx) Classification, Structure, and Function.
Microbiology Spectrum , 2 (4), 1 – 21. https://doi.org/10.1128/microbiolspec.ehec-0024-2013
Mikhail, I. A., Fox, E., Haberberger, R. L. J., Ahmed, M. H., & Abbatte, E. A. (1990).
Epidemiology  of  bacterial  pathogens  associated  with  infectious  diarrhea  in Djibouti. Journal of Clinical Microbiology , 28 (5), 956 – 961. https://doi.org/10.1128/jcm.28.5.956-961.1990
Nasser,  A.,  Dallal,  M.  M.  S.,  Foroushani,  A.  R.,  &  Yavarian,  J.  (2023).  Effect  of Propidium Monoazide in the Detection of Enterotoxigenic Escherichia coli in the Pediatric. Archives of Pediatric Infectious Diseases , 11 (2). https://doi.org/10.5812/pedinfect-135011
Nataro, J. P., & Kaper, J. B. (1998). Diarrheagenic Escherichia coli. Clinical Microbiology
Reviews , 11 (1), 142 – 201. https://doi.org/10.1128/CMR.11.1.142
Notario,  R.,  Borda,  N.,  Gambande,  T.,  &  Sutich,  E.  (1996).  Species  and  serovars  of enteropathogenic agents associated with acute diarrheal  disease in Rosario, Argentina. Revista  Do  Instituto  de  Medicina  Tropical  de  Sao  Paulo , 38 (1),  5 – 7. https://doi.org/10.1590/s0036-46651996000100002
O’Donnell,  L.  A.  (2012).  Sherris  Medical  Microbiology  as  a  Resource  for  Doctor  of
Pharmacy Students. Journal of Microbiology & Biology Education , 13 (1), 102 – 103. https://doi.org/10.1128/JMBE.V13I1.403
Perrett,  C.  A.,  Lin,  D.  Y.,  &  Zhou,  D.  (2011).  Interactions  of  Bacterial  Proteins  with Host  Eukaryotic  Ubiquitin  Pathways. Frontiers  in  Microbiology , 2 . https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb. 2011.00143
Platts-Mills,  J.  A.,  Liu,  J.,  &  Houpt,  E.  R.  (2013).  New  concepts  in  diagnostics  for infectious diarrhea. Mucosal Immunology , 6 (5), 876 – 885. https://doi.org/10.1038/MI.2013.50 Rao, M. C. (1985). Toxins which activate guanylate cyclase: heat-stable enterotoxins. Ciba Foundation Symposium , 112 , 74 – 93. https://doi.org/10.1002/9780470720936.ch5
Roberts, A. B., Wallace, B. D., Venkatesh, M. K., Mani,  S., & Redinbo, M. R. (2013).
Molecular insights in to microbial β -glucuronidase inhibition to abrogate CPT- 11 toxicity. Molecular Pharmacology , 84 (2), 208 – 217.
https://doi.org/10.1124/mol.113.085852
Sack,  R.  B.  (1980).  Enterotoxigenic  Escherichia  coli:  identification  and characterization. The  Journal  of  Infectious  Diseases , 142 (2),  279 – 286. https://doi.org/10.1093/infdis/142.2.279
Sarker, M. H. R., Moriyama, M., Rahman, M. M., Das, S. K., Uzzaman, M. N., Das, J., Uddin, A., Banu, S., Khan, S. H., Shahid, A. S. M. S. B., Shahunja, K. M., Chisti, M.  J.,  Faruque,  A.  S.  G.,  &  Ahmed,  T.  (2021).  Characteristics  of  Rotavirus, ETEC,  and  VibrioCholerae  Among  Under  2-year  Children  Attending  an Urban  DiarrhealDisease  Hospital  in  Bangladesh. Journal  of  Primary  Care  &
Community Health , 12 . https://doi.org/10.1177/21501327211049118
Scaletsky,  I.  C.  A.,  Silva,  M.  L.  M.,  &  Trabulsi,  L.  R.  (1984).  Distinctive  patterns  of adherence  of  enteropathogenic  Escherichia  coli  to  HeLa  cells. Infection  and Immunity , 45 (2), 534 – 536. https://doi.org/10.1128/iai.45.2.534-536.1984
Sethabutr,  O.,  Venkatesan,  M.,  Yam,  S.,  Pang,  L.  W.,  Smoak,  B.  L.,  Sang,  W.  K.,
Echeverria,  P.,  Taylor,  D.  N.,  &  Isenbarger,  D.  W.  (2000).  Detection  of  PCR products of the ipaH gene from Shigella and enteroinvasive  Escherichia coli by enzyme linked immunosorbent assay. Diagnostic Microbiology and Infectious Disease , 37 (1), 11 – 16. https://doi.org/10.1016/s0732-8893(00)00122-x
Tang,  Y.-W.,  Sussman,  M.,  Liu,  D.,  Poxton,  I.,  &  Schwartzman,  J.  (2015). Molecular
Medical Microbiology (Second). Elsevier.
Thavaththurai, M., & Amarasekara, U. (2021). Identification of E. Coli in Drinking Water Samples  in  Jaffna  (Valikamam,  West)  Area  and  Detection  of  Antibiotic  Resistance .
84 (23), 61 – 84.
Titilawo,  Y.,  Obi,  L.,  &  Okoh,  A.  (2015).  Occurrence  of  virulence  gene  signatures associated  with  diarrhoeagenic  and  non-diarrhoeagenic  pathovars  of Escherichia coli isolates from some selected rivers in South-Western Nigeria. BMC Microbiology , 15 (1), 1 – 14. https://doi.org/10.1186/s12866-015-0540-3
Troeger, C., Blacker, B. F., Khalil, I. A., Rao, P. C., Cao, S., Zimsen, S. R., Albertson, S. B., Stanaway, J. D., Deshpande, A., Abebe, Z., Alvis-Guzman, N., Amare, A. T., Asgedom, S. W., Anteneh, Z. A., Antonio, C. A. T., Aremu, O., Asfaw, E. T.,  Atey,  T.  M.,  Atique,  S.,  …  Reiner,  R.  C.  (2018).  Est imates  of  the  global,
regional,  and  national  morbidity,  mortality,  and  aetiologies  of  diarrhoea  in 195  countries:  a  systematic  analysis  for  the  Global  Burden  of  Disease  Study 2016. The Lancet Infectious Diseases , 18 (11), 1211 – 1228.
https://doi.org/10.1016/S1473-3099(18)30362-1
Ugboko,  H.  U.,  Nwinyi,  O.  C.,  Oranusi,  S.  U.,  &  Oyewale,  J.  O.  (2020).  Childhood diarrhoeal  diseases  in  developing  countries. Heliyon , 6 (4),  e03690. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e03690
UniProt. (2024). daaE Gene . https://www.uniprot.org/uniprotkb/P13719/entry WHO.  (2023). Diarrhoeal  disease .  WHO.  https://www.who.int/news-room/fact- sheets/detail/diarrhoeal-disease