Judul: In Silico and In Vitro Study of Antimicrobial Peptide on Growth Performance of Broiler Chickens and Piglets
Abstrak: Industri peternakan ayam broiler dan babi merupakan sektor peternakan yang strategis. Berkembangnya industri ini menyebabkan kebutuhan antibiotik imbuhan pakan meningkat. Antibiotik imbuhan pakan dibutuhkan oleh industri tersebut untuk mengurangi kerugian akibat penyakit diare dan dampak negatif lainnya. Akan tetapi, antibiotik imbuhan pakan mulai dilarang penggunaannya dikarenakan ditemukannya kasus alergi, kanker, resistensi terhadap bakteri patogen, dan dampak merugikan lainnya. Oleh karena itu, diperlukan alternatif baru yang tidak menimbulkan dampak negatif serupa. Salah satu alternatif adalah penggunaan peptida antimikroba (PAM). Peptida antimikroba merupakan peptida aktif yang memiliki aktivitas antimikroba, antifungi, dan antiviral. Keunggulan peptida antimikroba adalah peptida ini mudah didegradasi, tahan suhu tinggi, memiliki spektrum luas melawan bakteri patogen, dan tidak menimbulkan efek resistensi. Mekanisme peptida antimikroba yaitu peptida ini mengenali bakteri patogen melalui pengenalan sinyal dari dinding bakteri berupa lipopolisakarida. Bakteri yang teridentifikasi kemudian diikat oleh peptida ini dan dirusak dinding selnya dan/atau menghambat proses sintesis protein melalui pembentukan oksida reaktif. Kajian eksperimen terkait peptida antimikroba sudah mulai banyak dilakukan. Akan tetapi, penjabaran efek positifnya masih saling tumpang tindih, sehingga terjadi bias diantara penelitian. Metode pendekatan yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan tersebut adalah kajian in silico menggunakan analisis komponen utama dan meta-analisis. Selain itu, di dalam penelitian ini juga dilakukan sintesis peptida antimikroba asal maggot (Hermetia illucens) yaitu cecropin like-peptide 1 (CLP1). Selain itu juga, uji antikanker ekstrak akuades dan etanol maggot terhadap sel kanker leukemia (yaitu MOLT4 dan K562). Kajian in silico menggunakan data yang bersumber dari perpustakaan digital, literatur yang dipergunakan adalah jurnal yang relevan terkait topik penelitian. Kemudian, jurnal tersebut dipilih menggunakan protokol seleksi data dan dibangun model matematika yang merepresentasikan data. In vitro, cecropin asal maggot disintesis menggunakan sistem IVT (In Vitro Translation). Komplemen DNA cecropin ditumpang tindihkan pada fragmen T7-IRES-Kozak dan selanjutnya ditranslasikan menggunakan lisat sel epitelium. Produk peptida CLP1 diidentifikasi menggunakan SDS-PAGE, dot blot, dan mikroskop fluoresen. Ekstrak etanol dan akuades maggot diuji sitotoksiksitasnya pada sel MOLT4 dan K562 kemudian IC50 ditentukan menggunakan regresi linier. Temuan dari pemodelan in silico menggunakan analisis komponen utama, bahwa peptida antimikroba asal serangga yang dikelompokkan menjadi empat kelompok utama yaitu peptida α-heliks, peptida kaya sistein, polipeptida kaya glisin, dan peptida kaya prolin. Peptida kaya sistein memiliki aktivitas penghambatan terhadap tiga jenis mikroba yaitu bakteri gram-negatif, fungi, dan khamir. Peptida ini memiliki asam amino sistein yang membentuk jembatan disulfida sehingga struktur tersiernya menjadi stabil. Peptida lain seperti cecropin (α-heliks) asal maggot memiliki sifat antibakteri dan antikanker. Cecropin like-peptide 1 yang disintesis secara in vitro tidak mampu dideteksi menggunakan SDS-PAGE, dot blot, dan mikroskop fluoresen. Ekstrak akuades dan etanol maggot memiliki IC50 sebesar 123; 114; 204; dan 246 μg mL -1 masing-masing untuk akuades MOLT4, akuades K562, etanol MOLT4, dan etanol K562 secara berurutan. Kajian in silico menggunakan meta-analisis pada ayam broiler dan anak babi menghasilkan temuan sebagai berikut. Pertambahan bobot badan broiler kuadratik nyata (P<0,05) meningkat dengan level maksimum PAM sebesar 346 dan 360 mg kg -1 secara berurutan untuk fase starter dan finisher. Selain itu, populasi E. coli, koliform, dan bakteri aerobik nyata (P<0,05) turun di illeum. Performa pertumbuhan anak babi seperti pertambahan bobot badan signifikan (P<0,05) meningkat. Bobot badan anak
Keyword: antimicrobial peptides, cecropin, Hermetia illucens, meta-analysis, MOLT4