Para peneliti memiliki bukti metode lain yang digunakan bakteri untuk menghindari antibiotik. Sirirat / Shutterstock

Penggunaan antibiotik yang meluas sebagian besar merupakan penyebab munculnya bakteri resisten antibiotik, yang saat ini salah satu ancaman terbesar untuk kesehatan global. Tidak hanya resistensi antibiotik sudah menyebabkan suatu Diperkirakan kematian 700,000 setahun, itu juga membuat banyak infeksi, termasuk pneumonia, TBC, dan gonore, lebih sulit diobati. Tanpa mengetahui cara menghentikan bakteri dari mengembangkan resistensi antibiotik, diperkirakan penyakit yang dapat dicegah dapat menyebabkan 10m meninggal setahun oleh 2050.

Beberapa cara bakteri itu menjadi resisten terhadap antibiotik adalah melalui perubahan genom bakteri. Misalnya, bakteri dapat memompa antibiotik keluar, atau mereka dapat memecah antibiotik. Mereka juga dapat berhenti tumbuh dan membelah, yang membuat mereka sulit dikenali untuk sistem kekebalan tubuh.

Namun, penelitian kami telah berfokus pada metode lain yang sedikit diketahui yang digunakan bakteri untuk menjadi resisten antibiotik. Kami telah langsung menunjukkan bahwa bakteri dapat "mengubah bentuk" dalam tubuh manusia untuk menghindari menjadi sasaran antibiotik - suatu proses yang tidak memerlukan perubahan genetik bagi bakteri untuk terus tumbuh.

Hampir semua bakteri dikelilingi oleh struktur yang disebut dinding sel. Dinding itu seperti jaket tebal yang melindungi dari tekanan lingkungan dan mencegah sel meledak. Ini memberi bakteri bentuk biasa (misalnya, batang atau bola), dan membantu mereka membelah secara efisien.

Sel manusia tidak memiliki dinding sel (atau "jaket"). Karena itu, sistem kekebalan manusia mudah mengenali bakteri sebagai musuh karena dinding selnya sangat berbeda. Dan, karena dinding sel ada dalam bakteri tetapi tidak pada manusia, itu adalah target yang sangat baik untuk beberapa antibiotik terbaik dan paling umum digunakan, seperti penisilin. Dengan kata lain, antibiotik yang menargetkan dinding dapat membunuh bakteri tanpa membahayakan kita.

Namun, bakteri kadang-kadang dapat bertahan hidup tanpa dinding sel mereka. Jika kondisi di sekitarnya mampu melindungi bakteri dari meledak, mereka dapat berubah menjadi apa yang disebut "bentuk-L", yaitu bakteri yang tidak memiliki dinding sel. Bakteri ini ditemukan di 1935 oleh Emmy Klieneberger-Nobel, yang menamakannya dengan Lister Institute di mana dia bekerja pada saat itu.

Di laboratorium, kita sering menggunakan gula untuk menciptakan lingkungan yang sesuai pelindung. Dalam tubuh manusia, perubahan bentuk ini biasanya dipicu oleh antibiotik yang menargetkan dinding sel bakteri, atau molekul kekebalan tertentu - seperti lisozim, molekul yang ada dalam air mata kita yang membantu melindungi kita dari infeksi bakteri.

Bakteri tanpa dinding sel sering menjadi rapuh dan kehilangan bentuk regulernya. Namun, mereka juga sebagian tidak terlihat oleh sistem kekebalan tubuh kita, dan benar-benar resisten terhadap semua jenis antibiotik yang secara khusus menargetkan dinding sel.

Para ilmuwan lama menduga bahwa peralihan bentuk-L dapat berkontribusi pada infeksi berulang dengan membantu bakteri bersembunyi dari sistem kekebalan tubuh dan melawan antibiotik. Namun, sulit untuk menemukan bukti untuk teori ini karena sifat sulit dipahami bentuk-L dan kurangnya metode yang tepat untuk mendeteksi mereka.

Menonton bakteri berubah bentuk

Studi kami, yang diterbitkan di Nature Communications, meneliti secara spesifik spesies bakteri yang terkait dengan infeksi saluran kemih berulang (ISK). Ditemukan bahwa banyak spesies bakteri yang berbeda - termasuk E. coli serta Enterococcus - Memang bisa bertahan hidup sebagai L-bentuk dalam tubuh manusia. Ini adalah sesuatu yang belum pernah dibuktikan secara langsung sebelumnya. Kami dapat mendeteksi bakteri licik ini menggunakan probe fluoresen yang mengenali DNA bakteri.

Kami menguji sampel urin dari pasien lansia dengan ISK berulang dengan menumbuhkannya dalam cawan petri tinggi gula. Lingkungan ini tidak hanya membantu melindungi bakteri dari ledakan, tetapi juga mengisolasi bakteri bentuk-L yang ada dalam sampel ini. Dalam percobaan terpisah, kami dapat melihat seluruh proses berlangsung dalam embrio ikan zebra hidup di hadapan antibiotik.

Setelah antibiotik dihilangkan, bakteri berubah kembali dari bentuk-L ke bentuk biasa dengan dinding sel. (Kredit ke Newcastle University, UK)

Yang penting, penelitian kami menunjukkan bahwa antibiotik perlu diuji dalam kondisi yang lebih mencerminkan tubuh manusia. Yang saat ini digunakan di laboratorium medis tidak memberikan perlindungan yang cukup untuk bentuk-L halus untuk bertahan hidup.

Sebelum kita dapat sepenuhnya memahami betapa pentingnya peralihan bentuk-L dibandingkan dengan bentuk lain dari resistensi antibiotik, diperlukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan lebih banyak pasien. Penting juga untuk menyelidiki peran apa yang mungkin dimainkan oleh L-bentuk pada infeksi berulang lainnya, seperti sepsis atau infeksi paru.

Sampai sekarang, penelitian tentang bentuk-L telah menjadi bidang yang kontroversial, tetapi harapan kami adalah bahwa temuan ini akan memotivasi lebih banyak penelitian tentang bentuk-L dalam situasi penyakit. Harapan kami adalah bahwa temuan ini akan membantu menemukan cara untuk membersihkan bakteri licik dari tubuh kita. Menggabungkan antibiotik aktif dinding sel dengan yang dapat membunuh L-bentuk mungkin menjadi salah satu solusi untuk memerangi infeksi yang kebal antibiotik.

Pertempuran kita dengan bakteri sedang berlangsung. Ketika kita menemukan strategi baru untuk melawan mereka, mereka datang dengan cara untuk melawan. Studi kami menyoroti cara lain bakteri beradaptasi yang perlu kita perhitungkan dalam pertempuran berkelanjutan kita dengan penyakit menular.

tentang Penulis

Katarzyna Mickiewicz, Anggota Riset Universitas Newcastle, Newcastle University

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

books_health