"Ada lebih dari yang terlihat dengan racun ini," kata James M. Fleckenstein dari salah satu yang diproduksi oleh E. coli. "Ini pada dasarnya mengubah permukaan usus untuk menguntungkan dirinya sendiri, mungkin pada akhirnya merugikan tuan rumah." (Kredit: Sindy Süßengut / Unsplash)
Temuan baru tentang E. coli menawarkan petunjuk mengapa episode diare yang berulang tetapi berumur pendek dapat menyebabkan masalah gizi jangka panjang.
Bagi orang-orang di negara kaya, diare biasanya tidak lebih dari ketidaknyamanan yang tidak nyaman selama beberapa hari. Tapi untuk orang miskin anak Di negara berkembang, serangan diare berulang dapat menyebabkan konsekuensi kesehatan yang serius seperti kekurangan gizi, pertumbuhan terhambat, dan defisit kognitif.
Para peneliti di Fakultas Kedokteran Universitas Washington di St. Louis telah menemukan bahwa racun diproduksi oleh bakteri penyebab diare Escherichia coli (E. coli) memiliki efek lain pada saluran pencernaan manusia. Racun, mereka temukan, mengubah ekspresi gen dalam sel yang melapisi bagian dalam usus, mendorong mereka untuk membuat protein yang kemudian digunakan bakteri untuk menempel pada dinding usus.
Temuan tersebut muncul di Prosiding National Academy of Sciences.
Dapatkan Terbaru Dengan Email
“Ada lebih dari yang terlihat dengan racun ini,” kata penulis senior James M. Fleckenstein, profesor kedokteran dan mikrobiologi molekuler. “Ini pada dasarnya mengubah permukaan usus untuk menguntungkan dirinya sendiri, mungkin pada akhirnya merugikan tuan rumah. Beberapa dekade yang lalu, orang mengetahui bagaimana toksin menyebabkan diare, tetapi hingga saat ini, tidak ada yang benar-benar memiliki alat untuk menyelidiki apa lagi yang mungkin dilakukan toksin ini. Kami mencoba mengumpulkan potongan-potongan teka-teki untuk mencari tahu bagaimana cara menghasilkan racun E. coli mungkin menyebabkan malnutrisi dan efek riak diare lainnya. "
Fleckenstein dan penulis pertama Alaullah Sheikh, seorang peneliti pascadoktoral, mempelajari enterotoksigenik E. coli (ETEC), strain penghasil racun dari E. coli itu adalah penyebab umum diare berair yang parah. Bakteri yang disebut racun tahan panas ini menyebabkan saluran ion pada sel usus terbuka, memicu keluarnya air dan elektrolit ke dalam saluran pencernaan — dengan kata lain, diare.
Sejak terapi rehidrasi oral ditemukan pada tahun 1970-an, kematian akibat diare telah turun lebih dari 80% di seluruh dunia. Meskipun sangat berharga dalam membantu orang bertahan dari serangan diare, terapi ini tidak mengurangi jumlah kasus. Di seluruh dunia, anak-anak kecil masih mengalami diare rata-rata tiga kali setahun, dengan anak-anak termuda dan termiskin menanggung beban kasus — dan konsekuensi kesehatan jangka panjang.
Fleckenstein dan Sheikh berspekulasi bahwa racun ETEC yang tahan panas mungkin tidak hanya menyebabkan diare akut dan dehidrasi. Jika demikian, mungkin menjelaskan hubungan antara ETEC dan malnutrisi, stunting, dan masalah lainnya.
Untuk menemukan cara lain racun mempengaruhi usus, para peneliti menumbuhkan sel usus manusia di piring dan merawat sel dengan racun. Mereka menemukan bahwa toksin mengaktifkan satu set gen yang dikenal sebagai CEACAM. Satu secara khusus — CEACAM6 — kode untuk protein yang biasanya ada di sel-sel usus kecil pada tingkat yang rendah. Eksperimen lebih lanjut mengungkapkan bahwa toksin menyebabkan sel menghasilkan lebih banyak protein CEACAM6, yang kemudian digunakan bakteri untuk menempel pada sel usus dan mengirimkan lebih banyak toksin. Selain itu, dengan menggunakan spesimen biopsi usus dari orang-orang di Bangladesh yang terinfeksi ETEC, para peneliti menunjukkan bahwa ekspresi CEACAM6 meningkat di usus kecil selama infeksi alami.
"CEACAM6 diekspresikan dalam apa yang disebut batas sikat usus kecil, di mana semua vitamin dan nutrisi Anda diserap," kata Sheikh. “Ini adalah salah satu bukti pertama bahwa ETEC dapat mengubah permukaan usus. Kami belum tahu berapa lama itu berlangsung dan apa artinya bagi orang yang terinfeksi, tetapi masuk akal bahwa kerusakan pada bagian tubuh ini dapat memengaruhi kemampuan untuk menyerap nutrisi. "
Fleckenstein, Sheikh, dan rekan terus mempelajari hubungan antara ETEC dan malnutrisi, stunting dan konsekuensi kesehatan lainnya.
“Kami mencoba di lab untuk memahami peran ETEC dan toksinnya yang berkaitan dengan efek non-diare dari infeksi ETEC, terutama pada anak-anak di negara berkembang,” kata Fleckenstein. “Ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk mengeksplorasi bagaimana racun mungkin terkait dengan konsekuensi jangka panjang diare ini.”
Pendanaan untuk pekerjaan tersebut berasal dari Departemen Urusan Veteran AS; Institut Nasional Alergi dan Penyakit Menular; Institut Kesehatan Nasional (NIH); dan Pusat Inti Penelitian Penyakit Pencernaan di Fakultas Kedokteran Universitas Washington melalui Institut Nasional Diabetes dan Penyakit Pencernaan dan Ginjal.
books_health
