Bakteri yang hidup pada serangga bisa memberikan antibiotik baru
Banyak antibiotik yang digunakan saat ini berasal dari bakteri yang hidup di tanah. Sekarang, penelitian terbaru mengungkapkan bahwa bakteri yang hidup pada serangga bisa lebih efektif dalam memerangi bakteri super yang kebal obat daripada bakteri dari tanah.
Para ilmuwan di University of Wisconsin-Madison telah melakukan penyelidikan terbesar dan paling menyeluruh yang pernah ada terhadap aktivitas antibiotik mikroba yang hidup pada serangga.
Sorotan dari studi baru ini adalah penemuan antibiotik baru di Cyphomyrmex semut, yang merupakan spesies Brazil yang bertani jamur. Para peneliti menamai senyawa tersebut cyphomycin.
Tes laboratorium menunjukkan bahwa sipomisin dapat melawan jamur yang telah mengalahkan sebagian besar antibiotik lain. Senyawa tersebut juga mengobati infeksi jamur pada tikus tanpa menimbulkan efek samping toksik.
Baru-baru ini Komunikasi Alam Makalah tentang temuan ini, tim menjelaskan bahwa kurangnya antibiotik baru berkontribusi pada ancaman global infeksi yang kebal antibiotik.
"Melalui penilaian sistematis kami," para penulis mencatat, "kami menunjukkan mikrobioma serangga menyajikan sumber produk alami baru yang menjanjikan."
Meningkatnya ancaman resistensi antibiotik
Resistensi antibiotik muncul ketika bakteri infeksius, jamur, dan patogen lain tidak lagi menyerah pada obat yang biasa membunuh mereka. Sebaliknya, mereka terus berkembang.
Infeksi akibat patogen yang resisten terhadap antibiotik biasanya memerlukan perawatan di rumah sakit yang lebih lama dan lebih banyak kunjungan tindak lanjut dari dokter. Selain itu, perawatan cenderung memiliki biaya yang lebih tinggi dan efek samping yang lebih beracun.
Pada tahun 2018, Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) merilis data pengawasan yang mengkonfirmasi keseriusan ancaman global yang ditimbulkan oleh resistensi antibiotik.
Data mengungkapkan bahwa, di seluruh dunia, beberapa infeksi yang paling umum menjadi kebal obat.
Di Amerika Serikat, Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC) memperkirakan bahwa bakteri yang kebal antibiotik menginfeksi setidaknya 2 juta orang dan menyebabkan 23.000 kematian setiap tahun.
Perhatian utama terkait krisis resistensi antibiotik global adalah bahwa jenis dan jumlah obat baru yang akan dikirim tidak akan cukup untuk mengatasi ancaman tersebut.
WHO mengulangi peringatan mereka tentang ini dalam laporan tahun 2017. Badan global tersebut menyatakan bahwa sebagian besar dari 51 antibiotik dalam pengembangan klinis merupakan “modifikasi dari kelas antibiotik yang ada” dan hanya akan menawarkan solusi jangka pendek.
Bakteri pada serangga sama banyaknya dengan di tanah
Kebanyakan jenis antibiotik yang digunakan saat ini berasal dari Streptomyces bakteri, genus besar yang mulai berevolusi sekitar 400 juta tahun yang lalu.
Selama periode itu, Streptomyces spesies telah berevolusi dan beradaptasi dengan habitat yang berbeda, seperti tanah dan serangga. Kimia dalam senyawa yang dihasilkan bakteri mencerminkan garis keturunan yang berbeda.
Studi genetik telah menunjukkan bahwa hanya satu strain Streptomyces berpotensi menghasilkan puluhan senyawa yang mirip dengan yang sudah digunakan sebagai antibiotik. Selain itu, bakteri tersebut mengandung "set gen biosintetik yang relevan" dalam jumlah besar.
Untuk alasan ini, para ilmuwan sedang mempelajari secara intensif Streptomyces bakteri dengan harapan mereka akan menemukan obat baru untuk memerangi resistensi antibiotik.
Namun, penulis studi baru menunjukkan bahwa mencari antibiotik baru di dalam tanah Streptomyces “Sebagian besar menemukan kembali senyawa yang diketahui.” Mereka juga mencatat bahwa tidak ada penelitian yang secara sistematis mencari mikrobioma. Jadi, mereka memilih untuk fokus Streptomyces pada serangga.
Mereka mengumpulkan lebih dari 2.500 spesies serangga, mulai dari semut, lebah, lalat, kumbang, ngengat, kupu-kupu, dan lainnya. Sekitar sepertiganya berasal dari daerah dengan iklim sedang, sepertiga lainnya berasal dari daerah tropis, dan sisanya berasal dari daerah yang lebih dingin, seperti Kutub Utara.
Para peneliti mencatat bahwa, bertentangan dengan "asumsi yang berlaku" itu Streptomyces spesies paling melimpah di tanah, temuan mereka menunjukkan bahwa bakteri sama banyaknya pada serangga.
Bakteri dari serangga lebih kuat
Serangga tersebut menghasilkan lebih dari 10.000 jenis bakteri untuk diuji. Para peneliti juga memeriksa 7.000 galur yang berasal dari tanah dan tumbuhan.
Baterai tes yang sangat kuat dan intensif diikuti, melibatkan lebih dari 50.000 percobaan secara total.
Tim menguji seberapa baik setiap strain Streptomyces mampu menghentikan pertumbuhan 24 jenis kuman, termasuk beberapa yang dapat menyebabkan kerusakan serius, seperti bakteri super yang resisten methicillin. Staphylococcus aureus (MRSA).
Hasilnya menunjukkan bahwa Streptomyces strain yang berasal dari serangga mampu melawan bakteri dan jamur infeksi lebih kuat daripada strain yang berasal dari tanah atau tumbuhan.
Tim juga menguji beberapa strain yang lebih menjanjikan pada tikus. Strain ini sangat efektif dalam membunuh infeksi bakteri dan jamur, dan hanya sedikit yang memiliki efek samping toksik.
Di bagian lain dari penelitian ini, para peneliti berfokus pada cyphomycin, senyawa antijamur yang mereka temukan di Streptomyces bakteri di Brasil Cyphomyrmex semut yang tumbuh jamur.
Setelah menganalisis struktur kimia siphomisin, mereka memurnikannya dan menunjukkan bahwa itu dapat mengobati Candida albicans pada tikus. C. albicans adalah jamur yang biasanya menginfeksi orang dengan sistem kekebalan yang lemah. Senyawa tersebut juga tampaknya memiliki sedikit efek samping toksik pada tikus.
Biarkan serangga 'melakukan pencarian'
Tim tidak terkejut menemukan bahwa serangga bisa menjadi sumber antibiotik baru yang kaya. Kelangsungan hidup serangga bergantung pada hidup berdampingan dengan mikroba yang membantu melawan patogen yang juga berkembang.
Para peneliti juga menunjukkan bahwa karena bakteri telah berevolusi berdampingan dengan serangga, mereka dapat menawarkan dua keuntungan. Pertama, mereka cenderung tidak beracun, dan kedua, mereka bisa efektif melawan patogen yang resistan terhadap obat.
“Serangga sedang mencari prospek untuk kita,” kata Cameron R. Currie, seorang profesor bakteriologi dan penulis senior studi tersebut.
Dia dan rekan-rekannya menyimpulkan:
“Janji terkait serangga Streptomyces sebagai sumber baru antimikroba memiliki potensi untuk menyegarkan kembali jalur penemuan antibakteri dan antijamur yang mandek. ”
