Bakteri rumah sakit yang berbahaya berevolusi 'sebagai respons terhadap pola makan modern'
Clostridioides difficile adalah sejenis bakteri yang biasanya menginfeksi pasien di lingkungan rumah sakit setelah mereka menerima terapi antibiotik yang mengganggu keseimbangan bakteri di usus mereka. Penelitian baru menjelaskan bagaimana bakteri ini berkembang dan menyarankan cara-cara baru untuk maju dalam pencegahan dan terapi.
Clostridioides difficile (sebelumnya dikenal sebagai Clostridium difficile) adalah penyebab utama infeksi bakteri di rumah sakit.
C. diff. menyebabkan hampir 50.000 infeksi hanya dalam 1 tahun di Amerika Serikat saja, menurut perkiraan 2015 dari Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC).
CDC juga menelepon C. diff. "Ancaman kesehatan utama." Ini karena parahnya gejala yang menyertai infeksi, terutama diare dan mual, dan karena sangat sulit diobati. Kemungkinan terjadi sebanyak 15.000 kematian C. diff. infeksi di AS setiap tahun, kata CDC.
Penelitian baru dari Wellcome Sanger Institute, London School of Hygiene & Tropical Medicine, dan lembaga penelitian lainnya sekarang menawarkan lebih banyak penjelasan tentang bagaimana C. diff. telah menyesuaikan diri dengan sangat baik dengan rumah sakit dan lingkungan lain dan mengapa mereka menjadi begitu sulit untuk diberantas.
Dalam studi tersebut, tim menganalisis susunan genetik C. diff. setelah mengumpulkan sampel dari berbagai inang dan lingkungan. Hasilnya, yang muncul di Genetika Alam, jelaskan bagaimana bakteri ini berevolusi dan terus berkembang.
Penulis penelitian menyarankan bahwa temuan mereka mungkin juga menunjukkan cara-cara baru ke depan dalam pencegahan dan pengobatan C. diff.
Pemetaan C. diff.Evolusi genetik
Untuk studi mereka, para peneliti mengurutkan dan membandingkan DNA dari 906 strain C. diff. Dari jumlah tersebut, mereka mengisolasi 761 strain dari manusia, 166 dari hewan, termasuk anjing, kuda, dan babi, dan 29 strain dari lingkungan yang berbeda.
Sampel berasal dari 33 negara, meskipun sebagian besar - sebanyak 465 - berasal dari Inggris.
Setelah menganalisis DNA dari semua sampel bakteri mereka, para peneliti membuat penemuan yang menarik: C. diff. masih berkembang dan terpisah menjadi dua spesies. Seseorang telah beradaptasi dengan mudah menembus lingkungan rumah sakit dan menginfeksi manusia.
“Analisis genetik skala besar kami memungkinkan kami untuk menemukan itu C. diff. saat ini sedang membentuk spesies baru, dengan satu kelompok yang dikhususkan untuk menyebar di lingkungan rumah sakit, ”jelas penulis pertama bersama Nitin Kumar, Ph.D.
“Spesies yang muncul ini telah ada selama ribuan tahun, tapi ini pertama kalinya ada yang mempelajarinya C. diff. genom dengan cara ini untuk mengidentifikasinya. Bakteri khusus ini dibuat untuk memanfaatkan praktik perawatan kesehatan modern dan makanan manusia bahkan sebelum rumah sakit ada, ”lanjutnya.
Tim mengamati bahwa spesies ini - yang mereka sebut C. diff. clade A - menyumbang sekitar 70% dari sampel yang mereka kumpulkan dari individu yang telah dirawat di rumah sakit.
Para peneliti juga menemukan itu C. diff. clade A menunjukkan perubahan pada gen yang mendorong metabolisme gula sederhana, yang memberi para ilmuwan gagasan bahwa bakteri mungkin berkembang di inang yang makanannya kaya gula.
Sebuah percobaan pada tikus menunjukkan bahwa hipotesis ini benar - bakteri yang termasuk dalam klade A lebih mampu berkoloni pada hewan yang mengonsumsi makanan yang diperkaya dengan gula.
Tim peneliti juga mengamati itu C. diff. clade A memiliki perbedaan dalam gen yang mendorong pembentukan spora, yang membuatnya lebih resisten terhadap cara umum memerangi bakteri di rumah sakit, yaitu disinfektan yang kuat.
C. diff. berevolusi dengan pola makan manusia
Menurut analisis lebih lanjut, C. diff. clade A muncul sekitar 76.000 tahun yang lalu, dan mulai berdiferensiasi lebih lanjut dan berevolusi sekitar tahun 1595. Spesies ini masih berevolusi dan beradaptasi, para peneliti memperingatkan.
“Studi kami memberikan bukti berbasis genom dan laboratorium bahwa gaya hidup manusia dapat mendorong bakteri untuk membentuk spesies baru sehingga mereka dapat menyebar lebih efektif,” kata penulis senior Trevor Lawley, Ph.D.
Tidak hanya itu, tetapi eksperimen laboratorium menunjukkan bahwa bakteri yang membandel ini berevolusi untuk berkembang dalam tubuh yang menjalani diet modern yang kaya gula.
Sedangkan temuan ini menunjukkan caranya C. diff. telah menjadi ancaman besar bagi perawatan kesehatan, mereka mungkin juga menunjukkan jalan ke depan dalam mencegah bakteri ini menginfeksi individu yang rentan, para peneliti berpendapat.
“Kami menunjukkan strain C. diff. bakteri terus berkembang sebagai respons terhadap pola makan modern dan sistem perawatan kesehatan dan mengungkapkan bahwa berfokus pada diet dan mencari disinfektan baru dapat membantu memerangi bakteri ini. "
Trevor Lawley, Ph.D.
“Koleksi dan analisis terbesar yang pernah ada C. diff. seluruh genom, dari 33 negara di seluruh dunia, memberi kita pemahaman baru tentang evolusi bakteri, ”tambah rekan penulis Prof. Brendan Wren.
“Ini mengungkapkan pentingnya pengawasan genom bakteri. Pada akhirnya, ini dapat membantu memahami bagaimana patogen berbahaya lainnya berevolusi dengan beradaptasi dengan perubahan gaya hidup manusia dan rezim perawatan kesehatan, yang kemudian dapat menginformasikan kebijakan perawatan kesehatan, ”sarannya.
