Antibiotik alami menghilangkan pertahanan bakteri
Penelitian baru menemukan bahwa antibiotik yang diturunkan dari serangga dapat menghancurkan membran pelindung dari beberapa bakteri kebal obat yang paling umum. Ini dapat membuka jalan bagi kelas baru antibiotik yang dapat membantu mengatasi krisis resistensi obat saat ini.
Di Amerika Serikat, resistensi antibiotik menyebabkan lebih dari 2 juta penyakit dan 23.000 kematian setiap tahun.
Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) mensurvei setengah juta orang dan menemukan bahwa lima bakteri kebal obat yang paling umum adalah:
- Escherichia coli
- Klebsiella pneumoniae
- Staphylococcus aureus
- Streptococcus pneumoniae
- Salmonella
Kecuali S. pneumoniae dan S. aureus, semua yang di atas adalah bakteri Gram-negatif. Nama tersebut berasal dari Hans Christian Gram, seorang dokter yang mengembangkan tes Gram. Ini adalah uji pewarnaan kimiawi yang membagi bakteri menjadi Gram-positif dan Gram-negatif.
Menemukan cara baru untuk memusnahkan bakteri Gram-negatif merupakan tantangan besar, dengan beberapa implikasi penting bagi krisis kesehatan masyarakat yang berkembang yaitu resistensi antimikroba.
Penelitian baru mungkin telah menemukan cara untuk menembus pertahanan bakteri ini. Ilmuwan di University of Zurich (UZH) di Swiss menemukan bahwa thanatin, antibiotik alami yang diproduksi oleh serangga yang disebut serangga spined soldier, dapat menyerang membran luar bakteri Gram-negatif.
John A. Robinson, dari Departemen Kimia di UZH, adalah penulis korespondensi dan terakhir dari makalah baru, yang baru-baru ini diterbitkan di jurnal Kemajuan Sains.
Menghentikan mekanisme pertahanan diri bakteri
Robinson menjelaskan motivasi untuk studi baru-baru ini, dengan mengatakan, "Meskipun ada upaya besar dari para peneliti akademis dan perusahaan farmasi, telah terbukti sangat sulit untuk mengidentifikasi target bakteri baru yang efektif untuk penemuan antibiotik."
“Salah satu tantangan utama adalah mengidentifikasi mekanisme baru tindakan antibiotik terhadap bakteri Gram-negatif yang berbahaya.”
Seperti yang dijelaskan oleh Robinson dan rekannya dalam makalah mereka, membran luar yang asimetris melindungi bakteri Gram-negatif. Lapisan ganda ini terdiri dari molekul lipopolisakarida (LPS) di luar dan membran gliserofosfolipid di lapisan dalam.
Peneliti menggunakan model E. coli dan studi pengikatan in vitro untuk menguji apakah antibiotik thanatin dapat mengikat protein tertentu yang disebut "protein Lpt," yang membuat jembatan dari membran dalam ke membran luar dari lapisan ganda yang melindungi bakteri Gram-negatif.
Jembatan ini kemudian digunakan untuk mengangkut molekul LPS ke sisi luar membran, menciptakan penghalang pertahanan.
Analisis laboratorium menemukan bahwa thanatin menghalangi interaksi antara protein yang dibutuhkan untuk membentuk jembatan. Ini berarti bahwa molekul LPS tidak dapat mencapai tujuannya, mencegah seluruh membran luar pelindung asimetris terbentuk. Tanpa pertahanannya, bakteri akan menyerah pada antibiotik.
“Hasil ini,” kata penulis, “menyoroti paradigma baru untuk tindakan antibiotik, menargetkan jaringan dinamis interaksi protein-protein yang diperlukan untuk perakitan kompleks Lpt di E. coli.”
“Hasil tersebut juga mengidentifikasi satu peptida alami sebagai titik awal untuk pengembangan kandidat klinis potensial yang menargetkan bakteri patogen Gram-negatif berbahaya,” mereka menambahkan.
Robinson mengomentari hasil tersebut, dengan mengatakan, "Temuan ini menunjukkan kepada kita cara untuk mengembangkan zat yang secara khusus menghambat interaksi protein-protein dalam sel bakteri."
"Ini adalah mekanisme tindakan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk antibiotik dan segera menyarankan cara untuk mengembangkan molekul baru sebagai antibiotik yang menargetkan patogen berbahaya."
John A. Robinson
