Sistem penghancuran diri pada bakteri TB dapat mengarah pada 'obat yang sempurna'
Penelitian baru mengeksplorasi struktur mekanisme alami penghancuran diri yang terkandung dalam bakteri penyebab tuberkulosis pada manusia. Memanfaatkan mekanisme ini dengan menggunakan temuan baru ini dapat segera menghasilkan pengobatan yang lebih baik.
Di Amerika Serikat, lebih dari 9.000 kasus tuberkulosis (TB) terjadi pada tahun 2017.
Meskipun AS memiliki salah satu tingkat TB terendah di seluruh dunia, penyakit ini tetap menjadi salah satu dari 10 penyebab utama kematian di seluruh dunia.
Faktanya, Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) memperkirakan sekitar 10 juta orang menderita TB pada tahun 2017, dan sebagai akibatnya 1,6 juta orang meninggal.
Dalam upaya untuk menemukan obat yang lebih efektif melawan TB, tim peneliti internasional berangkat untuk menyelidiki sistem toksin-antitoksin yang secara alami dikandung oleh bakteri TB.
Para ilmuwan - dipimpin oleh Annabel Parret, dari Laboratorium Biologi Molekuler Eropa di Hamburg, Jerman - menjelaskan upaya mereka dan merinci temuan mereka di jurnal. Sel Molekuler.
Mempelajari sistem 'toksin-antitoksin'
Seperti yang dijelaskan Parret dan timnya dalam makalah mereka, sel bakteri sering kali memiliki sistem toksin-antitoksin yang berperan penting dalam cara bakteri merespons dan beradaptasi dengan kondisi stres. Kondisi tersebut termasuk kelaparan atau pengobatan dengan antibiotik.
Sistem ini terdiri dari protein beracun dan "penawar racun 'atau antitoksin." Dalam kondisi normal, antitoksin menghalangi aktivitas toksin. Namun, dalam keadaan stres - seperti dalam perawatan antibiotik - antitoksin cepat rusak dan toksin diaktifkan.
Genom dari Mycobacterium tuberculosis memiliki sekitar 80 kelompok gen. Dari jumlah tersebut, tiga gen menyandikan antitoksin yang penting untuk kehidupan dan berfungsinya bakteri dengan baik.
Jadi, Parret dan rekannya memperbesar toksin yang akan melengkapi ketiga gen penyandi antitoksin ini dengan harapan mereka dapat "mengeksploitasinya" "untuk pengembangan terapi anti-TB baru."
Lebih khusus lagi, para peneliti menarik dari studi sebelumnya dan memilih untuk fokus hanya pada satu dari tiga sistem toksin-antitoksin ini.
Mereka memilih sistem khusus ini karena di sini, efek toksin jauh lebih kuat daripada di sistem lain: Jika “penawar” tidak ada, toksin membunuh begitu saja bakteri TB.
Jadi, para ilmuwan meneliti struktur sistem ini. Seperti yang dijelaskan Parret, "Tujuan kami adalah untuk melihat struktur sistem [toksin-antitoksin], jadi kami dapat mencoba untuk memahami dan bahkan memanipulasinya."
Menuju 'obat TBC yang sempurna'
Para ilmuwan menemukan bahwa struktur sistem ini terlihat sangat mirip dengan racun kolera dan difteri. “Tampak seperti berlian, dan sangat stabil,” kata rekan penulis studi, Matthias Wilmanns.
Dengan menggunakan model tikus dari infeksi TB dan pengobatan antibiotik, mereka mempelajari perilaku sistem toksin-antitoksin.
Mereka mengungkapkan bahwa ketika toksin memisahkan diri dari penawarnya, ia menjadi aktif dan mulai "menggerogoti" molekul NAD +, yang merupakan metabolit seluler yang sangat diperlukan untuk kehidupan sel.
Akhirnya, degradasi molekul yang progresif membunuh semua sel bakteri, satu per satu. Para peneliti berharap untuk memanfaatkan mekanisme penghancuran diri alami ini untuk menciptakan obat anti-TB baru yang lebih efektif.
Faktanya, Parret menjelaskan, “Kolaborator kami di Toulouse sudah dapat memperpanjang umur tikus yang terinfeksi TB dengan mengaktifkan toksin secara terkontrol.”
“Jika kita menemukan molekul yang dapat mengganggu sistem [toksin-antitoksin] - dan dengan demikian memicu kematian sel - pada pasien TB, itu akan menjadi obat yang sempurna […]. Jika kami berhasil, ini bisa menjadi pendekatan baru untuk mengobati TB dan penyakit menular lainnya. ”
Annabel Parret
