Bakteri Rekayasa mengeluarkan Toksin Spesies Lain untuk Dibunuh


Oleh majalah Marian Turner of Nature Bakteri hasil rekayasa yang dapat mendeteksi dan membunuh patogen manusia dapat memberikan cara baru untuk mengobati bakteri yang kebal antibiotik. Dengan menggunakan alat-alat biologi sintetik, para peneliti telah memberikan sifat terapeutik bakteri yang tak terlihat pada strain alami - meskipun mereka tidak akan disuntikkan ke manusia dalam waktu dekat

Oleh majalah Marian Turner of Nature

Bakteri hasil rekayasa yang dapat mendeteksi dan membunuh patogen manusia dapat memberikan cara baru untuk mengobati bakteri yang kebal antibiotik. Dengan menggunakan alat-alat biologi sintetik, para peneliti telah memberikan sifat terapeutik bakteri yang tak terlihat pada strain alami - meskipun mereka tidak akan disuntikkan ke manusia dalam waktu dekat.

"Studi kami adalah contoh pertama tentang bagaimana biologi sintetis akan berguna untuk memerangi infeksi bakteri, " kata insinyur biokimia Matthew Chang, seorang penulis di koran, yang diterbitkan hari ini di Molecular Systems Biology.

Chang dan timnya di Nanyang Technological University di Singapura telah merekayasa strain bakteri Escherichia coli yang menyerang Pseudomonas aeruginosa, bakteri yang dapat menyebabkan infeksi mematikan.

Pseudomonas aeruginosa bersaing dengan spesiesnya sendiri dengan memproduksi protein beracun yang disebut pyocins. Tim Chang mengeksploitasi sistem molekuler ini dengan memberi E. coli gen untuk pyocin S5, yang membunuh strain P. aeruginosa yang menginfeksi manusia. Karena setiap pyocin hanya menargetkan strain bakteri tertentu, toksin tidak akan membunuh bakteri lain yang hidup dalam tubuh.

"Pyocins adalah antibiotik spesifik spesies bakteri Pseudomonas sendiri, jadi menggunakan pyocin sebagai ganti antibiotik sintetis spektrum luas dapat membantu memperlambat penyebaran resistensi antibiotik, " kata Chang.

Pukulan Pyocin

Resistensi terhadap pyocin mungkin akan berkembang lebih lambat daripada antibiotik lainnya, kata ahli mikrobiologi Dean Scholl dari AvidBiotics di South San Francisco, California, sebuah perusahaan farmasi yang memasarkan berbagai jenis pyocin. "Sejauh ini kami tidak tahu ada gen untuk resistensi terhadap pyocin yang bergerak di antara strain bakteri pada plasmid, yang merupakan bagaimana resistensi terhadap banyak antibiotik molekul kecil ditransfer, " katanya.

Chang dan timnya meretas aspek lain dari biologi Pseudomonas, merancang E. coli mereka untuk meledak terbuka dan melepaskan pyocins hanya ketika mereka mendeteksi sinyal kimia yang dikirim bakteri Pseudomonas satu sama lain.

Dalam percobaan laboratorium, hanya 1% P. aeruginosa yang tumbuh dalam kultur dengan E. coli yang direkayasa bertahan. Biofilm Pseudomonas aeruginosa - koloni bakteri yang lebih ganas dan resisten terhadap antibiotik daripada sel tunggal - juga jauh lebih tipis dan lebih jarang ketika E. coli hadir.

Chang mengatakan bahwa tim memperbaiki E. coli untuk memberikan pukulan pyocin yang lebih besar sebelum pindah ke model hewan.

"Ini adalah biologi yang sangat elegan, tetapi tampaknya sulit untuk mengubahnya menjadi sistem praktis, " kata David Livermore, seorang ahli mikrobiologi di Pusat Perlindungan Infeksi Pusat Kesehatan di London. Saat ini, pengobatan hanya efektif jika sel E. coli yang direkayasa melebihi jumlah P. aeruginosa empat kali lipat.

"Saya juga akan sangat berhati-hati menempatkan E. coli hidup di atas luka bakar atau ke saluran pernapasan, yang merupakan tempat kita sering melihat infeksi Pseudomonasin, tetapi di mana Anda tidak ingin menambahkan bakteri, " kata Livermore. Dia berpikir bahwa bakteri yang direkayasa mungkin lebih berguna dalam mengobati infeksi di usus, di mana bakteri sudah berlimpah.

Para penulis penelitian mengatakan bahwa pendekatan sistematis mereka terhadap bakteri rekayasa akan memungkinkan hal ini juga. "Kami merancang dan mengkarakterisasi tiga unsur biologis - produksi toksin, penginderaan bakteri, dan lisis sel - secara terpisah, " kata ahli biologi Chueh Loo Poh, penulis lain dalam penelitian ini. "Mereka seperti balok-balok pembangun, jadi kombinasi apa pun dari mereka bisa ditukar dengan biologi infeksi yang berbeda."

Tim ini sudah merekayasa strain E. coli lain untuk menargetkan Vibrio cholerae, bakteri yang menginfeksi usus manusia dan menyebabkan kolera.

Artikel ini direproduksi dengan izin dari majalah Nature. Artikel ini pertama kali diterbitkan pada 16 Agustus 2011.

Berita Terbaru

Direkomendasikan


Gelombang Panas, Kekeringan, dan Hujan Lebat Memiliki Hubungan yang Jelas dengan Perubahan Iklim, kata Akademi NasionalBisakah Pemanasan Global Meningkatkan Insiden Batu Ginjal?Sensor Bom Nuklir Menguping PausWawancara dengan Barry CommonerBagaimana Kebisingan Manusia Memaksa Hewan untuk Mengubah Gaya HidupKirk dan Shock: Star Trek History History Beams Fans BackstageDetektor Baru Segera Dapat Mempersempit Sumber Gelombang GravitasiBagaimana Gempa Bumi Nepal yang Mematikan Terjadi [Infografis]