Antibiotik baru yang potensial bekerja dengan mengganggu membran bakteri dan memanggil sel kekebalan pada model hewan – ScienceDaily

Antibiotik baru yang potensial bekerja dengan mengganggu membran bakteri dan memanggil sel kekebalan pada model hewan – ScienceDaily


Sebuah tim yang dipimpin oleh para ilmuwan di Perelman School of Medicine di University of Pennsylvania telah merekayasa molekul antimikroba baru yang kuat dari protein beracun yang ditemukan dalam racun tawon. Tim berharap dapat mengembangkan molekul tersebut menjadi obat pembunuh bakteri baru, sebuah kemajuan penting mengingat semakin banyaknya bakteri yang kebal antibiotik yang dapat menyebabkan penyakit seperti sepsis dan tuberkulosis.

Dalam studi yang dipublikasikan hari ini di Prosiding National Academy of Sciences, para peneliti mengubah protein kecil yang sangat beracun dari spesies tawon Asia yang umum, Vespula lewisii, tawon jaket kuning Korea. Perubahan tersebut meningkatkan kemampuan molekul untuk membunuh sel bakteri sekaligus sangat mengurangi kemampuannya untuk merusak sel manusia. Pada model hewan, para ilmuwan menunjukkan bahwa keluarga molekul antimikroba baru yang dibuat dengan perubahan ini dapat melindungi tikus dari infeksi bakteri yang mematikan.

Ada kebutuhan mendesak akan pengobatan obat baru untuk infeksi bakteri, karena banyak spesies bakteri yang bersirkulasi telah mengembangkan resistansi terhadap obat lama. Pusat Pengendalian & Pencegahan Penyakit AS memperkirakan bahwa setiap tahun hampir tiga juta orang Amerika terinfeksi mikroba yang kebal antibiotik dan lebih dari 35.000 meninggal karenanya. Secara global, masalahnya bahkan lebih buruk: Sepsis, sindrom peradangan yang seringkali fatal yang dipicu oleh infeksi bakteri yang luas, diperkirakan telah menyebabkan sekitar satu dari lima kematian di seluruh dunia hingga 2017.

“Antibiotik baru sangat dibutuhkan untuk mengobati infeksi yang resistan terhadap obat yang terus meningkat, dan bisa jadi adalah sumber obat potensial baru yang belum dimanfaatkan. Kami pikir molekul yang diturunkan dari racun seperti yang kami rekayasa dalam penelitian ini akan menjadi sumber berharga antibiotik baru, “kata penulis senior studi César de la Fuente, PhD, Asisten Profesor Kepresidenan di Psikiatri, Mikrobiologi, dan Bioteknologi di Penn.

De la Fuente dan timnya memulai dengan protein kecil, atau “peptida”, yang disebut mastoparan-L, bahan utama dalam racun tawon Vespula lewisii. Racun yang mengandung mastoparan-L biasanya tidak berbahaya bagi manusia dalam dosis kecil yang dibawa oleh sengatan tawon, tetapi cukup beracun. Ini menghancurkan sel darah merah, dan memicu jenis reaksi alergi / inflamasi yang pada individu yang rentan dapat menyebabkan sindrom fatal yang disebut anafilaksis – di mana tekanan darah turun dan pernapasan menjadi sulit atau tidak mungkin.

Mastoparan-L (mast-L) juga dikenal karena toksisitasnya yang sedang terhadap spesies bakteri, menjadikannya titik awal yang potensial untuk rekayasa antibiotik baru. Namun masih ada beberapa yang belum diketahui, diantaranya bagaimana cara meningkatkan sifat anti bakterinya, dan bagaimana membuatnya aman bagi manusia.

Tim tersebut mencari database dari ratusan peptida antimikroba yang diketahui dan menemukan daerah kecil, yang disebut motif pentapeptida, yang dikaitkan dengan aktivitas kuat melawan bakteri. Para peneliti kemudian menggunakan motif ini untuk mengganti bagian di salah satu ujung mast-L yang dianggap sebagai sumber utama toksisitas sel manusia.

Dalam serangkaian eksperimen utama, para peneliti merawat tikus dengan mast-MO beberapa jam setelah menginfeksi mereka dengan strain bakteri E. coli atau Staphylococcus aureus yang mematikan dan memicu sepsis. Dalam setiap tes, peptida antimikroba menjaga 80 persen tikus yang dirawat tetap hidup. Sebaliknya, tikus yang diobati dengan mast-L lebih kecil kemungkinannya untuk bertahan hidup, dan menunjukkan efek samping toksik yang parah ketika diobati dengan dosis yang lebih tinggi – dosis di mana mast-MO tidak menyebabkan toksisitas yang jelas.

Potensi mast-MO dalam tes ini juga tampak sebanding dengan antibiotik yang ada seperti gentamisin dan imipenem – alternatif yang diperlukan karena penyebaran strain bakteri resisten.

De la Fuente dan rekannya menemukan bukti dalam penelitian bahwa mast-MO membunuh sel bakteri dengan membuat membran luarnya lebih berpori – yang juga dapat meningkatkan kemampuan antibiotik yang diberikan bersama untuk menembus sel – dan dengan memanggil darah putih antimikroba sel. Pada saat yang sama, mast-MO tampaknya meredam jenis reaksi berlebihan kekebalan yang berbahaya yang dapat menyebabkan penyakit parah pada beberapa infeksi bakteri.

Para peneliti menciptakan lusinan varian mast-MO dan menemukan beberapa yang tampaknya secara signifikan meningkatkan potensi antimikroba tanpa toksisitas terhadap sel manusia. Mereka berharap untuk mengembangkan satu atau lebih molekul ini menjadi antibiotik baru – dan mereka berharap untuk mengambil pendekatan serupa di masa depan untuk mengubah racun bisa menjadi kandidat antibiotik yang menjanjikan.

“Prinsip dan pendekatan yang kami gunakan dalam penelitian ini dapat diterapkan lebih luas untuk lebih memahami sifat antimikroba dan modulasi kekebalan dari molekul peptida, dan untuk memanfaatkan pemahaman itu untuk membuat perawatan baru yang berharga,” kata de la Fuente.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel

Author Image
adminProzen