Peneliti menemukan bakteri misterius yang memecah kolesterol di usus – ScienceDaily

Peneliti menemukan bakteri misterius yang memecah kolesterol di usus – ScienceDaily

[ad_1]

Di bagian dunia yang paling gelap di mana cahaya gagal menghalangi karunia bintang yang tak terduga, lihat ke atas. Masih ada lebih sedikit bintik yang menerangi alam semesta daripada jumlah bakteri di dunia, tersembunyi dari pandangan, seluruh alam semesta di dalam hanya satu usus manusia.

Banyak spesies yang dikenal, seperti E. coli, tetapi masih banyak lagi, kadang-kadang disebut sebagai “materi gelap mikroba,” tetap sulit dipahami. “Kami tahu itu ada di sana,” kata Doug Kenny, Ph.D. kandidat di Sekolah Pascasarjana Seni dan Sains, “karena pengaruhnya terhadap hal-hal di sekitarnya.” Kenny adalah rekan penulis pertama pada studi baru di Host Sel dan Mikroba yang menerangi sedikit materi gelap mikroba: spesies bakteri usus yang dapat memengaruhi kadar kolesterol pada manusia.

“Metabolisme kolesterol oleh mikroba ini mungkin memainkan peran penting dalam mengurangi konsentrasi kolesterol baik di usus maupun dalam darah, yang secara langsung berdampak pada kesehatan manusia,” kata Emily Balskus, profesor kimia dan biologi kimia di Universitas Harvard dan rekan penulis senior Ramnik Xavier ,, anggota inti di Broad, wakil direktur Pusat informatika dan terapi di MIT dan penyelidik di Rumah Sakit Umum Massachusetts. Bakteri yang baru ditemukan suatu hari nanti dapat membantu orang mengelola kadar kolesterol mereka melalui diet, probiotik, atau perawatan baru berdasarkan mikrobioma individu.

Menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC), pada 2016, lebih dari 12 persen orang dewasa di Amerika Serikat yang berusia 20 tahun ke atas memiliki kadar kolesterol tinggi, faktor risiko penyebab kematian nomor satu di negara itu: penyakit jantung. Hanya setengah dari kelompok itu yang memakai obat seperti statin untuk mengatur kadar kolesterol mereka; Meskipun obat-obatan semacam itu adalah alat yang berharga, mereka tidak bekerja untuk semua pasien dan, meskipun jarang, dapat memiliki efek samping yang mengkhawatirkan.

“Kami tidak mencari solusi terbaik untuk mengatasi penyakit kardiovaskular,” kata Kenny, “tetapi ada organ lain ini, mikrobioma, sistem lain yang berperan yang dapat mengatur kadar kolesterol yang belum kami pikirkan.”

Laguna limbah babi

Sejak akhir tahun 1800-an, para ilmuwan mengetahui bahwa ada sesuatu yang terjadi pada kolesterol di usus. Selama beberapa dekade, pekerjaan semakin mendekati jawaban. Satu studi bahkan menemukan bukti bakteri pemakan kolesterol yang hidup di laguna limbah babi. Tapi mikroba itu lebih suka hidup di babi, bukan manusia.

Studi sebelumnya seperti file kasus petunjuk (satu laboratorium 1977 bahkan mengisolasi mikroba penanda tetapi sampelnya hilang). Salah satu petunjuk besar adalah coprostanol, produk sampingan dari metabolisme kolesterol di usus. “Karena mikroba laguna kotoran babi juga membentuk koprostanol,” kata Balskus, “kami memutuskan untuk mengidentifikasi gen yang bertanggung jawab atas aktivitas ini, dengan harapan kami mungkin menemukan gen serupa di usus manusia.”

Sementara itu, Damian Plichta, seorang ilmuwan komputasi di Broad Institute dan rekan penulis pertama Kenny, mencari petunjuk dalam kumpulan data manusia. Ratusan spesies bakteri, virus dan jamur yang hidup di usus manusia masih harus diisolasi dan dideskripsikan, ujarnya. Tetapi apa yang disebut metagenomik dapat membantu peneliti melewati satu langkah: Daripada menemukan spesies bakteri terlebih dahulu dan kemudian mencari tahu apa yang dapat dilakukannya, mereka dapat menganalisis kekayaan materi genetik yang ditemukan di mikrobiom manusia untuk menentukan kemampuan apa yang dikodekan oleh gen tersebut.

Plichta mereferensikan data genom mikrobiom masif dengan sampel tinja manusia untuk menemukan gen mana yang sesuai dengan koprostanol tingkat tinggi. “Dari sejumlah besar korelasi ini,” katanya, “kami memperbesar beberapa gen yang berpotensi menarik yang kemudian dapat kami tindak lanjuti.” Sementara itu, setelah Balskus dan Kenny mengurutkan seluruh genom bakteri babi pemakan kolesterol, mereka menambang data dan menemukan gen yang serupa: Sebuah sinyal bahwa mereka semakin dekat.

Hubungan manusia

Kemudian Kenny mempersempit pencarian mereka. Di laboratorium, ia memasukkan setiap gen potensial ke dalam bakteri dan menguji enzim yang membuat enzim untuk memecah kolesterol menjadi koprostanol. Akhirnya, ia menemukan kandidat terbaik, yang diberi nama oleh tim gen Intestinal Steroid Metabolism A (IsmA).

“Kami sekarang bisa menghubungkan ada atau tidaknya bakteri potensial yang memiliki enzim ini dengan kadar kolesterol darah yang dikumpulkan dari individu yang sama,” kata Xavier. Dengan menggunakan kumpulan data mikrobioma manusia dari China, Belanda, dan Amerika Serikat, mereka menemukan bahwa orang yang membawa gen IsmA di mikrobioma mereka memiliki 55 hingga 75 persen lebih sedikit kolesterol dalam tinja mereka dibandingkan mereka yang tidak.

“Mereka yang memiliki aktivitas enzim ini pada dasarnya memiliki kolesterol yang lebih rendah,” kata Xavier.

Penemuan itu, kata Xavier, dapat mengarah pada terapi baru – seperti “koktail biotik” atau pengiriman enzim langsung ke usus – untuk membantu orang mengelola kadar kolesterol darah mereka. Tetapi ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan terlebih dahulu: Tim mungkin telah mengidentifikasi enzim penting, tetapi mereka masih perlu mengisolasi mikroba yang bertanggung jawab. Mereka perlu membuktikan tidak hanya korelasi tetapi juga penyebabnya – bahwa mikroba dan enzimnya bertanggung jawab langsung untuk menurunkan kolesterol pada manusia. Dan, mereka perlu menganalisis apa efek coprostanol, produk sampingan reaksi, terhadap kesehatan manusia.

“Ini tidak berarti bahwa kami akan mendapatkan jawaban besok, tetapi kami memiliki garis besar tentang bagaimana melakukannya,” kata Xavier.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Data HK

Author Image
adminProzen