Dirangkum dari HMMI (Howard Hughes Medical Institute), para ilmuwan telah menemukan protein yang mencegah bakteri meledak, yang bisa menjadikannya target yang baik untuk antibiotik masa depan.
Meskipun penisilin ditemukan hampir seabad yang lalu, para ilmuwan masih mempelajari bagaimana obat itu membuat sel-sel bakteri meletus seperti balon yang terisi penuh.
Sekarang, dalam sebuah studi tentang bakteri penyebab penyakit Streptococcus pneumoniae, para peneliti telah menemukan serangkaian molekul yang terlibat dalam ledakan yang diinduksi penisilin . “Kami akhirnya mendapatkan petunjuk mekanistik tentang bagaimana penisilin dan obat-obatan terkait menyebabkan sel bakteri meledak,” kata Howard Hughes Medical Institute Investigator Thomas Bernhardt , ahli mikrobiologi di Harvard Medical School (HMS). Ia dan rekan-rekannya melaporkan karyanya pada 9 April 2019, di jurnal eLife .
Mereka berharap temuan mereka akan membantu para ilmuwan mengembangkan antibiotik baru untuk membunuh bakteri yang menjadi tidak sensitif terhadap obat-obatan saat ini.
Penisilin adalah bagian dari kelas obat yang disebut beta-laktam, yang merupakan antibiotik yang paling banyak digunakan di dunia. Tapi, melalui kesalahan "keberuntungan" yang dibuat dalam DNA mereka, bakteri memperoleh lebih banyak cara untuk menggagalkan obat ini, kata ahli mikrobiologi HMS dan rekan penulis studi David Rudner. Pada tahun 2015, misalnya, Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit melaporkan bahwa sekitar 30 persen infeksi S. pneumoniae melibatkan bakteri yang resistan terhadap obat.
— Wonder of Science (@wonderofscience) April 10, 2022
Salah satu cara untuk merancang antibiotik baru adalah mempelajari lebih lanjut tentang rantai molekuler peristiwa yang diprakarsai oleh yang ada saat ini. Sejak 1928, ketika Alexander Fleming secara tidak sengaja menemukan penisilin, para ilmuwan telah mengetahui bahwa beta-laktam menyebabkan bakteri meledak di bawah kekuatan air yang masuk. Bakteri yang ditargetkan oleh obat ini dikelilingi oleh dua penghalang ke dunia luar: membran dalam yang berminyak dan dinding sel luar yang lebih kaku. Jika dinding sel lemah, air masuk dan membuat sel membengkak dan pecah.
Empat puluh tahun setelah penemuan penisilin, para ilmuwan menemukan dan menamai molekul yang dihambatnya: protein pengikat penisilin, yang merekatkan bata molekul dinding sel. Kemudian, mereka mengetahui bahwa menghentikan konstruksi dinding sel tidak cukup untuk menyebabkan pecahnya S. pneumoniae ; aktivitas enzim remodeling yang disebut LytA juga diperlukan.
LytA seperti palu godam yang menghancurkan bagian-bagian dinding sel. Biasanya, kerusakan ini memungkinkan sel tumbuh dan membelah. Tetapi jika enzim "bekerja lembur," kata Bernhardt, itu dapat menyebabkan sel-sel pecah. Jadi, menurutnya, pasti ada sesuatu yang membuat pekerjaan renovasi LytA terkendali.
S. pneumoniae pecah ketika pertumbuhannya dihentikan oleh antibiotik seperti penisilin atau ketika mereka kehabisan nutrisi, seperti yang ditunjukkan di sini. Kredit: Josué Flores-Kim dan Andrew FentonRekan postdoctoral HMS Josué Flores-Kim mulai mencarinya. Apa yang dia temukan melibatkan enzim yang disebut TacL dan duo molekul yang mengontrol lokasi LytA dan, akibatnya, aktivitasnya.
Flores-Kim menjelaskan bahwa TacL membantu membuat molekul seperti rantai yang berada di membran sel. Molekul serupa berdiam di dinding sel. Kedua molekul ini bertindak sebagai magnet yang bersaing untuk LytA, kata Rudner. Biasanya, magnet berbasis membran membuat LytA menempel di membran sel, jauh dari dinding. Tapi jika TacL dihapus – atau terdegradasi, seperti yang terjadi setelah pengobatan penisilin – magnet berbasis dinding akan menang: LytA (dan kekuatan palu godamnya) bergerak ke dinding sel. Di sana, tanpa hambatan, enzim melakukan kerusakan struktural besar – memungkinkan air meresap ke dalam dan meledakkan sel.
"Temuan bahwa TacL diperlukan untuk mencegah bakteri meledak menunjukkan itu akan menjadi target antibiotik yang baik," kata Bernhardt. “Jika kita dapat memblokir aktivitasnya dengan obat, sel-selnya akan meledak.” Terlebih lagi, karena banyak bakteri menghasilkan "magnet" molekuler yang serupa, tim percaya bahwa hasil mereka juga dapat diterapkan pada sejumlah bakteri penyebab penyakit lainnya.
Sumber : https://www.hhmi.org/news/how-penicillin-acts-like-tnt-for-bacteria
Tidak ada komentar:
Posting Komentar