Bakteria yang hidup pada serangga dapat memberikan antibiotik baru
Banyak antibiotik yang digunakan hari ini berasal dari bakteria yang hidup di dalam tanah. Sekarang, penyelidikan baru-baru ini menunjukkan bahawa bakteria yang hidup di serangga dapat menjadi lebih efektif dalam memerangi superbug yang tahan ubat biasa daripada bakteria dari tanah.
Para saintis di University of Wisconsin-Madison telah melakukan penyelidikan terbesar dan paling menyeluruh mengenai aktiviti antibiotik mikroba yang hidup pada serangga.
Sorotan kajian baru ini adalah penemuan antibiotik baru di Cyphomyrmex semut, yang merupakan spesies Brazil yang memelihara kulat. Para penyelidik menamakan sebatian cyphomycin.
Ujian makmal menunjukkan bahawa sifomisin dapat melawan kulat yang telah mengalahkan kebanyakan antibiotik lain. Senyawa ini juga merawat jangkitan kulat pada tikus tanpa menimbulkan kesan sampingan toksik.
Dalam satu kebelakangan ini Komunikasi Alam kertas mengenai penemuan ini, pasukan menjelaskan bahawa kekurangan antibiotik baru menyumbang kepada semakin meningkatnya ancaman jangkitan tahan antibiotik global.
"Melalui penilaian sistematik kami," kata penulis, "kami menunjukkan mikrobiom serangga memberikan sumber produk semula jadi yang menjanjikan."
Ancaman ketahanan antibiotik yang semakin meningkat
Rintangan antibiotik timbul apabila bakteria, jamur, dan patogen lain yang tidak berjangkit tidak lagi menyerah pada ubat-ubatan yang digunakan untuk membunuhnya. Sebaliknya, mereka terus berkembang.
Jangkitan kerana patogen tahan antibiotik biasanya memerlukan penginapan yang lebih lama di hospital dan lebih banyak lawatan susulan dari doktor. Di samping itu, rawatan cenderung mempunyai kos yang lebih tinggi dan kesan sampingan yang lebih toksik.
Pada tahun 2018, Pertubuhan Kesihatan Sedunia (WHO) mengeluarkan data pengawasan yang mengesahkan betapa seriusnya ancaman global yang ditimbulkan oleh rintangan antibiotik.
Data menunjukkan bahawa, di seluruh dunia, beberapa jangkitan yang paling biasa menjadi tahan dadah.
Di Amerika Syarikat, Pusat Kawalan dan Pencegahan Penyakit (CDC) menganggarkan bahawa bakteria tahan antibiotik menjangkiti sekurang-kurangnya 2 juta orang dan menyebabkan 23,000 kematian setiap tahun.
Keprihatinan utama mengenai krisis ketahanan antibiotik global adalah bahawa jenis dan jumlah ubat baru yang sedang dalam proses tidak akan cukup untuk mengatasi ancaman tersebut.
WHO mengulangi amaran mereka mengenai perkara ini dalam laporan tahun 2017. Agensi global menyatakan bahawa sebahagian besar dari 51 antibiotik dalam pengembangan klinikal adalah "pengubahsuaian kelas antibiotik yang ada" dan hanya akan menawarkan penyelesaian jangka pendek.
Sama seperti bakteria dalam serangga seperti tanah
Sebilangan besar jenis antibiotik yang digunakan hari ini berasal Streptomices bakteria, genus besar yang mula berkembang sekitar 400 juta tahun yang lalu.
Sepanjang tempoh itu, Streptomices spesies telah berkembang dan disesuaikan dengan habitat yang berbeza, seperti tanah dan serangga. Kimia dalam sebatian yang dihasilkan oleh bakteria mencerminkan keturunan mereka yang berbeza.
Kajian genetik menunjukkan bahawa hanya satu strain Streptomices berpotensi menghasilkan puluhan sebatian yang serupa dengan yang sudah digunakan sebagai antibiotik. Sebagai tambahan, bakteria tersebut mengandungi sejumlah besar "set gen biosintetik yang relevan."
Atas sebab-sebab ini, para saintis sedang giat belajar Streptomices bakteria dengan harapan bahawa mereka akan menemui ubat baru untuk memerangi ketahanan terhadap antibiotik.
Walau bagaimanapun, penulis kajian baru menunjukkan bahawa mencari antibiotik baru di tanah Streptomices "Sebahagian besarnya menemui semula sebatian yang diketahui." Mereka juga menyatakan bahawa tidak ada kajian yang mencari mikrobiom secara sistematik. Oleh itu, mereka memilih untuk memberi tumpuan Streptomices pada serangga.
Mereka mengumpulkan lebih dari 2,500 spesies serangga, mulai dari semut, lebah, dan lalat hingga kumbang, rama-rama, rama-rama, dan banyak lagi. Sekitar sepertiga berasal dari daerah dengan iklim sederhana, sepertiga lagi berasal dari daerah tropis, dan selebihnya berasal dari daerah yang lebih dingin, seperti Kutub Utara.
Para penyelidik menyatakan bahawa, bertentangan dengan "andaian yang berlaku" bahawa Streptomices spesies paling banyak terdapat di dalam tanah, penemuan mereka menunjukkan bahawa bakteria sama banyaknya dengan serangga.
Bakteria dari serangga lebih kuat
Serangga menghasilkan lebih daripada 10,000 jenis bakteria untuk diuji. Para penyelidik juga memeriksa 7,000 strain yang berasal dari tanah dan tanaman.
Satu ujian yang sangat kuat dan intensif diikuti, melibatkan lebih daripada 50,000 percubaan secara keseluruhan.
Pasukan menguji seberapa baik setiap ketegangan Streptomices dapat menghentikan pertumbuhan 24 jenis kuman, termasuk beberapa yang boleh menyebabkan bahaya serius, seperti superbug tahan methicillin Staphylococcus aureus (MRSA).
Hasil kajian menunjukkan bahawa Streptomices strain yang berasal dari serangga dapat melawan bakteria dan kulat berjangkit dengan lebih kuat daripada strain yang berasal dari tanah atau tanaman.
Pasukan ini juga menguji beberapa jenis tikus yang lebih menjanjikan. Strain ini sangat berkesan dalam membunuh jangkitan bakteria dan kulat, dan hanya sebilangan kecil yang mempunyai kesan sampingan toksik.
Di bahagian lain kajian, para penyelidik memberi tumpuan kepada cyphomycin, sebatian antikulat yang mereka temui Streptomices bakteria di Brazil Cyphomyrmex semut tumbuh kulat.
Setelah menganalisis struktur kimia cyphomycin, mereka membersihkannya dan menunjukkan bahawa ia boleh merawat Candida albicans pada tikus. C. albicans adalah kulat yang biasanya menjangkiti orang dengan sistem imun yang lemah. Senyawa ini juga mempunyai sedikit kesan sampingan toksik pada tikus.
Biarkan serangga ‘melakukan pencarian’
Pasukan tidak terkejut apabila mendapati serangga boleh menjadi sumber antibiotik baru yang kaya. Kelangsungan hidup serangga bergantung kepada pembiakan mikrob yang membantu melawan patogen yang juga berkembang.
Para penyelidik juga menunjukkan bahawa kerana bakteria telah bersamaan dengan serangga, mereka dapat memberikan dua kelebihan. Pertama, mereka cenderung tidak toksik, dan kedua, mereka mungkin berkesan terhadap patogen tahan dadah.
"Serangga melakukan pencarian untuk kita," kata Cameron R. Currie, seorang profesor bakteriologi dan pengarang kanan kajian ini.
Dia dan rakannya menyimpulkan:
"Janji berkaitan dengan serangga Streptomices sebagai sumber antimikroba baru berpotensi untuk menghidupkan kembali saluran penemuan antibakteria dan antijamur yang tersekat. "
