Ilmuwan Kembangkan "Nano-Nets" untuk Membunuh Bakteri yang Kebal Antibiotik

SINGAPURA - Dengan bakteri yang semakin kebal terhadap antibiotik, para ilmuwan di seluruh dunia berusaha keras mengembangkan obat baru untuk mencegah "pandemi sunyi" ini memburuk.

Fenomena resistensi antimikroba tersebut diproyeksikan akan membunuh 10 juta orang pada tahun 2050 lebih banyak dari jumlah kematian yang disebabkan oleh kanker saat ini.

Namun, terobosan apa pun dalam pembuatan antibiotik baru tampaknya akan memakan waktu, dan berapa lama itu akan tetap efektif melawan bakteri sebelum kuman berkembang menjadi kebal terhadapnya tidak dapat diprediksi.

Dikutip dari The Straits Times, tim yang terdiri dari 11 peneliti telah menemukan pendekatan berbeda untuk mengatasi masalah resistensi antibiotik, menggunakan jaring mikroskopis untuk menjebak dan membunuh bakteri di dalam tubuh.

Para peneliti telah berhasil menggunakan "jaring-nano" ini, yang terbuat dari molekul yang dikenal sebagai peptida antimikroba (AMP), untuk mengatasi bakteri E. coli dan S. aureus dalam uji laboratorium. Bakteri ini masing-masing menyebabkan keracunan makanan dan bisul, dan telah ditemukan kebal bahkan terhadap antibiotik paling ampuh yang tersedia saat ini.

Jaring nano yang dikembangkan oleh tim meniru respons tubuh alami terhadap patogen di berbagai tempat, seperti usus kecil, saluran kemih, dan pembuluh darah.

Dalam tes laboratorium, AMP yang dikembangkan oleh tim membentuk jaring ketika mereka mendeteksi lipopolisakarida atau asam lipoteikoat, yang merupakan dua bahan kimia umum yang ditemukan di membran sel bakteri.

Di hadapan bahan kimia, molekul peptida individu menempel pada bakteri dan pada gilirannya menarik peptida lain untuk terhubung dengannya, akhirnya membentuk jaring yang saling terkait, jaring nano, yang mampu menjebak bakteri. Peptida ini juga mampu mengganggu membran bakteri, efektif merobek dan membunuh kuman.

Tambah Kemampuan

Meskipun jaring-nano belum diuji pada manusia, para peneliti berteori bahwa perangkap bakteri dalam tubuh oleh jaring akan membuat kuman lebih rentan terhadap senyawa antimikroba yang dikeluarkan oleh sistem kekebalan, yang pada dasarnya menambah kemampuan bawaan tubuh manusia untuk melawan infeksi bakteri.

Menurut pakar dari Departemen Farmasi National University of Singapore, Rachel Ee, yang memimpin tim peneliti bersama rekannya Rajamani Lakshminarayanan, menciptakan jaring-nano ini secara sintetik untuk menjebak dan membunuh bakteri yang kebal antibiotik bukanlah hal baru, tetapi pekerjaan tim telah membantu memajukan bidang ini.

"Dalam upaya sebelumnya untuk membentuk jaring nano sintetik dari AMP untuk menjebak dan membunuh bakteri, AMP hanya dapat membentuk untaian molekul pendek yang terputus-putus, yang tidak dapat melilit bakteri dengan baik," tuturnya.

"Dengan memodifikasi komposisi kimia dari AMP yang sebelumnya digunakan, peptida tim kami dapat merakit diri menjadi jaring-nano yang luas dan terhubung silang, yang lebih cocok untuk menjebak dan melumpuhkan sel bakteri secara fisik," kata Rachel.

"Selain itu, sebagian besar jaring nano peptida sintetik yang telah dikembangkan sejauh ini hanya dapat menjebak bakteri, sedangkan modifikasi yang kami buat memungkinkan jaring nano kami untuk menjebak dan membunuh mereka," ungkap dia.

Rachel menyoroti jaring-nano memiliki beberapa keunggulan dibanding antibiotik dalam kemampuannya membunuh bakteri.

"Bakteri cenderung mengembangkan resistensi terhadap jaring nano kami dibandingkan dengan antibiotik baru, karena jaring-nano kami secara fisik menjebak bakteri alih-alih menargetkan protein spesifik yang dikandungnya, begitulah cara kerja antibiotik. Ini berarti bakteri tidak bisa begitu saja bermutasi dan mengubah proteinnya untuk menghindari deteksi oleh jaring, yang merupakan salah satu cara kuman menjadi kebal terhadap antibiotik".

"Bahkan jika bakteri menjadi kebal terhadap kemampuan membunuh jaring-nano, efek perangkap jaring-nano saja sudah dapat meningkatkan kapasitas sistem kekebalan untuk menghilangkannya," ujar dia.

Pakar dari Nanyang Technological University's School of Biological Sciences, Surajit Bhattacharyya, yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut, mengatakan, mode baru pembunuhan sel bakteri dari tim Singapura memperluas cakrawala untuk mengembangkan antimikroba baru, yang "sangat dibutuhkan".

"Kebanyakan AMP adalah untaian pendek molekul yang membunuh bakteri dengan merusak struktur membran sel di permukaan sel bakteri," catatnya.