Para ilmuwan telah merancang kelas baru antibiotik yang mencari dan menghancurkan gen ketahanan pada bakteri.
Pendekatan yang unik dapat digunakan untuk genetik bakteri insinyur dalam tubuh kita menjadi kurang berbahaya.
Teknologi ini juga bisa mengarah pada pengobatan baru untuk penyakit metabolik seperti obesitas, para peneliti mengklaim.
Para ilmuwan dan politisi telah memperingatkan bahwa kita menghadapi kembali ke medis "zaman kegelapan" jika tidak diambil tindakan terhadap resistensi antibiotik.
Tubuh manusia Rumah sepuluh kali lebih banyak sel bakteri daripada manusia. Ini komunitas bakteri disebut microbiome dan pentingnya dalam menjaga kita sehat semakin dikenal.
Salah satu masalah dengan antibiotik saat ini adalah "mereka memukul tidak hanya bakteri jahat tetapi juga bakteri baik," jelas Profesor Timothy Lu dari Biology Center Synthetic di Massachusetts Institute of Technology, yang memimpin tim melakukan penelitian baru.
"Hal ini memungkinkan bakteri jahat untuk berkembang."
Dalam serangkaian percobaan laboratorium yang diterbitkan di Nature Biotechnology, para peneliti menunjukkan mereka bisa menghasilkan molekul "perangkat bersyarat-mematikan" mampu bertindak sangat bertarget terhadap bakteri "buruk" dalam konsorsium strain yang berbeda.
Antibiotik baru menggunakan nuklease RNA-dipandu disebut "CRISPR" untuk memburu dan mencincang gen target dalam sel bakteri.
Pendekatan yang unik dapat digunakan untuk genetik bakteri insinyur dalam tubuh kita menjadi kurang berbahaya.
Teknologi ini juga bisa mengarah pada pengobatan baru untuk penyakit metabolik seperti obesitas, para peneliti mengklaim.
Para ilmuwan dan politisi telah memperingatkan bahwa kita menghadapi kembali ke medis "zaman kegelapan" jika tidak diambil tindakan terhadap resistensi antibiotik.
Tubuh manusia Rumah sepuluh kali lebih banyak sel bakteri daripada manusia. Ini komunitas bakteri disebut microbiome dan pentingnya dalam menjaga kita sehat semakin dikenal.
Salah satu masalah dengan antibiotik saat ini adalah "mereka memukul tidak hanya bakteri jahat tetapi juga bakteri baik," jelas Profesor Timothy Lu dari Biology Center Synthetic di Massachusetts Institute of Technology, yang memimpin tim melakukan penelitian baru.
"Hal ini memungkinkan bakteri jahat untuk berkembang."
Dalam serangkaian percobaan laboratorium yang diterbitkan di Nature Biotechnology, para peneliti menunjukkan mereka bisa menghasilkan molekul "perangkat bersyarat-mematikan" mampu bertindak sangat bertarget terhadap bakteri "buruk" dalam konsorsium strain yang berbeda.
Antibiotik baru menggunakan nuklease RNA-dipandu disebut "CRISPR" untuk memburu dan mencincang gen target dalam sel bakteri.
1. Sebuah CRISPR dirancang untuk menargetkan urutan DNA bakteri tertentu
2. Molekul ini dikemas menjadi pembawa bakteriofag untuk memasuki sel target
3. Sistem ini menemukan target gen, memotong untai DNA di lokasi tertentu, dan menghapus plasmid - dengan atau tanpa kematian sel
4. Pemotongan target DNA kromosom selalu menyebabkan kematian sel
"Kami merancang sistem CRISPR yang akan masuk ke bakteri dan secara khusus membunuh hanya bakteri yang mengandung gen resistensi antibiotik atau gen virulensi, "jelas Profesor Lu.
Bakteri yang ditargetkan dalam percobaan termasuk strain E. coli yang dapat menyebabkan diare berat dan gagal ginjal.
Tapi Profesor Lu tidak hanya tertarik dalam membunuh bakteri mematikan - ia ingin merehabilitasi itu.
Dalam percobaan terpisah para peneliti menunjukkan mereka bisa mengubah susunan genetik bakteri tanpa membunuh mereka.
"Inheren E. coli tidak selalu organisme yang buruk," Profesor Lu menjelaskan. "Mereka membawa gen yang membuat mereka buruk."
Penargetan gen buruk, bukannya membunuh bakteri baik dan buruk sama, adalah pendekatan baru yang "memaksakan tekanan evolusi langsung di tingkat gen".
Profesor Lu yakin antibiotik baru bisa siap untuk uji klinis di beberapa infeksi "dalam beberapa tahun."
Resistance adalah sia-sia?
Tidak ada kelas baru antibiotik telah dikembangkan selama lebih dari 25 tahun.
Terlalu sering menggunakan antibiotik yang tersedia nikmat kelangsungan hidup bakteri resisten terhadap obat. Bakteri ini kemudian dapat mengirimkan gen ketahanan terhadap bakteri lain menggunakan lingkaran kecil DNA yang disebut plasmid.
Proses secara efektif mempercepat evolusi untuk menghasilkan bug yang tidak dapat dibunuh ketika mereka menyebabkan penyakit.
Masalahnya adalah besar dan menarik perhatian Perdana Menteri David Cameron pada bulan Juli, ketika ia mengumumkan sebuah panel interdisipliner baru untuk mengatasi masalah ini.
"Jika kita gagal bertindak, kita melihat skenario hampir tak terpikirkan di mana antibiotik tidak lagi bekerja dan kami dilemparkan kembali ke zaman kegelapan obat mana infeksi dapat diobati dan luka-luka akan membunuh sekali lagi," katanya.
Profesor Lu menggambarkan masalah sebagai "perlombaan senjata teknologi antara kami dan bakteri".
Sistem baru adalah "jenis baru antimikroba yang benar-benar bertindak sangat berbeda dengan orang-orang sebelumnya, dan saya pikir itu sebabnya kami sangat gembira dengan hal itu," jelasnya.
Bakteri yang ditargetkan dalam percobaan termasuk strain E. coli yang dapat menyebabkan diare berat dan gagal ginjal.
Tapi Profesor Lu tidak hanya tertarik dalam membunuh bakteri mematikan - ia ingin merehabilitasi itu.
Dalam percobaan terpisah para peneliti menunjukkan mereka bisa mengubah susunan genetik bakteri tanpa membunuh mereka.
"Inheren E. coli tidak selalu organisme yang buruk," Profesor Lu menjelaskan. "Mereka membawa gen yang membuat mereka buruk."
Penargetan gen buruk, bukannya membunuh bakteri baik dan buruk sama, adalah pendekatan baru yang "memaksakan tekanan evolusi langsung di tingkat gen".
Profesor Lu yakin antibiotik baru bisa siap untuk uji klinis di beberapa infeksi "dalam beberapa tahun."
Resistance adalah sia-sia?
Tidak ada kelas baru antibiotik telah dikembangkan selama lebih dari 25 tahun.
Terlalu sering menggunakan antibiotik yang tersedia nikmat kelangsungan hidup bakteri resisten terhadap obat. Bakteri ini kemudian dapat mengirimkan gen ketahanan terhadap bakteri lain menggunakan lingkaran kecil DNA yang disebut plasmid.
Proses secara efektif mempercepat evolusi untuk menghasilkan bug yang tidak dapat dibunuh ketika mereka menyebabkan penyakit.
Masalahnya adalah besar dan menarik perhatian Perdana Menteri David Cameron pada bulan Juli, ketika ia mengumumkan sebuah panel interdisipliner baru untuk mengatasi masalah ini.
"Jika kita gagal bertindak, kita melihat skenario hampir tak terpikirkan di mana antibiotik tidak lagi bekerja dan kami dilemparkan kembali ke zaman kegelapan obat mana infeksi dapat diobati dan luka-luka akan membunuh sekali lagi," katanya.
Profesor Lu menggambarkan masalah sebagai "perlombaan senjata teknologi antara kami dan bakteri".
Sistem baru adalah "jenis baru antimikroba yang benar-benar bertindak sangat berbeda dengan orang-orang sebelumnya, dan saya pikir itu sebabnya kami sangat gembira dengan hal itu," jelasnya.
Bakteriofag adalah predator alami virus bakteri
Teknologi ini akhirnya bisa diberikan kepada orang sehat untuk mencegah resistensi antibiotik berkembang.
"Anda mungkin mengambil bakteri probiotik saat Anda sehat, dan bahwa bakteri probiotik dapat mendistribusikan CRISPR ini konstruksi ke populasi bakteri alami Anda, dan jenis imunisasi mereka untuk dapat mengambil gen resistensi bakteri.
"Jadi seperti plasmid resistensi antibiotik alami menyebar dalam suatu populasi, kita berpotensi merancang CRISPR ini konstruksi juga menyebar ... seperti parasit yang melompat dari bakteri bakteri."
"Pikirkan tentang hal seperti vaksin - tapi itu adalah vaksin untuk bakteri Anda, bukan untuk Anda."
Memperkenalkan perawatan gen mereplikasi diri ke microbiome tidak akan tanpa resiko.
"Hal ini memang sedikit radikal tapi saya pikir itu adalah hal yang menarik untuk dipertimbangkan."
'Sebuah toolkit yang memungkinkan'
"Penggunaan agen antimikroba berdasarkan DNA memiliki potensi menarik yang belum dimanfaatkan secara efektif," kata Lucinda Hall, profesor mikrobiologi molekuler di Queen Mary University of London.
"Tantangan terbesar adalah bagaimana untuk memberikan agen berbasis DNA ke dalam bakteri yang akan ditargetkan."
Tim MIT dieksplorasi dua pendekatan untuk ini.
"Satu ide adalah bahwa Anda hanya dapat piggy kembali dari sistem yang sama bahwa bakteri gunakan untuk perdagangan gen resistensi," Profesor Lu menjelaskan. Dalam pendekatan ini sel target menerima 'Trojan horse' plasmid DNA dari bakteri lain, dengan CRISPR tersembunyi di dalam.
Tapi ini akan membutuhkan bakteri hidup untuk diberikan kepada pasien - sehingga "itu mungkin bukan solusi terbaik untuk infeksi akut," ia mengakui.
Kedua, tim menggunakan bakteriofag - virus predator alami bakteri yang sangat mahir menyuntikkan DNA ke dalam sel inang.
Pendekatan ini juga bukan tanpa kesulitan. "Anda harus menemukan jenis yang tepat dari fag untuk mengikat setiap jenis bakteri," jelas Profesor Hall. "Ada juga pertanyaan tentang bagaimana mudah fag dapat mencapai lokasi dalam tubuh di mana bakteri yang menyebabkan infeksi, dan apakah mereka akan diblokir oleh antibodi."
"Ini adalah sesuatu yang kita harus mempertimbangkan," jawab Profesor Lu. "Kelompok-kelompok lain telah menemukan cara yang cukup menarik di sekitar ini, misalnya melapisi bakteriofag dengan bahan kimia yang pada dasarnya melindungi mereka dari sistem kekebalan tubuh."
Profesor Hall adalah juga kritis terhadap tarif membunuh bakteri dilaporkan, menggambarkan angka sebagai "mengecewakan".
"Kita perlu terus meningkatkan kemanjuran," kebobolan Profesor Lu. "Tetapi bahkan dengan [relatif sederhana] turun pada jumlah bakteri yang dapat mendeteksi meningkat secara signifikan kelangsungan hidup waxworms kami menggunakan untuk pengujian."
Manfaat memanipulasi keseimbangan "baik" dan "buruk" bakteri dalam tubuh mungkin melampaui memerangi infeksi.
"Ada kelas tertentu bakteri dalam usus Anda yang diketahui menduduki orang yang mengalami obesitas atau memiliki penyakit metabolik," jelas Profesor Lu.
"Kita bisa merancang sistem berbasis CRISPR yang akan masuk ke bakteri, ditargetkan untuk subset tertentu bakteri, dan hanya mengaktifkan ketika mereka mengakui gen yang kita tahu berkorelasi dengan penyakit manusia."
"Ini adalah toolkit yang memungkinkan bagi para ilmuwan dasar untuk sekarang mulai menyelidik sistem ini sedikit lebih baik."
"Anda mungkin mengambil bakteri probiotik saat Anda sehat, dan bahwa bakteri probiotik dapat mendistribusikan CRISPR ini konstruksi ke populasi bakteri alami Anda, dan jenis imunisasi mereka untuk dapat mengambil gen resistensi bakteri.
"Jadi seperti plasmid resistensi antibiotik alami menyebar dalam suatu populasi, kita berpotensi merancang CRISPR ini konstruksi juga menyebar ... seperti parasit yang melompat dari bakteri bakteri."
"Pikirkan tentang hal seperti vaksin - tapi itu adalah vaksin untuk bakteri Anda, bukan untuk Anda."
Memperkenalkan perawatan gen mereplikasi diri ke microbiome tidak akan tanpa resiko.
"Hal ini memang sedikit radikal tapi saya pikir itu adalah hal yang menarik untuk dipertimbangkan."
'Sebuah toolkit yang memungkinkan'
"Penggunaan agen antimikroba berdasarkan DNA memiliki potensi menarik yang belum dimanfaatkan secara efektif," kata Lucinda Hall, profesor mikrobiologi molekuler di Queen Mary University of London.
"Tantangan terbesar adalah bagaimana untuk memberikan agen berbasis DNA ke dalam bakteri yang akan ditargetkan."
Tim MIT dieksplorasi dua pendekatan untuk ini.
"Satu ide adalah bahwa Anda hanya dapat piggy kembali dari sistem yang sama bahwa bakteri gunakan untuk perdagangan gen resistensi," Profesor Lu menjelaskan. Dalam pendekatan ini sel target menerima 'Trojan horse' plasmid DNA dari bakteri lain, dengan CRISPR tersembunyi di dalam.
Tapi ini akan membutuhkan bakteri hidup untuk diberikan kepada pasien - sehingga "itu mungkin bukan solusi terbaik untuk infeksi akut," ia mengakui.
Kedua, tim menggunakan bakteriofag - virus predator alami bakteri yang sangat mahir menyuntikkan DNA ke dalam sel inang.
Pendekatan ini juga bukan tanpa kesulitan. "Anda harus menemukan jenis yang tepat dari fag untuk mengikat setiap jenis bakteri," jelas Profesor Hall. "Ada juga pertanyaan tentang bagaimana mudah fag dapat mencapai lokasi dalam tubuh di mana bakteri yang menyebabkan infeksi, dan apakah mereka akan diblokir oleh antibodi."
"Ini adalah sesuatu yang kita harus mempertimbangkan," jawab Profesor Lu. "Kelompok-kelompok lain telah menemukan cara yang cukup menarik di sekitar ini, misalnya melapisi bakteriofag dengan bahan kimia yang pada dasarnya melindungi mereka dari sistem kekebalan tubuh."
Profesor Hall adalah juga kritis terhadap tarif membunuh bakteri dilaporkan, menggambarkan angka sebagai "mengecewakan".
"Kita perlu terus meningkatkan kemanjuran," kebobolan Profesor Lu. "Tetapi bahkan dengan [relatif sederhana] turun pada jumlah bakteri yang dapat mendeteksi meningkat secara signifikan kelangsungan hidup waxworms kami menggunakan untuk pengujian."
Manfaat memanipulasi keseimbangan "baik" dan "buruk" bakteri dalam tubuh mungkin melampaui memerangi infeksi.
"Ada kelas tertentu bakteri dalam usus Anda yang diketahui menduduki orang yang mengalami obesitas atau memiliki penyakit metabolik," jelas Profesor Lu.
"Kita bisa merancang sistem berbasis CRISPR yang akan masuk ke bakteri, ditargetkan untuk subset tertentu bakteri, dan hanya mengaktifkan ketika mereka mengakui gen yang kita tahu berkorelasi dengan penyakit manusia."
"Ini adalah toolkit yang memungkinkan bagi para ilmuwan dasar untuk sekarang mulai menyelidik sistem ini sedikit lebih baik."
(http://www.bbc.com/news/health-29306807)
No comments:
Post a Comment
Komentar