Antibiotik adalah senjata tepercaya terhadap banyak jenis penyakit bakteri, tetapi meningkatnya resistensi terhadap obat adalah masalah utama. "Patogen mendapatkan resistensi lebih cepat daripada yang kita dapat memperkenalkan antibiotik baru, dan ini menyebabkan krisis kesehatan manusia, " kata ahli biokimia Kim Lewis dari Northeastern University.
Lewis adalah bagian dari tim yang baru-baru ini meluncurkan antibiotik yang menjanjikan, lahir dari cara baru untuk memanfaatkan kekuatan mikroorganisme tanah. Dalam uji coba pada hewan, teixobactin terbukti efektif membunuh beragam bakteri penyebab penyakit — bahkan yang telah mengembangkan kekebalan terhadap obat lain. Upaya terbaik para ilmuwan untuk menciptakan bakteri mutan dengan resistensi terhadap obat gagal, yang berarti teixobactin dapat berfungsi secara efektif selama beberapa dekade sebelum patogen secara alami mengembangkan resistensi terhadapnya.
"Era antibiotik" abad ke-20 memperkenalkan upaya yang ditargetkan dan sukses luas terhadap bakteri penyebab penyakit. Obat-obatan seperti penisilin dan streptomisin menjadi nama rumah tangga, dan jutaan orang mendapat manfaat darinya.
Tetapi penggunaan yang meluas — dan penyalahgunaan, seperti pasien yang tidak menggunakan obat dengan benar — berarti bakteri mulai bekerja lembur untuk mengembangkan resistensi terhadap antibiotik. Sekarang beberapa patogen, termasuk beberapa jenis TB, resisten terhadap semua antibiotik yang tersedia. Karena resistensi dapat berkembang dengan cepat, biaya pengembangan obat yang tinggi tidak dianggap memiliki nilai jangka panjang, dan lebih sedikit antibiotik baru yang mencapai pasar.
Sebagian dari masalah adalah masalah menumbuhkan kandidat yang paling menjanjikan di lab. Zat mikroba alami dari bakteri tanah dan jamur telah menjadi akar dari sebagian besar pengembangan obat antibiotik selama abad terakhir. Tetapi hanya sekitar satu persen dari organisme ini yang dapat tumbuh di laboratorium. Sisanya, dalam jumlah yang mengejutkan, tetap tidak berbudaya dan penggunaannya terbatas pada ilmu kedokteran, sampai sekarang.
Lewis dan timnya memutuskan pendekatan yang berbeda. “Alih-alih mencoba mencari tahu kondisi ideal untuk masing-masing dan setiap satu dari jutaan organisme di luar sana di lingkungan, untuk memungkinkan mereka tumbuh di laboratorium, kita hanya menumbuhkan mereka di lingkungan alami mereka di mana mereka sudah memiliki kondisi yang mereka miliki. butuhkan untuk pertumbuhan, ”katanya.
Untuk melakukan ini, tim merancang gadget yang mengapit sampel tanah di antara dua membran, masing-masing berlubang dengan pori-pori yang memungkinkan molekul seperti nutrisi untuk berdifusi tetapi tidak memungkinkan lewatnya sel. "Kami hanya menggunakannya untuk mengelabui bakteri agar berpikir bahwa mereka berada di lingkungan alami mereka, " kata Lewis.
Tim ini mengisolasi 10.000 strain bakteri tanah yang tidak dibudidayakan dan menyiapkan ekstrak dari mereka yang dapat diuji terhadap bakteri patogen jahat. Teixobactin muncul sebagai obat yang paling menjanjikan. Tikus yang terinfeksi bakteri yang menyebabkan infeksi saluran pernapasan bagian atas (termasuk S. aureus atau Streptococcus pneumoniae ) dirawat dengan teixobactin, dan obat itu menghilangkan infeksi tanpa efek toksik yang nyata.
Kemungkinan teixobactin efektif karena cara menargetkan penyakit: Obat memecah dinding sel bakteri dengan menyerang molekul lipid yang dibuat sel secara organik. Banyak antibiotik lain menargetkan protein bakteri, dan gen yang mengkode protein tersebut dapat bermutasi untuk menghasilkan struktur yang berbeda. Itu berarti serangan obat tidak selalu efektif, sehingga beberapa bakteri yang kuat dapat bertahan untuk akhirnya membantu membangun strain yang resisten.
Satu antibiotik yang ada yang juga menargetkan prekursor dinding sel lipid, vankomisin, bekerja secara efektif selama hampir 40 tahun sebelum bakteri mengembangkan resistensi. Senyawa baru ini jauh lebih terlindungi dari resistensi dibandingkan vankomisin, sehingga mungkin memiliki efektivitas jangka panjang, tim melaporkan hari ini di jurnal Nature .
Saat ini teixobactin dapat menyembuhkan tikus infeksi, yang merupakan awal yang baik, dan obat ini mungkin dua tahun lagi dari memulai tes klinis yang pada akhirnya dapat menyebabkan persetujuan untuk perawatan manusia. Dan menjanjikan, teixobactin hanya merupakan puncak gunung es, kata Lewis. Siapa yang tahu apa yang dapat ditemukan di antara jutaan spesies bakteri tanah yang tidak berbudaya?
"Ini sumber luar biasa senyawa antibiotik baru, " kata Lewis. "Anda bisa membayangkan semua jenis senyawa yang bisa ada di sana dan bisa melakukan segala macam hal. Bahkan selain dari antibiotik, senyawa yang Anda dapatkan dari mikroorganisme tanah juga telah digunakan untuk mengembangkan obat anti-kanker, imunosupresan, dan antiinflamasi. Jadi sungguh, bakteri ini sangat baik dalam membuat antibiotik, tetapi pasti ada banyak terapi lain yang dapat mereka buat juga. ”
