Senjata baru yang brilian dalam memerangi bakteri yang kebal antibiotik

Sebuah probe kimia baru bersinar di hadapan enzim bakteri yang berkontribusi terhadap resistensi antibiotik. Kredit: Universitas Texas di Austin

Dalam perlombaan senjata abadi antara bakteri dan antibiotik buatan manusia, ada alat baru untuk memberikan keuntungan bagi pengobatan manusia, sebagian dengan mengungkapkan kelemahan bakteri dan berpotensi mengarah pada perawatan yang lebih spesifik atau baru untuk infeksi bakteri.

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh para ilmuwan di University of Texas di Austin telah mengembangkan probe kimia untuk membantu mengidentifikasi enzim, yang diproduksi oleh beberapa jenis bakteri E. coli dan pneumokokus, yang diketahui dapat memecah beberapa jenis antibiotik umum, menyebabkan bakteri ini berbahaya. resisten terhadap pengobatan.

“Sebagai tanggapan terhadap pengobatan antibiotik, bakteri telah mengembangkan beberapa mekanisme untuk melawan pengobatan ini, dan salah satunya adalah membuat enzim yang pada dasarnya mengunyah antibiotik sebelum mereka dapat melakukan tugasnya,” kata Emily Que, seorang profesor kimia tambahan dan tim peneliti kunci. . “Jenis alat yang kami kembangkan memberi kami informasi penting yang dapat membuat kami selangkah lebih maju dari bakteri mematikan.”

Dalam sebuah artikel yang diterbitkan online pada 26 Mei 2021 di Jurnal American Chemical Society, para peneliti fokus pada ancaman yang ditimbulkan oleh enzim bakteri yang disebut metallo-beta-laktamase (NDM) dari New Delhi. Mereka mulai membuat molekul yang bersinar ketika bersentuhan dengan enzim NDM. Ketika probe kimia ini ditambahkan ke tabung reaksi, mereka mengikat enzim dan bersinar. Alat ini dapat digunakan untuk mengingatkan dokter tentang jenis ancaman bakteri apa yang mempengaruhi pasien mereka dan memberi tahu mereka antibiotik apa yang harus digunakan.

NDM memecah antibiotik ke dalam kelas penisilin, sefalosporin, dan karbapenem, yang merupakan beberapa perawatan teraman dan paling efektif untuk infeksi bakteri. Ada kelas antibiotik lain, tetapi mereka mungkin memiliki lebih banyak efek samping, memiliki lebih banyak interaksi obat, dan mungkin kurang tersedia di beberapa bagian dunia.

Selain menunjukkan keberadaan enzim NDM, penyelidikan kimia fluoresen yang dikembangkan oleh Que dan Walt Fast, profesor biologi kimia dan kimia obat, dapat membantu menemukan cara berbeda untuk melawan bakteri resisten ini. Salah satu pilihan pengobatan yang digunakan dokter dengan bakteri resisten adalah menggabungkan antibiotik umum dan inhibitor. Meskipun tidak ada inhibitor yang efektif secara klinis yang diketahui untuk bakteri penghasil NDM, probe Que dapat membantu menemukannya.

Setelah probe terikat pada enzim dan mulai bersinar, jika inhibitor yang efektif diperkenalkan, probe akan lepas dan cahaya akan berhenti. Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk menguji sejumlah besar obat potensial dengan sangat cepat: penelitian tentang Que dan Fast berharap dapat berlanjut di masa depan.

“Ini memungkinkan kami untuk bekerja menuju pengembangan terapi dan pada akhirnya memahami karakteristik evolusi protein ini,” kata Radhika Mehta, lulusan PhD baru-baru ini dari UT Austin dan penulis utama makalah ini. Mehta saat ini adalah rekan postdoctoral di Merchant Lab Universitas California, Berkeley.

Studi ini juga meneliti proses yang disebut imunitas nutrisi, yang berasal dari produksi protein oleh tubuh manusia sebagai respons terhadap infeksi. Protein menangkap semua logam yang tersedia dalam tubuh, seperti seng yang dibutuhkan untuk membuat NDM, yang membuat bakteri lebih rentan terhadap serangan.

“Evolusi bakteri ini sejak penemuannya pada tahun 2008 menunjukkan bahwa ia tidak hanya mengembangkan resistensi terhadap antibiotik, tetapi juga mencoba untuk memerangi proses kekebalan alami manusia. Ini sangat menakutkan,” kata Que.

Probe Que juga dapat digunakan untuk mempelajari kekebalan nutrisi dan NDM karena akan bersinar hanya dengan adanya seng yang dibutuhkan untuk membentuk enzim.

Referensi: “Visualisasi keadaan metalisasi dinamis dari metallo-β-laktamase-1 baru di New Delhi pada bakteri dengan probe fluoresen yang dapat dibalik” oleh Radhika Mehta, Dann D. Rivera, David J. Reilley, Dominique Tan , Pei W. Thomas, Abigail Hinojosa, Alesha C. Stewart, Zishuo Cheng, Caitlyn A. Thomas, Michael W. Crowder, Anastassia N. Alexandrova, Walter Fast, dan Emily L. Que, 26 Mei 2021, Jurnal American Chemical Society.
DOI: 10.1021 / jacs.1c00290

Radhika Mehta, Dann D. Rivera, Dominique Tan, Pei W. Thomas, Abigail Hinojosa, Alesha C. Stewart dan Walter Fast dari University of Texas di Austin; David J. Reilley dan Anastassia N. Alexandrova dari Universitas California, Los Angeles; dan Zishuo Cheng, Caitlyn A. Thomas, dan Michael W. Crowder dari University of Miami juga berkontribusi dalam penelitian ini. Penelitian ini didanai oleh National Institutes of Health, National Science Foundation, dan Robert A. Welch Foundation.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Menyelidiki lebih dalam tentang asal usul sinar kosmik dengan gerakan Brown geometris

Representasi skema sinar kosmik yang merambat melalui awan magnetik. Kredit: Salvatore Buonocore Model simulasi menyediakan langkah pertama dalam mengembangkan algoritma untuk meningkatkan metode deteksi. Sinar...

Penyerapan elektron terpisah yang ditangkap dalam film

Film menangkap gambar penangkapan elektron terpisah. Kredit: Javier Marmolejo Para peneliti di Universitas Gothenburg telah mengamati penyerapan satu elektron oleh tetesan melayang dengan amplitudo...

Perlindungan probiotik? Bakteri Usus Ditemukan Melindungi Usus Terhadap Virus COVID-19

Para peneliti dari Universitas Yonsei di Korea Selatan telah menemukan bahwa bakteri tertentu yang hidup di usus manusia mengeluarkan obat yang menghambat SARS-CoV-2. ...

Menggali sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir purba dari sedimen gua

Galeri patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba - film sains Madrid DNA mitokondria manusia purba telah diekstraksi dari deposit gua, tetapi nilainya...

Sakelar Semikonduktor Berpanduan Laser untuk Komunikasi Generasi Selanjutnya

Insinyur Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah menemukan jenis baru sakelar semikonduktor yang digerakkan oleh laser yang secara teoritis dapat mencapai kecepatan lebih tinggi pada...

Newsletter

Subscribe to stay updated.