royaltystockphoto / Shutterstock
Rintangan antibiotik menyebar dengan cepat seluruh dunia. Apabila bakteria berjangkit bermutasi dengan cara tertentu dan kemudian membiak, mereka boleh menjadi tahan terhadap ubat yang paling kuat. Tetapi penyelidikan telah mendedahkan cara alternatif yang membimbangkan bahawa rintangan antibiotik dapat menyebar: organisme yang melangkah ke atas daya tahannya terhadap bakteria hidup yang lain.
Pada bulan Jun 2012, seorang lelaki berusia 35 dari São Paulo mendapati dirinya di hospital dengan pelbagai masalah. Di samping diagnosis kanser kulit, dia diberitahu bahawa dia menanggung jangkitan bakteria berpotensi maut. Doktor meletakkannya di dalam kemoterapi dan antibiotik, dan rawatan membunuh bakteria kelihatan melakukan kerja. Tetapi dalam tempoh sebulan, demam yang didorong oleh mikrob telah kembali.
Pesakit telah mengontrak superbug MRSA yang terkenal (tahan methicillin Staphylococcus aureus). Jadi, pasukan perubatan bertukar menjadi salah satu "antibiotik pertahanan terakhir", yang vancomycin kompaun yang kuat. Ketegangan MRSA pada asalnya tidak mempunyai pertahanan semula jadi terhadap vancomycin, tetapi pada bulan Ogos tahun itu ia menjadi tahan, menjadikan rawatan tidak berkesan.
Para saintis akan kemudian mendedahkan yang bukannya memperoleh ketahanan melalui mutasi yang mudah, MRSA sebaliknya telah berbakat satu besar DNA baru. Dalam rangkaian kod genetik yang disumbangkan itu adalah arahan untuk protein yang akan memastikan bakteria selamat dari kerja antibiotik yang merosakkan. MRSA telah ditangani tangan yang menang, tetapi di manakah DNA ini berasal?
Masukkan Enterococcus faecalis. Bug ini biasanya digambarkan sebagai bakteria commensal (salah satu daripada "bakteria baik" kita), yang hidup dengan gembira dalam keberanian kami yang tidak mendatangkan mudarat. Saluran penghadaman kita adalah sarang aktiviti mikrob, memelihara organisma bersel tunggal dalam trilion mereka. Mikrobioma yang dinamakan sangat penting untuk mengekalkan a usus manusia yang sihat, tetapi juga membantu untuk menahan serangga bug seperti faecalis.
Apabila pesakit dengan sistem imun yang lemah menjalani rawatan antibiotik, bahagian yang tidak diingini ini boleh berkembang. Apabila kita diberi antibiotik, mereka membazir secara tidak sengaja semua bakteria yang tidak mempunyai pertahanan semula jadi, kadang-kadang membersihkan mikrobiotik usus ramai penduduknya yang mesra. Tetapi faecalis adalah dilengkapi secara intrinsik dengan senjata mekanisme penentangan semulajadi dalam DNAnya, sering membiarkannya bertahan.
Tanpa jiran-jiran yang menindas atau sistem imun yang dapat menahan mereka, faecalis dan rakan-rakannya yang tahan meluas dan berkembang maju, dengan gembira untuk memasuki harta tanah baru yang terdapat di dalam usus. Dan tidak lama kemudian mereka berhubung rapat dengan jiran yang tahan dan berpotensi menyebabkan penyakit.
Maklumat bertukar
Apabila manusia berkumpul, kita sering bertukar idea melalui bahasa. Tetapi apabila bakteria datang bersama mereka boleh bertukar maklumat melalui arahan DNA yang dikodkan. Ini dikenali sebagai pemindahan gen mendatar, di mana salinan DNA bergerak dari satu sel ke yang lain. Malangnya, E. faecalis dan senegara superbug mempunyai semua maklumat terbaik untuk dikongsi, maklumat yang membolehkan mereka bertahan hidup antibiotik.
Tetapi faecalis telah melangkah lebih jauh ke atas perjalanan evolusionernya, menjadi salah satu penunjuk utama rintangan antibiotik. Mekanisme pertahanan yang digunakan oleh bakteria untuk menjaga diri dari kod genetik yang tidak diinginkan adalah sistem CRISPR-cas9, yang sekarang juga digunakan para saintis sebagai cara untuk mengedit DNA. Sistem ini berasal sebagai cara untuk bakteria memotong DNA virus dan kod genetik berpotensi berbahaya yang lain sebelum menyebabkannya membahayakan.
E. faecalis sekali gus menyerang sistem CRISPR-cas9 yang penting tetapi, dengan luar biasa, mengorbankan mekanisme pertahanan supaya semua jenis DNA dapat masuk dan kekal di dalam dinding sel. Ini adalah strategi yang berisiko tetapi akhirnya terbukti berbaloi, membuka kunci bagi faecalis untuk memperoleh, dan seterusnya menyebarkan, pengetahuan genetik. Ia melalui reka bentuk keuntungan dan faedah yang diberikan oleh faecalis ketahanan vancomycin pada MRSA.
Rintangan antibiotik mengancam keupayaan kita untuk merawat jangkitan serius. Titikul B / Shutterstock
Antibiotik melakukan peranan penting dalam perubatan moden. Mereka digunakan secara rutin untuk merawat penyakit berjangkit, diberikan sebelum pembedahan, dan telah menyumbang untuk meningkatkan purata jangka hayat oleh purata 20 tahun di seluruh dunia. Ini menanggulangi rintangan antibiotik salah satu isu yang paling mendesak dihadapi oleh spesies kami hari ini. Namun, dalam bakteria seperti faecalis, saintis telah menemui mikrob yang berkecimpung untuk meningkatkan bahaya yang dibentangkan oleh rintangan antibiotik yang berkembang.
Ini menjadikan pemahaman E. faecalis sangat penting. Namun, sebahagian besar rintangan intrinsik semula jadi mikrobiologi masih terselubung dalam misteri. Secara frustrasi, faecalis sering mempunyai pelindung lengannya apabila dicabar oleh antibiotik. Sekiranya kita memadam sekeping DNA yang penting, contohnya, kita sering mendapati bahawa faecalis mempunyai seksyen DNA yang lain yang dapat melaksanakan peranan yang sama, yang memberikan rintangan antibiotik tanpa mengira. Walau bagaimanapun, kami masih belum memahami sepenuhnya mana bahagian DNA mempunyai pelan cadangan genetik dan yang tidak.
Sekeping DNA tanpa sebarang cadangan akan membuat sasaran dadah yang ideal. Dan mujurlah, kami dapat mengenal pasti bahagian-bahagian penting dalam makmal dengan secara berperingkat memotong segmen DNA. Satu demi satu, setiap penghapusan akan membawa kita satu langkah lebih dekat untuk mengenal pasti bahagian utama kod genetik yang penting untuk E. faecalis untuk terus hidup. Ini menjadikan kami yakin bahawa kami tidak akan dapat menumpuk geladak demi kebaikan kami terhadap patogen oportunistik ini, dan akhirnya membuang peniaga dari permainan.
Mengenai Pengarang
Sali Morris, Calon Phd, University of Bath and James S. Horton, Calon Phd, University of Bath
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku berkaitan:
Badan Mengekalkan Skor: Otak Minda dan Badan dalam Penyembuhan Trauma
oleh Bessel van der Kolk
Buku ini meneroka hubungan antara trauma dan kesihatan fizikal dan mental, menawarkan pandangan dan strategi untuk penyembuhan dan pemulihan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Nafas: Sains Baharu Seni yang Hilang
oleh James Nestor
Buku ini meneroka sains dan amalan pernafasan, menawarkan pandangan dan teknik untuk meningkatkan kesihatan fizikal dan mental.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
The Plant Paradox: Bahaya Tersembunyi dalam Makanan "Sihat" Yang Menyebabkan Penyakit dan Berat Badan
oleh Steven R. Gundry
Buku ini meneroka kaitan antara diet, kesihatan dan penyakit, menawarkan pandangan dan strategi untuk meningkatkan kesihatan dan kesejahteraan keseluruhan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Kod Kekebalan: Paradigma Baharu untuk Kesihatan Sebenar dan Anti-Penuaan Radikal
oleh Joel Greene
Buku ini menawarkan perspektif baharu tentang kesihatan dan imuniti, menggunakan prinsip epigenetik dan menawarkan pandangan serta strategi untuk mengoptimumkan kesihatan dan penuaan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Panduan Lengkap Puasa: Sembuhkan Tubuh Anda Melalui Puasa Selang Selang, Hari Bergantian dan Berpanjangan
oleh Dr. Jason Fung dan Jimmy Moore
Buku ini meneroka sains dan amalan berpuasa yang menawarkan pandangan dan strategi untuk meningkatkan kesihatan dan kesejahteraan keseluruhan.
