Penyelidik mempunyai bukti kaedah lain yang digunakan oleh bakteria untuk mengelakkan antibiotik. Sirirat / Shutterstock
Penggunaan antibiotik yang meluas adalah sebahagian besarnya untuk dipersalahkan untuk kemunculan bakteria tahan antibiotik, yang saat ini salah satu ancaman terbesar kepada kesihatan global. Bukan sahaja rintangan antibiotik sudah pun menyebabkan anggaran kematian 700,000 setahun, ia juga membuat banyak jangkitan, termasuk pneumonia, tuberkulosis, dan gonorea, lebih sukar untuk dirawat. Tanpa mengetahui bagaimana untuk menghentikan bakteria daripada membangunkan rintangan antibiotik, ia meramalkan bahawa penyakit boleh dicegah boleh menyebabkan 10m meninggal setahun oleh 2050.
Beberapa cara bakteria menjadi tahan kepada antibiotik adalah melalui perubahan dalam genom bakteria. Sebagai contoh, bakteria boleh mengepam antibiotik keluar, atau mereka boleh memecahkan antibiotik ke bawah. Mereka juga boleh berhenti membesar dan membahagikan, yang menjadikan mereka sukar untuk melihat sistem imun.
Walau bagaimanapun, penyelidikan kami telah memberi tumpuan kepada kaedah lain yang diketahui bahawa bakteria digunakan untuk menjadi tahan antibiotik. Kami secara langsung menunjukkan bahawa bakteria boleh "mengubah bentuk" dalam tubuh manusia untuk mengelakkan menjadi sasaran oleh antibiotik - satu proses yang tidak memerlukan perubahan genetik untuk bakteria untuk terus berkembang.
Hampir semua bakteria dikelilingi oleh struktur yang dikenali sebagai dinding sel. Dindingnya seperti jaket tebal yang melindungi terhadap tekanan alam sekitar dan menghalang sel dari pecah. Ia memberi bakteria bentuk biasa (sebagai contoh, batang atau sfera), dan membantu mereka membahagikan dengan cekap.
Sel manusia tidak mempunyai dinding sel (atau "jaket"). Oleh kerana itu, mudah bagi sistem kekebalan tubuh manusia untuk mengenali bakteria sebagai musuh kerana dinding selnya sangat berbeza. Dan, kerana dinding sel wujud dalam bakteria tetapi bukan pada manusia, ia adalah sasaran yang sangat baik untuk beberapa antibiotik yang terbaik dan paling biasa digunakan, seperti penisilin. Dengan kata lain, antibiotik yang menyasarkan dinding boleh membunuh bakteria tanpa merosakkan kita.
Walau bagaimanapun, bakteria kadang-kadang boleh hidup tanpa dinding sel mereka. Sekiranya keadaan sekitar dapat melindungi bakteria dari pecah, mereka boleh menjadi "bentuk L", yang merupakan bakteria yang tidak mempunyai dinding sel. Bakteria ini ditemui di 1935 oleh Emmy Klieneberger-Nobel, yang menamakan mereka selepas Institut Lister di mana dia bekerja pada masa itu.
Dalam makmal, kami sering menggunakan gula untuk mewujudkan persekitaran yang sesuai. Di dalam tubuh manusia, perubahan bentuk ini biasanya dicetuskan oleh antibiotik yang mensasarkan dinding sel bakteria, atau molekul imun tertentu - seperti lysozyme, sebuah molekul yang ada di dalam air mata kita yang membantu melindungi kita dari jangkitan bakteria.
Bakteria tanpa dinding sel sering menjadi rapuh dan kehilangan bentuk biasa mereka. Walau bagaimanapun, mereka juga menjadi sebahagian daripada sistem kekebalan tubuh kita, dan sepenuhnya tahan terhadap semua jenis antibiotik yang secara khusus menyasarkan dinding sel.
Para saintis telah lama menyangka bahawa penukaran L-bentuk mungkin menyumbang kepada jangkitan berulang dengan membantu menyembunyikan bakteria dari sistem imun dan menentang antibiotik. Walau bagaimanapun, sukar untuk mencari bukti untuk teori ini kerana sifat sukar difahami bentuk L dan kekurangan kaedah yang sesuai untuk mengesannya.
Melihat bakteria berubah bentuk
Kajian kami, yang diterbitkan dalam Nature Communications, kelihatan khusus pada spesies bakteria yang berkaitan dengan jangkitan saluran kencing berulang (UTI). Ia mendapati bahawa banyak spesies bakteria yang berbeza - termasuk E. coli and Enterococcus - Sesungguhnya dapat bertahan sebagai bentuk L dalam tubuh manusia. Ini adalah sesuatu yang tidak pernah dibuktikan secara langsung sebelum ini. Kami dapat mengesan bakteria ini licin menggunakan probe pendarfluor yang mengiktiraf DNA bakteria.
Kami menguji sampel air kencing dari pesakit-pesakit yang berumur dengan UTI berulang dengan menanamnya dalam gula tinggi dalam gula. Bukan sahaja persekitaran ini membantu melindungi bakteria daripada pecah, ia juga mengasingkan bakteria L-bentuk yang terdapat dalam sampel ini. Dalam eksperimen yang berasingan, kita dapat melihat keseluruhan proses berlaku dalam embrio zebrafish yang hidup di hadapan antibiotik.
Selepas antibiotik dikeluarkan, bakteria berubah dari bentuk L ke bentuk biasa mereka dengan dinding sel. (Kredit kepada Newcastle University, UK)
Yang penting, kajian kami menunjukkan bahawa antibiotik perlu diuji dalam keadaan yang lebih mencerminkan tubuh manusia. Orang-orang yang kini digunakan di makmal perubatan tidak memberikan perlindungan yang cukup untuk bentuk-bentuk L yang halus untuk bertahan.
Sebelum kita dapat memahami sepenuhnya betapa pentingnya penukaran bentuk L dibandingkan dengan bentuk rintangan antibiotik yang lain, kajian lanjut yang menggunakan lebih banyak pesakit akan diperlukan. Ia juga penting untuk menyiasat apa peranan bentuk L boleh berlaku dalam jangkitan berulang yang lain, seperti sepsis atau jangkitan paru-paru.
Sehingga kini, penyelidikan ke dalam bentuk L telah menjadi bidang kontroversi, tetapi harapan kami adalah bahawa penemuan ini akan mendorong lebih banyak penyelidikan ke dalam bentuk L dalam keadaan penyakit. Harapan kami adalah bahawa penemuan ini akan membantu mencari cara untuk membersihkan bakteria ini dari badan kita. Menggabungkan antibiotik aktif dinding sel dengan orang-orang yang akan membunuh bentuk L mungkin menjadi satu penyelesaian untuk memerangi jangkitan tahan antibiotik.
Pertempuran kita dengan bakteria sedang berlangsung. Seperti yang kita buat dengan strategi baru untuk melawan mereka, mereka mempunyai cara untuk melawan. Kajian kami menonjolkan lagi cara lain bahawa bakteria menyesuaikan diri yang perlu kita pertimbangkan dalam pertempuran berterusan kita dengan penyakit berjangkit.
Mengenai Penulis
Katarzyna Mickiewicz, Fellow Penyelidik Universiti Newcastle, Universiti Newcastle
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.
