Penemuan ini dapat menyebabkan perawatan baru yang menyelamatkan nyawa untuk fibrosis kistik

Sebuah tim peneliti medis telah menemukan sesuatu yang baru dan mengejutkan tentang struktur infeksi bakteri yang dapat mengarah pada perawatan antibiotik yang lebih efektif. Temuan ini berlaku untuk berbagai jenis infeksi, termasuk yang akhirnya menyebabkan kematian bagi orang dengan fibrosis kistik.

Apa yang sebenarnya mereka temukan cukup rumit dan teknis, jadi kami akan membiarkan Paul Bollyky, Ph.D., salah satu penulis senior penelitian yang menggambarkan penemuan ini, menjelaskannya menggunakan metafora rayap.

(Pertama, inilah yang sudah kita ketahui: Banyak bakteri membentuk biofilm, yang merupakan struktur yang terdiri dari rantai panjang molekul dan juga bakteri itu sendiri. Biofilm benar-benar ulet dan keras kepala begitu terbentuk, dan mereka tersangkut di permukaan apa pun itu. mereka menginfeksi. Contoh umum adalah plak yang terbentuk pada gigi Anda.)

Oke, bawa pergi, Dr. Bollyky:

"Sebagian besar infeksi yang didapat orang sebenarnya terkait dengan apa yang disebut biofilm," kata Bollyky Terbalik. "Ketika bakteri berkoloni, misalnya, kandung kemih saya atau paru-paru saya atau katup jantung saya atau kateter yang ada di tubuh saya atau sesuatu seperti itu, ia meletakkan lapisan lendir - pada dasarnya rumah yang digunakan untuk menempel pada permukaan ini dan menyebabkan infeksi."

Inilah yang kami pikirkan sebelumnya, yang ternyata tidak sepenuhnya benar: “Asumsinya selalu bahwa biofilm seperti sarang ulat gipsi atau laba-laba sutra atau sesuatu, di mana mereka memutarnya dan mereka membuatnya,” kata Bollyky. Juga, "sebagian besar ilmuwan yang mempelajari hal-hal ini menganggap mereka seperti, pada dasarnya, kelinci debu atau bola rambut - mereka hanya massa polimer yang terjalin."

Sebaliknya, biofilm jauh seperti gundukan rayap - mereka memiliki struktur yang rumit dan terorganisir yang membuatnya tahan terhadap kerusakan. Juga, mereka memasukkan bahan dari dunia di sekitar mereka dalam proses pembangunan.

Apa yang kami tidak ketahui sampai sekarang adalah ini: Bakteri dan virus bersekongkol untuk membangun struktur biofilm yang ulet ini, yang mengejutkan karena virus biasanya dianggap musuh bagi bakteri yang mereka infeksi. Juga, bakteri yang terinfeksi virus (disebut bacteriophage atau phage) mengambil polimer (termasuk DNA Anda) dari lingkungan sekitar mereka dan mengaturnya menjadi struktur seperti kristal.

Ini membantu menjelaskan bagaimana biofilm terbentuk dan mengapa mereka begitu sulit ditembus. "Dengan cara yang sama bahwa berlian selamanya - berlian memiliki konfigurasi struktural yang membuatnya sangat stabil dan tahan lama - kami berpikir bahwa biofilm ini dirakit oleh bakteriofag, dan mereka juga kristal, yang benar-benar berlawanan dengan intuisi," kata Bollyky. Bayangkan kristal es menyebar di permukaan danau yang tenang:

“Sepertinya kami menemukan pada tingkat struktural, pada tingkat arsitektur, bagaimana gundukan rayap dibuat, dan itu akan memungkinkan kami untuk memisahkannya,” kata Bollyky.

Memerangi biofilm dengan antibiotik adalah seperti memerangi infestasi rayap dengan hanya membunuh rayap yang Anda lihat di luar gundukan, ia menjelaskan. "Anda dapat melepas sepatu dan menghancurkan beberapa rayap, tetapi begitu mereka berada di gundukan rayap, Anda agak kurang beruntung. Hal yang sama berlaku untuk biofilm: Mereka benar-benar resisten terhadap antibiotik."

Harapannya adalah bahwa perawatan baru dapat dikembangkan yang menargetkan bakteriofag yang terlibat dalam membangun biofilm, atau struktur kristal biofilm itu sendiri. Bollyky dan yang lainnya sudah memiliki banyak ide yang sedang mereka uji untuk mencapai tujuan ini.

Sekitar setengah dari infeksi klinis, terhitung miliaran dolar per tahun dalam biaya perawatan kesehatan, mungkin lebih baik ditargetkan oleh intervensi semacam ini, kata Bollyky. Itu berita bagus, khususnya bagi siapa saja yang mengenal siapa saja yang menderita fibrosis kistik.

Cystic fibrosis adalah kelainan genetik, dan orang yang memilikinya menghasilkan lendir yang lebih tebal dari normal di paru-paru dan saluran pencernaan mereka. Lendir tebal ini adalah inang yang hebat untuk biofilm, dan pada akhirnya infeksi bakteri inilah yang menyumbat paru-paru penderita CF, menghambat kemampuan mereka untuk bernapas. "Itu akhirnya menjadi semacam beton," kata Bollyky.

Sementara intervensi yang lebih baik secara dramatis meningkatkan harapan hidup bagi orang-orang dengan cystic fibrosis, itu masih merupakan prognosis yang suram dan akhirnya fatal. Orang yang lahir dengan cystic fibrosis pada 2010 diperkirakan hidup rata-rata kurang dari 40 tahun, dengan kualitas hidup mereka terganggu oleh perjuangan terus-menerus melawan infeksi kronis.

“Kami berpikir bahwa kami telah menemukan komponen infeksi ini, dan apa yang menyebabkan biofilm, yang orang benar-benar tidak ketahui sebelumnya,” kata Bollyky. "Dan itu mengasyikkan karena hal baru yang dapat kita pelajari tentang penyakit ini memberi kita target lain."