Resistensi Antibiotik Menyebar Melalui Udara yang Kita Bernapas, Peringatkan Para Ilmuwan

Kabut tebal yang menggulung jembatan Gerbang Emas San Francisco identik dengan Bay Area. Tetapi lebih dari sekadar lambang untuk kota pantai, kabut itu juga dapat mewakili jalan raya besar bagi gen yang menciptakan "serangga super" yang berbahaya dan kebal antibiotik, memperingatkan para ilmuwan dalam sebuah penelitian yang diterbitkan dalam Ilmu dan Teknologi Lingkungan. Munculnya super-bakteri melalui resep berlebihan dan penyalahgunaan antibiotik cukup sulit untuk dikendalikan, tetapi sekarang, sepertinya mereka mungkin muncul dari udara.

Penyebaran infeksi yang mengkhawatirkan dari super gonore dan Staphylococcus aureus menunjukkan seberapa buruk masalah bakteri yang kebal antibiotik. Pada bulan Januari, Organisasi Kesehatan Dunia menemukan bahwa 500.000 orang di 22 negara memiliki infeksi resisten antibiotik yang hampir tidak dapat diobati. Alasan superbug ini sangat berbahaya adalah karena mereka membawa gen resistensi antibiotik tertentu (ARG) yang melindungi mereka dari sebagian besar obat.

Biasanya, ARG menyebar ketika satu superbug yang beruntung selamat setelah dosis obat antibiotik membunuh sebagian besar kawannya, memungkinkan superbug itu berkembang biak, menciptakan koloni antek-anteknya sendiri yang berbagi bahan genetik superiornya. Tetapi tim di belakang studi baru menemukan bahwa dalam ARG ini dapat menyebar dengan cara yang berbeda: Mereka bisa menjadi di udara, bepergian dari bakteri ke bakteri di seluruh dunia - menciptakan bentuk baru super.

“ARG dapat melakukan perjalanan melalui udara ke daerah-daerah terpencil atau tempat-tempat lain di mana antibiotik di sisi lain kurang digunakan,” penulis penelitian Maosheng Yao Ph.D. Sekolah Tinggi Ilmu Pengetahuan dan Teknik Lingkungan Universitas Peking menceritakan Terbalik. "Bakteri umum bisa menjadi kebal terhadap antibiotik ketika menggunakan ARG ini."

ARG di udara membuat Yao dan timnya gugup karena mereka mewakili metode penimbunan gen kedua bakteri yang lebih sulit dikelola. Tidak seperti hewan yang harus menunggu untuk melahirkan untuk meneruskan materi genetik mereka ke generasi berikutnya, bakteri dapat menyuntikkan satu sama lain dengan bahan genetik, termasuk ARG. Efeknya permanen karena gen disandikan dalam DNA bakteri penerima.

Proses ini, disebut transfer horisontal, adalah apa yang membuat resistensi udara menjadi ancaman. Arus udara yang bersirkulasi di lingkungan perkotaan berputar-putar di sekitar jutaan orang setiap hari, sangat meningkatkan kemungkinan bahwa bakteri resisten yang khas mungkin bertemu dengan bakteri yang kebal antibiotik.

ARG Globetrotting

Pengamatan yang menggelegak menimbulkan dua pertanyaan untuk Yao. Kota-kota apa di seluruh dunia yang merupakan titik panas pariwisata ARG, dan bagaimana mereka bisa mengudara?

Untuk menyelidiki ini, tim mengambil sampel tingkat bakteri di udara dari 19 kota termasuk San Francisco, Beijing, dan Paris menggunakan metode yang sangat cerdik. Mereka secara acak memilih mobil dari masing-masing kota dan mengambil sampel partikel yang menumpuk di bagian dalam filter AC, yang telah terbukti setia mewakili partikel dalam polutan luar. Dengan mengikis filter sendiri, tim memiliki banyak sampel untuk menyaring ARG mereka.

Pemutaran mereka terungkap 30 berbagai jenis ARG yang membuat bakteri kebal terhadap tujuh jenis antibiotik.

Beijing, Cina, dan Brisbane, Australia menempati urutan teratas sebagai kota dengan kota terbanyak perbedaan ARG di udara, tetapi jenis ARG di udara sangat bervariasi dari kota ke kota. Misalnya, udara Melbourne mengandung kadar tinggi gen-gen di udara yang memberikan resistensi terhadap obat-obatan seperti penisilin dan gen-gen tingkat rendah yang memberikan resistensi terhadap ciproflaxin, antibiotik yang digunakan untuk mengobati tipus.

Di samping analisis ini, satu kota menduduki peringkat teratas dengan konsentrasi ARG tertinggi di udara mereka: San Francisco. Meskipun kota ini memiliki polusi keseluruhan yang lebih sedikit di udara daripada kota-kota padat seperti Beijing, Yao terkejut menemukan bahwa Area Teluk memiliki ARG lebih banyak di udara daripada Paris, Beijing, dan Singapura dan lebih dari 100 kali lebih banyak ARG daripada kota Bandung yang relatif kecil, Indonesia.

"Untuk beberapa kota dengan kualitas udara yang baik, kami telah mendeteksi jumlah ARG yang lebih tinggi, bahkan termasuk ARG yang dirancang untuk melawan antibiotik yang paling kuat," jelas Yao.

Dari mana mereka berasal?

Yao menyarankan bahwa gen-gen ini berasal dari tempat-tempat seperti pabrik pengolahan air limbah, rumah sakit atau operasi pemberian makan hewan. Air limbah, khususnya, sering diobati dengan antibiotik yang, jika tidak berhasil membunuh semua bakteri, dapat menyebabkan para penyintas berevolusi menjadi gen resistensi. Penelitian sebelumnya juga menunjukkan air limbah kemungkinan aerosol - yang berarti bahwa partikel yang ada di air dapat menjadi udara.

Apa pun yang mendorong penyebaran resistensi antibiotik, sekarang saatnya untuk menggandakannya untuk menahannya, tulis para peneliti dari University of Exeter Medical School di sebuah industri yang didanai mBio belajar pada hari Selasa. "Sejauh ini banyak upaya penelitian untuk mengatasi masalah ini telah ada di sekitar rumah sakit dan mengurangi resep klinis, tetapi kita sekarang tahu bahwa lingkungan cenderung berperan dalam bagaimana resistensi terhadap antibiotik dapat berevolusi dan menyebar," kata penulis utama William Gaze, Ph.D. “Kita semua harus berpikir lebih holistik tentang pengelolaan limbah lingkungan, termasuk bagaimana kita mengolah air limbah kita.”

Bahkan jika gen bakteri yang hidup di air limbah itu akhirnya tidak menjadi globetrotter di udara yang mengambang di kota-kota di seluruh dunia, menjadi lebih baik dalam menjaga limbah kita di bawah kendali, Yao menyarankan, mungkin tempat yang baik untuk memulai. Sementara itu, bantulah warga San Francisco dan berhenti membilas antibiotik di toilet.