Laut Arktik ternyata merupakan harta karun potensial untuk obat-obatan baru

Para ilmuwan telah menemukan senyawa baru dalam bakteri Laut Arktik yang dapat melawan infeksi yang resistan terhadap antibiotik dan membuka jalan bagi obat generasi berikutnya.

Masalah resistensi antibiotik dan peluang baru

Antibiotik merupakan dasar pengobatan modern; tanpa antibiotik, mengobati infeksi dan melakukan operasi akan sangat berisiko. Namun, setiap tahun kita menghadapi masalah resistensi bakteri terhadap antibiotik yang terus meningkat, sementara laju penemuan antibiotik yang pada dasarnya baru masih jauh tertinggal.

Menjelajahi habitat baru

Ada alasan untuk berharap: 70% dari semua antibiotik berlisensi berasal dari aktinobakteri yang hidup di tanah, tetapi sebagian besar habitat di Bumi belum dieksplorasi. Mencari antibiotik baru di antara aktinobakteri di tempat lain yang kurang diteliti, seperti Laut Arktik, merupakan strategi yang menjanjikan. Terutama jika dapat ditemukan molekul baru yang tidak membunuh bakteri secara langsung, tetapi mengurangi virulensinya (kemampuan untuk menyebabkan penyakit), sehingga lebih sulit bagi resistensi untuk berkembang dan mengurangi kemungkinan efek samping.

Metode penyaringan canggih mengungkap senyawa baru

“Dalam penelitian kami, kami menggunakan skrining sensitivitas tinggi (FAS-HCS) dan uji translokasi Tir untuk mengidentifikasi secara spesifik senyawa antivirus dan antibakteri dari ekstrak aktinobakteri,” kata Dr. Päivi Tammela, profesor di Universitas Helsinki, Finlandia, dan penulis utama penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Frontiers in Microbiology. “Kami menemukan dua senyawa berbeda: fosfolipid besar yang menghambat virulensi E. coli enteropatogenik (EPEC) tanpa memengaruhi pertumbuhannya, dan senyawa yang menghambat pertumbuhan bakteri, keduanya dari aktinobakteri yang diisolasi dari lautan Arktik.”

Untuk menganalisis kandidat obat, tim tersebut melakukan sistem penyaringan otomatis yang dirancang untuk bekerja dengan ekstrak mikroba yang kompleks. Para peneliti mengembangkan serangkaian metode baru yang memungkinkan mereka menguji efek antivirus dan antibakteri dari ratusan senyawa yang tidak diketahui secara bersamaan. Mereka memilih strain EPEC yang menyebabkan diare parah pada anak-anak di bawah usia lima tahun, terutama di negara-negara berkembang, sebagai target.

Penemuan senyawa antivirus dan antibakteri

Senyawa yang diteliti diperoleh dari empat spesies aktinobakteri yang diisolasi dari invertebrata yang dikumpulkan di Laut Arktik di lepas pantai Svalbard selama ekspedisi kapal penelitian Norwegia Kronprinz Haakon pada bulan Agustus 2020. Bakteri tersebut kemudian dikulturkan, sel-selnya diekstraksi dan isinya dipisahkan menjadi beberapa fraksi. Setiap fraksi diuji secara in vitro untuk EPEC yang melekat pada sel karsinoma kolorektal.

Para peneliti menemukan dua senyawa yang sebelumnya tidak diketahui dengan aktivitas biologis yang berbeda: satu dari strain yang tidak diketahui (T091-5) dari genus Rhodococcus dan yang lainnya dari strain yang tidak diketahui (T160-2) dari genus Kocuria. Senyawa dari strain T091-5, yang diidentifikasi sebagai fosfolipid besar, menunjukkan efek antivirulensi yang kuat dengan menghambat pembentukan alas aktin dan pengikatan EPEC ke reseptor Tir pada permukaan sel inang. Senyawa dari strain T160-2 menunjukkan sifat antibakteri yang kuat, menghambat pertumbuhan bakteri EPEC.

Hasil yang menjanjikan dan langkah selanjutnya

Analisis terperinci menunjukkan bahwa fosfolipid dari galur T091-5 tidak menghambat pertumbuhan bakteri, sehingga menjadikannya kandidat yang menjanjikan untuk terapi antivirus karena mengurangi kemungkinan perkembangan resistensi. Pada saat yang sama, senyawa dari galur T160-2 menghambat pertumbuhan bakteri dan akan dipelajari lebih lanjut sebagai antibiotik baru yang potensial.

Metode HPLC-HR-MS2 digunakan untuk mengisolasi dan mengidentifikasi senyawa-senyawa ini. Berat molekul fosfolipid sekitar 700 dan mengganggu interaksi antara EPEC dan sel inang. “Langkah selanjutnya termasuk mengoptimalkan kondisi kultur untuk produksi senyawa dan mengisolasi jumlah yang cukup dari setiap senyawa untuk karakterisasi lebih lanjut dari struktur dan aktivitas biologisnya,” tambah Tammela.