Penelitian baru membantu menciptakan antibiotik baru

Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan proses dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan atribut berikut sambil memastikan kredibilitas konten:

fakta diverifikasi

publikasi yang ditinjau oleh rekan sejawat

sumber terpercaya

membenarkan

OKE! T. thermophilus strain HB27 mengekspresikan metilase mirip Cfr. Kredit: Biologi Kimia Alam (2024). DOI: 10.1038/s41589-023-01525-w

× tutup

T. thermophilus strain HB27 mengekspresikan metilase mirip Cfr. Kredit: Biologi Kimia Alam (2024). DOI: 10.1038/s41589-023-01525-w

Para ilmuwan dari Universitas Illinois Chicago dan Universitas Harvard telah mengembangkan antibiotik yang dapat memberikan obat senjata baru dalam melawan bakteri yang resistan terhadap obat dan penyakit yang ditimbulkannya.

Antibiotik kresomisin, yang dijelaskan dalam Science, secara efektif menekan bakteri patogen yang menjadi resisten terhadap banyak obat antimikroba yang biasa diresepkan.

Antibiotik baru yang menjanjikan ini adalah temuan terbaru dalam kemitraan penelitian jangka panjang antara kelompok Yury Polikanov, profesor ilmu biologi di UIC, dan rekannya di Harvard. Ilmuwan UIC memberikan wawasan penting mengenai mekanisme dan struktur seluler yang membantu peneliti Harvard merancang dan mensintesis obat baru.

Dalam mengembangkan antibiotik baru, kelompok tersebut mengamati berapa banyak antibiotik yang berinteraksi dengan target seluler umum – ribosom – dan bagaimana bakteri yang resistan terhadap obat memodifikasi ribosomnya untuk melawan.

Lebih dari separuh antibiotik menghambat pertumbuhan bakteri patogen dengan mengganggu biosintesis protein mereka – sebuah proses kompleks yang dikatalisis ribosom yang mirip dengan “printer 3D yang membuat semua protein di dalam sel,” kata Polikanov. Antibiotik mengikat ribosom bakteri dan mengganggu proses produksi protein, menyebabkan bakteri penyerang mati.

Namun banyak spesies bakteri telah mengembangkan pertahanan sederhana terhadap serangan ini. Dalam salah satu pertahanannya, mereka mengganggu aktivitas antibiotik dengan menambahkan satu gugus metil tiga hidrogen, satu karbon, ke ribosomnya.

Para peneliti berspekulasi bahwa pertahanan ini hanyalah bakteri yang secara fisik menghalangi tempat obat berikatan dengan ribosom, “seperti peniti di kursi,” kata Polikanov. Namun para peneliti menemukan cerita yang lebih kompleks, seperti yang mereka jelaskan dalam makalah yang diterbitkan bulan lalu di Nature Chemical Biology.

Dengan menggunakan metode yang disebut kristalografi sinar-X untuk memvisualisasikan ribosom yang resistan terhadap obat dengan presisi mendekati atom, mereka menemukan dua taktik pertahanan. Mereka menemukan bahwa gugus metil secara fisik menghalangi tempat pengikatan, namun juga mengubah bentuk bagian dalam “usus ribosom”, yang selanjutnya mengganggu aktivitas antibiotik.

Laboratorium Polikanov kemudian menggunakan kristalografi sinar-X untuk menyelidiki bagaimana beberapa obat, termasuk yang diterbitkan di Nature oleh kolaborasi UIC/Harvard pada tahun 2021, menghindari bentuk umum resistensi bakteri ini.

“Dengan menentukan struktur sebenarnya dari antibiotik yang berinteraksi dengan dua jenis ribosom yang resistan terhadap obat, kami melihat apa yang tidak dapat diprediksi dengan data struktural yang tersedia atau pemodelan komputer,” kata Polikanov. “Selalu lebih baik melihatnya sekali daripada mendengarnya 1.000 kali, dan struktur kami penting untuk merancang antibiotik baru yang menjanjikan ini dan memahami bagaimana antibiotik tersebut berhasil menghindari jenis resistensi yang paling umum.”

Informasi lebih lanjut:
Elena V. Aleksandrova dkk, Dasar struktural resistensi antimikroba yang dimediasi Cfr dan mekanisme untuk menghindarinya, Nature Chemical Biology (2024). DOI: 10.1038/s41589-023-01525-w

Informasi dari buku harian:
Alam Biologi kimia, sains, alam