JurnalPost.com - Sebagai tempat hidup, lingkungan senantiasa menjadi sumber dari berbagai produk baru sekaligus menjadi inspirasi bagi manusia untuk terus mengembangkan ilmu teknologi. Berbagai makhluk hidup termasuk mikoorganisme hidup di lingkungan sekitar kita. Salah satu jenis mikroorganisme tersebut adalah bakteri. Bakteri merupakan kelompok makhluk hidup bersel tunggal yang tidak memiliki membran sel (prokariota), organisme ini dapat hidup pada kondisi lingkungan yang beragam tak terkecuali kondisi ekstrim. Bakteri berperan penting dalam kehidupan manusia, termasuk dalam produksi antibiotik. Dikutip dari Davies (2006) istilah antibiotik pertama kali diperkenalkan oleh Selman Waksman sebagai senyawa yang diproduksi oleh suatu mikroorganisme dan memiliki kemampuan untuk mencegah pertumbuhan atau bahkan membunuh mikroorganisme lain. Oleh karena kemampuan tersebut, antibiotik telah sejak lama digunakan dalam pharmaceutical untuk mengobati penyakit yang disebabkan oleh infeksi mikroorganisme, terutama bakteri.
Antibiotik bekerja dengan menargetkan dinding sel, membran sel, sintesis protein, sintesis DNA dan RNA, dan metabolisme asam folat (vitamin B9) yang terjadi dalam bakteri. Target-terget tersebut umumnya tidak ditemukan pada sel eukariot sehingga pengobatan dengan antibiotik pada manusia relatif tidak bersifat toksik.
Gambar 2. Target kerja antibiotik (Wright, 2010)
Oleh karena mikroorgansime hidup di lingkungan, maka penemuan antibiotik pertama tentulah diperoleh dari lingkungan. Penerapan ilmu bioteknologi dalam hal ini menjadi penting untuk dilakukan, salah satunya adalah dengan studi metagenomik terhadap sampel lingkungan yang menjadi dasar penemuan berbagai gen pengkode protein, tak terkecuali juga membantu penemuan senyawa antibiotik.
Dikutip dari Ribeiro da Cunha et al. (2019) Selman Waksman juga menjadi bagian dari sejarah awal penemuan antibiotik dimana pada 1937 Waksman menyadari bahwa kompleks bakteri Actinomycetes yang ada dalam tanah mampu menghambat pertumbuhan bakteri lain, hingga pada 1947 ditemukan bahwa antibiotik dihasilkan oleh strain Streptomyces griseus dan dinamakan sebagai antibiotik streptomycin. Streptomycin mampu menghambat sintesis protein melalui pengikatan pada unit ribosomal 30s bakteri.
Tidak hanya streptomycin, antibiotik lain seperti turbomycin juga berhasil ditemukan melalui skrining pustaka genom terhadap sampel tanah. Saat itu para peneliti saat itu sedang mencari gen yang berkaitan dengan hemolisin–toksin yang menyebabkan lisis sel darah merah—pada pustaka DNA yang diekstraksi dari sampel tanah dan ditumbuhkan pada Escherichia coli, kemudian secara tidak sengaja mereka menemukan turbomycin yang mampu melubangi membran sel yang susceptible, menyebabkan organel sel keluar dan sel tersebut menjadi mati. Turbomycin terbagi menjadi dua yakni Turbomycin A dan Turbomycin B, keduanya diketahui mampu menghambat pertumbuhan dari berbagai bakteri gram positif maupun negatif (Gillespie et al., 2002).
Gambar 3. Diagram penemuan antibiotik Turbomycin melalui skrining pustaka genom. (Clark & Pazdernik, 2012)
Namun seperti halnya makhluk hidup yang terus beradaptasi, bakteri juga demikian. Bakteri penyebab infeksi terus beradaptasi dengan lingkungannya dan paparan terus menerus antibiotik yang sama pada akhirnya menyebabkan bakteri mampu mengontrol efek biologis antibiotik tersebut. Hal itulah yang disebut sebagai resistensi antibiotik. Untuk mengatasi resistensi antibiotik ini diperlukan suatu antibiotik baru yang mampu bekerja melawan bakteri yang telah beradaptasi. Antibiotik baru ini dapat diperoleh melalui penerapan bioteknologi menggunakan pustaka genom sampel lingkungan, atau sintesis di laboratorium setelah memahami biosintesis bakteri terkait. Penggunaan kedua cara tersebut harus tetap memperhatikan toksisitas dan biaya yang diperlukan (Wright, 2010).
Oleh Maya Lianawati KBK Kimia Hayati Universitas Pendidikan Indonesia
Referensi Clark, D. P., & Pazdernik, N. J. (2012). Biotechnology: Academic Cell Update. Elsevier Inc. Davies, J. (2006). Are antibiotics naturally antibiotics ? Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 33(7), 496–499. https://doi.org/10.1007/s10295-006-0112-5 Gillespie, D. E., Brady, S. F., Bettermann, A. D., Cianciotto, N. P., Liles, M. R., Rondon, M. R., Clardy, J., Goodman, R. M., Handelsman, J., Gillespie, D. E., Brady, S. F., Bettermann, A. D., Cianciotto, N. P., Liles, M. R., Rondon, M. R., Clardy, J., & Goodman, R. M. (2002). Isolation of Antibiotics Turbomycin A and B from a Metagenomic Library of Soil Microbial DNA. Applied and Environmental Microbiology, 68(9), 4301–4306. https://doi.org/10.1128/AEM.68.9.4301 Ribeiro da Cunha, B., Fonseca, L. P., & Calado, C. R. C. (2019). Antibiotic Discovery: Where Have We Come from, Where Do We Go? Antibiotics, 8(2), 45. https://doi.org/10.3390/antibiotics8020045 Wright, G. D. (2010). Q&A: Antibiotic resistance: where does it come from and what can we do about it ? BMC Biology, 8(1), 1–6. https://doi.org/10.1186/1741-7007-8-123
Komentar 0
Tulis Komentar Bagikan tanggapan Anda