Selama beberapa dekade, antibiotik telah menjadi pertahanan terdepan umat manusia melawan infeksi bakteri. Namun, obat-obatan penting ini juga telah memicu munculnya “superbug” yang kebal obat. Kini, para peneliti menemukan galur kuno bakteri yang telah mengembangkan kekuatan super ini ribuan tahun sebelum manusia menciptakan antibiotik.
Sebuah studi yang diterbitkan Selasa di jurnal Frontiers in Microbiology mendeskripsikan Psychrobacter SC65A.3. Galur bakteri ini ditemukan membeku di dalam lapisan es gua berusia 5.000 tahun di Rumania. Pengujian mengungkap bahwa SC65A.3 resisten terhadap 10 antibiotik modern dan membawa lebih dari 100 gen terkait resistensi, meski tak pernah terpapar obat-obatan tersebut.
“Mempelajari mikroba seperti Psychrobacter SC65A.3 yang diambil dari endapan es gua berusia ribuan tahun mengungkap bagaimana resistensi antibiotik berevolusi secara alami di lingkungan, jauh sebelum antibiotik modern digunakan,” kata rekan penulis Cristina Purcarea, seorang peneliti senior di Institut Biologi Bukares Akademi Rumania, dalam siaran persnya.
Superbug Kuno Ditemukan
Resistensi antibiotik merupakan ancaman mendesak bagi kesehatan publik global. Di AS saja, lebih dari 2,8 juta infeksi yang resisten terhadap antibiotik terjadi tiap tahun, dan lebih dari 35.000 orang meninggal karenanya, menurut Laporan Ancaman Resistensi Antibiotik 2019 dari CDC.
Ancaman ini berkembang seiring dengan meningkatnya penggunaan antibiotik. Resistensi antibiotik adalah contoh klasik seleksi alam: saat mikroba terpapar obat, kebanyakan mati, tetapi sedikit bertahan berkat sifat genetik pelindung. Para penyintas itu lalu meneruskan gen resistensi mereka ke generasi berikutnya, yang kemudian diteruskan lagi, sehingga melahirkan superbug.
Sementara paparan antibiotik memperbesar prevalensi gen resistensi, hal itu tidak memberikan sifat pelindung tersebut pada mikroba. Sifat itu muncul secara alami melalui mutasi genetik acak dan tekanan konstan untuk mengungguli mikroorganisme lain di lingkungan, yang banyak di antaranya menghasilkan senyawa antimikroba sendiri.
Galur kuno Psychrobacter SC65A.3 adalah contoh sempurna bagaimana proses alami ini mengarah pada resistensi antibiotik. Purcarea dan rekan-rekannya menemukannya di dalam inti es setinggi 82 kaki (25 meter) yang mereka ekstrak dari Gua Es Scarisoara di barat laut Rumania. Inti tersebut merepresentasikan 13.000 tahun sejarah iklim, termasuk lapisan es berusia 5.000 tahun yang mengandung SC65A.3.
Di laboratorium, para peneliti mengisolasi berbagai galur bakteri dari inti es dan mengurutkan genomnya untuk menentukan gen mana yang memungkinkan galur tersebut bertahan di suhu sangat rendah dan mana yang mendorong resistensi antimikroba. Saat mereka menguji SC65A.3 terhadap 28 antibiotik yang banyak digunakan, mereka menemukan bakteri ini resisten terhadap lebih dari sepertiganya.
“Kesepuluh antibiotik yang kami temukan resistensinya banyak digunakan dalam terapi oral dan injeksi untuk mengobati berbagai infeksi bakteri serius dalam praktik klinis,” jelas Purcarea, termasuk tuberkulosis, kolitis, dan infeksi saluran kemih.
Risiko Tinggi, Imbalan Besar
Temuan ini menggarisbawahi ancaman kesehatan publik yang sering diabaikan dan terkait dengan perubahan iklim, menurut para penulis studi.
“Jika es yang mencair melepaskan mikroba-mikroba ini, gen-gen tersebut dapat menyebar ke bakteri modern, menambah tantangan global resistensi antibiotik,” kata Purcarea. Saat suhu global meningkat, risiko pelepasan superbug kuno ke lingkungan pun bertambah. Namun, mempelajari galur bakteri ini juga dapat mengarah pada penemuan enzim dan senyawa antimikroba unik yang menginspirasi obat baru dan inovasi bioteknologi lainnya, catat Purcarea.
Sebagai contoh, genom SC65A.3 mengandung 11 gen yang mungkin mampu membunuh atau menghentikan pertumbuhan bakteri, jamur, dan virus lain. Ia juga mengandung hampir 600 gen dengan fungsi yang belum diketahui, menunjukkan bahwa banyak mekanisme biologis baru mungkin tersembunyi dalam DNA superbug ini.
“Bakteri kuno ini sangat penting bagi sains dan kedokteran,” kata Purcarea, “tetapi penanganan hati-hati dan langkah keamanan di lab sangat penting untuk mengurangi risiko penyebaran yang tak terkendali.”