Kekurangan zinc menunjukkan kerentanan pada bakteri yang resisten, sehingga menghidupkan kembali antibiotik lama

Para peneliti di Universitas McMaster telah menemukan kerentanan kritis pada bakteri yang resistan terhadap obat: seng, atau kekurangannya.

Dalam sebuah penelitian baru-baru ini, diterbitkan di buku harian mikrobiologi alamPara peneliti menemukan bahwa zinc memainkan peran penting dalam resistensi antibiotik dari beberapa bakteri paling berbahaya di dunia.

Eric Brown, seorang profesor di Departemen Biokimia dan Ilmu Biomedis McMaster dan peneliti utama studi tersebut, mengatakan bahwa menghilangkan nutrisi tertentu pada bakteri dapat menyebabkan perubahan fisiologis yang penting, membuat mereka semakin rentan terhadap antibiotik, termasuk antibiotik yang pernah mereka targetkan.

“Selama seratus tahun terakhir, para ilmuwan biasanya mempelajari bakteri dalam kondisi paling kaya yang bisa dibayangkan,” kata Brown. “Laboratorium saya sudah lama tertarik untuk melakukan hal sebaliknya: mempelajari bakteri yang mengalami tekanan nutrisi.”

Untuk studi khusus ini, para peneliti berupaya mengeksplorasi bagaimana tekanan nutrisi dapat menjelaskan pendekatan baru untuk mengobati infeksi yang resisten terhadap kelas antibiotik penting yang disebut karbapenem.

“Karbapenem adalah antibiotik pilihan terakhir: obat yang penting secara klinis yang digunakan ketika semuanya gagal,” kata Megan Tu, Ph.D. kandidat di lab Brown dan penulis pertama makalah baru. Sayangnya, seperti antibiotik lainnya, efektivitasnya terancam oleh gen resistensi yang tidak ada solusi klinisnya.

Untuk mengeksplorasi kerentanan baru pada serangga yang resisten terhadap obat-obatan ini, para peneliti mempelajarinya di lingkungan yang terbatas seng. Dalam kondisi ini, mereka menemukan bahwa kemampuan bakteri untuk melawan karbapenem melalui mekanisme umum dan spesifik memiliki “biaya kebugaran”, atau trade-off.

Brown, anggota Institut Penelitian Penyakit Menular Michael G. DeGroote McMaster, menyarankan untuk membayangkan seorang ksatria berbaju besi: pedang di satu tangan dan perisai di tangan lainnya.

“Itulah bakterinya,” katanya.

Ketika kekurangan nutrisi penting, seperti seng, Brown mengatakan bahwa ksatria tersebut kehilangan kekuatan yang dia butuhkan untuk memegang pedang dan perisainya dan karena itu harus melepaskan perisainya untuk memegang pedangnya dengan kedua tangan.

“Ia masih sangat mematikan, namun sekarang pertahanannya sudah melemah,” jelasnya.

Meskipun bakteri ini masih dapat melawan karbapenem yang masuk, Brown mengatakan bahwa hilangnya perisai yang pernah digunakan untuk melindungi diri dari antibiotik lain akan menciptakan celah baru pada bakteri yang dapat dieksploitasi.

Para peneliti melakukan hal itu.

Brown, Tu, dan rekan mereka menunjukkan bahwa dengan melawan karbapenem dalam kondisi kekurangan seng, bakteri terpapar sepenuhnya pada azitromisin, salah satu obat yang paling sering diresepkan. antibiotik di dunia.

“Daripada mengidentifikasi kandidat obat baru untuk mengobati infeksi yang kebal antibiotik ini, kami telah mengidentifikasi trade-off yang bisa kami manfaatkan dengan menggunakan obat yang sudah ada,” kata Tu.

Penelitian ini berfokus secara khusus pada bakteri Klebsiella pneumoniae dan Pseudomonas aeruginosa, K dan P dalam ESKAPE, daftar enam bakteri patogen paling mematikan dan resistan terhadap obat yang diakui secara global.

Menariknya, kedua mikroba yang diteliti adalah jenis bakteri yang disebut “gram negatif,” yang menurut Brown secara tradisional tidak terpengaruh oleh azitromisin. Oleh karena itu, para peneliti percaya bahwa penelitian mereka membuka pintu bagi kegunaan klinis baru untuk obat-obatan lama, sekaligus memperkuat stres nutrisi sebagai jalan menuju pilihan pengobatan baru. bakteri yang resistan terhadap obat.

“Seringkali dalam bidang pekerjaan ini, penelitian dapat menyajikan lebih banyak pertanyaan daripada jawaban, dan hal ini sangat penting untuk memajukan segala sesuatunya,” kata Brown. “Tetapi penelitian ini adalah salah satu kasus langka yang benar-benar berujung pada kesimpulan yang meyakinkan: infeksi Kleb dan Pseudomonas yang resistan terhadap obat tertentu dapat diobati dengan azitromisin.”