Catatan Seorang Petualang

BERNEGOSIASI DENGAN BAKTERI

Advertisements

Berdasarkan laporan WHO (World Health Organization), sebuah organisasi di bawah PBB yang menangani masalah kesehatan, sampai saat ini salah satu penyakit penyebab kematian terbesar didunia adalah penyakit infeksi. Obat yang dikenal dan digunakan secara luas untuk membasmi bakteri penyebab infeksi adalah antibiotik. Pada awalnya, penggunaan obat antibiotik telah menunjukkan kemajuan dalam upaya penanggulangan penyakit infeksi, tetapi penggunaan yang terus menerus dan tidak terarah (tidak rasional) menimbulkan berbagai masalah baru. Hal ini disebabkan antibiotik dapat menimbulkan efek samping yang dapat merugikan tubuh, apalagi bila penggunaannya dengan dosis yang tidak tepat sering mengakibatkan bakteri menjadi resisten. Dalam rangka melepaskan diri dari sifat resistensi bakteri terhadap antibiotik para ahli mikrobiologi seakan berkejaran dengan bakteri dalam melakukan adu kreasi dan inovasi. Ketika para ahli mikrobiologi berhasil menemukan antibiotik golongan baru, bakteri pun mengembangkan kemampuan pertahanan (resistensi) yang lebih tangguh melalui mekanisme perubahan genetik (mutasi). Siklus ini terus berlangsung hingga saat ini, akibatnya penyakit infeksi semakin sulit diatasi dan perang melawan penyakit infeksi masih sulit diprediksi kapan akan berakhir jika hanya mengandalkan amunisi antibiotik.

Seiring meluasnya sifat resistensi bakteri terhadap antibiotik, para ahli mikrobiologi terus melakukan penelitian dan pengembangan untuk mencari langkah-langkah terobosan yang lebih mengedepankan pendekatan ”persahabatan”. Salah satunya adalah pendekatan berbasis quorum sensing yaitu dengan memahami bagaimana bakteri saling berkomunikasi dan berkoordinasi dalam berekspresi. Secara detailnya, pendekatan ini dilandasi oleh penemuan bahwa bakteri Vibrio harveyi yang banyak ditemukan di perairan hanya menimbulkan penyakit setelah membentuk sebuah komunitas (koloni) dan saling berkomunikasi satu dengan yang lain dengan bahasa bakteri (auto inducer, AI). Pada kondisi normal dimana jumlah Vibrio harveyi di bawah quorum perilakunya hanya sebagai saprofit dan tidak menimbulkan penyakit. Tapi pada saat jumlahnya memenuhi quorum bakteri ini secara serempak mampu mengeluarkan cahaya yang disebut bioluminescens dan juga mengeluarkan berbagai racun yang dapat menimbulkan penyakit. Begitu juga dengan bakteri Pseudomonas aeruginosa, pada kondisi normal bakteri ini dapat hidup bersama dengan sel inang tanpa saling mengganggu. Tapi pada saat kepadatan selnya tinggi akibat dari komunikasi yang intensif, bakteri ini mampu membuat biofilm dan merusak sistem kekebalan tubuh. Akibatnya tubuh mudah terserang penyakit.

Fenomena unik pada bakteri ini tidak berbeda dengan perilaku manusia dalam kehidupan sehari-hari di masyarakat. Sebagai gambaran, sekumpulan massa yang besar pada manusia dapat digunakan untuk mengekpresikan sesuatu yang bersifat konstruktif (membangun) atau yang dekstruktif (merusak). Dalam aubade atau paduan suara sekelompok orang dapat mengekpresikan paduan suara yang harmonis. Sejumlah orang juga dapat bekerja bersama untuk membangun rumah ibadah, jalan desa, saluran irigasi atau jembatan secara gotong royong. Dalam suatu demonstrasi, jumlah massa yang besar mampu merobohkan pagar besi dan tembok kokoh di gedung DPR. Sejumlah massa juga dapat berbuat beringas dan main hakim sendiri. Mereka berani menghajar seorang anggota TNI yang terbukti melakukan tindakan pencurian ternak milik warga. Mereka juga berani memukuli pencopet dan maling ayam beramai-ramai. Padahal perilaku beringas demonstran, main hakim sendiri terhadap pelaku tindak kriminal dan ekspresi harmonis dari paduan suara mungkin tidak dapat terjadi jika dilakukan secara sendirian. Ilustrasi tersebut menunjukkan bahwa perilaku dan ekspresi manusia banyak dipengaruhi oleh kumpulan orang dan lingkungan disekitarnya. Termasuk dalam proses pengambilan sebuah keputusan seringkali dibutuhkan sejumlah orang yang hadir untuk mencapai quorum sehingga keputusan yang diambil dianggap sah dan bersifat mengikat.

Kumpulan massa bisa bisa mengekspresikan sifat konstruktif atau dekstruktif

Perilaku dan ekspresi yang tergantung pada kehadiran sejumlah anggota (quorum) ternyata tidak hanya dimiliki oleh manusia dan hewan yang berkoloni tetapi juga telah menjadi kegiatan rutin bakteri. Mungkin diantara kita ada yang bertanya, apakah mungkin bakteri bisa mengadakan komunikasi seperti rapatnya para anggota DPR lalu mengambil keputusan setelah memenuhi quorum. Jawabannya ya, dan fenomena inilah yang telah mengilhami para ahli mikrobiologi untuk lebih mendalami komunikasi bakteri dan merancang strategi perang yang lebih mengedepankan persahabatan dalam melawan penyakit infeksi. Fakta telah membuktikan bahwa pengembangan antibiotik baru ternyata tidak dapat menjamin tidak akan ada lagi bakteri patogen yang bersifat resisten terhadap antibiotik. Oleh karenanya perlu dikembangkan pendekatan lain yang bersifat jangka panjang dan lebih ramah. Dengan memahami cara bakteri berkomunikasi dan berkoordinasi, maka kita berharap dapat menemukan cara pengendalian bakteri yang tidak selalu berbasis antibiotik, tetapi pada pendekatan negosiasi dengan mencegah terjadinya pengumpulan massa bakteri dan mengacaukan komunikasi bakteri. Dengan pendekatan negosiasi ini kita tidak memberondong bakteri dengan peluru yang mematikan, tetapi membiarkan bakteri hidup berdampingan selama perilakunya tidak menyebarkan penyakit.

Bakteri dalam berkomunikasi dan berkoordinasi untuk mengambil suatu keputusan selalu melibatkan jaringan molekul yang sangat canggih dan diketahui secara intra species (jaringan nasional) dan inter species (jaringan internasional). Pada bakteri gram negatif, seperti Pseudomonas, Erwinia dan Vibrio, ternyata bahwa kelompok bakteri ini menggunakan senyawa acyl homoserine lactone (AHL) tertentu untuk sinyal komunikasinya atau bahasanya. AHL ini umumnya bersifat khusus untuk spesies bakteri tertentu. Sebagai contoh: Pseudomonas aeruginosa menggunakan N-(3-oxo)-dodecanoyl-L-homoserine lactone, Vibrio harveyi menggunakan N-(3-hydroxy)-butanoyl-L-homoserine lactone, sedangkan Vibrio fischeri menggunakan N-(3-oxo)-hexanoyl-L-homoserine lactone sebagai sinyal komunikasinya. Bila jumlah selnya telah mencapai kepadatan tertentu (quorum) maka AHL itu akan membentuk kompleks dengan protein pengatur khusus yang akhirnya berfungsi untuk mengaktifkan ekspresi sejumlah gen-gen penyandi ensim-ensim untuk bioluminescence, pembentukan biofilm dan faktor-faktor dekstruktif lainnya. Sementara untuk bakteri gram positif seperti Bacillus dan Streptococcus menggunakan molekul berbasis peptida atau protein khusus yang disebut pheromone untuk bahasa komunikasinya.

Vibrio fischeri mengeluarkan cahaya bioluminescens

Dengan memahami bahasa dan mekanisme bakteri dalam berkomunikasi, maka para ahli mikrobiologi kemudian memfokuskan penelitiannya untuk menemukan cara menghambat komunikasi bakteri. Penghambatan komunikasi bakteri dapat dilakukan dengan menggunakan ekstrak bahan alam dari tanaman obat, mikroba endofit (mikroba yang hidup dalam jaringan tanaman), dan senyawa metabolit dari alga laut. Komunikasi antar bakteri tidak akan terjadi jika senyawa anti-quorum sensing yang digunakan mampu menonaktifkan kerja AHL dan menguraikan kepadatan sinyal kimia yang biasa digunakan oleh bakteri untuk berkomunikasi. Yaya Rukayadi, peneliti Indonesia sekaligus pengajar di Yonsei University, Seoul melaporkan pada jurnal Applied Microbiology bahwa ekstrak vanilla dapat digunakan sebagai anti-quorum sensing agent. Ensim lactonase (AiiA) yang dihasilkan oleh Baccillus thuringiensis dilaporkan mampu menguraikan AHL sehingga bakteri tidak bisa berkomunikasi. Adonizio dari Florida International University juga melaporkan temuannya di jurnal Antimicrobial Agents, bahwa beberapa ekstrak tanaman obat di Florida mampu menghambat pembentukan biofilm oleh Pseudomonas aeruginosa, tetapi tidak mengganggu pertumbuhan selnya. Namun demikian temuan-temuan senyawa tersebut masih diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui potensi, mekanisme kerja dan senyawa aktif murni apa yang berperan sebagai bahan penghambat komunikasi bakteri.

Rasanya sudah tak sabar melihat aksi anti-quorum sensing hasil temuan para ahli mikrobiologi dalam bernegosiasi dengan bakteri. Keberhasilan bernegosiasi dengan bakteri tentu menjanjikan kehidupan yang lebih indah dan istimewa. Semoga (…).

Advertisements

Advertisements