 |
| Peneliti
MIT telah merancang sistem baru yaitu campuran gen virus-bakteri disebut bakteriofag (kuning),
untuk menyerang bakteri tertentu (patogen).
Kredit: Christine Daniloff / MIT
|
Dalam
penelitian untuk mencari cara baru membunuh bakteri berbahaya, para ilmuwan
telah mengubah virus menjadi predator alami: virus yang menginfeksi bakteri.
Dengan mengutak-atik genom virus ini, yang dikenal sebagai bakteriofag, ilmuwan menyesuaikan virus untuk menargetkan jenis
bakteri patogen tertentu.
Untuk membantu mencapai tujuan itu, insinyur biologi MIT telah
merancang virus dengan sistem genetik baru yang menargetkan bakteri tertentu.
Pendekatan ini bisa menghasilkan senjata baru melawan bakteri yang
tidak ada antibiotik, kata Timothy Lu, seorang profesor
teknik elektro dan ilmu komputer dan rekayasa biologi.
"Bakteriofag ini dirancang dengan cara yang relatif modular. Anda dapat mengambil gen dan swap mereka masuk dan keluar dan mendapatkan fag fungsional yang memiliki sifat baru," kata Lu, dalam Jurnal edisi Sistem Cell.
Bakteriofag ini juga dapat digunakan untuk "mengedit" komunitas mikroba, seperti populasi bakteri yang hidup dalam usus manusia. Ada triliunan sel bakteri dalam saluran pencernaan manusia, banyak diantaranya bermanfaat, beberapa lainnya dapat menyebabkan penyakit. Sebagai contoh, beberapa laporan telah menghubungkan penyakit Crohn yang disebabkan oleh strain tertentu dari bakteri E. coli.
"Kami ingin dapat menghapus anggota spesifik dari populasi bakteri dan melihat apa fungsi mereka dalam microbiome," kata Lu. "Dalam jangka panjang Anda bisa merancang fag tertentu yang membunuh bug itu, tapi tidak membunuh bakteri lain, tetapi informasi lebih lanjut tentang microbiome yang diperlukan untuk secara efektif merancang terapi tersebut."
Penulis utama paper adalah Hiroki Ando, seorang ilmuwan penelitian MIT. Penulis lain yang peneliti dari MIT yaitu Sebastien Lemire dan Diana Pires, seorang peneliti di University of Minho di Portugal.
Virus disesuaikan
The Food and Drug Administration telah menyetujui beberapa bakteriofag untuk mengobati produk makanan, tetapi upaya untuk memanfaatkan mereka untuk penggunaan medis telah terhambat karena mengisolasi fag yang berguna dari tanah atau kotoran dapat menjadi membosankan, proses yang memakan waktu. Juga, setiap keluarga bakteriofag dapat memiliki organisasi genom dan siklus hidup yang berbeda, sehingga sulit untuk insinyur mendapat persetujuan dan penggunaan secara klinis.
Tim MIT ditetapkan untuk menciptakan perancah genetik standar untuk fag mereka, yang kemudian dapat menyesuaikan dengan mengganti 1-3 gen yang mengontrol target bakteri yang fag.
Banyak bakteriofag terdiri dari kepala "daerah yang melekat pada ekor" yang memungkinkan mereka untuk latch ke target mereka. Tim MIT mulai dengan fag dari keluarga T7 yang secara alami membunuh bakteri Escherichia coli. Dengan menukar gen yang berbeda untuk serat ekor, mereka dihasilkan fag yang menargetkan beberapa jenis bakteri.
Sebuah serangan yang ditargetkan
Dalam studi ini, para peneliti rekayasa fag yang dapat menargetkan patogen bakteri Yersinia dan Klebsiella, serta beberapa strain E. coli. Ini semua adalah bagian dari kelompok yang dikenal sebagai bakteri Gram-negatif. Kelompok ini juga termasuk mikroba yang dapat menyebabkan infeksi pernafasan, kemih, dan infeksi saluran pencernaan, termasuk pneumonia, sepsis, gastritis, dan penyakit Legionnaires.
Salah satu keuntungan dari fag direkayasa adalah bahwa tidak seperti banyak antibiotik, mereka sangat spesifik dalam target mereka. "Antibiotik dapat membunuh banyak flora baik dalam usus Anda," kata Lu. "Kami bertujuan untuk menciptakan metode yang efektif dan spektrum sempit untuk menargetkan patogen."
Lu dan rekan-rekannya kini merancang fag yang dapat menargetkan jenis bakteri berbahaya lainnya, yang bisa memiliki aplikasi seperti penyemprotan pada tanaman atau desinfektan makanan, serta mengobati penyakit manusia. Keuntungan lain dari pendekatan ini adalah bahwa semua fag didasarkan pada perancah genetik identik, yang dapat merampingkan proses mendapatkan persetujuan ijin klinis.
"Bakteriofag ini dirancang dengan cara yang relatif modular. Anda dapat mengambil gen dan swap mereka masuk dan keluar dan mendapatkan fag fungsional yang memiliki sifat baru," kata Lu, dalam Jurnal edisi Sistem Cell.
Bakteriofag ini juga dapat digunakan untuk "mengedit" komunitas mikroba, seperti populasi bakteri yang hidup dalam usus manusia. Ada triliunan sel bakteri dalam saluran pencernaan manusia, banyak diantaranya bermanfaat, beberapa lainnya dapat menyebabkan penyakit. Sebagai contoh, beberapa laporan telah menghubungkan penyakit Crohn yang disebabkan oleh strain tertentu dari bakteri E. coli.
"Kami ingin dapat menghapus anggota spesifik dari populasi bakteri dan melihat apa fungsi mereka dalam microbiome," kata Lu. "Dalam jangka panjang Anda bisa merancang fag tertentu yang membunuh bug itu, tapi tidak membunuh bakteri lain, tetapi informasi lebih lanjut tentang microbiome yang diperlukan untuk secara efektif merancang terapi tersebut."
Penulis utama paper adalah Hiroki Ando, seorang ilmuwan penelitian MIT. Penulis lain yang peneliti dari MIT yaitu Sebastien Lemire dan Diana Pires, seorang peneliti di University of Minho di Portugal.
Virus disesuaikan
The Food and Drug Administration telah menyetujui beberapa bakteriofag untuk mengobati produk makanan, tetapi upaya untuk memanfaatkan mereka untuk penggunaan medis telah terhambat karena mengisolasi fag yang berguna dari tanah atau kotoran dapat menjadi membosankan, proses yang memakan waktu. Juga, setiap keluarga bakteriofag dapat memiliki organisasi genom dan siklus hidup yang berbeda, sehingga sulit untuk insinyur mendapat persetujuan dan penggunaan secara klinis.
Tim MIT ditetapkan untuk menciptakan perancah genetik standar untuk fag mereka, yang kemudian dapat menyesuaikan dengan mengganti 1-3 gen yang mengontrol target bakteri yang fag.
Banyak bakteriofag terdiri dari kepala "daerah yang melekat pada ekor" yang memungkinkan mereka untuk latch ke target mereka. Tim MIT mulai dengan fag dari keluarga T7 yang secara alami membunuh bakteri Escherichia coli. Dengan menukar gen yang berbeda untuk serat ekor, mereka dihasilkan fag yang menargetkan beberapa jenis bakteri.
Sebuah serangan yang ditargetkan
Dalam studi ini, para peneliti rekayasa fag yang dapat menargetkan patogen bakteri Yersinia dan Klebsiella, serta beberapa strain E. coli. Ini semua adalah bagian dari kelompok yang dikenal sebagai bakteri Gram-negatif. Kelompok ini juga termasuk mikroba yang dapat menyebabkan infeksi pernafasan, kemih, dan infeksi saluran pencernaan, termasuk pneumonia, sepsis, gastritis, dan penyakit Legionnaires.
Salah satu keuntungan dari fag direkayasa adalah bahwa tidak seperti banyak antibiotik, mereka sangat spesifik dalam target mereka. "Antibiotik dapat membunuh banyak flora baik dalam usus Anda," kata Lu. "Kami bertujuan untuk menciptakan metode yang efektif dan spektrum sempit untuk menargetkan patogen."
Lu dan rekan-rekannya kini merancang fag yang dapat menargetkan jenis bakteri berbahaya lainnya, yang bisa memiliki aplikasi seperti penyemprotan pada tanaman atau desinfektan makanan, serta mengobati penyakit manusia. Keuntungan lain dari pendekatan ini adalah bahwa semua fag didasarkan pada perancah genetik identik, yang dapat merampingkan proses mendapatkan persetujuan ijin klinis.
Cerita Sumber:
Posting di atas dicetak ulang dari bahan yang disediakan oleh Massachusetts Institute of Technology. Item asli ditulis oleh Anne Trafton Catatan:. Bahan dapat diedit untuk konten dan panjang.
Posting di atas dicetak ulang dari bahan yang disediakan oleh Massachusetts Institute of Technology. Item asli ditulis oleh Anne Trafton Catatan:. Bahan dapat diedit untuk konten dan panjang.
Jurnal Referensi:
- Hiroki Ando, Sebastien Lemire, Diana P. Pires, Timothy K. Lu Mesin Modular Viral Scaffolds untuk Target Bakteri Editing Sistem Sel, 2015..; 1 (3): 187 DOI: 10,1016 / j.cels.2015.08.013
Pada
September 24, 2015
0 Komentar untuk Solusi Antibiotik Baru "Bakteriofag" 2015