Mengotomatiskan Evolusi Resistensi Antimikroba

Mengotomatiskan Evolusi Resistensi Antimikroba

Promo menarik pada undian Data Sidney 2020 – 2021.

AsianScientist (17 Desember 2020) – Dengan mengembangkan bakteri Escherichia coli di laboratorium dengan bantuan robot, para peneliti dari Jepang telah mengungkapkan beberapa mekanisme yang mendasari resistensi obat. Temuan mereka dipublikasikan di Nature Communications .

Meskipun semua mata mungkin tertuju pada COVID-19 untuk saat ini, resistensi antimikroba (AMR) tetap menjadi salah satu ancaman kesehatan masyarakat yang paling mendesak di dunia. Dengan munculnya AMR, bahkan infeksi yang umum menjadi tidak mungkin diobati. Mengingat urgensi situasi, para ilmuwan berlomba untuk memahami bagaimana tepatnya resistensi berkembang sejak awal.

Namun, evolusi resistensi adalah proses yang rumit — yang melibatkan perubahan yang tak terhitung jumlahnya dalam urutan genom dan status seluler. Akibatnya, belum ada laporan yang komprehensif tentang dinamika resistensi untuk banyak antibiotik hingga saat ini.

“Evolusi laboratorium yang dikombinasikan dengan analisis genomik adalah pendekatan yang menjanjikan untuk memahami dinamika resistensi antibiotik,” jelas ketua peneliti Dr. Tomoya Maeda dari Pusat Penelitian Dinamika Biosystems RIKEN. "Namun, evolusi laboratorium sangat padat karya, membutuhkan transfer serial kultur dalam waktu lama dan sejumlah besar eksperimen paralel."

Untuk mengatasi keterbatasan ini, Maeda dan koleganya mengembangkan sistem kultur robotik otomatis yang dapat mengembangkan lebih dari 250 generasi E. coli yang terpapar 95 antibiotik berbeda.

Untuk mempelajari dinamika resistensi antimikroba pada bakteri dengan mudah, peneliti dari RIKEN menggunakan sistem kultur robotika yang ditunjukkan di atas. Kredit: RIKEN

Dari sini, tim memantau perubahan ekspresi gen bakteri setelah paparan antibiotik, yang akhirnya menghasilkan profil resistensi untuk 192 strain yang berevolusi. Mereka juga menguji 2.162 pasang kombinasi obat menggunakan sistem robotik, menemukan 157 pasangan dengan potensi untuk menekan evolusi resistensi antibiotik pada E. coli .

Mengingat banyaknya data yang terlibat, para peneliti mengembangkan metode pembelajaran mesin untuk menganalisis kumpulan data dan mengidentifikasi gen yang membentuk evolusi AMR. Mengukur dan memahami gen-gen ini dapat membantu para ilmuwan dan dokter memprediksi, dan bahkan berpotensi mengendalikan evolusi resistensi di kemudian hari.

“Kami yakin bahwa hasil kami dapat diterapkan pada pengembangan strategi alternatif untuk menekan munculnya bakteri yang resistan terhadap obat,” Maeda menyimpulkan.

Artikel tersebut dapat ditemukan di: Maeda et al. (2020) Evolusi Laboratorium Kecepatan Tinggi Mengungkap Batasan Evolusi di Escherichia coli .

———

Sumber: RIKEN ; Foto: Galeri Foto NIH.
Penafian: Artikel ini tidak mencerminkan pandangan AsianScientist atau stafnya.

Majalah Ilmuwan Asia adalah majalah sains dan teknologi pemenang penghargaan yang menyoroti berita litbang dari Asia ke khalayak global. Majalah ini diterbitkan oleh Wildtype Media Group yang bermarkas di Singapura.