Berandasehat.id – Resistensi antimikroba (AMR) merupakan masalah kesehatan global yang terkait dengan jutaan kematian setiap tahun. Hal ini sebagian besar didorong oleh penggunaan antibiotik yang berlebihan dan tidak tepat.

Penggunaan antibiotik ciprofloxacin mendorong resistensi antibiotik persisten (terjadi dalam waktu lama) pada bakteri usus manusia. Studi yang dilakukan peneliti Universitas Stanford melaporkan bahwa resistensi muncul secara independen di berbagai spesies dan bertahan selama lebih dari 10 minggu.

Upaya masa lalu untuk mempelajari AMR sebagian besar bergantung pada eksperimen in vitro dan model hewan, yang gagal dalam mereplikasi kompleksitas penuh lingkungan mikroba manusia.

Dalam penelitian berjudul ‘Penggunaan antibiotik singkat mendorong bakteri usus manusia menuju resistensi berbiaya rendah’ yang diterbitkan di Nature, peneliti Universitas Stanford melakukan studi metagenomik longitudinal untuk menjelaskan bagaimana resistensi berevolusi secara in vivo.

Enam puluh orang dewasa yang sehat menerima ciprofloxacin, 500 mg dua kali sehari, selama lima hari.

Selama periode 20 minggu, peserta mengumpulkan 16 sampel tinja, menghasilkan 960 sampel untuk dianalisis.

Pengurutan metagenomik shotgun dilakukan pada semua sampel, menghasilkan rata-rata 18,8 juta pembacaan per sampel.

Sebuah alat komputasi bernama PolyPanner dikembangkan untuk mengidentifikasi situs polimorfik sejati lintas waktu.

Para peneliti merekonstruksi 5.665 genom yang mewakili populasi bakteri komensal dan mengidentifikasi 2,3 juta varian genetik. Di antara ini, 513 populasi menunjukkan sapuan selektif, bukti nyata evolusi adaptif.

Konsentrasi mutasi yang tinggi terjadi pada gyrA, gen yang terkait dengan resistensi fluoroquinolone.

Di antara 513 populasi yang berevolusi, perubahan genetik yang tersapu sering terjadi pada gyrA, gen yang menjadi pusat resistensi fluoroquinolone.

Enam puluh tiga populasi di 34 peserta menunjukkan mutasi gyrA, yang biasanya muncul secara independen dalam individu. Hampir 10% dari populasi bakteri yang awalnya rentan memperoleh resistensi melalui mutasi ini.

Setelah terbentuk, sapuan gyrA bertahan lebih dari 10 minggu dan diprediksi akan tetap terdeteksi hingga satu tahun.

Mutasi terkait resistensi tambahan terjadi pada gen lain, meskipun kejadian ini kurang umum dan muncul pada lebih sedikit spesies.

Resistensi lebih mungkin muncul pada populasi yang melimpah sebelum pengobatan dan mengalami penurunan signifikan selama paparan, mengidentifikasi kondisi yang berkorelasi dengan peluang perubahan evolusi yang lebih tinggi.

Mutasi resistensi tidak disertai biaya kebugaran, yang memungkinkan galur yang resistan mempertahankan populasi dominan setelah pengobatan selesai.

Pengurutan yang ditargetkan tidak menunjukkan bukti pembalikan resistensi. Mutasi pada gyrA hanya mencakup sebagian dari resistensi yang diamati, yang menunjukkan mekanisme tambahan.

Hasilnl studi menunjukkan  bahkan penggunaan antibiotik jangka pendek dapat menyebabkan mutasi resistensi yang bertahan di usus manusia selama berbulan-bulan setelah pengobatan berakhir.

Mutasi muncul secara independen di seluruh spesies bakteri dan tidak menimbulkan biaya kebugaran yang terukur, yang memungkinkan galur yang resistan tetap lazim.

Mikroba usus terbukti mampu mengembangkan resistensi tanpa infeksi sebelumnya. Oleh karena itu, populasi komensal dapat bertindak sebagai tangki untuk sifat resistensi yang dapat ditransfer ke bakteri patogen melalui transfer gen horizontal di luar interaksi dengan antibiotik.

Karena resistensi berevolusi secara terprediksi berdasarkan ukuran populasi, hal ini membuka peluang untuk memprediksi hasil resistensi jika populasi awal diketahui sebelum pengobatan.

Eksperimen dengan campuran populasi awal dan jenis pengobatan yang berbeda diperlukan untuk memperluas sepenuhnya pemodelan prediktif ini.

Pemantauan komposisi dan kelimpahan mikroba sebelum dan selama pengobatan dapat membantu memandu penggunaan antibiotik yang lebih tepat, mengurangi risiko jangka panjang yang terkait dengan resistensi, dan meningkatkan pengelolaan penggunaan antibiotik secara keseluruhan, demikian laporan Science x Network. (BS)