Berandasehat.id – Escherichia coli dan bakteri lain yang hidup di usus manusia memiliki peran penting dalam perkembangan kanker usus besar dengan menghasilkan colibactin, sebuah racun kuat. Produk bakteri yang sangat tidak stabil ini menyebabkan mutasi pada DNA yang telah dikaitkan dengan kanker kolorektal.

Mengingat racun ini cepat rusak, mengisolasi dan mempelajarinya sulit dilakukan. Namun kini para ilmuwan di AS telah menemukan dengan tepat bagaimana colibactin menyerang DNA.

Dengan menggunakan alat canggih seperti spektrometri massa (MS) dan spektroskopi resonansi magnetik nuklir (NMR), tim tersebut mempelajari racun dari E. coli tersebut pada tingkat atom, sebagaimana dilaporkan dalam sebuah makalah yang diterbitkan di jurnal Science.

Para ilmuwan mengatasi ketidakstabilan colibactin dengan menumbuhkan bakteri penghasil racun langsung di samping untaian DNA di laboratorium. Hasilnya mengejutkan: colibactin menyerang materi genetik hampir segera setelah dibuat.

Lem yang tidak stabil

Penulis studi menemukan bahwa racun tersebut tidak menargetkan materi genetik secara acak, melainkan menyasar urutan DNA dengan basa adenin dan timin dalam jumlah tinggi.

Cara kerjanya merusak DNA adalah dengan menciptakan koneksi seperti jembatan, yang disebut interstrand cross-link (ICL), di antara dua untai heliks DNA. Akibatnya, toksin tersebut bertindak seperti lem, mengikat kedua untai tersebut.

Kerusakan ini bersifat permanen dan mencegah sel membaca atau menyalin DNA dengan benar, yang pada akhirnya mengakibatkan kesalahan genetik yang dapat menyebabkan kanker.

Para peneliti juga mengungkap bahwa kerusakan terjadi di tempat yang sama, di alur minor. Alur sempit dan dangkal ini terbentuk di tempat tulang punggung DNA paling dekat. Alasannya, toksin tersebut memiliki inti bermuatan positif yang tidak stabil yang tertarik ke alur minor bermuatan negatif yang kaya AT. Jadi, keduanya saling terhubung seperti kunci dan gembok.

“Studi kami mengungkapkan strategi alkilasi DNA yang unik di antara produk-produk alami, yang meningkatkan pemahaman kita tentang struktur kimia colibaction, pengenalan dan reaksinya dengan DNA, serta efek hilirnya pada genom inang,” komentar para ilmuwan dalam makalah publikasi.

Implikasi bagi kesehatan manusia

Penelitian ini merupakan kemajuan signifikan dalam pemahaman kita tentang hubungan langsung antara mikroflora usus dan risiko kanker. Penemuan bahwa colibactin berikatan dengan DNA di lokasi tertentu menjelaskan mutasi DNA khas yang diamati dokter pada pasien kanker kolorektal.

Kini setelah para ilmuwan mengetahui struktur jembatan ICL dan mekanisme serangannya, hal ini dapat membantu mereka mengembangkan alat diagnostik untuk menyaring orang-orang yang berisiko lebih tinggi dan merancang terapi untuk menetralkan inti yang tidak stabil.

Hal ini bahkan dapat memberikan informasi tentang cara-cara baru untuk mengurangi risiko kanker melalui perubahan pola makan atau perawatan yang mengurangi jumlah bakteri penghasil colibaction di usus, demikian dilaporkan Science x Network. (BS)