Antibiotik adalah obat yang menyelamatkan jiwa. Tetapi di sisi lain, juga dapat merusak bakteri baik yang hidup di usus manusia. Setelah mengonsumsi antibiotik, beberapa pasien berisiko mengalami peradangan atau infeksi. Dalam upaya mengurangi risiko tersebut, peneliti mengembangkan cara baru untuk membantu melindungi bakteri baik pada saluran pencernaan. Namun, ketika bakteri baik hidup dengan antibiotik, kondisi ini memang bisa melindungi microbiome usus tetapi memungkinkan tingkat antibiotik yang beredar di aliran darah tetap tinggi.

Sebelum pembahasannya menjadi lebih jauh, yuk simak pengertian antibiotik dan pengaruhnya terhadap microbiome usus.  
 

Apa Itu Antibiotik?

Antibiotik adalah obat yang melawan infeksi bakteri pada manusia dan hewan. Obat ini bekerja dengan membunuh bakteri atau mempersulit bakteri untuk tumbuh dan berkembang biak. Obat jenis ini dapat dikonsumsi dengan berbagai cara, biasanya secara oral (melalui mulut) dalam bentuk pil, kapsul, atau cairan. Bentuk antibiotik juga bisa secara topikal, misalnya krim, spray, salep mata, obat tetes mata, atau obat tetes telinga. Selain itu, antibiotik juga bisa diberikan melalui suntikan atau intravena (IV) untuk infeksi yang lebih serius. 
 

Dampak Konsumsi Antibiotik Terhadap Gut Microbiome

Selama dua dekade terakhir, penelitian telah mengungkapkan bahwa microbiome usus memainkan peran penting tidak hanya dalam metabolisme tetapi juga fungsi kekebalan dan fungsi sistem saraf. Microbiome usus ini menjadi kumpulan yang sangat beragam dan menjalankan fungsi penting dalam tubuh. 

Dikutip dari Nature, masalah muncul ketika intervensi seperti obat-obatan atau jenis diet tertentu mempengaruhi komposisi mikrobiota dan menciptakan keadaan yang berubah yang disebut dysbiosis. Beberapa kelompok microbiome baik menghilang, dan aktivitas metabolisme lainnya meningkat. Ketidakseimbangan ini dapat menyebabkan berbagai masalah kesehatan. Salah satu komplikasi utama yang dapat terjadi adalah infeksi C. difficile, mikroba yang biasanya hidup di usus tetapi tidak menimbulkan bahaya. 

Ketika antibiotik membunuh strain yang bersaing dengan C. difficile, bakteri ini dapat mengambil alih dan menyebabkan diare dan kolitis. C. difficile sendiri menginfeksi sekitar 500.000 orang setiap tahun di Amerika Serikat, dan menyebabkan sekitar 15.000 kematian. Dokter terkadang meresepkan probiotik (campuran bakteri baik) kepada orang yang mengonsumsi antibiotik. Tetapi probiotik tersebut biasanya juga rentan terhadap antibiotik, dan probiotik tersebut tidak sepenuhnya mereplikasi mikrobiota asli yang ditemukan di usus.

Probiotik standar sebenarnya tidak dapat dibandingkan dengan keragaman yang dimiliki mikroba asli. Mereka tidak dapat mencapai fungsi yang sama dengan mikroba asli yang telah ada sepanjang hidup. Untuk melindungi mikroba dari antibiotik, para peneliti memutuskan untuk menggunakan bakteri yang dimodifikasi. 
 

Penggunaan Bakteri Hasil Rekayasa

Peneliti merekayasa strain bakteri yang disebut Lactococcus lactis. Ketika bakteri ini dikonsumsi, usus akan mengeluarkan enzim yang kemudian memecah antibiotik yang mencapai saluran usus. Menggunakan bakteri rekayasa yang mendegradasi antibiotik menimbulkan persyaratan keamanan yang unik. Enzim beta-laktamase memberikan resistensi antibiotik untuk menyimpan sel dan gennya dapat dengan mudah menyebar di antara bakteri yang berbeda. 

Untuk mengatasinya, peneliti dari MIT menggunakan pendekatan biologi sintetik untuk mengkode ulang cara bakteri mensintesis enzim. Bakteri ini memecah gen beta-laktamase menjadi dua bagian, yang masing-masing mengkodekan fragmen enzim.  Gen ini terletak pada potongan DNA yang berbeda, sehingga sangat tidak mungkin kedua segmen gen tersebut dipindahkan ke sel bakteri lain. Hal ini mencegah sel-sel yang direkayasa mendapatkan keuntungan dibandingkan mikroba usus asli.

Strategi biocontainment ini memungkinkan pengiriman enzim pendegradasi antibiotik ke usus tanpa risiko transfer gen horizontal ke bakteri lain atau perolehan keunggulan kompetitif tambahan oleh bioterapi.  Sehingga, intinya, bakteri Lactococcus lactis memiliki fungsi mengurangi efek samping dari antibiotik.
 

Pentingnya Menjaga Keseimbangan Gut Microbiome

Pada penelitian yang sama, dijelaskan bahwa bakteri rekayasa mempertahankan tingkat keragaman microbiome yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan yang hanya menerima antibiotik. Pendekatan ini dapat melindungi microbiome usus sekaligus mempertahankan efektivitas antibiotik karena hal ini tidak mengubah level dalam aliran darah. Para peneliti juga menemukan bahwa menghilangkan tekanan dari pengobatan antibiotik membuat microbiome usus lebih kecil kemungkinannya untuk mengembangkan resistensi antibiotik setelah pengobatan. 

Peneliti juga menemukan banyak gen resistensi antibiotik pada microbiome yang bertahan hidup menerima antibiotik tetapi tidak pada bakteri yang direkayasa. Gen tersebut dapat diteruskan ke bakteri berbahaya, sehingga memperburuk masalah resistensi antibiotik. Para peneliti sekarang berencana untuk mulai mengembangkan versi pengobatan yang dapat diuji pada orang yang berisiko tinggi terkena penyakit akut yang berasal dari dysbiosis usus yang diinduksi antibiotik.

Dengan teknologi baru, antibiotik dapat dibuat lebih aman dengan mengawetkan microbiome usus yang bermanfaat dan dengan mengurangi kemungkinan munculnya varian resistensi antibiotik baru. Dengan adanya penemuan ini, tentunya diharapkan kemungkinan bakteri menjadi resisten antibiotik semakin kecil. Sementara itu, kita juga tetap dapat berusaha memperkuat microbiome usus dan menjaganya tetap sehat bahkan setelah kita mengonsumsi antibiotik.

Berbagai jurnal juga menyebutkan bahwa konsumsi probiotik dapat menjaga keanekaragaman microbiome usus. Dikutip dari Therapeutic Advances Gastroenterology, probiotik dapat mengembalikan komposisi microbiome usus yang bermanfaat bagi perbaikan atau pencegahan peradangan usus dan fenotipe penyakit usus atau sistemik lainnya. Ulasan ini menjelaskan bagaimana pilihan makanan mengandung probiotik berperan dalam membentuk struktur dan fungsi komunitas microbiome usus. Mekanisme probosis yang dimaksud termasuk perubahan komposisi dan fungsi microbiome usus manusia dan efek yang sesuai pada kekebalan dan neurobiologi.

Usahakan selalu mengonsumsi makanan yang bernutrisi seimbang, beraneka ragam, dan tinggi serat agar microbiome usus kamu juga ikut sehat. 

Hidup kita berkaitan erat dengan microbiome. Jadi, menjaga keseimbangan microbiome di sekitar dan di tubuh kita sangat penting. Ketahui lebih banyak tentang dunia microbiome hanya di Nusantics Blog!

 

Referensi:

1. https://news.mit.edu/2022/bacteria-good-gut-microbes-antibiotics-0411

2. https://www.nature.com/articles/s41551-022-00871-9

3. https://medlineplus.gov/antibiotics.html

4. Hemarajata P, Versalovic J. Effects of probiotics on gut microbiota: mechanisms of intestinal immunomodulation and neuromodulation. Therap Adv Gastroenterol. 2013 Jan;6(1):39-51. doi: 10.1177/1756283X12459294. PMID: 23320049; PMCID: PMC3539293.