Kredit: Domain Publik Pixabay/CC0

Sebuah studi penelitian yang dipimpin oleh University of Oxford memberikan wawasan baru yang transformasional tentang bagaimana resistensi antimikroba (AMR) muncul pada pasien dengan infeksi bakteri. Temuan yang dipublikasikan hari ini di jurnal Nature Communications, dapat membantu mengembangkan intervensi yang lebih efektif untuk mencegah infeksi AMR berkembang pada pasien yang rentan.

Temuan penelitian menantang pandangan tradisional bahwa orang umumnya terinfeksi oleh klon genetik tunggal (atau ‘strain’) dari bakteri patogen, dan resistensi terhadap pengobatan antibiotik berkembang karena seleksi alam untuk mutasi genetik baru yang terjadi selama infeksi. Hasilnya menunjukkan bahwa sebaliknya pasien umumnya koinfeksi oleh beberapa klon patogen, dengan munculnya resistensi sebagai hasil seleksi untuk klon resisten yang sudah ada sebelumnya, daripada mutasi baru.

Para peneliti menggunakan pendekatan baru yang mempelajari perubahan keragaman genetik dan resistensi antibiotik dari spesies bakteri patogen (Pseudomonas aeruginosa) yang dikumpulkan dari pasien sebelum dan sesudah pengobatan antibiotik. Sampel diisolasi dari 35 pasien unit perawatan intensif (ICU) di 12 rumah sakit Eropa. Pseudomonas aeruginosa adalah patogen oportunistik yang merupakan penyebab penting infeksi yang didapat di rumah sakit, terutama pada pasien dengan gangguan kekebalan dan sakit kritis, dan diperkirakan menyebabkan lebih dari 550.000 kematian secara global setiap tahun.

Setiap pasien diskrining untuk Pseudomonas aeruginosa segera setelah dirawat di ICU, dengan sampel kemudian dikumpulkan secara berkala setelahnya. Para peneliti menggunakan kombinasi analisis genom dan tes tantangan antibiotik untuk mengukur keragaman bakteri dalam pasien dan resistensi antibiotik.

Sebagian besar pasien dalam penelitian ini (sekitar dua pertiga) terinfeksi oleh satu jenis Pseudomonas. AMR berevolusi pada beberapa pasien ini karena penyebaran mutasi resistansi baru yang terjadi selama infeksi, mendukung model perolehan resistansi konvensional. Anehnya, penulis menemukan bahwa sepertiga pasien yang tersisa sebenarnya terinfeksi oleh beberapa jenis Pseudomonas.

Yang terpenting, resistensi meningkat sekitar 20% lebih banyak ketika pasien dengan infeksi strain campuran diobati dengan antibiotik, dibandingkan dengan pasien dengan infeksi strain tunggal. Peningkatan resistensi yang cepat pada pasien dengan infeksi strain campuran didorong oleh seleksi alam untuk strain resisten yang sudah ada sebelumnya yang sudah ada pada awal pengobatan antibiotik. Strain ini biasanya merupakan minoritas dari populasi patogen yang hadir pada awal pengobatan antibiotik, tetapi gen resistensi antibiotik yang mereka bawa memberi mereka keuntungan selektif yang kuat di bawah pengobatan antibiotik.

Namun, meskipun AMR muncul lebih cepat pada infeksi multi-strain, temuan menunjukkan bahwa AMR juga dapat hilang lebih cepat pada kondisi ini. Ketika sampel dari pasien galur tunggal dan galur campuran dibiakkan tanpa antibiotik, galur AMR tumbuh lebih lambat dibandingkan dengan galur non-AMR. Ini mendukung hipotesis bahwa gen AMR membawa keseimbangan kebugaran, sehingga mereka dipilih ketika tidak ada antibiotik. Pertukaran ini lebih kuat pada populasi strain campuran daripada populasi strain tunggal, menunjukkan bahwa keragaman inang juga dapat mendorong hilangnya resistensi karena tidak adanya pengobatan antibiotik.

Menurut para peneliti, temuan menunjukkan bahwa intervensi yang ditujukan untuk membatasi penyebaran bakteri antara pasien (seperti peningkatan sanitasi dan tindakan pengendalian infeksi) mungkin merupakan intervensi yang lebih efektif untuk memerangi AMR daripada intervensi yang bertujuan untuk mencegah mutasi resistensi baru yang timbul selama infeksi. , seperti obat yang menurunkan tingkat mutasi bakteri. Ini mungkin menjadi sangat penting dalam pengaturan di mana tingkat infeksi tinggi, seperti pasien dengan kekebalan yang lemah.

Temuan ini juga menunjukkan bahwa uji klinis harus bergerak ke arah menangkap keragaman strain patogen yang ada dalam infeksi, daripada hanya menguji sejumlah kecil isolat patogen (berdasarkan asumsi bahwa populasi patogen secara efektif adalah klonal). Ini dapat memungkinkan prediksi yang lebih akurat tentang apakah perawatan antibiotik akan berhasil atau gagal pada masing-masing pasien, mirip dengan bagaimana pengukuran keragaman dalam populasi sel kanker dapat membantu memprediksi keberhasilan kemoterapi.

Peneliti utama Profesor Craig Maclean, dari Departemen Biologi Universitas Oxford, mengatakan: ‘Temuan utama dari penelitian ini adalah bahwa resistensi berkembang dengan cepat pada pasien yang dikolonisasi oleh beragam populasi Pseudomonas aeruginosa karena seleksi untuk strain resisten yang sudah ada sebelumnya. Tingkat di mana resistensi berkembang pada pasien sangat bervariasi di seluruh patogen, dan kami berspekulasi bahwa tingkat keragaman inang yang tinggi dapat menjelaskan mengapa beberapa patogen, seperti Pseudomonas, cepat beradaptasi dengan pengobatan antibiotik.’

Dia menambahkan: ‘Metode diagnostik yang kami gunakan untuk mempelajari resistensi antibiotik dalam sampel pasien telah berubah sangat lambat dari waktu ke waktu, dan temuan kami menggarisbawahi pentingnya mengembangkan metode diagnostik baru yang akan memudahkan untuk menilai keragaman populasi patogen dalam sampel pasien. ‘

Organisasi Kesehatan Dunia telah menyatakan AMR sebagai salah satu dari 10 ancaman kesehatan masyarakat global yang dihadapi umat manusia. AMR terjadi ketika bakteri, virus, jamur, dan parasit tidak lagi merespons obat-obatan seperti antibiotik, membuat infeksi semakin sulit atau tidak mungkin diobati. Perhatian khusus adalah penyebaran cepat bakteri patogen multi-resisten, yang tidak dapat diobati dengan obat antimikroba yang ada. Pada 2019, AMR dikaitkan dengan hampir 5 juta kematian di seluruh dunia.

Profesor Willem van Schaik, Direktur Institut Mikrobiologi dan Infeksi di Universitas Birmingham (yang tidak terlibat langsung dalam penelitian ini) mengatakan: ‘Penelitian ini sangat menyarankan bahwa prosedur diagnostik klinis mungkin perlu diperluas untuk mencakup lebih dari satu strain. dari seorang pasien, untuk secara akurat menangkap keragaman genetik dan potensi resistensi antibiotik dari strain yang menjajah pasien yang sakit kritis. Ini juga menyoroti pentingnya upaya pencegahan infeksi berkelanjutan yang bertujuan untuk mengurangi risiko pasien rawat inap yang terkolonisasi, dan kemudian terinfeksi, oleh patogen oportunistik selama mereka tinggal di rumah sakit.’

Sharon Peacock, Profesor Mikrobiologi dan Kesehatan Masyarakat di University of Cambridge (yang tidak terlibat langsung dalam penelitian ini), mengatakan: ‘Infeksi yang resistan terhadap berbagai obat yang disebabkan oleh berbagai organisme termasuk Pseudomonas aeruginosa merupakan tantangan utama bagi manajemen pasien di ICU. pengaturan di seluruh dunia. Temuan penelitian ini menambah bukti lebih lanjut untuk pentingnya tindakan pencegahan dan pengendalian infeksi di ICU dan pengaturan rumah sakit secara lebih luas yang mengurangi risiko tertular P. aeruginosa dan organisme patogen lainnya.’

Informasi lebih lanjut: Julio Diaz Caballero et al, Populasi patogen galur campuran mempercepat evolusi resistensi antibiotik pada pasien, Komunikasi Alam (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-39416-2

Disediakan oleh Universitas Oxford

Kutipan: Studi mengungkapkan mekanisme baru untuk evolusi cepat infeksi yang resistan terhadap berbagai obat pada pasien (2023, 12 Juli) diambil 13 Juli 2023 dari https://medicalxpress.com/news/2023-07-reveals-mechanism-rapid-evolution- multi-obat.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.