Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan dalam Journal of Biological Chemistry ( JBC ), para peneliti dari University of Notre Dame dan University of Illinois Urbana-Champaign telah menemukan bahwa bakteri Pseudomonas aeruginosa, patogen yang menyebabkan pneumonia, sepsis dan infeksi lainnya, mengkomunikasikan sinyal marabahaya dalam sekelompok bakteri sebagai respons terhadap antibiotik tertentu.
Komunikasi ini ditemukan bervariasi di seluruh koloni dan menunjukkan bahwa bakteri ini dapat mengembangkan perilaku protektif yang berkontribusi terhadap kemampuannya untuk mentoleransi beberapa antibiotik.
“Terdapat pemahaman umum yang kurang tentang bagaimana komunitas bakteri, seperti patogen oportunistik P. aeruginosa, merespon terhadap antibiotik ,” kata Nydia Morales-Soto, ilmuwan peneliti senior di bidang teknik sipil dan lingkungan dan ilmu bumi (CEEES) di Universitas Notre Dame dan penulis utama makalah ini.
“Sebagian besar dari apa yang kita ketahui adalah dari studi tentang komunitas biofilm stasioner, sedangkan kurang diketahui tentang proses sebelumnya ketika bakteri berkolonisasi, menyebar dan berkembang. Dalam penelitian ini, tim peneliti kami secara khusus meninjau perilaku bakteri selama periode ini dan apa yang mungkin menandakan resistensi antibiotik. ”
Perilaku yang dilaporkan disebabkan oleh tobramycin, antibiotik yang biasa digunakan dalam pengobatan klinis, dan menghasilkan respon sinyal ganda. Karena antibiotik ini diaplikasikan pada koloni P. aeruginosa, bakteri tersebut menghasilkan sinyal ke area koloni yang dilokalisasi — sinyal Pseudomonas quinolone (PQS) yang diketahui telah terjadi — serta tanggapan kedua dari koloni, dikenal sebagai alkil hydroxyquinoline (AQNO).
Tim memetakan produksi dari setiap respons secara spasial, dan menetapkan bahwa P. aeruginosa mampu menghasilkan PQS dalam kantong kecil pada konsentrasi yang secara signifikan lebih tinggi daripada yang tercatat sebelumnya. Temuan ini membantu mengamankan pemilihan makalah sebagai “Pilihan Editor” JBC, sebuah pengakuan yang hanya diberikan kepada 2 persen atas manuskrip yang diterbitkan dalam jurnal untuk tahun tertentu.
Studi ini menunjukkan bahwa PQS dan AQNO secara independen mengatur respon yang sengaja mengkomunikasikan pesan yang berbeda. Selain itu, ini berarti sejenis bakteri mungkin memiliki beberapa kemampuan untuk melindungi koloni dari beberapa racun eksternal saat bakteri masih dalam fase kolonisasi.
“Meskipun respon AQNO yang diidentifikasi dalam makalah ini adalah perilaku yang bergantung pada stres, itu adalah pesan kimia baru yang belum secara definitif dilabeli sebagai sinyal. Meskipun, berdasarkan temuan kami, kami percaya itu,” kata Joshua. Shrout, profesor CEEES dan profesor ilmu biologi di Universitas Notre Dame dan rekan penulis makalah ini. “Apapun itu, pekerjaan ini membuka jendela baru untuk memahami perilaku P. aeruginosa dan berpotensi bagaimana bakteri ini mempromosikan toleransi terhadap antibiotik.”
