Mengapa Terjadi Resistensi Antibiotik?

Ternyata bakteri mampu mengembangkan teknik melindungi diri dengan cara bertahan terhadap gempuran antibiotika. Hal ini tentu saja membahayakan nyawa pasien, karena bakteri menjadi kebal sehingga peluang kesembuhan pasien menjadi semakin menipis. oleh karena itu berbagai mekanisme yang ada hendaknya harus dipelajari dengan cermat untuk dapat ditangkal.

Bakteri patogen memperoleh sifat resistensi terhadap antibiotik berasal dari dua hal, yakni dengan cara transmisi vertikal dan transmisi horisontal.

Transmisi vertikal
Pada transmisi vertikal, bakteri memperoleh kekebalan melalui akumulasi perubahan genetis selama proses alami duplikasi genom. Transmisi vertikal merupakan proses mendasar, dimana sel dapat mengakumulasikan kesalahan-kesalahan pada genomnya selama proses replikasi. Proses akumulasi kesalahan tersebut terjadi dalam jumlah yang sedikit. Satu dari seribu bakteri yang berkembang akan mengalami kesalahan genom, hal ini dinamakan mutasi. Mutasi dapat menyebabkan resistensi terhadap antibiotik.

Transmisi horisontal
Pada transmisi horisontal terjadi transfer gen dari bakteri yang mengalami mutasi menjadi resisten (pada transmisi vertikal). Penelitian terakhir menunjukkan bahwa transmisi horisontal ini bertanggungjawab terhadap berkembangnya resistensi bakteri terhadap antibiotika. Proses transmisi horisontal diawali dengan perpindahan gen penyebab resistensi dari satu bakteri ke bakteri lainnya dengan perantara plasmid. Plasmid merupakan elemen genetik yang dapat berpindah antar sel. Fragmen DNA ini berpindah menuju sel lain melalui 3 mekanisme, yakni transformasi, transduksi, dan konjugasi

Beberapa mekanisme yang menyebabkan resistensi antibiotika adalah sebagai berikut:

Memblok antibiotik dengan cara mengubah dinding sel sehingga tidak dapat ditembus
Kelompok bakteri ini secara alami resisten terhadap antibiotik tertentu karena kurangnya target bagi antibiotik untuk berikatan, dan juga karena membran selnya tidak dapat ditembus.

Perubahan area target yang menurunkan daya ikat antibiotik
Pada mekanisme ini, bakteri memperoleh mutasi gen yang mengubah target antibiotik sehingga menurunkan efektivitasnya. Masing-masing antibiotika dirancang untuk menyasar proses penting dalam tubuh bakteri. Sebagai contohnya, antibiotika fluorokuinolon bekerja dengan cara mengganggu fungsi protein yang terlibat dalam proses replikasi DNA bakteri. Mutasi yang menyebabkan resistensi terhadap fluorokuinolon seringkali mengubah konformasi protein ini, sehingga mengurangi pengikatan antibiotik ke sasarannya.

Menghasilkan enzim pengurai antibiotik sehingga antibiotik menjadi tidak aktif
Bakteri ini mengkode gen yang menghasilkan enzim yang mengurai molekul antibiotik sebelum antibiotik ini membunuh bakteri. Contohnya adalah enzim beta laktamase, enzim ini akan menguraikan struktur beta laktam pada antibiotik, sehingga antibiotik menjadi tidak aktif lagi dan tidak dapat membunuh bakteri.

Menurunkan akumulasi antibiotik intraseluler dengan cara menurunkan permeabilitas dan atau meningkatkan efluks aktif antibiotik
Mekanisme efluks terjadi ketika gen resisten mengkode protein yang secara aktif mendorong antibiotik keluar dari sel bakteri, sehingga kadar antibiotik di dalam sel menjadi rendah dan tidak mampu untuk membunuh bakteri.

Referensi:

Blair, J.M.A., Webber, M.A., Baylay, A.J., Ogbolu, D.O., dan Piddock, L.J.V., 2015. Molecular mechanisms of antibiotic resistance. Nature Reviews Microbiology, 13: 42–51.

Dantas, G. dan Sommer, M.O., 2014. How to fight back against antibiotic resistance. American Scientist, 102: 42–51.