Lapisan luar lengket dari jamur dan bakteri, yang disebut "matriks ekstraseluler" atau ECM, memiliki konsistensi jeli dan bertindak sebagai lapisan pelindung dan cangkang. Tapi menurut penelitian baru-baru ini di jurnal iScience, yang dilakukan oleh Universitas Massachusetts Amherst bekerja sama dengan Institut Politeknik Worcester, ECM dari beberapa mikroorganisme membentuk gel hanya dengan adanya asam oksalat atau asam sederhana lainnya. Karena ECM memainkan peran penting dalam segala hal dari ketahanan antibiotik hingga pipa yang mampet dan kontaminasi perangkat medis, memahami bagaimana mikroorganisme memanipulasi lapisan gel lengket mereka memiliki implikasi luas untuk kehidupan sehari-hari kita.

"Gue selalu tertarik dengan ECM mikroba," kata Barry Goodell, profesor mikrobiologi di Universitas Massachusetts Amherst dan penulis senior makalah tersebut. "Orang-orang sering mikir ECM sebagai lapisan luar pelindung inert yang melindungi mikroorganisme. Tapi juga bisa berfungsi sebagai saluran nutrisi dan enzim masuk dan keluar dari sel mikroba."
Lapisan ini punya beberapa fungsi: lengketnya berarti mikroorganisme individu bisa ngerumpi buat ngebentuk koloni atau "biofilm", dan ketika cukup banyak mikroorganisme yang ngelakuin ini, itu bisa menyumbat pipa atau mencemari peralatan medis.
Tapi cangkangnye juga harus tembus: banyak mikroorganisme yang ngeluarin berbagai enzim dan metabolit laen lewat ECM, ke bahan yang pengen mereka makan atau infeksi (seperti kayu busuk atau jaringan vertebrata), dan kemudian, begitu enzim-enzim itu udah nyelesain kerjanye, tugas pencernaan - ngembaliin nutrisi kembali lewat ECM.
Ini berarti ECM bukan cuma lapisan pelindung inert; Bahkan, seperti yang ditunjukkan Goodell dan kolega, mikroorganisme tampaknya memiliki kemampuan untuk mengontrol viskositas ECM mereka dan karenanya permeabilitasnya. Gimana cara mereka ngelakuinnya?
Di jamur, sekresinya keliatannye asam oksalat, asam organik umum yang terjadi secara alami di banyak tanaman, dan, seperti yang ditemuin Goodell dan rekan-rekannya, banyak mikroorganisme yang keliatannye make asam oksalat yang mereka sekresiin buat ngiket ke lapisan karbohidrat eksternal. membentuk zat yang lengket. , ECM mirip jelly.
Tapi pas tim ngeliat lebih deket, mereka nemuin kalo asam oksalat kagak cuma ngebantu ngehasilin ECM, tapi juga "ngatur"nya: semakin banyak asam oksalat yang ditambahin mikroba ke campuran karbohidrat-asam, semakin kental ECM. Semakin kental ECM, semakin menghalangi molekul besar untuk masuk atau keluar dari mikroba, sementara molekul yang lebih kecil tetap bebas untuk masuk ke mikroba dari lingkungan dan sebaliknya.
Penemuan ini menantang pemahaman ilmiah tradisional tentang bagaimana berbagai jenis senyawa yang dilepaskan oleh jamur dan bakteri sebenarnya masuk dari mikroorganisme ini ke lingkungan. Goodell dan kolega menyarankan bahwa dalam beberapa kasus mikroorganisme mungkin harus lebih mengandalkan sekresi molekul yang sangat kecil untuk menyerang matriks atau jaringan yang digantungkan mikroorganisme untuk bertahan hidup atau terinfeksi. Ini berarti sekresi molekul kecil juga mungkin berperan besar dalam patogenesis jika enzim yang lebih besar tidak dapat melewati matriks ekstraseluler mikroba.
"Kayanya ada jalan tengah," kata Goodell, "di mana mikroorganisme dapat ngontrol tingkat keasaman untuk beradaptasi dengan lingkungan tertentu, mempertahankan beberapa molekul yang lebih besar, seperti enzim, sambil memungkinkan molekul yang lebih kecil untuk dengan mudah melewati ECM. "Modulasi ECM dengan asam oksalat mungkin menjadi cara bagi mikroorganisme untuk melindungi diri mereka dari antibiotik, dan antibiotik karena banyak dari obat-obatan ini terdiri dari molekul yang sangat besar. Kemampuan kustomisasi inilah yang bisa jadi kunci untuk mengatasi salah satu rintangan utama dalam terapi antimikroba, karena memanipulasi ECM untuk membuatnya lebih permeabel dapat meningkatkan efektivitas antibiotik dan antimikroba.

"Kalo kite bisa ngontrol biosintesis dan sekresi asam kecil kayak oksalat di mikroba tertentu, maka kite juga bisa ngontrol apa yang masuk ke mikroba, yang bisa memungkinkan kite buat lebih baik ngobatin banyak penyakit mikroba," kata Goodell.
Di Desember 2022, ahli mikrobiologi Yasu Morita nerima hibah dari Institut Kesehatan Nasional buat mendukung penelitian yang akhirnya bertujuan buat ngembangin pengobatan baru yang lebih efektif buat TBC.

Kalo lu mau tau lebih lanjut, tolong kirim email ke gue.
E-mail:
info@pulisichem.cn
Tel:
+86-533-3149598