Apakah listrik merupakan alat baru yang dapat menggoyahkan biofilm tanpa menimbulkan resistensi antibiotik?

Apakah listrik merupakan alat baru yang dapat menggoyahkan biofilm tanpa menimbulkan resistensi antibiotik?

Para ilmuwan menemukan bahwa kejutan listrik dapat mengubah jenis sel dalam komunitas bakteri, menawarkan pendekatan baru untuk mengontrol bakteri secara tepat

Kelompok bakteri mikroskopis ada di sekitar kita. Komunitas tak terlihat ini, yang dikenal sebagai biofilm, ditemukan di habitat mulai dari permukaan kulit hingga pipa saluran pembuangan dan memainkan peran integral dalam lingkungan yang mencakup perawatan kesehatan hingga pertanian.

Ahli biologi molekuler dan fisikawan di College of California San Diego telah bergabung untuk mengembangkan metode baru menggunakan kejutan listrik untuk mengontrol perkembangan komunitas bakteri. Temuan mereka, diperoleh dengan teknologi yang baru dikembangkan, signifikan dari perspektif medis. Di daerah di mana pertumbuhan bakteri menjadi perhatian, biofilm dapat menyebabkan infeksi kronis, terutama di lokasi seperti rumah sakit di mana resistensi antibiotik merupakan ancaman kesehatan utama.

Sama seperti organisme multi-seluler lainnya, biofilm terdiri dari berbagai jenis sel yang menjalankan peran khusus. Misalnya, sel penghasil matriks menyediakan “lem” struktural yang menyatukan komunitas bakteri sementara sel motil berperan dalam pembentukan dan penyebaran biofilm. Keseimbangan kedua jenis sel ini menentukan sifat fisik dan biologis biofilm dan juga penting untuk perkembangannya. Jika ada terlalu banyak sel penghasil matriks, biofilm menjadi terlalu kaku dan tidak dapat tumbuh secara efisien. Jika ada terlalu banyak sel motil, biofilm hancur saat sel berenang menjauh. Dengan demikian, mengubah rasio kedua jenis sel ini menawarkan metode yang tepat untuk mengendalikan biofilm.

Seperti yang dijelaskan 4 Mei 2022 di jurnal Sistem Sel, sebuah tim di UC San Diego dengan sarjana postdoctoral Colin Comerci dan rekan peneliti di laboratorium Profesor Gürol Süel di Departemen Biologi Molekuler, bersama dengan rekan-rekan di Departemen Fisika, mengembangkan perangkat mikofluida baru dan menggabungkannya dengan multi-elektroda array, yang memungkinkan mereka untuk menerapkan kejutan listrik lokal ke biofilm yang sedang tumbuh.

Yang mengejutkan para peneliti, stimulasi listrik menyebabkan sel-sel motil berkembang biakmeskipun semua sel dalam biofilm secara genetik identik.

“Meskipun diketahui bahwa sengatan listrik dapat membunuh sel, di sini kami menunjukkan bahwa mereka dapat menyebabkan pertumbuhan sub-tipe sel tertentu,” kata Süel, seorang profesor Ilmu Biologi yang berafiliasi di San Diego Middle for Methods Biology, BioCircuits Institute. dan Pusat Inovasi Mikrobioma. “Bagaimana stimulasi berdurasi satu detik dapat mendorong pertumbuhan selama berjam-jam dan hanya satu jenis sel adalah teka-teki hebat yang ingin kami pecahkan.”

“Mampu memodulasi tipe sel dengan cara ini tidak hanya penting untuk memahami biofilm,” kata Comerci. “Sinyal elektrokimia yang kami gunakan mirip dengan sinyal yang digunakan selama pengembangan organisme yang lebih rumit seperti katak, ikan, atau bahkan manusia. Dengan demikian, temuan kami mungkin menawarkan analogi dengan sistem biologis lainnya.”

Mengapa stimulasi listrik meningkatkan populasi satu jenis sel daripada yang lain tetap menjadi misteri dan terus dipelajari di laboratorium Süel. Pengaruh semacam itu, kata para peneliti, memberikan kendali atas komposisi dan perkembangan biofilm, dan mungkin menawarkan alat baru untuk mengacaukan biofilm dalam pengaturan perawatan kesehatan dan pertanian.

Artikel asli: Peneliti Manipulasi Demografi Komunitas Bakteri dengan Teknologi Elektronik Baru

Lebih dari: Universitas California San Diego

Total
0
Shares
Leave a Reply

Your email address will not be published.

Related Posts