Peneliti Universitas Basel telah menemukan bahwa bakteri dapat merasakan ancaman terlebih dahulu melalui sinyal bahaya umum. Bakteri mendeteksi ketika sel-sel di dekatnya mati dan secara proaktif membentuk biofilm pelindung. Memahami bagaimana bakteri berkomunikasi dan merespons ancaman sangat penting untuk memerangi infeksi.
Bakteri terus-menerus berjuang untuk bertahan hidup, menghadapi ancaman dari sel kekebalan, antibiotik, atau fag– virus yang hanya menginfeksi bakteri. Selama evolusi, bakteri telah mengembangkan berbagai strategi untuk melindungi diri dari bahaya tersebut. Namun bagaimana bakteri merasakan potensi ancaman di lingkungannya dan memulai tindakan perlindungan?
Sinyal bahaya: Pecahan dinding sel
Dalam studi terbaru mereka, para peneliti yang dipimpin oleh Prof. Knut Drescher di Biozentrum, Universitas Basel, telah menemukan bahwa fragmen dinding sel bakteri, yang disebut peptidoglikan, berfungsi sebagai sinyal alarm yang mengindikasikan adanya bahaya di lingkungan.
“Molekul-molekul ini bertindak sebagai sinyal bahaya umum yang dikenali tidak hanya oleh bakteri sejenis tetapi juga oleh bakteri dari spesies berbeda,” kata Drescher. “Peptidoglikan dilepaskan ketika bakteri dibunuh oleh fag atau antibiotik.”
Mekanisme perlindungan: Pembentukan biofilm
Bakteri merespons sinyal bahaya ini dengan memproduksi molekul pemberi sinyal kecil yang dikenal sebagai c-di-GMP, yang memicu pembentukan biofilm. Biofilm adalah struktur bakteri hidup tiga dimensi yang kompleks dan tertanam dalam matriks berlendir. “Di dalam Vibrio kolerapatogen penyebab kolera, bahkan paparan singkat terhadap fragmen dinding sel dapat memicu pembentukan biofilm,” jelas Sanika Vaidya, penulis pertama studi tersebut. Di dalam biofilm, bakteri dilindungi dari serangan fag, sel kekebalan, dan antibiotik.
Strategi bertahan hidup: Peringatan lintas spesies
Para peneliti mengamati perilaku ini tidak hanya pada patogen kolera tetapi juga pada patogen berbahaya lainnya yang seringkali resistan terhadap berbagai obat seperti Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Stafilokokus aureusDan Enterococcus faecalis.
Fakta bahwa bakteri di seluruh spesies merespons sinyal bahaya yang sama menunjukkan adanya strategi bertahan hidup yang universal. “Menariknya, sel kekebalan manusia juga mengenali fragmen peptidoglikan sebagai sinyal infeksi,” Drescher menekankan. “Hal ini menyoroti persamaan yang mengejutkan antara mekanisme pertahanan bakteri dan manusia.”
Relevansi klinis: Mencegah biofilm
Strategi kelangsungan hidup universal ini mungkin menjelaskan mengapa biofilm memainkan peran penting di berbagai lingkungan – mulai dari ekosistem alami hingga infeksi pada manusia. Namun, penelitian ini menimbulkan pertanyaan baru: Apakah fragmen dinding sel mengaktifkan mekanisme perlindungan tambahan di luar pembentukan biofilm? Dan bagaimana wawasan baru ini dapat diterapkan untuk memerangi patogen pembentuk biofilm secara lebih efektif?
Publikasi asli
Sanika Vaidya, Dibya Saha, Daniel KH Rode, Gabriel Torrens, Mads F. Hansen, Praveen K. Singh, Eric Jelli, Kazuki Nosho, Hannah Jeckel, Stephan Göttig, Felipe Cava & Knut Drescher.
Bakteri menggunakan peptidoglikan eksogen sebagai sinyal bahaya untuk memicu pembentukan biofilm.
Mikrobiologi Alam (2025), doi: 10.1038/s41564-024-01886-5
