Bakteriofag : Virus yang bermanfaat bagi tanaman dan manusia, sangat berbeda dengan COVID-19

Hai Warstekholic, Bagaimana kabarnya ? Saya harap Anda baik-baik saja ya dan semoga artikel ini akan bermanfaat bagi pikiran para pembaca. Sadarkah Anda bahwa kita telah melewati masa COVID-19 selama lebih dari 2 tahun sejak diumumkan pada 31 Desember 2019 lalu? [1] Meskipun kata “virus” selalu dikaitkan dengan hal-hal yang merugikan bagi manusia, ternyata ada virus yang memberikan kebaikan bagi kita. Virus itu adalah Bakteriofag yang berasal dari bahasa Yunani yang berarti “Pemakan Bakteri”, atau virus yang menginfeksi bakteri berbahaya dan tidak dapat menginfeksi manusia [2]. Seperti jenis virus lainnya, bakteriofag sangat bervariasi dalam bentuk dan materi genetiknya. Penggunaan bakteriofag untuk pengobatan infeksi pathogen bakteri disebut Terapi Fag atau Phage Therapy.

Sejarah Bakteriofag

Pada tahun 1917, seorang ahli mikrobiologi yang Bernama Twort dan Felix d’Herelle dari Institut Pasteur Paris, menerbitkan sebuah makalah yang menjelaskan lisis bakteri oleh mikroba tak terlihat yang ia beri nama “bakteriofag.” Penggunaan Terapi Fag pertama yang diketahui terjadi pada tahun 1919, ketika d’Herelle dan beberapa rekan kerja di rumah sakit menelan koktail fag untuk memeriksa keamanannya, kemudian memberikannya kepada seorang anak laki-laki berusia 12 tahun yang menderita disentri parah. Gejala anak itu hilang setelah dosis tunggal dan dia pulih sepenuhnya dalam beberapa hari. Namun d’Herelle tidak mempublikasikan temuannya sampai tahun 1931 [3].

Kemudian Ilmuwan barat menemukan Kembali terapi fag pada tahun 1980-an. Sejak itu, fenomena yang berkembang pada strain bakteri resisten antibiotik terus menarik minat terapi fag sebagai alternatif potensial. Pada tahun 2000-an, percobaan pada manusia dimulai lagi dan data dari uji klinis fase I pertama di AS diterbitkan pada tahun 2009. Uji coba tersebut menguji keamanan campuran fag khusus untuk E. coli, Staphylococcus aureus, dan Pseudomonas aeruginosa pada 42 pasien dengan ulkus kaki kronis. Karena ini adalah uji coba fase 1, penelitian ini hanya menganalisis keamanan, bukan hasil klinis. Hasilnya tidak ada efek samping yang terkait dengan fag yang dilaporkan [4].

Mekanisme Infeksi Bakteriofag

Hampir sama dengan virus lainnya, Bakteriofag harus menginfeksi sel inang untuk bereproduksi. Periode dalam menginfeksi bakteri itu disebut siklus hidup fag. Beberapa Bakteriofag hanya dapat bereproduksi melalui siklus hidup litik, di mana mereka mengeksploitasi dan membunuh sel inangnya. Bakteriofag lainnya dapat bergantian antara siklus hidup litik dan lisogenik, di mana mereka tidak membunuh sel inang dan malah disalin bersama dengan DNA inang setiap kali sel membelah [5]..

Kita dapat menyederhanakan proses bakteriofag membunuh bakteri dengan mengikatnya dan kemudian menghancurkannya atau memecahnya. Virus menginfeksi bakteri dengan menyuntikkan gen DNA atau RNA. Kemudian, virus akan bereproduksi atau mereplikasi dirinya di dalam tubuh bakteri. Dalam satu bakteri, bisa ada lebih dari seribu virus baru. Dari sanalah, virus akan memecah bakteri dan menghasilkan bakteriofag baru. Mengingat sifatnya sebagai parasit, bakteriofag membutuhkan inang bakteri untuk tumbuh dan berkembang biak. Setelah semua bakteri mati, mereka akan berhenti berkembang biak. Sama seperti virus lainnya, bakteriofag dapat hibernasi hingga ada bakteri lain yang dapat menjadi inang berikutnya.

Proses lebih jelasnya Bakteriofag dalam menginfeksi bakteri dapat dilihat pada video ini https://www.youtube.com/watch?v=NWo4MwE3zfU

Manfaat Bakteriofag Pada Penyakit Manusia

Terapi fag adalah praktik 90 tahun yang lalu dengan menggunakan bakteriofag sebagai agen bakterisida untuk mengobati penyakit oleh bakteri pada manusia dan spesies lain. Bakteriofag dapat membantu mengatasi kelemahan utama antibiotik saat ini. Setiap tahun, kasus infeksi resisten antibiotik membunuh lebih dari 50.000 orang di Eropa dan Amerika Serikat [6]. Sebuah studi yang dilakukan di Inggris menunjukkan bahwa infeksi dari bakteri diperkirakan dapat menyebabkan 10 juta kematian per tahun 2050 dan beberapa ahli menyebutnya sebagai perkiraan konservatif. Namun, prediksi tersebut telah memaksa para ilmuwan untuk meneliti tanpa henti terhadap manfaat Bakteriofag untuk alternatif dari antibiotic.

Ada beberapa keunggulan bakteriofag dalam melawan bakteri dibandingkan dengan antibiotik, seperti:

.

Manfaat Bakteriofag untuk Penyakit Tanaman

Gambar 1. Perbandingan aplikasi Bakteriofag pada tanaman tomat (kiri tanpa bakteriofag vs kanan dengan Bakteriofag) yang terserang penyakit layu akibat Bakteri Ralstonia solanacearum (Jones et al, 2012)

Pelopor pertama pemanfaat Bakteriofag pada penyakit tanaman adalah Mallman dan Hemstreet, yang pada tahun 1924 mengamati bahwa filtrat cairan yang dikumpulkan dari penguraian kubis menghambat pertumbuhan bakteri penyebab busuknya, Xanthomonas campestris pv campestris [7]. Pada tahun 1925, Kotila dan Coons mendemonstrasikan bahwa bakteriofag yang diisolasi dari tanah menekan pertumbuhan Pectobacterium carotovorum subsp atrosepticum, agen penyebab penyakit kaki hitam pada kentang [8]. Mereka melakukan bioassay dan berhasil mencegah pembusukan umbi kentang dengan menginokulasi fag dengan phytobacterium. Selain itu, mereka mengisolasi fag yang aktif terhadap Pectobacterium carotovorum subsp carotovorum dan Agrobacterium tumefaciens dari sejumlah sumber lingkungan, seperti air sungai dan tanah. Beberapa percobaan juga dilakukan menggunakan fag khusus untuk Ralstonia solanacearum, di mana suspensi fag diterapkan pada tanah di sekitar tanaman tomat sebelum dan sesudah inokulasi dengan bakteri patogen layu dan terbukti dapat mempertahankan tanaman tomat dari penyakit layu akibat bakteri Ralstonia solanacearum [9]

Ada beberapa manfaat bakteriofag dalam memerangi penyakit tanaman

Daftar pustaka

[1] World Helth Organization. 2019. COVID-19 – China.

[2] Sulakvelidze, A., Alavidze, Z., & Morris, J. G., Jr (2001). Bacteriophage therapy. Antimicrobial agents and chemotherapy, 45(3), 649–659. https://doi.org/10.1128/AAC.45.3.649-659.2001

[3] Wittebole, X., De Roock, S., & Opal, S. M. (2014). A historical overview of bacteriophage therapy as an alternative to antibiotics for the treatment of bacterial pathogens. Virulence, 5(1), 226–235. https://doi.org/10.4161/viru.25991

[4] Rhoads, D. D., Wolcott, R. D., Kuskowski, M. A., Wolcott, B. M., Ward, L. S., & Sulakvelidze, A. (2009). Bacteriophage therapy of venous leg ulcers in humans: results of a phase I safety trial. Journal of wound care, 18(6), 237–243. https://doi.org/10.12968/jowc.2009.18.6.42801

[5] Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. and Walter, P. (2002). Figure 5.81. The life cycle of bacteriophage lambda. In Molecular biology of the cell (4th ed.). New York, NY: Garland Science

[6] O’Neill J. Antimicrobial Resistance: Tackling a Crisis for the Health and Wealth of Nations. London, UK: World Health Organization; 2014

[7] Mallmann WL, Hemstreet CJ. Isolation of an inhibitory substance from plants. Agricultural Research. 1924;28:599–02

[8] Kotila JE, Coons GH. Investigations on the blackleg disease of potato. Michigan Agricultural Experimental Station Technical Bulletin. 1925;67:3–29.

.

.

.