Resistensi terhadap antibiotik merupakan beban utama di seluruh dunia. Beban tersebut tidak hanya berdampak pada pelayanan kesehatan tetapi juga sektor ekonomi. Meningkatnya risiko infeksi parah dikombinasikan dengan pertumbuhan resistensi antimikroba (AMR) telah menjadi perhatian besar dari Organisasi Kesehatan Dunia (WHO). Saat ini, >700.000 orang meninggal karena resistensi antibiotik.WHO memperkirakan bahwa resistensi antibiotik dapat menyebabkan 10 juta kematian setiap tahun pada tahun 2050. Dari perspektif ekonomi, diperkirakan bahwa resistensi antibiotik akan menelan biaya langsung sebesar USD 20 miliar dikombinasikan dengan USD 35 miliar dari hilangnya produktivitas karena penyakit di Amerika Serikat. Selain itu, peningkatan biaya perawatan kesehatan dan hilangnya produktivitas sebesar EUR 1,1-1,5 miliar per tahun juga diperkirakan terjadi di Eropa karena resistensi antibiotik.
Kerugian finansial yang diakibatkan oleh adanya resistensi antimikroba mendorong para peneliti untuk mengembangkan berbagai pendekatan guna memeriksa kerentanan antimikroba berbasis kultur. Beberapa patogen gastrointestinal (GI) dapat dibiakkan dengan mudah, seperti Escherichia coli, Klebsiella sp., dan Staphylococcus sp. Namun, patogen lambung, termasuk Helicobacter pylori, sedikit sulit dan membutuhkan lebih banyak waktu untuk kultur. Kondisi ini menyebabkan kesulitan dalam mengelola infeksi GI. Oleh karena itu, perlu diterapkan pendekatan lain dalam penentuan resistensi antibiotik bahkan untuk bakteri yang tidak kultur.
Dalam dekade terakhir, kemajuan teknologi next-generation sequencing (NGS) telah menunjukkan hasil yang luar biasa yaitu meningkatkan pergeseran paradigma dalam manajemen penyakit. Studi metagenomik mulai diterapkan pada penyakit tidak menular seperti, keganasan dan penyakit degeneratif misalnya: diabetes mellitus, hipertensi, penyakit ginjal kronis, dan penyakit Alzheimer. Secara khusus, pada penyakit GI pendekatan khusus ini dapat menunjukkan peran mikrobioma dalam perkembangan penyakit saluran GI serta penanda potensial untuk resistensi antibiotik . Selain itu, studi metatranskriptomik yang berfokus pada sequencing RNA (RNA-seq) juga memungkinkan untuk menemukan pergeseran fungsional pada penyakit GI tertentu.
Teknik berbasis bioinformatika memiliki keunggulan untuk menemukan antibiotik baru dengan mempelajari keberadaan gen resistensi antibiotik (ARGs) dan resistome. Oleh karena itu, pemanfaatan teknologi NGS untuk mempercepat penentuan resistensi antibiotik, pemilihan terapi antibiotik, dan penemuan obat yang tepat merupakan subjek penelitian yang menarik. Studi literature (review) ditujukan untuk mengetahui secara detail penerapan teknologi NGS melalui pendekatan metagenomik dan metatranskriptomik dalam mendeteksi resistensi antibiotik. Karena topik ini mencakup bidang penelitian yang luas, ulasan ini membatasinya pada saluran GI. ini . Studi literature juga menguraikan keuntungan dan tantangan saat ini dalam penerapan pendekatan ini dalam rutinitas klinis.
Berdasarkan dari gambaran di atas, peneliti dari Departemen Ilmu Penyakit Dalam, Fakultas Kedokteran, RSUD Dr. Soetomo, 51动漫 berhasil mempublikasikan hasil penelitiannya di salah satu jurnal Internasional terkemuka, yaitu Antibiotics. Dalam penelitian tersebut peneliti memberikan gambaran komprehensif tentang teknologi sekuensing yaitu NGS, metagenomik, dan metatranskriptomik dalam menilai profil resistensi antimikroba.
Penelitian tersebut melaporkan bahwa terdapat perbedaan antara pendekatan metatranskriptomik dengan metagenomik. Metagenomik hanya menggambarkan DNA yang tersedia di lingkungan sedangkan, metatranskriptomik dapat mengeksplorasi berbagai molekul messenger ribonucleic acid (RNA) yang diekspresikan oleh suatu organisme. Ada tiga pendekatan berbeda untuk mengeksplorasi messenger RNA dalam sel yaitu: analisis berbasis hibridisasi (teknologi microarray), teknik berbasis sekuensing Sanger misalnya: analisis serial ekspresi gen (SAGE) dan pengurutan tanda tangan paralel masif (MPSS), serta pendekatan NGS throughput tinggi (RNA-seq). Implementasi metagenomik untuk mengidentifikasi profil AMR pada saluran GI telah dilakukan di beberapa tempat di seluruh dunia.
Berdasarkan penelitian ini dapat disimpulkan bahwa deteksi AMR berbasis molekuler menunjukkan beberapa keunggulan dibandingkan dengan metode konvensional. Tidak hanya memprediksi keberadaan gen resisten antibiotik/ antibiotic resistance genes (ARG) pada patogen tetapi juga, lingkungan yang terkait dengan AMR.
Pengembangan metodologi baru dari laboratorium penelitian ke laboratorium klinis perlu adanya validitas analitis, validitas klinis, dan utilitas klinis. Penentuan AMR berbasis molekuler saat ini masih berada di antara validitas analitis dan klinis serta masih membutuhkan lebih banyak data dan penelitian terkait untuk meningkatkan validitasnya. Oleh karena itu, belum dianjurkan untuk menggunakan metode ini dalam pengaturan klinis rutin. Namun, mungkin sangat berguna untuk mengidentifikasi wabah resistensi antimikroba tertentu. Untuk mendeteksi gen resisten antimikroba diperlukan persiapan yang baik dalam hal pengayaan DNA, ketersediaan alat sekuenser dan bioinformatika, serta staf yang sangat terampil untuk mengoperasikan dan menginterpretasikan hasil. Terlepas dari tantangan ini, deteksi AMR berbasis molekuler diharapkan menjadi subjek yang menarik untuk penelitian dan praktik klinis di tahun-tahun mendatang.
Penulis: Muhammad Miftahussurur
Informasi detail dari penelitian ini dapat dilihat pada link artikel berikut:
