PENGGUNAAN CRISPR-CAS SYSTEM SEBAGAI SOLUSI MENGHADAPI RESISTENSI ANTIMIKROBA PADA BAKTERI
Abstract
ABSTRAK
Pendahuluan: Resistensi antimikroba merupakan masalah global akibat pemakaian antibiotik yang berlebihan dan tidak rasional sehingga mengeliminasi kuman patogen dan flora normal dalam tubuh. Hal ini memicu terbentuknya bakteri yang multiresisten terhadap berbagai antibiotik. WHO memperkirakan angka kematian global akibat resistensi antimikroba telah mencapai 700.000/tahun dan biaya yang harus dikeluarkan agar fasilitas kesehatan bisa mengatasi resistensi antimikroba diperkirakan sekitar 1,5 miliar dollar/tahun. Selain antibiotik, banyak terapi inovatif yang dapat diterapkan dalam menghadapi bakteri AMR (Antimicrobial Resistance) contohnya adalah CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) yang telah terbukti dapat digunakan untuk menarget gen-gen dari bakteri patogen seperti mengkode formasi biofilm, faktor virulensi, atau khususnya resistensi antimikroba. Target yang dituju ini juga spesifik tanpa mempengaruhi flora normal lainnya sehingga bisa menjadi pilihan utama dalam mengobati penyakit akibat resistensi antimikroba.
Pembahasan: Studi literatur menunjukkan bahwa terapi CRISPR disertai dengan CRISPR associated protein 9 (Cas9) terbukti mampu melakukan genome editing dengan memotong gen-gen yang berperan dalam faktor virulensi, metabolisme, dan enzim resistensi antimikroba seperti gen bla, sul2, dan mcr-1 secara in vivo maupun in vitro sehingga bakteri resisten seperti Staphylococcus aureus, Escherichia coli, dan Shewanella algae dapat tereliminasi atau menjadi sensitif kembali terhadap antibiotik yang awalnya diberikan sebelum terapi CRISPR dilakukan. CRISPR-Cas9 juga bisa berfungsi sebagai pengendali ekspresi gen dengan cara mengaktivasi atau menghambat ekspresi gen tersebut menggunakan memodifikasi Cas9 menjadi dCas9 serta dapat dijadikan aplikasi dalam metode FLASH untuk mendeteksi sequence dengan jumlah sampel yang sedikit.
Simpulan: Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa terapi CRISPR berbasis Cas9 berpotensi menjadi andalan untuk terapi resistensi antimikroba.
Downloads
References
2. Bikard D, Euler CW, Jiang W, et al. Exploiting CRISPR-Cas nucleases to produce sequence-specific antimicrobials. Nat Biotechnol 2014; 32: 1146–1150.
3. Durand GA, Raoult D, Dubourg G. Antibiotic discovery: history, methods and perspectives. International Journal of Antimicrobial Agents 2019; 53: 371–382.
4. 4. Ghosh C, Sarkar P, Issa R, et al. Alternatives to Conventional Antibiotics in the Era of Antimicrobial Resistance. Trends in Microbiology 2019; 27: 323– 338.
5. de la Fuente-Núñez C, Lu TK. CRISPRCas9 technology: applications in genome engineering, development of sequencespecific antimicrobials, and future prospects. Integrative Biology 2017; 9: 109–122.
6. Manghwar H, Lindsey K, Zhang X, et al. CRISPR/Cas System: Recent Advances and Future Prospects for Genome Editing. Trends in Plant Science 2019; 24: 1102– 1125.
7. Shabbir MAB, Shabbir MZ, Wu Q, et al. CRISPR-cas system: biological function in microbes and its use to treat antimicrobial resistant pathogens. Ann Clin Microbiol Antimicrob 2019; 18: 21.
8. Kim J-S, Cho D-H, Park M, et al. CRISPR/Cas9-Mediated ReSensitization of Antibiotic-Resistant Escherichia coli Harboring ExtendedSpectrum β-Lactamases. Journal of Microbiology and Biotechnology 2016; 26: 394–401.
9. Luo ML, Leenay RT, Beisel CL. Current and future prospects for CRISPR-based tools in bacteria: CRISPR-Based Tools in Bacteria. Biotechnol Bioeng 2016; 113: 930–943.
10. Greene AC. CRISPR-Based Antibacterials: Transforming Bacterial Defense into Offense. Trends in Biotechnology 2018; 36: 127–130.
11. Trevisan M, Palù G, Barzon L. Genome editing technologies to fight infectious diseases. Expert Review of Anti-infective Therapy 2017; 15: 1001–1013.
12. Quan J, Langelier C, Kuchta A, et al. FLASH: a next-generation CRISPR diagnostic for multiplexed detection of antimicrobial resistance sequences. Nucleic Acids Research 2019; 47: e83– e83.
13. Park JY, Moon BY, Park JW, et al. Genetic engineering of a temperate phage-based delivery system for CRISPR/Cas9 antimicrobials against Staphylococcus aureus. Sci Rep 2017; 7: 44929.
14. Sun L, He T, Zhang L, et al. Generation of Newly Discovered Resistance Gene mcr-1 Knockout in Escherichia coli Using the CRISPR/Cas9 System. Journal of Microbiology and Biotechnology 2017; 27: 1276–1280.
15. Wu Z-Y, Huang Y-T, Chao W-C, et al. Reversal of carbapenem-resistance in Shewanella algae by CRISPR/Cas9 genome editing. Journal of Advanced Research 2019; 18: 61–69.
SUBMISSION
