Resistansi antibiotik merupakan ancaman besar bagi kesehatan global. Ketika terapi konvensional mulai kehilangan efektivitasnya dalam melawan infeksi, para ilmuwan mulai mencari solusi dari sumber yang tak terduga — rawa dan hutan yang menjadi rumah bagi katak. Hewan amfibi ini telah bertahan lebih dari 200 juta tahun, melalui berbagai perubahan ekosistem, dan selama periode tersebut, mereka mengembangkan sistem pertahanan alami yang luar biasa. Sistem pertahanan ini bisa menjadi kunci dalam pengembangan antibiotik baru di masa depan.

Kenapa Katak Jarang Terkena Infeksi?

Katak hidup di lingkungan yang lembap dan kaya akan mikroba, yang seringkali menjadi tempat berkembang biaknya bakteri patogen. Namun, hal yang menarik adalah mereka jarang sekali terinfeksi. Fenomena ini telah lama menjadi misteri bagi para ilmuwan. Apakah katak memiliki kemampuan biologis yang bisa menyelamatkan kehidupan manusia? Penelitian terbaru yang dipimpin oleh Profesor Cesar de la Fuente dari University of Pennsylvania memberikan jawaban atas pertanyaan tersebut. Timnya meneliti sistem pertahanan alami katak untuk merancang antibiotik sintetis yang dapat mengatasi bakteri resisten.

Peptida Antimikroba: Senjata Alami Katak

Banyak spesies katak menghasilkan peptida antimikroba pada kulit mereka, yang efektif membunuh bakteri berbahaya tanpa menimbulkan resistansi seperti antibiotik pada umumnya. Salah satu spesies katak yang menarik perhatian adalah Odorrana andersonii, yang menghasilkan peptida bernama Andersonnin-D1. Peptida ini ditemukan pertama kali oleh ilmuwan Tiongkok pada tahun 2012 dan terbukti sangat efektif membunuh bakteri. Namun, peptida ini memiliki kekurangan, yakni menggumpal saat bereaksi, yang mengurangi efektivitasnya dan bisa berpotensi toksik. Oleh karena itu, Andersonnin-D1 perlu dimodifikasi sebelum bisa digunakan dalam pengobatan medis.

Rekayasa Molekul di Laboratorium

Tim de la Fuente menggunakan pendekatan desain berbasis struktur untuk mengubah Andersonnin-D1. Metode ini memungkinkan para peneliti untuk mengubah urutan molekul dan mengamati dampak perubahan tersebut. “Dengan desain berbasis struktur, kami bisa mengubah urutan molekul dan melihat bagaimana perubahan itu mempengaruhi fungsi yang ingin kami perbaiki,” jelas Marcelo Torres, salah satu penulis penelitian ini. Pendekatan ini menghasilkan beberapa peptida sintetis yang mempertahankan kekuatan antimikroba Andersonnin-D1, tetapi tanpa efek samping yang merugikan.

Pengujian di Laboratorium

Setelah merancang peptida baru, langkah selanjutnya adalah menguji efektivitasnya. Tim peneliti menguji peptida sintetis ini terhadap berbagai bakteri berbahaya, dan hasilnya sangat menjanjikan. Dalam pengujian praklinis, peptida ini menunjukkan kekuatan setara dengan polymyxin B, antibiotik terakhir yang digunakan saat semua pengobatan lain gagal. Selain itu, peptida ini menunjukkan tingkat toksisitas yang rendah, tidak merusak sel manusia, dan tidak mengganggu bakteri baik dalam usus, menjadikannya lebih aman dibandingkan antibiotik yang ada saat ini.

Menuju Uji Klinis

Jika penelitian lanjutan menunjukkan hasil yang positif, tim akan melanjutkan ke tahap Studi Obat Investigasi (IND), yang bertujuan untuk mengevaluasi keamanan dan efektivitas sebelum obat bisa diajukan ke FDA (Food and Drug Administration) di Amerika Serikat. Setelah lulus tahap ini, peptida tersebut bisa diuji pada manusia dalam uji klinis.

Penelitian ini juga mencerminkan pergeseran paradigma dalam ilmu pengetahuan, di mana para ilmuwan tidak hanya menciptakan molekul baru dari awal, tetapi juga mencari solusi dari alam yang telah teruji oleh evolusi selama jutaan tahun. Alam sering kali menghasilkan molekul yang lebih efisien dan elegan daripada yang bisa diciptakan oleh manusia. Dalam hal ini, sistem pertahanan molekuler katak bisa menjadi terobosan medis yang sangat penting untuk masa depan.

Penelitian ini telah dipublikasikan dalam jurnal Trends in Biotechnology.