Dasar Genetik Resistansi Antibiotik

Dasar genetik resistansi antibiotik adalah serangkaian perubahan yang dapat diwariskan dalam DNA bakteri yang memberikan kemampuan untuk tumbuh meskipun ada obat. Resistansi dikodekan secara intrinsik dalam kromosom, dihasilkan oleh mutasi spontan di bawah tekanan selektif, atau diperoleh dengan mengimpor gen resistansi dari organisme lain — dan asal genetik ini menentukan seberapa mudah resistansi muncul dan menyebar.

Definition

Dasar genetik resistansi antibiotik mengacu pada penentu DNA kromosom dan yang didapat — gen resistansi intrinsik, mutasi pemicu resistansi, dan gen resistansi yang diimpor — yang mengkode fenotipe resistansi dan diwariskan oleh sel anak.

Scope

Topik ini mencakup di mana informasi resistansi berada dalam genom bakteri dan bagaimana ia berubah: sifat kromosom intrinsik, mutasi titik dan seleksinya, serta perbedaan antara resistansi mutasional dan resistansi yang didapat. Elemen bergerak yang membawa gen yang didapat antar sel diperkenalkan di sini dan dikembangkan dalam topik pendamping tentang gen resistansi dan transfer horizontal. Pembahasannya bersifat mikrobiologis dan genetik, bukan klinis.

Core questions

• Apakah sifat resistansi tertentu bersifat intrinsik, mutasional, atau didapat?
• Bagaimana mutasi spontan di bawah tekanan obat memunculkan garis keturunan yang resistan?
• Apa yang membedakan resistansi mutasional dari gen resistansi yang diperoleh secara horizontal?
• Mengapa asal genetik suatu penentu membentuk seberapa cepat resistansi menyebar?

Key concepts

• Resistansi intrinsik
• Resistansi yang didapat
• Mutasi spontan dan seleksi
• Mutasi titik pemicu resistansi
• Fenotipe hipermutator
• Biaya kebugaran dan mutasi kompensasi
• Resistom

Mechanisms

Resistansi dapat dituliskan ke dalam genom melalui dua cara luas. Resistansi intrinsik mencerminkan gen atau fitur struktural yang secara alami dimiliki suatu spesies, seperti membran luar dengan permeabilitas rendah atau enzim yang dikodekan secara kromosom. Resistansi yang didapat muncul baik melalui mutasi — perubahan spontan pada gen kromosom yang mengkode target obat, transporter, atau regulator, yang kemudian diseleksi ketika obat hadir — atau melalui impor gen resistansi dari bakteri lain. Resistansi mutasional biasanya mengubah komponen seluler yang sudah ada, sementara gen yang didapat seringkali menambahkan fungsi yang sama sekali baru seperti enzim pendegradasi. Mutasi resistansi mungkin membawa biaya kebugaran (fitness cost) yang kemudian diimbangi oleh mutasi kompensasi, membantu strain resistan bertahan (Munita & Arias, 2016; Blair et al., 2015).

Clinical relevance

Mengetahui apakah sifat resistansi bersifat intrinsik, mutasional, atau didapat membantu menjelaskan mengapa beberapa organisme secara terduga resistan terhadap obat-obatan tertentu dan mengapa resistansi dapat muncul selama terapi; ini adalah pengetahuan referensi untuk menafsirkan pola kerentanan. Entri ini menjelaskan genetika yang mendasarinya dan tidak memberikan panduan pengobatan atau peresepan.

Epidemiology

Penentu resistansi sudah ada sejak lama secara evolusioner dan tersebar luas pada bakteri lingkungan dan komensal, membentuk reservoir materi genetik yang diseleksi oleh penggunaan antibiotik. Resistansi mutasional muncul secara independen di banyak lingkungan, sementara gen yang didapat yang sama muncul kembali di seluruh dunia setelah dimobilisasi, mencerminkan mutasi berulang dan nenek moyang gen resistansi yang sama (Davies & Davies, 2010).

Evidence & guidelines

Kerangka genetik yang dirangkum di sini diambil dari tinjauan mekanisme dan evolusi resistansi yang banyak dikutip (Munita & Arias, 2016; Davies & Davies, 2010; Blair et al., 2015). Entri ini bersifat edukasi dan tidak mengeluarkan pedoman klinis.

History

Ketika setiap kelas antibiotik mulai digunakan, strain resistan muncul, dan genetika pertengahan hingga akhir abad kedua puluh melokalisasi resistansi pada mutasi kromosom spesifik dan elemen genetik yang dapat ditransfer. Pekerjaan selanjutnya menunjukkan bahwa gen resistansi sudah ada jauh sebelum antibiotik klinis, menetapkan bahwa kapasitas genetik untuk resistansi adalah sifat kuno dan intrinsik dari genom mikroba (Davies & Davies, 2010).

Key figures

• Julian Davies
• Stuart B. Levy
• Cesar A. Arias
• Laura J. V. Piddock

Seminal works

• davies-davies-2010
• munita-arias-2016
• blair-2015

Frequently asked questions

Apa perbedaan antara resistansi intrinsik dan resistansi yang didapat?

Resistansi intrinsik adalah sifat alami suatu spesies yang dikodekan dalam genomnya sendiri, sedangkan resistansi yang didapat dihasilkan dari mutasi baru atau dari gen resistansi yang diimpor dari bakteri lain.

Bagaimana mutasi menyebabkan resistansi?

Mutasi spontan dapat mengubah target obat, mengurangi penyerapan, atau meningkatkan efluksnya; ketika obat hadir, sel yang membawa mutasi tersebut bertahan hidup secara preferensial dan garis keturunan yang resistan berkembang.