By adminvps06 
Studi menemukan arus listrik di usus yang menarik patogen seperti Salmonella, Para peneliti telah menemukan mekanisme biolistrik baru yang digunakan patogen seperti Salmonella untuk menemukan titik masuk pada lapisan usus yang memungkinkan patogen lewat dan menyebabkan infeksi.
Pertanyaan ini mendasar bagi para ahli penyakit menular dan orang-orang yang mempelajari bakteri. Patogen berbahaya, seperti Salmonella, menemukan jalannya melalui sistem usus yang kompleks, di mana jumlah mereka jauh lebih sedikit daripada mikroba dan sel imun yang baik. Namun, patogen tersebut mencari titik masuk yang rentan di usus yang memungkinkan mereka menyerang dan menginfeksi tubuh.
Sebuah tim peneliti dari UC Davis Health telah menemukan mekanisme bioelektrik baru yang digunakan patogen ini untuk menemukan celah tersebut. Studi mereka dipublikasikan hari ini di Nature Microbiology .
Bakteri menerobos usus yang terpagar
Salmonella menyebabkan sekitar 1,35 juta penyakit dan 420 kematian di Amerika Serikat setiap tahun. Untuk menginfeksi seseorang, patogen ini perlu melewati batas lapisan usus.
“Saat tertelan, Salmonella akan masuk ke usus. Di sana, jumlah mereka jauh lebih sedikit daripada lebih dari 100 triliun bakteri baik (dikenal sebagai bakteri komensal). Peluang mereka hanya satu dari sejuta!” kata penulis utama studi tersebut Yao-Hui Sun. Sun adalah seorang ilmuwan peneliti yang berafiliasi dengan Departemen Penyakit Dalam, Oftalmologi dan Ilmu Penglihatan, serta Dermatologi.
Untuk mempelajari bagaimana Salmonella menemukan jalannya di usus, para peneliti mengamati pergerakan bakteri S. Typhimurium (salah satu jenis Salmonella) dan membandingkannya dengan pergerakan jenis bakteri Escherichia coli (E. coli) yang tidak berbahaya.
Menavigasi lanskap usus yang kompleks
Usus memiliki bentang alam yang sangat kompleks. Struktur epitelnya meliputi epitel vili dan epitel terkait folikel (FAE). Epitel vili terbuat dari sel-sel penyerap (enterosit) dengan tonjolan yang membantu penyerapan nutrisi.
FAE, di sisi lain, mengandung sel-sel M yang melapisi kelompok kecil jaringan limfatik yang dikenal sebagai bercak Peyer. Sel-sel M ini bertugas mengambil sampel antigen. Mereka bertindak sebagai garis pertahanan pertama sistem imun terhadap antigen mikroba dan makanan.
Temuan
Penelitian yang dilakukan pada model tikus menunjukkan bahwa Salmonella mendeteksi sinyal listrik di FAE. Mereka bergerak menuju bagian usus ini, tempat mereka menemukan celah untuk masuk. Proses pergerakan sel sebagai respons terhadap medan listrik ini disebut galvanotaksis, atau elektrotaksis.
“Studi kami menemukan bahwa ‘titik masuk’ ini memiliki medan listrik yang dimanfaatkan oleh bakteri Salmonella untuk melewatinya,” kata penulis senior studi tersebut, Min Zhao. Zhao adalah profesor oftalmologi dan dermatologi di UC Davis dan seorang peneliti yang berafiliasi dengan Institute for Regenerative Cures.
Studi ini juga menunjukkan bahwa E. coli dan Salmonella merespons secara berbeda terhadap medan bioelektrik. Keduanya memiliki respons yang berlawanan terhadap isyarat listrik yang sama. Sementara E. coli bergerombol di dekat vili, Salmonella berkumpul di dekat FAE.
Penelitian ini mendeteksi arus listrik yang berputar memasuki vili penyerap dan keluar dari FAE.
“Yang perlu diperhatikan, medan bioelektrik dalam epitel usus dikonfigurasikan sedemikian rupa sehingga Salmonella dapat memanfaatkannya untuk disortir ke FAE dan tidak demikian halnya dengan E. coli,” jelas Sun. “Patogen tampaknya lebih menyukai FAE sebagai pintu gerbang untuk menyerang inang dan menyebabkan infeksi.”
Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa bakteri menggunakan kemotaksis untuk bergerak. Dengan kemotaksis, bakteri merasakan gradien kimia dan bergerak mendekati atau menjauhi senyawa tertentu. Namun, penelitian baru menunjukkan bahwa galvanotaksis Salmonella terhadap FAE tidak terjadi melalui jalur kemotaksis.
“Studi kami menyajikan mekanisme alternatif atau pelengkap dalam memodulasi penargetan Salmonella pada epitel usus,” kata Zhao.
Potensi hubungan dengan IBD dan gangguan usus lainnya
Studi ini mungkin memiliki potensi untuk menjelaskan penyakit kronis yang kompleks, seperti penyakit radang usus (IBD).
“Mekanisme ini merupakan “perlombaan senjata” baru antara patogen dan tubuh manusia dengan implikasi potensial terhadap infeksi bakteri lain serta kemungkinan pencegahan dan pengobatan,” kata Zhao. “Dipercaya bahwa akar penyebab IBD adalah respons imun yang berlebihan dan tidak normal terhadap bakteri baik. Akan menarik untuk mengetahui apakah pasien yang rentan terhadap IBD juga memiliki aktivitas bioelektrik yang tidak normal pada epitel usus.”