BagusNews.com –
Dunia dipenuhi oleh makhluk kecil yang merasa enak saat memakan kita. Bakteri dan virus adalah musuh yang jelas, menjadi penyebab pandemi global yang mematikan dan infeksi yang menjengkelkan. Namun, jamur patogenik yang belum banyak kita hadapi – sampai saat ini – adalah fungi.
Jamur patogenik (Candida, Aspergillus, Cryptococcus, dan lain-lain) dikenal sebagai pembunuh orang dengan sistem kekebalan tubuh yang melemah. Namun, pada umumnya, orang yang sehat tidak perlu khawatir tentang mereka, dan sebagian besar fungi patogenik potensial di planet ini tidak bisa bertahan dalam panas tubuh kita.
Namun, semuanya mungkin berubah.
Studi baru yang dilakukan di Sekolah Kedokteran Universitas Duke menemukan bahwa suhu yang meningkat menyebabkan jamur patogenik yang dikenal sebagai Cryptococcus deneoformans untuk mempercepat respons adaptatifnya. Ini meningkatkan jumlah perubahan genetiknya, beberapa di antaranya mungkin mengarah pada ketahanan panas yang lebih tinggi, dan yang lain mungkin lebih berpotensi menyebabkan penyakit.
Secara khusus, panas yang lebih tinggi membuat lebih banyak elemen transposon jamur, atau gen melompat, bergerak dan berpindah dalam DNA jamur, menyebabkan perubahan pada cara gen digunakan dan diatur. Temuan ini muncul pada tanggal 20 Januari di Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Elemen bergerak ini kemungkinan akan berkontribusi pada adaptasi di lingkungan dan selama infeksi,” kata peneliti pasca doktoral Asiya Gusa Ph.D. dari Genetika Molekuler dan Mikrobiologi di Sekolah Kedokteran Duke. “Ini bisa terjadi lebih cepat karena stres panas mempercepat jumlah mutasi yang terjadi.”
Ini mungkin membuat penonton seri HBO baru “The Last of Us” teringat, di mana dunia dystopian dipicu oleh jamur yang beradaptasi dengan panas dan mengambil alih manusia dan mengubahnya menjadi zombie. “Itu persis seperti yang saya maksud – minus bagian zombie!” kata Gusa yang baru saja menonton episode pertama dan akan bergabung dengan fakultas Duke sebagai profesor asisten nanti tahun ini.
“Penyakit jamur patogenik tidak menular secara komunikatif; kita tidak mentransmisikan jamur satu sama lain,” kata Gusa. “Namun, spora ada di udara. Kita menghirup spora fungi sepanjang waktu dan sistem kekebalan tubuh kita dilengkapi untuk melawannya.”
Spora jamur umumnya lebih besar dari virus, jadi stok masker wajah Anda yang ada untuk Covid kemungkinan akan cukup untuk menghentikannya. Itu, dan panas tubuh Anda, untuk saat ini.
“Penyakit jamur sedang meningkat, terutama karena peningkatan jumlah orang yang memiliki sistem kekebalan tubuh yang melemah atau kondisi kesehatan yang mendasar,” kata Gusa. Namun, pada saat yang sama, jamur patogenik mungkin juga beradaptasi dengan suhu yang lebih hangat.
Bekerja di laboratorium Profesor Sue Jinks-Robertson, Gusa memimpin penelitian yang difokuskan pada tiga elemen transposon yang sangat aktif di bawah tekanan panas pada C. deneoformans. Namun, ada mudah 25 atau lebih elemen transposon dalam spesies itu yang dapat diaktivasi, katanya.
Tim menggunakan sekuensing DNA “long-read” untuk melihat perubahan yang mungkin terlewatkan, kata Gusa. Analisis komputasi memungkinkan mereka memetakan transposon dan kemudian melihat bagaimana mereka bergerak. “Kami sekarang memiliki alat yang lebih baik untuk melihat gerakan ini yang sebelumnya tersembunyi di titik buta kami.”
Stres panas mempercepat mutasi tersebut. Setelah 800 generasi pertumbuhan di media laboratorium, tingkat mutasi transposon lima kali lebih tinggi pada fungi yang ditingkatkan pada suhu tubuh (37 Celsius) dibandingkan pada fungi yang ditingkatkan pada suhu 30C.
Salah satu elemen transposon, yang disebut T1, cenderung menyisipkan diri di antara gen pengkode, yang dapat menyebabkan perubahan pada cara gen dikontrol. Suatu elemen yang disebut Tcn12 sering mendarat dalam urutan gen, yang dapat mengganggu fungsi gen itu dan mungkin menyebabkan resistensi obat. Dan jenis ketiga, Cnl1, cenderung mendarat dekat atau dalam urutan telomer di ujung kromosom, efek yang tidak sepenuhnya dipahami oleh Gusa.
Mobilisasi elemen transposon juga tampaknya meningkat lebih banyak pada fungi yang hidup di tikus daripada pada budaya laboratorium. “Kami melihat bukti dari ketiga elemen transposon yang bergerak dalam genom jamur hanya dalam waktu sepuluh hari setelah menginfeksi tikus,” kata Gusa. Para peneliti menduga bahwa tantangan tambahan dalam bertahan hidup di hewan dengan respons kekebalan dan stresor lain mungkin mendorong transposon menjadi lebih aktif.
“Ini adalah studi yang menarik, yang menunjukkan bagaimana peningkatan suhu global dapat mempengaruhi evolusi jamur dengan arah yang tidak dapat diprediksi,” kata Arturo Casadevall MD, PhD, ketua mikrobiologi molekuler & imunologi di Universitas Johns Hopkins. “Saat dunia menjadi lebih hangat, transposon dalam fungi tanah seperti Cryptococcus neoformans dapat menjadi lebih mobile dan meningkatkan perubahan genomik dengan cara yang dapat meningkatkan virulensi dan resistensi obat. Satu lagi hal untuk dikhawatirkan dengan pemanasan global!”
Pekerjaan Gusa dibantu oleh kolaborasi dengan laboratorium Duke yang juga mempelajari fungi, yakni laboratorium Joseph Heitman di sekolah kedokteran dan laboratorium Paul Magwene di Trinity Arts & Sciences.
Tahap berikutnya dari riset ini akan melihat patogen dari pasien manusia yang memiliki infeksi jamur yang kambuh. “Kita tahu bahwa infeksi ini bisa bertahan dan kemudian kambuh dengan perubahan genetik yang potensial.”
Saatnya serius tentang jamur patogenik, kata Gusa. “Perubahan yang dipicu stres semacam ini dapat berkontribusi pada evolusi sifat patogenik pada jamur baik di lingkungan maupun selama infeksi. Mereka mungkin berevolusi lebih cepat dari yang kita harapkan.”
Penelitian ini didukung oleh National Institutes of Health (R35-GM118077, R21-AI133644, 5T32AI052080, 2T32AI052080, 1K99-AI166094-01, R01-AI039115-24, R01-AI050113-17, R01-AI133654-05).