Kekeringan Dapat Mempercepat Penyebaran Resistensi Antibiotik, Studi Temukan

Kekeringan yang melanda berbagai wilayah di dunia tidak hanya berdampak pada ketersediaan air dan pertanian, tetapi juga dapat mempercepat penyebaran resistensi antibiotik. Sebuah studi yang diterbitkan di jurnal Nature Microbiology mengungkapkan bahwa proses geologi alami, seperti pengeringan tanah, berpotensi mendorong perkembangan resistensi antibiotik yang lebih cepat.

Menurut para peneliti, mikroorganisme di tanah secara alami memproduksi antibiotik sebagai bentuk persaingan kimiawi untuk bertahan hidup. Ketika tanah mengering, senyawa antibiotik ini menjadi lebih terkonsentrasi karena berkurangnya air sebagai pengencer. Konsentrasi yang meningkat layaknya dosis yang lebih tinggi, menciptakan lingkungan yang lebih keras. Hal ini menyebabkan mikroba yang sensitif mati, sementara mikroba dengan kemampuan resistensi bertahan. Proses ini pada akhirnya mendorong munculnya gen resistensi baru yang lebih efektif.

"Jika lingkungan Anda memiliki lebih banyak antibiotik, hanya organisme yang mampu bertahanlah yang dapat bertahan," kata Xiaoyu Shan, ahli ekologi mikroba dan peneliti pascadoktoral di California Institute of Technology (Caltech), yang memimpin studi ini.

Untuk membuktikan hipotesis tersebut, Shan dan timnya melakukan pengujian terhadap sampel tanah dalam kondisi terkontrol. Mereka mengamati perubahan sampel dari kondisi basah menjadi kering. Hasilnya menunjukkan bahwa saat tanah mengering, gen yang terkait dengan produksi dan resistensi antibiotik meningkat secara signifikan. Ini mengindikasikan bahwa kekeringan memicu percepatan dalam 'perlombaan senjata' biologis bawah tanah.

Yang penting, penelitian ini tidak berfokus pada bakteri patogen tertentu, melainkan pada gen resistensi yang dapat ditemukan pada berbagai jenis mikroba, baik yang bersifat patogen maupun tidak.

"Kekeringan menyebabkan peningkatan mikroba penghasil antibiotik dan bakteri yang resisten," jelas Dianne Newman, profesor biologi dan geobiologi di Caltech sekaligus anggota tim peneliti. "Ini adalah konsep sederhana: Jika lingkungan Anda memiliki lebih banyak antibiotik, hanya organisme yang mampu bertahanlah yang dapat bertahan."

Penjelasan Alternatif

Meskipun demikian, Enrique Monte, ahli mikrobiologi dari Universidad de Salamanca, Spanyol, yang tidak terlibat dalam studi ini, memberikan catatan. Menurutnya, ada penjelasan lain yang mungkin untuk peningkatan gen penghasil antibiotik dan resistensi di tanah kering.

Monte menjelaskan bahwa tanah kering secara alami memiliki keanekaragaman hayati yang lebih tinggi dibandingkan tanah lembab. Hal ini membuat tanah kering cenderung memiliki kumpulan gen yang lebih beragam. Selain itu, keberadaan gen antibiotik tidak serta-merta berarti antibiotik tersebut dilepaskan ke lingkungan dalam konsentrasi yang cukup untuk menimbulkan efek yang signifikan.

"Ada antibiotik yang bersifat volatil; mereka menguap ke udara sehingga tidak pernah mencapai konsentrasi terapeutik untuk membunuh mikroba lain," ujar Monte.

Namun, tim peneliti telah melakukan langkah-langkah untuk memastikan bahwa peningkatan gen resistensi antibiotik benar-benar merupakan respons biologis terhadap stres lingkungan. Mereka juga melacak gen lain yang seharusnya tidak terpengaruh atau justru menurun akibat kekeringan. Hasilnya sesuai harapan: gen yang dibutuhkan untuk kelangsungan hidup dasar tetap stabil, sementara gen yang bertanggung jawab atas pergerakan bakteri menurun di tanah kering—tempat mobilitas terbatas. Bahkan beberapa spesies yang tidak diuntungkan oleh kekeringan juga mengalami peningkatan gen resistensi.