Bakteri tuberkulosis dapat 'berpura-pura mati' untuk bertahan hidup dari respons imun

Vaksin ini melindungi lebih dari 100 juta bayi setiap tahun dari tuberkulosis (TB) parah, termasuk pembengkakan otak yang mematikan yang dapat berkembang pada bayi. Namun, vaksin yang sama tidak mencegah TB yang lebih umum pada orang dewasa, yang menyerang paru-paru. Hal ini memungkinkan penyakit ini tetap menjadi penyakit menular paling mematikan di dunia, menewaskan 1,25 juta orang per tahun.

Vaksin TB yang ada saat ini menghasilkan respons imun yang kuat, menurut sebagian besar penelitian. Namun, ukuran standar imunitas tidak menjamin perlindungan pada orang dewasa. Oleh karena itu, para ilmuwan di Fakultas Kedokteran Hewan Cummings Universitas Tufts, Universitas Utah, Fakultas Kesehatan Masyarakat Harvard TH Chan, dan Universitas Texas A&M mengambil pendekatan baru — mereka mempelajari bagaimana bakteri TB menghindari sistem imun yang telah dipersiapkan untuk menghancurkannya.

Studi genetik mereka pada tikus, yang baru-baru ini diterbitkan dalam npj Vaccines, menunjukkan bahwa bakteri TB pada dasarnya dapat "berpura-pura mati" untuk bertahan hidup dari respons imun.

Tuberkulosis juga dikenal dengan nama historisnya, konsumsi, suatu istilah yang mencerminkan perkembangan penyakit yang lambat, melemahkan, dan seringkali fatal.

"Pencegahan yang lebih baik sangat dibutuhkan karena pengobatan saja tidak akan menghentikan penyebaran TB," ujar Amanda Martino, MD, MPH, PhD, profesor madya di Cummings School of Veterinary Medicine dan salah satu penulis studi tersebut. "Ketika obat TB tersedia lebih dari 60 tahun yang lalu, kasus TB menurun drastis di seluruh dunia. Namun, TB telah kembali muncul bersamaan dengan epidemi HIV dan semakin resistan terhadap antibiotik tradisional. Saat ini, hanya ada sedikit obat baru yang tersedia untuk mengobati TB yang resistan, sehingga membuatnya jauh lebih sulit disembuhkan."

Berbeda dengan penyakit pernapasan lainnya seperti influenza atau COVID-19, yang disebabkan oleh virus dan memerlukan pembaruan vaksin secara berkala karena mutasinya yang sering terjadi, TB disebabkan oleh bakteri yang sangat stabil secara genetik, Mycobacterium tuberculosis. Secara teori, ini berarti penyakit ini seharusnya mudah dicegah dengan vaksin.

Dalam penelitian mereka, tim menggunakan teknik yang disebut transposon insertion sequencing (TnSeq) untuk menentukan gen mana yang dibutuhkan bakteri untuk bertahan hidup dalam empat kelompok tikus.

• Kelompok pertama divaksinasi dengan vaksin yang sudah ada (dikembangkan lebih dari 100 tahun lalu dari jenis TB pada sapi).
• Yang kedua menerima vaksin eksperimental berdasarkan strain TB manusia, yang menurut studi praklinis mampu memicu respons imun yang lebih kuat.
• Kelompok ketiga sebelumnya telah terinfeksi TB dan kemudian diobati dengan antibiotik.
• Kelompok keempat (kontrol) tidak pernah terpapar vaksin atau infeksi.

Para ilmuwan berharap menemukan gen-gen kunci yang digunakan bakteri untuk bertahan hidup pada inang yang divaksinasi, dan memang mereka menemukan beberapa target potensial untuk vaksin di masa mendatang. Namun, kejutan terbesar adalah gen-gen yang tidak dibutuhkan bakteri setelah vaksinasi atau infeksi.

"Kami sangat terkejut bahwa gen-gen tertentu yang biasanya penting bagi bakteri untuk tumbuh dengan cepat dan menyebabkan infeksi TB serius, ternyata tidak begitu diperlukan ketika bakteri menginfeksi tubuh yang sudah memiliki respons imun – baik melalui vaksinasi maupun infeksi sebelumnya," ujar Martino.

Sebaliknya, para peneliti menemukan bahwa bakteri TB mengubah strategi mereka, mengandalkan gen lain yang membantu mereka mengatasi stres dan "membeku" dalam lingkungan yang tidak menguntungkan.

"Kami menduga bakteri tersebut cenderung 'bersembunyi', dan tetap tenang hingga respons imun melemah — entah karena kemanjuran vaksin, HIV, atau faktor lainnya," jelas Allison Carey, profesor madya di Universitas Utah dan salah satu penulis studi tersebut.

Temuan ini dapat membantu para ilmuwan menciptakan obat yang dapat digunakan bersama vaksin untuk membantu sistem kekebalan tubuh "mengusir" TB dari tempat persembunyiannya.

Tim juga menemukan bahwa vaksin yang berbeda, atau cara pemberiannya, memengaruhi gen yang dibutuhkan TB untuk bertahan hidup. Hal ini menunjukkan bahwa vaksin yang berbeda memberikan tekanan yang berbeda pada bakteri, dan membuka jalan bagi kombinasi vaksin-booster baru yang lebih efektif.

"Bakteri ini beradaptasi dengan sangat baik untuk bertahan hidup dalam sistem kekebalan tubuh," kata Martino. "Bakteri ini telah menginfeksi manusia sejak Mesir kuno. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk akhirnya mengalahkan TB dan mengendalikan keadaan darurat global ini."