Para peneliti yang dipimpin oleh Ohio State University telah memetakan bagaimana lebih dari selusin pestisida memengaruhi bakteri usus, mengungkap potensi probiotik dan strategi terapeutik untuk melawan peradangan akibat pestisida.
Bukti yang muncul menunjukkan bahwa pestisida dapat menjadi racun bagi berbagai mikroorganisme dalam sistem pencernaan manusia. Kini, sebuah studi baru yang dipimpin oleh para peneliti di Universitas Negeri Ohio mengungkap masalah ini. Mereka adalah yang pertama kali memetakan perubahan spesifik pada bakteri usus yang disebabkan oleh paparan pestisida, yang diamati baik di laboratorium maupun pada model hewan.
Temuan Terobosan
Penelitian, diterbitkan dalam jurnal Nature Communications, mengungkap bahwa lebih dari selusin pestisida memengaruhi pola pertumbuhan bakteri usus manusia, memengaruhi cara mikroorganisme ini memproses nutrisi dan bahkan berada dalam beberapa spesies bakteri.
“Atlas” mekanisme molekuler yang luas ini telah tersedia untuk umum, dan menjanjikan akan menjadi sumber daya yang berharga untuk penelitian yang ditargetkan pada penyakit dan strategi terapi yang potensial.
Bakteri Pelindung Usus
Percobaan pada tikus mengungkapkan bahwa bakteri usus tertentu dapat memberikan penghalang pelindung terhadap keracunan pestisida, menunjukkan potensi pendekatan probiotik untuk mengurangi beberapa efek kesehatan yang merugikan, terutama peradangan.
“Kami telah memberikan pemahaman lebih jauh tentang bagaimana pestisida atau polutan lingkungan berdampak pada kesehatan manusia dengan memodulasi kumpulan mikroorganisme yang penting,” kata penulis senior Jiangjiang Zhu, seorang profesor madya ilmu humaniora di Ohio State, mengatakan dalam rilis berita.
Analisis terperinci
Tim tersebut mempelajari interaksi antara 18 pestisida yang banyak digunakan dan 17 spesies bakteri usus yang terkait dengan pemeliharaan kesehatan dan penyakit. Meskipun ada pembatasan penggunaan, residu dari beberapa pestisida lama masih ada di tanah dan air, seperti yang dicatat oleh Zhu.
“Kami menumbuhkan bakteri dalam kultur dan memaparkannya pada konsentrasi pestisida yang relevan untuk melihat bagaimana mikroba merespons paparan pestisida tersebut,” imbuh penulis pertama Li Chen, seorang peneliti senior di lab Zhu, yang mengawasi analisis lebih dari 10,000 sampel untuk penelitian ini.
Analisis tersebut merinci perubahan metabolisme spesifik pada 306 pasangan pestisida-mikroba usus, mengungkap perubahan pola pertumbuhan dan akumulasi kimia yang memengaruhi metabolit — produk molekuler yang menjalankan fungsi penting dan menyampaikan sinyal di dalam sel dan sistem imun.
Implikasi bagi Kesehatan Manusia
Dengan melakukan penyelidikan lebih lanjut, para peneliti memperkenalkan jenis bakteri usus manusia yang umum, Bakteri ovatus, pada tikus dan memaparkannya pada pestisida. Hal ini menyebabkan berbagai perubahan metabolisme dan modifikasi produksi lipid, dengan implikasi signifikan terhadap stres oksidatif dan respons peradangan.
“Kami mengidentifikasi mikroba yang dapat memodulasi efek racun pestisida terhadap inang dengan cara meredam proses peradangan,” imbuh Zhu.
Arah Masa Depan
Laboratorium Zhu akan menyelidiki lebih dalam bagaimana perubahan metabolisme ini berhubungan dengan kondisi kesehatan dan penyakit pasca paparan pestisida.
"Kami memetakan interaksi utama antara pestisida dan mikroba usus. Kemudian, laboratorium lain dapat memanfaatkan apa yang telah kami temukan — misalnya, setelah terpapar pestisida, reaksi mikroba usus dapat menyebabkan konsekuensi hilir yang berkontribusi pada penelitian penyakit dan akhirnya membantu memprediksi target atau mengidentifikasi strategi intervensi," Zhu menambahkan.
Dukungan dan Kolaborasi
Penelitian ini didanai oleh Institut Nasional Ilmu Kedokteran Umum, dengan Zhu juga menerima dukungan dari Program Profesor Madya Scarlet dan Gray Provost Universitas Negeri Ohio.
Rekan penulis studi ini meliputi Chao Guo, Huan Zhang, Shiqi Zhang, Andrew Gold, Ming Hu dan Dayong Wu dari Ohio State; Hong Yan dan Caroline Johnson dari Universitas Yale; Shanshan Di dan Xinquan Wang dari Akademi Zhejiang di Hangzhou, Tiongkok; dan Yu Wang dari Universitas Johns Hopkins.
Sumber: The Ohio State University