Peneliti Ungkap Bahwa Adaptasi Genetik Buat Wabah Bisa Bertahan Bertahun-tahun

Penelitian terbaru mengungkap bagaimana adaptasi genetik pada bakteri Yersinia pestis memungkinkan wabah pes bertahan selama berabad-abad.

Wabah pes, penyakit yang disebabkan oleh bakteri Yersinia pestis, telah menjadi momok bagi umat manusia selama berabad-abad. Bagaimana bisa wabah ini terus muncul dan bertahan begitu lama? Sebuah penelitian terbaru yang dipublikasikan di jurnal Science mengungkap rahasia di balik kemampuan wabah pes untuk bertahan selama bertahun-tahun, bahkan memicu pandemi mematikan seperti Black Death.

Para peneliti dari McMaster University di Ontario, Kanada, menemukan bahwa adaptasi genetik pada bakteri Yersinia pestis memegang peranan penting dalam kemampuan wabah untuk bertahan dan menyebar. Mereka fokus pada gen pla, yang menghasilkan enzim yang membantu bakteri ini bergerak di dalam tubuh inang tanpa terdeteksi oleh sistem kekebalan tubuh.

Dilansir dari Science Alert, Hendrik Poinar, direktur Ancient DNA Centre di McMaster University dan salah satu penulis senior studi ini, menyatakan, "Ini adalah salah satu studi penelitian pertama yang secara langsung memeriksa perubahan pada patogen kuno, yang masih kita lihat hingga saat ini, dalam upaya untuk memahami apa yang mendorong virulensi [tingkat keparahan penyakit], persistensi, dan/atau kepunahan pandemi."

Adaptasi Gen pla: Kunci Bertahan Hidup Wabah Pes

Gen pla ternyata memiliki peran krusial dalam menentukan tingkat keparahan dan kemampuan bakteri Yersinia pestis untuk memicu wabah. Bakteri ini dapat memiliki jumlah salinan gen pla yang berbeda-beda, dan penelitian menunjukkan bahwa jumlah salinan ini memengaruhi kemampuan bakteri untuk menyebabkan penyakit.

Dalam eksperimen dengan tikus, para peneliti menemukan bahwa strain Yersinia pestis dengan salinan gen pla yang lebih sedikit menyebabkan infeksi yang lebih lama, tetapi menurunkan tingkat kematian hingga 20%. Hal ini menunjukkan bahwa bakteri dengan salinan gen pla yang lebih sedikit menjadi kurang mematikan, memungkinkan inang (baik tikus maupun manusia) untuk hidup lebih lama dan menyebarkan penyakit lebih luas.

"Pengurangan pla mungkin mencerminkan perubahan ukuran dan kepadatan populasi hewan pengerat dan manusia," kata Poinar. "Penting untuk diingat bahwa wabah adalah epidemi tikus [yang penuh dengan kutu], yang merupakan pendorong epidemi dan pandemi. Manusia adalah korban yang tidak disengaja."

Analisis genom Yersinia pestis dari berbagai periode sejarah, termasuk pandemi Justinian dan Black Death, menunjukkan pola yang menarik. Strain wabah cenderung kehilangan salinan gen pla seiring waktu, terutama pada tahap akhir setiap pandemi. Para peneliti menduga bahwa adaptasi ini membantu wabah untuk mempertahankan diri dalam jangka panjang.

Sejarah Panjang Wabah Pes dan Dampaknya pada Dunia

Wabah pes telah menghantui manusia sejak zaman kuno. Bentuk paling umum dari penyakit ini adalah bubonic plague, yang biasanya masuk ke tubuh melalui gigitan kutu yang terinfeksi. Bakteri kemudian menyebar ke kelenjar getah bening dan menyebabkan pembengkakan yang menyakitkan atau disebut "buboes".

Selain bubonic plague, bakteri Yersinia pestis juga dapat menyebabkan infeksi darah (septicemic plague) dan infeksi paru-paru (pneumonic plague). Ketiga jenis wabah ini sangat mematikan dan telah menyebabkan jutaan kematian sepanjang sejarah.

Tiga pandemi wabah pes terbesar dalam sejarah manusia adalah:

1. Justinian Plague (542-750 M): Menghancurkan populasi di wilayah Mediterania, mengurangi populasi hingga sekitar 40% pada akhir abad keenam.
2. Black Death (abad ke-14): Pandemi paling mematikan dalam sejarah yang tercatat, membunuh sekitar 25 juta orang di Eropa saja, atau antara 30% hingga 60% dari populasi Eropa.
3. Pandemi Wabah Ketiga (1855-1960): Dimulai di provinsi Yunnan, Cina, dan menewaskan lebih dari 12 juta orang di India dan Cina.

Menurut Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), epidemi wabah masih terjadi hingga saat ini, dengan Republik Demokratik Kongo, Madagaskar, dan Peru menjadi negara-negara yang paling endemik.

Faktor-faktor Lain yang Memengaruhi Kemampuan Wabah Bertahan

Selain adaptasi genetik, ada beberapa faktor lain yang berkontribusi terhadap kemampuan wabah untuk bertahan selama bertahun-tahun:

1. Reservoir hewan: Beberapa virus, seperti virus Ebola dan virus corona penyebab SARS, dapat bertahan dalam populasi hewan (reservoir). Virus dapat melompat dari hewan ke manusia (zoonosis), menyebabkan wabah baru. Keberadaan reservoir hewan memastikan virus tetap ada, bahkan jika tidak ada kasus pada manusia.
2. Ketahanan terhadap lingkungan: Beberapa patogen, seperti spora antraks, sangat tahan terhadap kondisi lingkungan yang keras. Spora ini dapat bertahan selama bertahun-tahun di dalam tanah atau es, dan dapat diaktifkan kembali jika kondisi lingkungan berubah.
3. Kurangnya kekebalan: Jika populasi manusia tidak memiliki kekebalan terhadap patogen tertentu, wabah dapat menyebar dengan cepat dan bertahan lama. Hal ini terutama berlaku untuk virus baru atau virus yang telah lama hilang dan muncul kembali.
4. Faktor lingkungan: Kondisi lingkungan tertentu dapat mendukung penyebaran dan keberlangsungan wabah. Contohnya, kondisi wilayah Malang yang sejuk membuat wabah kolera bertahan lama di masa lalu.

Ancaman Wabah di Era Modern dan Upaya Pencegahan

Meskipun wabah pes dapat diobati dengan antibiotik, beberapa strain telah menunjukkan tanda-tanda resistensi terhadap antibiotik. Hal ini menimbulkan kekhawatiran tentang potensi munculnya wabah "superbug" yang tidak dapat diobati.

Untuk mengatasi ancaman ini, para ilmuwan di Inggris telah mulai mengembangkan vaksin bubonic plague untuk ditambahkan ke persediaan. Vaksin ini diharapkan dapat memberikan perlindungan terhadap wabah dan mencegah pandemi di masa depan.

Penelitian lebih lanjut tentang genom wabah kuno dan kontemporer dapat mengungkap lebih banyak tentang bagaimana perubahan pada genom bakteri ini telah membentuk virulensinya sepanjang sejarah. Pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme ini dapat membantu kita mengembangkan strategi pencegahan dan pengobatan yang lebih efektif untuk melawan wabah pes di masa depan.

Menurut Live Science, para ilmuwan telah menemukan bagaimana adaptasi pada satu gen membantu wabah bertahan selama ratusan tahun. Bakteri penyebab wabah, Yersinia pestis, bertanggung jawab atas pandemi paling mematikan dalam sejarah, telah ada dalam berbagai strain dari zaman kuno hingga saat ini.

Y. pestis telah menginfeksi manusia sejak sebelum sejarah yang tercatat dimulai. Bentuk penyakit yang paling umum dikenal sebagai "bubonic" dan paling sering masuk ke tubuh melalui gigitan kutu yang terinfeksi, meskipun orang dapat lebih jarang tertular langsung dari hewan yang terinfeksi, termasuk tikus dan kucing. Begitu berada di dalam tubuh, bakteri tersebut berjalan ke kelenjar getah bening dan bereplikasi. Saat berkembang biak, ia memicu pembentukan "buboes" yang menyakitkan dan berisi nanah, yang menjadi nama wabah bubonic.

Saat ini, infeksi Y. pestis dapat disembuhkan dengan antibiotik, meskipun beberapa strain telah menunjukkan tanda-tanda resistensi antibiotik yang mengkhawatirkan. Untuk mencegah ancaman wabah superbug, para ilmuwan di Inggris telah mulai mengembangkan vaksin wabah bubonic untuk ditambahkan ke persediaan.

Penelitian ini memberikan wawasan berharga tentang bagaimana patogen dapat beradaptasi dan bertahan dalam jangka panjang, serta menyoroti pentingnya penelitian berkelanjutan untuk memahami dan mengatasi ancaman penyakit menular.