Thread by @tweetsains

Assalamualaikum dan salam sejahtera. Ok seperti yang dijanjikan, hari ni jom cerita pasal bacteriophage. Yaaaaaaaay

(Sorry terlebih excited. These guys are my pets)

They’re also inadvertently your pets. Hahaha. Ada berbilion phage dalam badan korang, tau dak? Tapi jangan risau, depa tak kacau kita. Depa hanya cari bakteria yang duk menetap dalam badan kita. (Remember your normal flora?)

Pic credits: @beatricebiology

Sebelum kita mula, ini struktur generik untuk bacteriophage:

(Yes, the labels are scientific and accurate.)

https://twitter.com/EMDeatrick/status/1090390250042609667

<- Ni, icon TweetSains pun. Cuma tak ada lah mentol kat dalam tu ye.

Bacteriophage (kependekannya phage) adalah virus yang menjangkiti bakteria. Phage ialah entiti paling banyak atas muka bumi ni (dianggarkan sebanyak 10^31 partikel phage). Dan 10^30 daripadanya berada di dalam laut.

Phage adalah sangat spesifik. Mereka hanya boleh menjangkiti satu spesies bakteria sahaja (ataupun beberapa spesies bakteria yang berdekatan).

Kitaran hidup phage ni ada 2 jenis: lytic dan lysogenic.

Pic credits: @AmoebaSisters

1. Kitaran hidup lytic: Masuk sel hos, salin DNA dan buat protein virus, packing, lepas tu pecahkan sel dan keluar ramai2, cari sel lain untuk dijangkiti.

Phage yang menjalani kitaran hidup ini akan sentiasa membunuh sel hos mereka (bakteria)

2. Kitaran hidup lysogenic (juga dikenali sebagai temperate): Masuk sel hos, lepastu masukkan DNA diorang dekat DNA hos, hidup bahagia bersama selama-lamanya.

Ok tipu. DNA phage yang melekat dekat DNA hos tadi tu boleh diaktifkan dalam sesetengah keadaan.

Contohnya, bila kena cahaya UV/bahan kimia. Bila diaktifkan, phage tersebut akan menukar kitaran hidupnya dan masuk kepada kitaran lytic. So diorang ni boleh switch sama ada nak membiak atau simpan DNA mereka diam2 dalam sel hos.

Ok I could go on about them all day hahaha. Tapi kat sini nak highlight 2 perkara je pasal diorang kot. One good and one bad.

Bad one first. Sesetengah temperate phage, bila nak packing DNA dia dan membentuk phage particle, dia main sumbat je takat mana yang muat. So kadang2 akan termasuk sekali DNA dari sel hos. Dan bila phage ni menjangkiti bakteria lain dari spesies sama, berlakulah pemindahan DNA.

Inilah yang dinamakan transduksi (ingat lagi tak thread pasal AMR haritu?). So, kalau bakteria tu ada gen rintang antibiotik, gen ini turut boleh berpindah dan tersebar kepada bakteria lain melalui cara ini.

Fun fact: Saintis menggelar gen yang bukan milik phage, tapi ada pada phage, dan boleh membantu bakteria ini sebagai “moron”, because they add “more on” to the bacterial genome.

Witty.

Dan bukan setakat gen rintang antibiotik sahaja tau. Difteria dan taun, dua penyakit bawaan bakteria, ada kaitan dengan phage. Gen yang mengekod protein2 virulens ini datang dari DNA phage yang dah tercantum dengan DNA bakteria tersebut.

“Aku dah agak dah.” (Cik Bedah semalam)

So macam mana phage boleh berguna untuk kita? Ingat balik apa diorang buat: menjangkiti dan membunuh bakteria. Eh... macam satu penyelesaian untuk masalah rintangan antibiotik je?

Bingo! Antara kajian sekarang ialah penggunaan phage untuk merawat jangkitan bakteria, aka phage therapy. Dan memandangkan phage tak berinteraksi pun dengan sel manusia, tak ada kerisauan kot2 la diorang masuk dekat sel badan kita instead of infecting the bacteria.

Dan sebenarnya phage therapy lebih “baik” dari penggunaan antibiotik. Sebab, antibiotik ni ala2 bom nuklear. Bakteria baik ke jahat ke semua kena. Tapi, phage lebih spesifik kerana mereka boleh target bakteria tertentu sahaja, tanpa membawa kesan kepada normal flora lain.

"Eh kau ni. Tadi kau cakap phage tu boleh pindahkan gen rintang antibiotik sesama bakteria! Kan kalau superbug tu pindah2 gen diorang melalui phage acano?”

Betul. Sebab itulah salah satu kriteria untuk phage therapy ialah, phage yang digunakan mestilah hanya menjalani kitaran hidup lytic. Dalam kata lain, mereka tak akan mencantumkan DNA mereka ke dalam sel hos. So takde kerisauan berlaku pemindahan gen di sini.

“Habis tu, bakteria tak boleh jadi imun terhadap phage jugak ke? Macam dia jadi imun terhadap antibiotik?”

Betul lagi. Bijak la kau ni. Boleh. Malah, salah satu sistem imun bakteria terhadap phage tengah trending sekarang (tapi takde la instafamous kot). Pernah dengar pasal CRISPR kan? Ha, CRISPR tu basically cara bakteria tu melindungi sel mereka daripada phage.

api, (1) phage therapy selalunya menggunakan campuran pelbagai jenis phage yang boleh menjangkiti bakteria tersebut. So mereka tak boleh imun terhadap semua phage.

Dan (2), gabungan phage therapy dan antibiotik boleh meyelesaikan masalah ini. Rintangan antibiotik memakan sumber tenaga yang banyak. So, bakteria yang tahan antibiotik akan lebih mudah terdedah kepada jangkitan phage, dan vice versa.

Dan kalau ada jugak sekor dua bakteria terlepas, sistem imun kita akan clear up the rest. Tag team ftw!

Tapi bidang phage therapy ni masih juga lagi baru, dan setakat ni penggunaan phage untuk melawan jangkitan bakteria hanya digunakan sebagai last effort, bila semua jenis antibiotik dah cannot go.

Ok sekian kisah phage untuk hari ini. Kalau korang ada nak tambah point/tanya apa-apa, silakan. Kalau boleh jawab aku jawab. Hehe.