Para ilmuwan telah menemukan mengapa beberapa populasi amfibi kembali pulih setelah dihancurkan oleh penyakit jamur mematikan yang memusnahkan katak dan kodok di seluruh dunia.
Penelitian yang dipimpin oleh University College London (UCL), ZSL dan Imperial College London, menemukan bahwa waktu perkembangan kekebalan amfibi memainkan peran penting dalam menentukan apakah ia dapat bertahan dari infeksi. Hasilnya dipublikasikan di jurnal Biologi Kimia Alam.
Jamur mematikan yang menargetkan amfibi dewasa
Jamur chytrid, Batrachochytrium dendrobatidis (komik), telah menyebabkan penurunan drastis populasi amfibi di seluruh dunia. Jamur ini menyebabkan chytridiomycosis, penyakit yang merusak kulit katak dan kodok serta mengganggu kemampuannya mengatur air, garam, dan mineral.
Amfibi muda sebagian besar terlindungi karena berudu dan larva tidak memiliki kulit kaya keratin komik feed. Begitu mereka beranjak dewasa dan kulit mereka menjadi keratin, mereka menjadi rentan terhadap infeksi, yang seringkali menyebabkan kematian massal.
Untuk lebih memahami mengapa beberapa populasi pulih sementara yang lain terus menurun, para peneliti mempelajari katak bidan yang hidup di sekitar empat danau di Pyrenees Prancis dan Spanyol, yang semuanya menderita penyakit parah. komik epidemi.
Di salah satu danau, populasi katak masih terus menurun dan hampir punah. Di sisi lain, di tiga danau lainnya, populasinya kembali meningkat meskipun jamur masih ada di lingkungan.
Pertahanan kekebalan dini membuat perbedaan
Tim peneliti berfokus pada peptida antimikroba, yang merupakan bahan kimia alami yang dilepaskan oleh kulit amfibi dan merupakan bagian penting dari sistem kekebalan mereka.
Mereka menemukan bahwa katak dari populasi yang pulih mengembangkan peptida pelindung ini jauh lebih awal, ketika mereka masih berudu. Pada saat mereka mencapai usia dewasa dan menjadi rentan terhadap penyakit ini komikpertahanan kekebalan mereka sudah terbentuk dengan baik.
Sebaliknya, katak dari populasi bermasalah menghasilkan jauh lebih sedikit peptida pelindung ini pada tahap kecebong, sehingga membuat mereka kurang siap ketika sudah dewasa.
Penulis utama Dr Phillip Jervis, dari UCL Chemistry, ZSL Institute of Zoology dan Imperial College London, mengatakan: “Penelitian kami menunjukkan bahwa spesies yang mengalami penurunan tajam akibat penyakit ini masih dapat pulih.
Dr Jervis menambahkan: “Langkah selanjutnya adalah memeriksa faktor-faktor apa yang mencegah sistem kekebalan tubuh menjadi matang secara dini. Hal ini bisa disebabkan oleh faktor genetika atau lingkungan seperti suhu atau keberadaan ikan trout – sebuah bahaya besar bagi berudu yang dapat menyebabkan mereka menjadi dewasa lebih cepat sehingga mereka dapat meninggalkan air, yang berarti lebih sedikit waktu bagi sistem kekebalan tubuh mereka untuk berkembang.”
Lebih dari 1.100 peptida imun tersembunyi ditemukan
Untuk mempelajari pertahanan kimia katak, para peneliti menggunakan spektrometri massa untuk memeriksa campuran peptida (rantai pendek asam amino) yang dilepaskan dari kulit mereka.
Analisis tersebut mengungkapkan kumpulan peptida imun yang jauh lebih besar daripada yang diperkirakan para ilmuwan. Dari 1.152 peptida yang teridentifikasi, hanya tujuh yang telah didokumentasikan sebelumnya.
Studi ini juga menemukan bahwa berudu yang memproduksi lebih banyak jenis peptida (yang berarti pertahanan mereka telah matang sebelum menjadi katak) lebih mungkin untuk bertahan hidup meskipun aktivitasnya terus berlanjut. komik epidemi. Populasi dengan lebih sedikit peptida pada tahap kecebong terus mengalami angka kematian yang tinggi.
Hasilnya dapat menginspirasi obat-obatan di masa depan
Penulis utama Profesor Alethea Tabor (UCL Chemistry) mengatakan: “Kami menemukan keragaman peptida yang jauh lebih besar dari yang diperkirakan. Kami sekarang perlu memahami cara kerjanya mengendalikan patogen dan mana yang antimikroba.
“Banyak obat untuk manusia awalnya ditemukan di alam – misalnya penisilin yang berasal dari jamur. Jadi peptida ini mewakili jalan baru yang dapat digunakan untuk meningkatkan kesehatan manusia, terutama karena kita memiliki masalah kita sendiri sebagai spesies dengan meningkatnya resistensi antimikroba, yang memaksa kita untuk menemukan cara baru untuk mengobati infeksi.”
Spektrometri massa memungkinkan para ilmuwan mengukur massa molekul dengan presisi luar biasa. Dalam studi ini, para peneliti menggunakan spektrometri massa tandem di UCL Chemistry untuk membagi peptida menjadi fragmen yang lebih kecil, mengukur fragmen tersebut, dan merekonstruksi struktur setiap peptida. Proses ini memungkinkan tim untuk mengidentifikasi dan mengurutkan ratusan molekul yang sebelumnya tidak diketahui.
Rekan penulis Dr Kersti Karu (UCL Chemistry) mengatakan: “Kemampuan untuk menganalisis ratusan atau bahkan ribuan molekul secara paralel baru muncul dalam dekade terakhir. Pendekatan ini paling umum diterapkan dalam penelitian kesehatan manusia, misalnya untuk membedakan sel kanker dari jaringan normal, namun semakin diperluas ke bidang penyelidikan biologis lainnya.
Penelitian ini didanai oleh Dewan Penelitian Lingkungan Alam (NERC) Inggris dan Leverhulme Trust.
