Peneliti di University of Cambridge menemukan bahwa 168 bahan kimia industri dan pertanian umum dapat merusak bakteri bermanfaat di usus manusia, dengan beberapa juga mempromosikan resistensi terhadap antibiotik. Berdasarkan skrining laboratorium besar, tim menciptakan model pembelajaran mesin untuk memprediksi bahan kimia mana yang mungkin menimbulkan risiko bagi mikrobioma.
Studi laboratorium skala besar yang dipimpin oleh MRC Toxicology Unit University of Cambridge menguji 1.076 kontaminan kimia buatan manusia pada 22 spesies bakteri usus. Peneliti mengidentifikasi 168 zat yang mengganggu pertumbuhan mikroba yang biasanya ditemukan di usus manusia sehat, termasuk pestisida seperti herbisida dan insektisida yang digunakan pada tanaman, serta bahan kimia industri yang ditemukan dalam peredam api dan plastik.
Menurut University of Cambridge dan liputan pers terkait, banyak bahan kimia ini kemungkinan masuk ke tubuh melalui makanan, air minum, atau paparan lingkungan umum, meskipun sebagian besar sebelumnya tidak dianggap memengaruhi bakteri. Zat-zat yang diidentifikasi berbahaya menghambat pertumbuhan bakteri usus yang dianggap penting untuk kesehatan.
Mikrobioma usus manusia diperkirakan mengandung sekitar 4.500 jenis bakteri berbeda yang secara kolektif mendukung pencernaan, pengaturan berat badan, fungsi kekebalan, dan aspek kesehatan mental. Ketika komunitas ini menjadi tidak seimbang, hal itu terkait dengan masalah seperti gangguan pencernaan, obesitas, kondisi kekebalan, dan masalah kesehatan mental.
Dalam penelitian baru ini, peneliti mengamati bahwa saat bakteri usus beradaptasi dengan beberapa bahan kimia yang diuji, spesies tertentu mengembangkan resistensi terhadap antibiotik seperti ciprofloxacin. Jika proses serupa terjadi di tubuh manusia, ini bisa membuat beberapa infeksi lebih sulit diobati, kata mereka.
Penilaian keamanan kimia standar umumnya tidak mempertimbangkan efek pada mikrobioma usus, sebagian karena banyak zat dirancang untuk bertindak pada target spesifik, seperti serangga dalam kasus insektisida, daripada pada manusia atau mikroba penduduknya.
Menggunakan data dari eksperimen skrining mereka, tim mengembangkan model pembelajaran mesin untuk memprediksi apakah bahan kimia industri dan pertanian yang ada atau baru dirancang kemungkinan merusak bakteri usus manusia. Studi tersebut, "Industrial and agricultural chemicals exhibit antimicrobial activity against human gut bacteria in vitro," diterbitkan di Nature Microbiology (2025; 10(12): 3107).
Dr. Indra Roux, penulis pertama studi dan peneliti di MRC Toxicology Unit, mengatakan dalam rilis University of Cambridge: "Kami menemukan bahwa banyak bahan kimia yang dirancang hanya untuk bertindak pada satu jenis target, katakanlah serangga atau jamur, juga memengaruhi bakteri usus. Kami terkejut bahwa beberapa bahan kimia ini memiliki efek yang sangat kuat. Misalnya, banyak bahan kimia industri seperti peredam api dan plastisizer -- yang sering kami kontak -- tidak dianggap memengaruhi organisme hidup sama sekali, tapi mereka melakukannya."
Professor Kiran Patil, penulis senior studi di unit yang sama, mengatakan: "Kekuatan sebenarnya dari studi skala besar ini adalah bahwa sekarang kami memiliki data untuk memprediksi efek bahan kimia baru, dengan tujuan menuju masa depan di mana bahan kimia baru aman secara desain."
Dr. Stephan Kamrad, anggota lain dari tim penelitian, menambahkan: "Penilaian keamanan bahan kimia baru untuk penggunaan manusia harus memastikan bahwa mereka juga aman untuk bakteri usus kami, yang bisa terpapar bahan kimia melalui makanan dan air kami."
Para ilmuwan menekankan bahwa informasi tentang bagaimana bahan kimia lingkungan memengaruhi mikrobioma usus dan kesehatan manusia secara langsung dalam kondisi dunia nyata masih terbatas. Meskipun data laboratorium menunjukkan bahwa bakteri usus kemungkinan bertemu dengan banyak bahan kimia yang diuji, tingkat aktual yang mencapai usus dalam kehidupan sehari-hari masih tidak jelas. Penelitian masa depan yang melacak paparan kimia secara keseluruhan di tubuh akan diperlukan untuk menentukan risiko sebenarnya.
Patil mencatat: "Sekarang kami mulai menemukan interaksi ini dalam pengaturan laboratorium, penting untuk mulai mengumpulkan data paparan kimia dunia nyata lebih banyak, untuk melihat apakah ada efek serupa di tubuh kami."
Sementara itu, peneliti Cambridge dan panduan kesehatan terkait menyarankan langkah praktis untuk mengurangi paparan polutan kimia, seperti mencuci buah dan sayuran dengan teliti sebelum dimakan dan menghindari penggunaan pestisida di taman rumah.
