Gatal adalah sensasi tidak menyenangkan yang menimbulkan keinginan untuk menggaruk. Lapisan kulit terus-menerus terpapar mikroba dan produknya. Namun, peran mikroba dalam pembentukan rasa gatal tidak diketahui. Deng dkk. menunjukkan bahwa Staphylococcus aureus , patogen bakteri yang terkait dengan penyakit kulit gatal, secara langsung mengaktifkan neuron sensorik pruriseptor untuk memicu rasa gatal. Kredit gambar: Deng dkk ., doi: 10.1016/j.cell.2023.10.019.
“Kami telah mengidentifikasi mekanisme yang sepenuhnya baru di balik rasa gatal — bakteri Staphylococcus aureus , yang ditemukan pada hampir setiap pasien dengan kondisi kronis dermatitis atopik,” kata Dr. Isaac Chiu, seorang peneliti di Blavatnik Institute di Harvard Medical School.
“Kami menunjukkan bahwa gatal dapat disebabkan oleh mikroba itu sendiri.”
“Rasa gatal bisa sangat melemahkan bagi pasien yang menderita kondisi kulit kronis,” imbuh Dr. Liwen Deng, juga dari Institut Blavatnik di Sekolah Kedokteran Harvard.
“Banyak dari pasien ini membawa mikroba yang sama pada kulit mereka, yang baru pertama kali kami tunjukkan dapat menyebabkan rasa gatal.”
Dalam penelitian mereka, Dr. Chiu, Dr. Deng dan rekan-rekan mereka memaparkan kulit tikus laboratorium terhadap Staphylococcus aureus .
Hewan tersebut mengalami rasa gatal yang semakin parah selama beberapa hari, dan garukan yang berulang-ulang menyebabkan kerusakan kulit yang semakin parah dan menyebar ke luar lokasi awal paparan.
Selain itu, tikus yang terpapar Staphylococcus aureus menjadi hipersensitif terhadap rangsangan tidak berbahaya yang biasanya tidak menyebabkan gatal.
Tikus yang terpapar lebih mungkin mengalami rasa gatal yang tidak normal sebagai respons terhadap sentuhan ringan dibandingkan tikus yang tidak terpapar.
Respons hiperaktif ini, suatu kondisi yang disebut aloknesis, umum terjadi pada pasien dengan kondisi kulit kronis yang ditandai dengan rasa gatal terus-menerus.
Namun, hal ini juga dapat terjadi pada orang-orang tanpa kondisi yang mendasarinya — bayangkan sensasi gatal yang mungkin Anda dapatkan dari sweter wol.
Untuk memastikan bagaimana bakteri tersebut memicu rasa gatal, para peneliti menguji beberapa versi modifikasi dari Staphylococcus aureus yang direkayasa agar tidak mengandung bagian tertentu dari susunan molekul bakteri tersebut.
Mereka berfokus pada 10 enzim yang diketahui dilepaskan oleh mikroba ini saat kontak dengan kulit.
Satu demi satu, mereka menyingkirkan sembilan tersangka — menunjukkan bahwa enzim bakteri yang disebut protease V8 secara langsung bertanggung jawab atas timbulnya rasa gatal pada tikus.
Sampel kulit manusia dari pasien dengan dermatitis atopik juga memiliki lebih banyak Staphylococcus aureus dan kadar V8 yang lebih tinggi daripada sampel kulit yang sehat.
Analisis menunjukkan bahwa V8 memicu rasa gatal dengan mengaktifkan protein yang disebut PAR1, yang ditemukan pada neuron kulit yang berasal dari sumsum tulang belakang dan membawa berbagai sinyal — sentuhan, panas, nyeri, gatal — dari kulit ke otak.
Biasanya, PAR1 tidak aktif, tetapi setelah kontak dengan enzim tertentu, termasuk V8, ia menjadi aktif.
Penelitian menunjukkan bahwa V8 memotong salah satu ujung protein PAR1 dan membangunkannya.
Percobaan pada tikus menunjukkan bahwa setelah diaktifkan, PAR1 memicu sinyal yang akhirnya dirasakan otak sebagai rasa gatal.
Ketika para ilmuwan mengulangi percobaan di cawan laboratorium yang berisi neuron manusia, mereka juga merespons V8.
Menariknya, berbagai sel imun yang terlibat dalam alergi kulit dan secara klasik diketahui menyebabkan gatal — sel mast dan basofil — tidak memicu rasa gatal setelah paparan bakteri, percobaan menunjukkan.
Begitu pula dengan zat kimia inflamasi yang disebut interleukin, atau sel darah putih, yang diaktifkan selama reaksi alergi dan juga diketahui meningkat pada penyakit kulit dan bahkan pada gangguan neurologis tertentu.
“Saat kami memulai penelitian, tidak jelas apakah rasa gatal itu disebabkan oleh peradangan atau bukan,” kata Dr. Deng.
“Kami menunjukkan bahwa hal-hal ini dapat dipisahkan, bahwa tidak harus ada peradangan agar mikroba menyebabkan rasa gatal, tetapi rasa gatal memperburuk peradangan pada kulit.”
Karena PAR1 — protein yang diaktifkan oleh Staphylococcus aureus — terlibat dalam pembekuan darah, para peneliti ingin melihat apakah obat antipembekuan darah yang telah disetujui yang memblokir PAR1 akan menghentikan rasa gatal; dan ternyata berhasil.
Tikus gatal yang kulitnya terpapar Staphylococcus aureus mengalami perbaikan cepat saat diobati dengan obat tersebut. Keinginan mereka untuk menggaruk berkurang drastis, begitu pula kerusakan kulit akibat garukan.
Selain itu, setelah diobati dengan penghambat PAR1, tikus tidak lagi mengalami gatal abnormal sebagai respons terhadap rangsangan yang tidak berbahaya.
Penghambat PAR1 sudah digunakan pada manusia untuk mencegah pembekuan darah dan dapat digunakan kembali sebagai obat antigatal.
Misalnya, bahan aktif dalam obat dapat menjadi dasar untuk krim topikal antigatal.
Satu pertanyaan langsung yang penulis rencanakan untuk dijelajahi dalam penelitian mendatang adalah apakah mikroba lain selain Staphylococcus aureus dapat memicu rasa gatal.
“Kita tahu bahwa banyak mikroba, termasuk jamur, virus, dan bakteri, disertai rasa gatal, tetapi bagaimana mereka menyebabkan rasa gatal masih belum jelas,” kata Dr. Chiu.
Lebih jauh, temuan ini memunculkan pertanyaan yang lebih luas: mengapa mikroba menyebabkan gatal? Secara evolusi, apa manfaatnya bagi bakteri?
Salah satu kemungkinannya adalah patogen dapat membajak rasa gatal dan refleks saraf lainnya untuk keuntungan mereka. Misalnya, penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa bakteri tuberkulosis Mycobacterium tuberculosis secara langsung mengaktifkan neuron vagal untuk menyebabkan batuk, yang memungkinkannya menyebar lebih mudah dari satu inang ke inang lainnya.
"Ini masih spekulasi saat ini, tetapi siklus gatal-garuk dapat menguntungkan mikroba dan memungkinkan penyebarannya ke bagian tubuh yang jauh dan ke inang yang tidak terinfeksi," kata Dr. Deng.
“Mengapa kita gatal dan menggaruk? Apakah itu membantu kita, atau membantu mikroba? Itu adalah sesuatu yang dapat kita tindak lanjuti di masa mendatang.”
Sebuah makalah tentang temuan ini diterbitkan dalam jurnal Cell.