Pemberian Subunit Pili 49,8 Kda Shigella Flexneri Per- Oral Terhadap Kadar Β-Defensin Dan Berat Usus Mencit Model Shigellosis Dan Kolera

Soraya, Merika and Prof. Dr. dr. Sumarno,, DMM, Sp.MK (K) and Prof. Dr. Dra. Sri Winarsih,, M.Si, Apt. (2020) Pemberian Subunit Pili 49,8 Kda Shigella Flexneri Per- Oral Terhadap Kadar Β-Defensin Dan Berat Usus Mencit Model Shigellosis Dan Kolera. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Diare merupakan salah satu penyakit yang seringkali ditemukan pada negara berkembang yang memiliki jumlah penduduk tinggi dengan sanitasi yang buruk. Diare, terutama yang disebabkan oleh bakteri seperti Vibrio cholerae dan Shigella flexneri sangat beresiko menimbulkan beragam komplikasi bahkan kematian. Sedangkan hingga saat ini, upaya penanggulangan diare masih dihadapkan pada beberapa tantangan, antara lain rendahnya ketersediaan sanitasi yang baik dan mulai ditemukannya strain Shigella multi-resisten antibiotik. Sehingga upaya penemuan vaksin untuk mencegah kejadian diare Vibrio maupun Shigella sangat diperlukan. Hingga saat ini, telah terdapat 4 vaksin kolera yang telah terlisensi, namun aplikasinya pada daerah endemis kolera seperti Indonesia masih memiliki tingkat protektivitas yang rendah serta durasi yang singkat. Sedangkan vaksin Shigella hingga saat ini belum ditemukan, hal ini dikarenakan luasnya variasi outer surface protein Shigella. Pada satu dekade terakhir, penelitian mengenai kandidat vaksin diare kolera dan Shigella mengarah kepada pendekatan sub-unit. Hal ini dilakukan untuk pencegahan proses awal patogenesis bakteri berupa perlekatan pada sel host yang diperantari oleh pili dan OMP. Berdasarkan penelitian terdahulu, diketahui bahwa komponen pili Shigella terbukti memiliki reaksi silang dengan molekul adhesin V. cholerae dengan metode hemagglutinin dan anti-hemagglutinin. Sehingga pada penelitian ini dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai kemampuan protektivitas subunit pili S. flexneri terhadap mencit model diare baik Shigellosis dan kolera. Pemilihan subunit pili 49,8 kDa S. flexneri pada penelitian ini didasarkan pada hasil penelitian sebelumnya yang menyatakan bahwa dari beberapa berat molekul subunit pili, protein 49,8 kDa menunjukkan aktivitas hemagglutinin yang paling kuat. Kemudian pemilihan strain flexneri disebabkan oleh dominasinya pada epidemiologi infeksi Shigella di Indonesia. Sedangkan penggunaan komponen pili dilakukan untuk menghindari tingginya variasi ekspresi OMP strain Shigella. Sehingga diharapkan pemberian subunit pili 49,8 kDa mampu memberikan proteksi yang efektif terhadap berbagai strain Shigella secara luas bahkan juga terhadap jenis bakteri lain seperti V. cholerae. Pemberian molekul subunit pili dilakukan secara oral guna mencetuskan imunitas mukosa saluran cerna, salah satunya adalah sIgA sebagai efektor imunitas adaptif humoral. Namun pemilihan rute oral juga memiliki resiko berupa penurunan tingkat efektivitas antigen akibat adanya barrier alamiah tubuh berupa proses degradasi pada saluran cerna baik secara mekanis maupun kimiawi. Sehingga diperlukan adanya penambahan ajuvan, pada penelitian ini digunakan cholerae toxin B (CTB) akibat karakteristik immunostimulatori yang dihasilkan dinilai cukup kuat dibandingkan dengan ajuvan lain. Dengan bantuan ajuvan, maka diharapkan molekul subunit pili lebih mudah mengalami transitosis melewati barrier mukosa dan epitel usus sehingga menginduksi produksi respons imunitas subjek. Salah satu petanda respons mukosa terhadap antigen yang dihasilkan secara cepat adalah β- defensin. Sehingga pada penelitian ini pengukuran kadar β-defensin dilakukan sebagai parameter immunogenisitas molekul adhesin subunit pili 49,8 kDa S. flexneri. Kemudian, untuk menilai protektivitas subunit pili tersebut dilakukan pengukuran berat usus pada kelompok kontrol negatif (KN), kontrol positif Shigellosis (KPS), kontrol positif kolera (KPV), kelompok yang diberi molekul adhesin yang dipapar S. flexneri 106cfu/mL (P1), dan kelompok yang diberi molekul adhesin yang dipapar V. cholerae 106cfu/mL (P2) dengan metode MLIL. viii Pengukuran β-defensin dilakukan dengan sampel mukus usus yang diambil setelah pemberian molekul adhesin subunit pili S. flexneri selama 35 hari. Mencit kemudian dibedah, diambil sampel mukus ususnya dan dilanjutkan dengan ELISA. Pada parameter ini, dinilai adanya peningkatan signifikan pada kelompok perlakuan (diberi subunit pili S. flexneri) dengan kontrol negatif. Dari uji t- independen didapatkan nilai p<0,001. Pada parameter berat usus, dilakukan pengukuran secara serial menit ke-0, 30, dan 60. Kemudian hasil diuji secara statistik dengan repeated ANOVA. Berat usus tertinggi dapat diamati pada kelompok kontrol positif Shigellosis dan kolera dengan tingkat signifikansi masing-masing p=0,007 dan p=0,048 dibandingkan dengan kelompok KN. Kemudian pada kelompok P1 dan P2, didapatkan berat usus yang lebih rendah secara signifikan dibandingkan dengan kelompok KPS (p<0,001 dan p<0,001) dan KPV (p<0,001 dan p<0,001) pada menit ke-60. Sehingga disimpulkan bahwa dengan pemberian molekul subunit pili S. flexneri maka dapat menghambat peningkatan berat usus dibandingkan dengan kelompok yang tidak diberi perlakuan. Sedangkan apabila dibandingkan dengan kelompok kontrol negatif, kelompok P1 dan P2 juga memiliki berat usus yang lebih rendah dengan nilai p masing-masing 0,037 dan 0,011 pada menit ke- 60. Beberapa faktor diduga memengaruhi hal ini, diperkirakan akibat faktor mikrobiota, diet, maupun kontaminan mikroba patogen dalam saluran cerna mencit yang belum dapat dipastikan. Pemberian subunit pili S. flexneri terbukti tidak memiliki perbedaan tingkat protektivitas setelah paparan S. flexneri dengan V. cholerae, terbukti dengan nilai p yang mencapai 0,635 antar 2 kelompok setelah menit ke-60. Sehingga dapat disimpulkan bahwa subunit pili 49,8 kDa S. flexneri memiliki cross-protectivity terhadap diare V. cholerae dan berpotensi dikembangkan menjadi kandidat vaksin homolog dikarenakan tingkat immunogenisitasnya yang adekuat dengan bukti berupa peningkatan β- defensin dan penurunan berat usus setelah induksi diare baik S. flexneri maupun V.cholerae. Untuk pengembangan lebih lanjut maka perlu dilakukan uji mendalam secara in vitro maupun in vivo guna menentukan tingkat keamanan dan protektivitas molekul adhesin tersebut sebelum diaplikasikan secara luas

English Abstract

Diare merupakan salah satu penyakit yang seringkali ditemukan pada negara berkembang yang memiliki jumlah penduduk tinggi dengan sanitasi yang buruk. Diare, terutama yang disebabkan oleh bakteri seperti Vibrio cholerae dan Shigella flexneri sangat beresiko menimbulkan beragam komplikasi bahkan kematian. Sedangkan hingga saat ini, upaya penanggulangan diare masih dihadapkan pada beberapa tantangan, antara lain rendahnya ketersediaan sanitasi yang baik dan mulai ditemukannya strain Shigella multi-resisten antibiotik. Sehingga upaya penemuan vaksin untuk mencegah kejadian diare Vibrio maupun Shigella sangat diperlukan. Hingga saat ini, telah terdapat 4 vaksin kolera yang telah terlisensi, namun aplikasinya pada daerah endemis kolera seperti Indonesia masih memiliki tingkat protektivitas yang rendah serta durasi yang singkat. Sedangkan vaksin Shigella hingga saat ini belum ditemukan, hal ini dikarenakan luasnya variasi outer surface protein Shigella. Pada satu dekade terakhir, penelitian mengenai kandidat vaksin diare kolera dan Shigella mengarah kepada pendekatan sub-unit. Hal ini dilakukan untuk pencegahan proses awal patogenesis bakteri berupa perlekatan pada sel host yang diperantari oleh pili dan OMP. Berdasarkan penelitian terdahulu, diketahui bahwa komponen pili Shigella terbukti memiliki reaksi silang dengan molekul adhesin V. cholerae dengan metode hemagglutinin dan anti-hemagglutinin. Sehingga pada penelitian ini dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai kemampuan protektivitas subunit pili S. flexneri terhadap mencit model diare baik Shigellosis dan kolera. Pemilihan subunit pili 49,8 kDa S. flexneri pada penelitian ini didasarkan pada hasil penelitian sebelumnya yang menyatakan bahwa dari beberapa berat molekul subunit pili, protein 49,8 kDa menunjukkan aktivitas hemagglutinin yang paling kuat. Kemudian pemilihan strain flexneri disebabkan oleh dominasinya pada epidemiologi infeksi Shigella di Indonesia. Sedangkan penggunaan komponen pili dilakukan untuk menghindari tingginya variasi ekspresi OMP strain Shigella. Sehingga diharapkan pemberian subunit pili 49,8 kDa mampu memberikan proteksi yang efektif terhadap berbagai strain Shigella secara luas bahkan juga terhadap jenis bakteri lain seperti V. cholerae. Pemberian molekul subunit pili dilakukan secara oral guna mencetuskan imunitas mukosa saluran cerna, salah satunya adalah sIgA sebagai efektor imunitas adaptif humoral. Namun pemilihan rute oral juga memiliki resiko berupa penurunan tingkat efektivitas antigen akibat adanya barrier alamiah tubuh berupa proses degradasi pada saluran cerna baik secara mekanis maupun kimiawi. Sehingga diperlukan adanya penambahan ajuvan, pada penelitian ini digunakan cholerae toxin B (CTB) akibat karakteristik immunostimulatori yang dihasilkan dinilai cukup kuat dibandingkan dengan ajuvan lain. Dengan bantuan ajuvan, maka diharapkan molekul subunit pili lebih mudah mengalami transitosis melewati barrier mukosa dan epitel usus sehingga menginduksi produksi respons imunitas subjek. Salah satu petanda respons mukosa terhadap antigen yang dihasilkan secara cepat adalah β- defensin. Sehingga pada penelitian ini pengukuran kadar β-defensin dilakukan sebagai parameter immunogenisitas molekul adhesin subunit pili 49,8 kDa S. flexneri. Kemudian, untuk menilai protektivitas subunit pili tersebut dilakukan pengukuran berat usus pada kelompok kontrol negatif (KN), kontrol positif Shigellosis (KPS), kontrol positif kolera (KPV), kelompok yang diberi molekul adhesin yang dipapar S. flexneri 106cfu/mL (P1), dan kelompok yang diberi molekul adhesin yang dipapar V. cholerae 106cfu/mL (P2) dengan metode MLIL. viii Pengukuran β-defensin dilakukan dengan sampel mukus usus yang diambil setelah pemberian molekul adhesin subunit pili S. flexneri selama 35 hari. Mencit kemudian dibedah, diambil sampel mukus ususnya dan dilanjutkan dengan ELISA. Pada parameter ini, dinilai adanya peningkatan signifikan pada kelompok perlakuan (diberi subunit pili S. flexneri) dengan kontrol negatif. Dari uji t- independen didapatkan nilai p<0,001. Pada parameter berat usus, dilakukan pengukuran secara serial menit ke-0, 30, dan 60. Kemudian hasil diuji secara statistik dengan repeated ANOVA. Berat usus tertinggi dapat diamati pada kelompok kontrol positif Shigellosis dan kolera dengan tingkat signifikansi masing-masing p=0,007 dan p=0,048 dibandingkan dengan kelompok KN. Kemudian pada kelompok P1 dan P2, didapatkan berat usus yang lebih rendah secara signifikan dibandingkan dengan kelompok KPS (p<0,001 dan p<0,001) dan KPV (p<0,001 dan p<0,001) pada menit ke-60. Sehingga disimpulkan bahwa dengan pemberian molekul subunit pili S. flexneri maka dapat menghambat peningkatan berat usus dibandingkan dengan kelompok yang tidak diberi perlakuan. Sedangkan apabila dibandingkan dengan kelompok kontrol negatif, kelompok P1 dan P2 juga memiliki berat usus yang lebih rendah dengan nilai p masing-masing 0,037 dan 0,011 pada menit ke- 60. Beberapa faktor diduga memengaruhi hal ini, diperkirakan akibat faktor mikrobiota, diet, maupun kontaminan mikroba patogen dalam saluran cerna mencit yang belum dapat dipastikan. Pemberian subunit pili S. flexneri terbukti tidak memiliki perbedaan tingkat protektivitas setelah paparan S. flexneri dengan V. cholerae, terbukti dengan nilai p yang mencapai 0,635 antar 2 kelompok setelah menit ke-60. Sehingga dapat disimpulkan bahwa subunit pili 49,8 kDa S. flexneri memiliki cross-protectivity terhadap diare V. cholerae dan berpotensi dikembangkan menjadi kandidat vaksin homolog dikarenakan tingkat immunogenisitasnya yang adekuat dengan bukti berupa peningkatan β- defensin dan penurunan berat usus setelah induksi diare baik S. flexneri maupun V.cholerae. Untuk pengembangan lebih lanjut maka perlu dilakukan uji mendalam secara in vitro maupun in vivo guna menentukan tingkat keamanan dan protektivitas molekul adhesin tersebut sebelum diaplikasikan secara luas

Other obstract

-

Item Type: Thesis (Magister)
Identification Number: TES/616.935 5/FK/p/2020/042002028
Subjects: 600 Technology (Applied sciences) > 616 Diseases > 616.9 Other disease > 616.93 Clostridium infections, diphtheria, cholera, dysenteries, protozoan infections > 616.935 Dysenteries > 616.935 5 Bacillary dysentery (Shigellosis)
Divisions: S2/S3 > Magister Ilmu Biomedis, Fakultas Kedokteran
Depositing User: Nur Cholis
Date Deposited: 29 Aug 2022 01:23
Last Modified: 01 Oct 2024 02:05
URI: http://repository.ub.ac.id/id/eprint/193655
[thumbnail of MERIKA SORAYA.PDF] Text
MERIKA SORAYA.PDF
Download (2MB)

Actions (login required)

View Item View Item