IMMUNITY AGAINST INFECTIOUS AGENTS: unique interaction between host and parasites

Bismillah,..

Teman,.. ketika ada antigen (dlm hal ini agen infeksi) masuk dlm tubuh kita,.. maka respon imunitas kita akan aktif untuk melawan agen infeksi tsb melalui kombinasi beberapa barier, termasuk kulit, membran mukosa, sel epitel bersilia, dan berbagai komponen sistem imun. Sistem imun kita terdiri dari : limfosit T, limfosit B,natural killer (NK) cells, dendritic, dan sel fagosit serta complement protein. Tidak hanya agen infeksi, mereka (sist. Imun) jg menyediakan perlindungan terhdp penyakit autoimun dan malignancy (tumor). Namun, yg perlu kita sadari bahwa agen infeksi juga punya kemampuan untuk mensiasati perlindungan dari sist. Imun kita, dimana mereka (agen infeksi) memiliki kemampuan untuk memblok, menetralisir, atau bahkan mengabaikan komponen sist. Imun dari host. Hmmm,.. nah, ini yg dimaksud dr. Marsetyawan,.. ternyata ada interaksi unik yg terjadi antara host dan agen infeksi dlm proses perlwanan sis. Imun kita trhdp agen infeksi,.. kita mulai yuk belajarnya,.. J

A.      Microbial phatogenicity

Kita mulai dgn mencari tahu bagaimana agen infeksi merusak sel atau jaringan dlm tubuh kita. Agen infeksi memiliki 2 cara untuk merusak hostnya. Pertama bereplikasi di sel2 tertentu dan merusak struktur sel, organ atau tempat lain dlm tubuh. Kedua yaitu memproduksi metabolit aktif seperti toxin. Nah, ini tahap2 aktivitas agen infeksi dlm tubuh kita : ColonizationTissue invasion,Multiplication within the host,DisseminationResistance to host defenses,Production of specific virulence factor

Colonization of the Host

Adalah kontak inisial antara host n organism pd epithelium  superficial kulit n membran mukosa dilanjutkan dgn kerusakan barier shg akan terjadi penetrasi dan infeksi dimulai. Cthnya:

-Staphylococcus aureus masuk ke jar.subkutan dgn cara merusak kutikula shg menyebabkan penyakit paronychia

-Trypanosoma cruzi masuk selama menyusui dpt menyebabkan Chaga’s disease

-E.coli umumnya trdpt pd gastrointestinal atau genitourinary tract. Semua E.coli dibawah mikroskop n penampakan biokimia sama, namun,.. dgn Px. serologis dpt dibedakan berdasarkan antigen polisakarida yg terdapat pd lipopolisakarida exterior ( O atau antigen somatik), polisakarida kapsular (antigen K), dan protein flagella (antigen H). Enterotoxigenic E.coli (ETEC) dpt menyebabkan diare, shg E.coli dpt mjd toxigenic.

-Mycoplasma pneumonia yg mempunyai struktur khas lubang tngah yg terdpt filament yg padat dan diselubungi oleh envelope yg dpt menempel pd membrane plasma

- influenza virus menempel melalui membrane hemaglutinin dan neurominidase-sensitizing-receptors.

Invasion of Host Tissue

Adalah masuknya agen infeksi ke jaringan. Cth: pd Shigella yg mengakibatkan bacillary dysentery, ketika organism tsb mencapai brush border, mikrovili menangkapnya dan akhirnya diingesti oleh sel epitel kedalam membrane-bound vesicle.

Multiplication Within the Host

Mikroorganisme yg bermultiplikasi itu sebenernya dilindungi oleh sist.imun yg ada dlm tubuh kita. Misalnya virus, dia bermultiplikasi di intrasel krn metabolismenya diekstrasel tidak mendukungnya utk hdp. Namun, organism lain yg mampu hdp di ekstrseluler jga melakukan multiplikasi di intrasel. Seperti pd bakteri (S.typhi n M.tuberculosis) n protozoa (Toxoplasma gondii n leishmania species). Agen infeksi tsb menjadikan makrofag sbg target lalu melakukan suatu mekanisme yg dpt menurunkan fungsi makrofag sbg fagosit. Jadi agen infeksi itu bebas untuk melakukan multiplikasi.

Dissemination of Microorganism

Adl proses dimana mikroorganisme (agen infeksi) yg telah melakukan penetrasi mencapai aliran darah dan bersikulasi keseluruh tubuh. Manifestasi klinis yg akn tjd adl penyakit sistemik , cth:

-diphteria, walaupun hnya berada di permukaan epithelial pharyng, nmn dia memproduksi toxin yg tersebar melalui alian darah dan meginfeksi lbh dr 1 sel

-S.aureus bersikulasi dialiran darah dam menginfeksi jaringan yg berbeda shg mengakibatkan microabscesses.

                B. Mechanism of Disease

Patogen melakukan beberapa mekanisme utk merusak n menginfeksi host. Proses tsb dpt mjd asimptomatik n mjd periode innkubasi bagi penyakit infeksi. Ketika sdh menginfeksi suatu bagian maka mereka akan mengakibatkan destruksi atau disfungsi organ/seluler yg menghasilkan manifestasi klinis.

The Inflammatory Response

Salah satu causa penting manifestasi penyakit adl respon inflamasi yg diinduksi oleh invasi pathogen. Walaupun  jelas hal tsb adl perlawanan dari komponen sist.imun tubuh, namun kerusakan jaringan yg berarti dari respon tsb mengakibatkan manifestasi klinis.Inflamasi dimulai dgn adanya signal chemotactic atau mgrasi leukosit. Misalnya, pd bakteri, terdapat signal microbial yg disebut N-formylated low-molecular-peptide yg menyebabkan migrasi scr langsung  PMNs n monocytes/macrophages. Mediator lainnya yg dpt mengakibatkan chemotactic adl neutral proteases dari mikroorganisme y dpt menyebabkan proliferasi komponen C3 n C5 shg memacu aktivitas anaphylatoxin yg dpt meningkatkan permeabilitas vascular shg dpt tjd diapedesis atau perpindahan leukosit dari intravaskuler ke jaringan yg terinfeksi. Proses selanjutnya adl tjd pelepasan leukocytes enzymes yg memiliki aktivitas proteolitik atau aktivasi penjendalan darah atau bisa juga tjd aktivasi sistem kinin yg ke tiga2nya dapat mengakibatkan kerusakan jaringan. Akumulasi leukosit dpt melindungi host (kalo di rekam medis tercatat “lokasi infeksi byk mengeluarkan pus “ gitu mungkin ya J, hehe ngarang bgt), tapi justru krn hal tsb, akan mengakibatkan pembentukan abscess dgn berbagai implikasi klinis. Beberapa organism mengakibatkan reaksi inflamasi yg diknal sbg granuloma yg terdiri dari makrofag n limfosit T juga sering trdpt eusinophil atau PMNs. Cth:

-pd infeksi Schistosoma mansoni terbentuk granuloma disekitar telur yg dihasilkan o/ sepasang cacing dewasa,.. yg menjalar ke liver melalui vena porta. Trdpt induksi antigen spesifik dari rspon inflamasi host shg bisa menghancurkan telur cacing tadi,.. namun sayangnya, sekali terbentuk.. antigen lainnya akan membentuk sel2 granuloma lain yg memproduksi factor fibrogenik shg tjdlah fibrosis schistosomiasis.

Endotoxin

Adl materi lipopolisakarida (endotoxin) yg terdpt di luar membrane dari bakteri gram negative yg memainkan peran penting dlm berbagai infeksi. LPS dr berbagai organisme memiliki struktur umum yaitu toxic lipid (lipid A), oligosakarida yg berisi ketodeoxyoctanoid acid (KDO) dan O polysaccharide yg mengekspresikan antigen yg berbeda pd tiap organism yg berbeda. Kebanyakan, tp tidak semua,.. efek biologis LPS termasuk induksi demam (pyrogenicity), aktivasi langsung factor Hageman dan pembentukan sistem kinin. Ke 3 hal tsb dikarenakan komponen lipid A, yaitu domain hydrophobic yg trdpt di outer monolayer pd membrane eksterna. Selain itu demam bisa mengaktifkan sistem komplemen yg mengakibatkan respon inflamasi, penjendalan darah dan peningkatan bradikinin.

Peptidoglycan

Dinding bakteri tidak hanya digunakan utk menjaga struktur organism, tapi jg punya kapasitas utk induksi respon kerusakan sel host. Peptidoglikan menunjukkan sifat yg sama seperti LPS, yaitu pyrogenicity n aktivasi komplemen.

Capsular Polysaccharides

Struktur ini merupakan factor virulensi yang besar. Shg juga dpt menyebabkan abscess. (penjelasannya agak sulit teman L,maaf ya)

Toxins

Sel yg terinfeksi memiliki reseptor toxin, shg toxin dpt masuk ke sitoplasma, dimana tjd katalisis yg menginhibisi sintesis protein shg mengakibatkan sel mati. Cth:

-toxin cholera yaitu ADP-ribosylating enzyme, melakukan aktivitasnya pd GTP binding protein pd subunit regulator seluler adenilat siklase sng meningkatkan cAMP, jika tjd di sel intestinal akan mengakibatkan diare. Toxin cholera tdk mengakibatkan kerusakan jaringan.

                C. Immune Responses To Infectious Disease

Secara umum, defek pada cell-mediated immunity disebabkan karena infeksi intraseluler yg parah krn virus, protozoa, jamur dan bakteri intrasel fakultatif tertentu. Sedangkan defek fungsi neutofil, antibody atau aktivasi komplemen itu tjd krn infeksi pyogenic invasive terutama disebabkan o/ bakteri terkaadang o/ virus atau fungi. Observasi klinis ini menunjukkan bahwa tidak ada satu sistem imunpun yg bertanggungjawab trhadap satu kelas agen infeksi , tetapi struktur biologis spesifik pada agen infeksi menunjukkan mekanisme imun yg mana yg paling berperan untuk proteksi.

Complement and Host Defense 

Aktivasi sistem komplemen dikarenakan adanya pelepasan mediator sist.imun dan respon inflamasi. C3a,C5a, n C4a menginduksi sekresi histamine dari sel mast n basophil yg mengakibatkan vasodilatasi. C3a n C4a meningkatkan permeabilitas vaskuler dan diapedesis leukosit dari intravaskuler ke ekstravaskuler menuju tempat infeksi. C5a meningkatkan adhesi PMN dan menstimulus respiratory burst dari sel tsb utk mengaktivasi mekanisme microbicidal. Selain iu, C5a memediasi pelepasan leukotrien. C3b akan berprolifersai mjd C3d n C3e yg memodulasi fungsi limfosit B dan mengeluarkan PMNs dari bone marrow utk mengindksi leukositosis. Pd saat yg sama, tjd aktivitas komplemen yg sdh teraktivasi pd sel yg di infeksi o/ agen infeksi. Dimana, C3b menyelubungi (coated) organism yg menginfeksi sel, lalu sel fagosit yg memiliki reseptor C3b menempel pd C3b coated organism dan memakannya(uumm,..yummy,…). Sedang C4b dpt menetralir virus. Penumpukan C5a di permukaan organism dpt menginisiasi membrane attack complexe, shg dpt melisiskan sel yg terinfeksi. Namun, ada beberapa organism yg sudah resisten biasanya mengakibatkan sepsis sistemik.

Phagocytosis and Microbicidal Activity

Sel fagosit efektor utama adl PMNs dan Phagocytes mononuclear (monosit n makrofag). Fagositosis netrofil n aktivitas mikrobisidal intrasel adl proses yg kompleks, tergantung factor humoral dari aktivasi komplemen dan produksi antibody spesifik. PMNs bermigrasi ke tempat infeksi utk mengenali n ingesti organism ke dlm vesikel fagositik , lalu membentuk fagolisosom melalui fusi lisosom primer dan sekunder yg berdegranulasi kedlm vesikel yg sudah mengalami fusi, lalu mengumpulkan  factor antimicrobial dan melakukan metabolisme produk oxygen utk membentuk toxic oxygen radical. Ketika semua itu selesai, maka mikroorganisme yg diingesti tadi akan dibunuh (serem,..ralat di hancurkan ==”)

Humoral Immunity

Produksi antibody adlh respon imun spesifik trhdp antigen. Antibody dapat mengetahui protein dgn asam amino atau polisakarida yg berbeda, tentunya dibawah kontrol n regulasi dari limfosit T. selama respon antibody,  baik isotype (immunoglobulin type) dan idiotype (antigenic specificity) barubah dari IgM ke IgG dan dari afinitas rendah ke afinitas tinggi. IgM itu potensial sbg activator komplemen, yg fungsinya melakukan opsonisasi saat C3b berada di permukaan membrane agen infeksi dan sel yg ditumpangi sama C3b itu dpt dikenali oleh reseptor C3b yg terdapat pd PMNs dan Makrofag,... trus mereka ketemu n nempel,.., diatas kan dikatakan selama respon antibody terjadi perubahan IgM jadi IgG predominance, sehingga skrang IgG yang mengambil peran. Produksi IgG ke permukaan agen infeksi (antigen) meningkatkan aktivitas opsonisasi karena sel fagosit dapat menempel ke antibody (IgG) pada bagian Fc melalui reseptor Fc, shg opsonisasinya bagus, lebih mudah dikenali sama sel fagosit, selanjutnya,… tjdlh fagositosis.

Cell Mediated Immunity

Cell-mediated antimicrobial response dikarakteristikkan dgn pembentukan granuloma. Berbagai respon imun terhdp agen infeksi melibatkan sel mononuclear, termasuk limfosit T dan makrofag. Induksi reaktivitas sel T memerlukan presenting antigen microbial oleh macrophage antigen presenting cells. Ketika sel T sdh teraktivasi maka terjadi kontak dgn antigen microbial, diikuti dgn pelepasan produk limfosit yg akan memediasi aktivitas biologis. Hal ini menyebabkan penumpukan monosit didaerah yg terkena infeksi dan meningkatkan sekresi protease netral dan oxygen radicals,.. dimana produk ini akan meningkatkan aktivitas fagositosis.

Antibody Dependent Cellular Cytotoxicity

ADCC merespon bakteri yg dimediasi oleh K atau killer cells, yang memiliki sedikit limfosit T atau B pada permukaannya tetapi memiliki afinitas reseptor yg tinggi pada Fc atau immunoglobulin.

B.       Host Defenses In Cell-Mediated Immunity

Cytotoxic T Lymphocytes

Respon yg dimediasi oleh sel terhadap virus sering melibatkan lisis pada sel yg telah terinfeksi oleh virus, karena sel tersebut memiliki antigen virus pada permukaan selnya yang akan di kenali dan dilisiskan oleh Cytotoxic T lymphocytes (CTLs).

Natural Killer Cells

Kelas lainnya dari cytotoxic lymphocytes adl NK cells. Ciri2nya low-density, mempunyai granula yg besar,n  tidak memerlukan aktivasi immunologi untuk berfungsi. Selain itu, peran pentingnya adl dalam menghentikan pertumbuhan sel tumor dan melisiskan sel yang terinfeksi virus.

Interferon

Adalah antiviral protein yang diketahui berperan sbg molekul immunoregulatory ( seperti menginduksi aktivitas NK cells) untuk membuat efek antiviral. Ada 3 kelas interferon, yaitu : alfa atau interferon leukosit, beta atau interferon fibroblast dan gamma atau interferon imun. Alfa interferon (an acid- stable non-glycosylated protein) dan beta interferon (acid-stable glycoprotein) diproduksi ketika sel terekspos virus. Sedang gamma interferon (an acid-labile glycoprotein) diproduksi selama terjadi stimulasi antigen oleh limfosit dan memiliki efek immunoregulatori yg lebih dominan. 

referensi : adaptive’s lecture of dr.Marsetyawan HNE Soesatyo

mereka bertanya padaku,..” Apa kau tau arti ketulusan?,….”

“Ya,.. saat sang ibu rela mengalirkan keringatnya untuk membelikan buku sang anak, walau itu hanya tergeletak mjd peneman sang debu,…”  ” lalu, untuk siapa keringat itu,.. debukah?? …..”