Siklus Hidup Plasmodium berghei

5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA HIPOTESIS

A. Tinjauan Pustaka

Malaria merupakan penyakit yang disebabkan oleh parasit jenis protozoa dari genus Plasmodium. Terdapat 400 spesies Plasmodium, 12 diantaranya bersifat patogen pada manusia. Siklus hidup Plasmodium melibatkan interaksi antara parasit, vektor, dan mamalia. Plasmodium falciparum merupakan salah satu parasit dari genus Plasmodium yang menginfeksi manusia sebagai hospes intermediate. P. falciparum sering menyebabkan malaria otak dan menyebabkan kematian. Selain menggunakan manusia sebagai hospes, Plasmodium menggunakan tubuh nyamuk sebagai hospes definitive vektor salah satunya adalah nyamuk Anopheles gambiae Sandoz 1973. Sejak urutan genom P. falciparum dan A. gambiae diketahui, upaya mengendalikan malaria dari sisi parasit dan vektor secara molekuler sudah mulai dilakukan Kanzo Zheng 2003. Sulitnya memahami interaksi antara parasit dengan vektor dan mamalia dikarenakan keragaman spesies parasit dan vektor tersebut Sinden 2002.

1. Siklus Hidup Plasmodium berghei

P. berghei adalah hemoprotozoa yang menyebabkan penyakit malaria pada rodensia, terutama rodensia kecil seperti mencit. P. berghei banyak digunakan dalam penelitian malaria pada manusia. Hal ini disebabkan teknologi pembiakan secara invitro dan pemurnian pada tahapan siklus hidup, dan pengetahuan genom telah diketahui. P. berghei mempunyai ukuran genom yang paling mirip dengan genom P. falciparum dibandingkan dengan jenis Plasmodium yang lain Gardner et al. 2002. Selain genom, kemiripan sifat biokimiawi dan siklus hidup P. berghei juga digunakan sebagai pertimbangan yang kuat tentang penggunaan parasit tersebut dalam penelitian malaria pada manusia. P. falciparum tidak digunakan dalam penelitian karena parasit tersebut hidup di dalam tubuh manusia sedangkan model yang digunakan dalam penelitian adalah mencit. Manusia tidak dapat digunakan sebagai model dalam penelitian malaria dikarenakan alasan etika. Secara umum siklus hidup Plasmodium mempunyai dua hospes yakni manusia dan nyamuk Anopheles. Siklus aseksual berlangsung pada tubuh manusia disebut fase skizogoni dan siklus seksual terjadi di dalam tubuh nyamuk disebut fase sporogoni Garnham 1965. a. Siklus aseksual Sporozoit merupakan tahapan parasit yang berasal dari kelenjar ludah nyamuk Anopheles betina masuk ke dalam tubuh manusia melalui gigitan nyamuk tersebut. Sporozoit selanjutnya memasuki sel-sel hati dan dimulailah stadium eksoeritrositik dalam waktu tiga puluh menit. Sporozoit yang berada di sel hati tumbuh menjadi skizon dan berkembang menjadi merozoit 10.000-30.000 merozoit, tergantung spesiesnya. Sel hati akan pecah dan merozoit akan masuk aliran darah Kappe et al. 2003. Penelitian Frevert et al. 2005 menunjukkan bahwa sporozoit P.berghei secara aktif menyerang sel makrofag. Hal ini diperankan oleh tethers yaitu sporozoit yang aktif menginvasi makrofag. Proses terbentuknya tethers terjadi saat invasi sporozoit ke dalam sel-sel yang melapisi lumen sinusoid hati Vandenberg et al. 1990. Motilitas sporozoit berperan penting saat invasi sporozoit ke dalam sel-sel hati inang Vandenberg et al. 1990. Sporozoit masuk ke hati secara tiba-tiba mengikuti lapisan sel sinusoidal. Parasit masuk melalui sel sinusoidal searah atau melawan aliran darah menuju sel Kupffer dan melintasi ruang Disse. Sel Kupffer dapat dideteksi menggunakan lisosom autoflourescensi berwarna orange. Sporozoit akan mencapai hepatosit dalam waktu beberapa menit Frevert et al. 2005. Tahap perkembangan parasit di dalam hati menghasilkan bentuk parasit baru. Parasit tersebut hidup di dalam sel darah merah dengan lingkungan seluler dan molekuler yang berbeda Mikolajczak et al. 2006. Parasit yang lemah atau mati berbentuk sabit dan tidak menunjukkan gerakan sel. Tiga jam setelah infeksi sekitar 5x10 6 sporozoit, sekelompok hepatosit mengalami nekrosis yang akan diinfiltrasi oleh sel inflamatori. Infeksi sporozoit pada hepatosit menyebabkan kerusakan hepatosit dan ditandai oleh tingginya jumlah alanine aminotransferase di dalam serum. Plasmodium tidak hanya menyebabkan kerusakan pada hati tetapi juga menyebabkan pembesaran limpa Brown 1979. Limpa merupakan kelenjar tanpa saluran yang berhubungan erat dengan sistem sirkulasi. Limpa mempunyai dua fungsi yaitu membentuk respon imun dan melawan antigen yang berada di dalam darah. Limpa akan membuang bahan partikel dan sel darah yang sudah tua atau rusak, terutama eritrosit dari sirkulasi. Sistem sirkulasi darah pada limpa memiliki fungsi penting terhadap rangsangan antigen dan ekstraksi hemoglobin serta zat besi . Limpa berperan penting dalam mengatasi infeksi malaria clearance. Cytoadherence merupakan salah satu cara Plasmodium untuk menghindari clearance limpa dan digunakan sebagai mekanisme pertahanan Plasmodium untuk menghindari sirkulasi darah. Cytoadherence menyebabkan oklusi pembuluh darah limpa dan kerusakan organ limpa Mohanty et al. 2006. b. Siklus seksual Siklus seksual terjadi di dalam tubuh nyamuk nyamuk Anopheles betina menghisap darah yang mengandung gametosit. Pada mikrogamet jantan, sejumlah 6-8 inti sel akan bergerak ke tepi sel mikrogamet dan membentuk flagel atau filamen. Pembuahan terjadi bila mikrogamet masuk ke dalam makrogamet sehingga terbentuk zigot. Zigot berubah bentuk seperti cacing pendek disebut ookinet. Ookinet dapat menembus lapisan epitel dan membran basal dinding lambung. Di tempat ini ookinet akan berkembang menjadi ookista Garnham 1965. Riset yang dilakukan oleh Wijayanti et al. 1997 menunjukkan bahwa infeksi P. berghei pada mencit Swiss dapat menyebabkan kematian pada hospes. Imunitas hospes muncul karena adanya sistem pada mencit. Imunitas mencit yang lebih tinggi menyebabkan penurunan angka mortalitas mencit dan jumlah parasitemia yang rendah. Patogen pada manusia dideteksi oleh sel-sel dari sistem imun innate seperti sel dendritik, sel Natural Killer NK, basofil, eosinofil, dan sel Mast melalui pattern recognition receptors PRRs, seperti Toll-like receptors TLRs dan NOD-like receptors NLRs Takeuchi Akira 2010. Interaksi antara hospes dan parasit ini dapat mengurangi jumlah parasit dan merangsang sistem immune adaptive sel B dan sel T yang akan mengenali dan mengikat antigen asing melalui ekspresi reseptor pada permukaan sel Palm Medzhitov 2009. Siklus hidup Plasmodium dapat dilihat pada Gambar 1 berikut. Gambar 1 Siklus hidup Plasmodium sp Kematian sel terprogam apoptosis pada awal perkembangan Plasmodium di dalam tubuh vektor digunakan untuk regulasi infeksi parasit. Hal ini akan mempengaruhi kelangsungan hidup parasit. Zigot dan ookinet P.berghei yang sudah mati ditunjukkan dengan peningkatan apoptosis sel di dalam lumen midgut. Infeksi Plasmodium menginduksi terjadinya apoptosis pada sel-sel dari jaringan midgut dan epitel folikuler Hurd Carter 2004.

2. Iradiasi sinar gamma