Respon imun terhadap infeksi
Salmonella typhimurium pada
tikus
Riana prastiwi
11023170
Mega chandra dewi 11023171
Yulius arianto
11023172
Abstrak :
Infeksi pada tikus oleh salmonela typhimurium mengakibatkan infeksi sistemik dan penyakit yang sama yang timbul pada manusia ketika terinfeksi salmonela typhimurium. Sistem kekebalan tubuh bawaan dapat membatasi replikasi S. typhimurium untuk tingkat tertentu, tetapi
untuk kontrol yang efektif dan pemberantasan bakteri, kekebalan yang diperoleh sangat penting. infeksi Salmonella menginduksi generasi CD4+ spesifik dan CD8+ sel T, dan populasi sel T keduanya penting untuk perlindungan selama respon primer dan sekunder, meskipun mekanisme yang mendasari perlindungan sel T-dimediasi belum sepenuhnya dipahami. Infeksi S. Typhimurium juga menghasilkan respon antibodi yang kuat terhadap antigen salmonela dan berbeda dengan
kebanyakan intraseluler bakteri lainnya, respon antibodi ini berpartisipasi dalam perlindungan. Singkatnya, respon terhadap S. typhimurium melibatkan sel T dan sel B-dimediasi imunitas, dan mekanisme dimediasi oleh populasi limfosit yang
penting untuk mengontrol infeksi primer dan sekunder untuk perlindungan terhadap infeksi.
Pendahuluan :
Spesies salmonella termasuk dalam kelompok bakteri gram negatif. Pada manusia, infeksi salmonella mengakibatkan infeksi pada usus kecil dan
gastroentritis. Salmonella dalam jumlah kecil mampu menyebabkan infeksi sistemik dan demam tipus. Demam tifoid pada manusia yang disebabkan oleh S. typhi
adalah prototipe dari penyakit tersebut. Tanpa pengobatan, S. typhi merupakan ancaman kesehatan yang utama bagi manusia dan di negara berkembang, demam tifoid masih merupakan penyebab penting morbiditas dan mortalitas, dengan lebih dari 16 juta kasus dan 600.000 kematian per tahun. Berbeda dengan Hasil parah penyakit pada manusia, S. typhi adalah avirulent di kebanyakan hewan, termasuk tikus. Namun pada tikus, infeksi S. Typhimurium menimbulkan demam enterik, dengan gejala serupa dengan yang diamati pada manusia setelah infeksi dengan S. Typhi. Oleh karena itu Infeksi S. typhimurium pada tikus banyak diterima sebagai model eksperimental untuk demam tifoid pada manusia.
Patogenesis salmonella typhimurium pada tikus :
Setelah konsumsi oral dan kolonisasi dari usus kecil, S. typhimurium
halus. Dari patch Peyer, S. typhimurium bergerak ke kelenjar getah bening
mesenterika, dan dari sana bakteri menyebar melalui getah bening eferen dengan sistem peredaran darah, menyebabkan transien bakteremia. Bakteri cepat
dibersihkan dari darah oleh fagosit di limpa dan hati, dan sebagian besar bakteri dibunuh oleh sel-sel. Ini tahap pertama infeksi salmonella yang biasanya selesai dalam beberapa jam diikuti oleh fase beberapa hari selama multiplikasi intraseluler bakteri terjadi. S. typhimurium dapat masuk dan bertahan di fagositosis serta sel non fagosit.Pada tikus, sekitar 108 bakteri tampaknya menjadi beban kritis untuk bertahan hidup, dan jika titer bakteri mencapai ambang ini, hewan tersebut tidak lagi mampu menahan infeksi. Sebagai konsekuensinya, bakteremia sekunder, syok endotoksik, dan kematian yang cepat terjadi. Sebaliknya, selama infeksi non-fatal, tikus membatasi bakteri pada tingkat tertentu. Tahap berikutnya infeksi ditandai dengan splenomegali, yakni penekanan kekebalan. Tahap akhir infeksi ditandai oleh generasi respon imun yang diperoleh mampu menghilangkan S. typhimurium, dan kekebalan tahan lama terhadap terinfeksi kembali.
Isi & Pembahasan :
Respon imun terhadap salmonella :
Tahap berbeda dari infeksi S. typhimurium tercermin dalam berbagai
mekanisme dari imunitas bawaan dan diakuisisi bahwa berkontribusi pada respon melawan bakteri ini, dan berbeda selama tahap-tahap infeksi. Selama tahap awal, fagosit adalah pusat untuk mengontrol atau mengendalikan infeksi Salmonella dan kedua makrofag. Granulosit neutrophilic sangat penting bagi kelangsungan hidup tikus yang terinfeksi. Aktivasi makrofag oleh sitokin seperti interferon-g (IFN-g) atau tumor necrosis factor a (TNF-a) tampaknya menjadi prasyarat untuk
menghancurkan S. typhimurium. Kedua sitokin sangat penting selama tahap awal dari infeksi salmonella karena mereka terlibat dalam induksi mekanisme
bakterisida dalam makrofag. Sebuah faktor yang menentukan untuk potensi dari makrofag untuk membunuh S. typhimurium adalah ekspresi sebuah molekul Nramp1 fungsional. Nramp1 adalah
protein transmembran yang dihasilkan dalam makrofag dan struktural yang berhubungan dengan saluran kation. Kehadiran protein Nramp1 nonfunctional di strain tikus tertentu ternyata mengurangi kemanjuran makrofag mereka untuk membunuh S.typhimurium, sehingga dalam kerentanan yang tinggi terhadap infeksi. Secara keseluruhan, pembicaraan silang antara makrofag dan S.
typhimurium tidak selalu menghasilkan pembunuhan bakteri. Proses ini tergantung pada beberapa faktor, yakni:
(1) kehadiran fungsional Nramp1 molekul dalam makrofag (2) cara S. typhimurium adalah ditelan oleh makrofag tersebut
(3) aktivasi dari makrofag ketika datang ke dalam kontak dengan S. typhimurium. Selama tahap awal infeksi, komponen dinding sel dariSalmonella seperti lipopolisakarida (LPS) dan lipoprotein tertentu menginduksi respon inflamasi besar pada jaringan sekitarnya, sehingga ekspresi inflamasi sitokin [misalnya, TNF-a, interleukin (IL) -1, IL-6, IL-12, dan IL-18] dan berbagai kemokin bahwa sel-sel merekrut dari sistem kekebalan tubuh untuk situs-situs. IFN-g juga diproduksi selama tahap infeksi awal, dengan natural killer (NK) sel-sel alami menjadi sumber penting selama tahap ini Potensi Tambahan sumber-sumber untuk IFN-g adalah makrofag, sel B, dan khusus Populasi sel T, seperti sel T NK, yang mampu
mengenali pola struktural bakteri. Sitokin yang penting untuk induksi dan
ditingkatkan ekspresi IFN-g termasuk IL-18 dan khususnya IL-12. Makrofag dan sel dendritik adalah sumber utama dari sitokin, dan ekspresi IL-12 lebih ditingkatkan oleh IFN-g melalui umpan balik. IL-12 juga penting untuk polarisasi sel T helper, dan
Salmonella-spesifik sel Th1 yang kemungkinan besar sumber utama IFN-g selama tahap-tahap selanjutnya dari infeksi, dan terutama selama respon sekunder. Selain itu, partisipasi costimulatory molekul CD28 dalam merangsang respon imun
protektif terhadap S. typhimurium, serta dalam produksi antibodi dan sekresi IFN-g. Singkatnya, tahap awal infeksi Salmonella ditandai dengan perekrutan dan aktivasi fagosit yang efektif, karena peradangan pada jaringan yang terinfeksi dan produksi dalam jumlah besar IFN-g oleh berbagai sel. Sebagai Akibatnya, sebagian besar bakteri dieliminasi dan tubuh mampu menahan infeksi Salmonella untuk tingkat tertentu. Selain itu, polarisasi sel T dipromosikan oleh inflamasi sitokin dan molekul costimulatory pada tahap ini.
Respon imun adaptif terhadap salmonella :
Meskipun mekanisme bawaan dari sistem kekebalan tubuh yang sangat efektif dalam membatasi pertumbuhan awal S. Typhimurium selama beberapa hari, mekanisme ini gagal untuk mencapai steril penghapusan bakteri dari tubuh.
Selanjutnya, bahkan Tampak bahwa setelah penetrasi dari usus ke jaringan, S. typhimurium berhasil menyesuaikan dengan besar tekanan yang dikenakan oleh sistem kekebalan tubuh bawaan dengan mengekspresikan array faktor virulensi yang meningkatkan ketahanan terhadap mekanisme bakterisida. Hanya generasi respon limfosit tertentu mengijinkan pemberantasan yang efektif akhirnya bakteri, dan menyediakan peningkatan perlindungan terhadap pertemuan berikutnya dengan patogen.
Peran Sel T Pada Respon Imun S. Typhimurium :
Secara umum ada consensus terhadap pentingnya sel T dan khususnya pada respon imun sekunder. Namun, peran fungsional sel T pada tahap yang berbeda-beda kurang jelas dan hanya sedikit membahas tentang mekanisme sel T yang mengganggu infeksi. Galur tikus yang berbeda memiliki kerentanan terhadap infeksi S. typhimurium dan beberapa pengendali kerentanan yaitu gen MHC dan Nramp1. Penggunaan S. typhimurium dilemahkan memudahkan infeksi mencit, termasuk gen-deficient , hanya beberapa yang tersedia pada C57BL/6. Meskipun member hasil yang berarti, harus dimaknai secara hati-hati karena infeksi pada S. typhimurium tidak selalu menunjukkan infeksi dengan virulen galur wild. Banyak informasi tentang peran sel T pada infeksi S. typhimurium telah terkumpul sejak deskripsi dari reaksi DTH setelah injeksi antigen S. typhimurium ke mencit yang terinfeksi S. typhimurium. Dari percobaan, dimana sel T dimakan habis oleh antibody atau sel T yang diperkaya fraksi sel limfa yang ditransfer, menunjukkan bahwa sel T yang digunakan untuk pemulihan pertama kali dengan memulihkan dan mematikan S. typhimurium. Dan sel T tersebut berpartisipasi pada kekebalan protektif yang berkembang setelah vaksinasi dengan S. typhimurium yang
dilemahkan.
Selanjutnya mencit yang kekurangan sel T αβ terinfeksi dengan S. typhimurium dilemahkan gagal digunakan untuk mengontrol infeksi dan mengembangkan penyakit kronis.
Pada percobaan, sel T CD4+ ditemukan lebih penting daripada CD8+.
Penipisan atau kekurangan pada sel T CD4+ memiliki efek yang lebih penting pada kontrol infeksi S. typhimurium pertama kali dan pada perlindungan yang
disebabkan oleh vaksinasi dengan S. typhimurium yang dilemahkan. Transfer CD4+ dari mencit yang divaksin ke penerima menghasilkan tingkat perlindungan yang lebih tinggi disbanding CD8+. Selain itu mencit yang kekurangan CD4+ (MHCII) gagal menuntaskan infeksi dengan S. typhimurium yang dilemahkan dan
Namun, ada juga peran CD8+ dalam kekebalan terhadap S. typhimurium. Berkurangnya CD8+ mengurangi kemampuan untuk mentransfer perlindungan terhadap S. typhimurium. Ditemukan mencit β2m kekurangan CD8+ dikendalikan infeksi S. typhimurium yang dilemahkan untuk hewan kontrol galur wild. Namun, data terbaru menunjukkan mencit β2m lebih rentan terhadap infeksi S.
typhimurium dibandingkan dengan hewan kontroldan mencit yang telah aman dari infeksi S. typhimurium mengalami gangguan kekebalan terhadap tantangan infeksi
S. typhimurium.
Sel B dan antibodi pada sistem imun terhadap salmonella typhirium : Infeksi tikus dengan S. typhimurium dalam respon antibodi terhadap kedua antigen non-protein, seperti LPS, dan antigen protein. Vaksinasi tahan tikus dengan baik dilemahkan atau dibunuh Salmonella diinduksi perlindungan terhadap infeksi sekunder dengan dinyatakan mematikan dosis bakteri mematikan dan
perlindungan ini bisa menjadi pasif ditransfer ke tikus naif dengan serum. Vaksinasi tikus rentan dengan vaksin hidup perlindungan diinduksi terhadap tantangan
dengan
bakteri mematikan sel, tetapi keduanya serum dan T yang diperlukan untuk berhasil mentransfer perlindungan. CBA / N tikus atau tikus jantan F1 berasal dari CBA / N betina yang membawa cacat terkait-X di Bruton tirosin kinase (BTK) dan dengan demikian menunjukkan gangguan fungsi sel B, yang lebih rentan terhadap infeksi dengan strain virulen S. typhimurium dibanding kontrol hewan. Namun, respon terhadap suatu strain dilemahkan S. typhimurium tetap tidak berubah. Oleh karena itu, antibodi
berpartisipasi dalam perlindungan terhadap S. typhimurium, dan tahan tikus, antibodi saja sudah cukup untuk mengontrol virulen bakteri. Pada tikus rentan, di mana infeksi virulen S. typhimurium membebankan tantangan yang lebih ketat pada sistem kekebalan tubuh, antibodi berpartisipasi dalam kontrol tetapi perlindungan tergantung pada mekanisme tambahan. Antibodi bisa melakukan beberapa fungsi perlindungan selama berbagai tahap infeksi Salmonella. Dalam lumen usus, antibodi (terutama IgM dan IgA) bisa memblokir penetrasi Salmonella ke jaringan yang lebih dalam. Injeksi dari hibridoma sel B memproduksi Salmonella khusus IgA memiliki telah terbukti untuk mencegah infeksi oral tikus.
Setelah migrasi bakteri dari usus ke dalam Peyer patch, kelenjar getah bening mesenterika, dan akhirnya limpa dan hati, antibodi dapat meningkatkan terperosok bakteri melalui Fcreceptor- dimediasi fagositosis. Ada bukti bahwa Serapan FCR-dimediasi mengaktifkan makrofag, sehingga meningkatkan
kegiatan bakterisida mereka. Selanjutnya, antibodi bisa mengaktifkan komplemen melalui jalur klasik. Meskipun Salmonella tampaknya tidak sensitif untuk
melengkapi lisis, melengkapi fiksasi pada permukaan bakteri bisa mempromosikan melengkapi- reseptor difasilitasi serapan oleh fagosit. Bersama-sama, Fc-reseptor dan melengkapi reseptor-mediated serapan bisa meningkatkan fagositosis
Salmonella dan kliring bakteri dari serum melalui opsonisasi. Kehadiran mekanisme tersebut terungkap dalam percobaan yang menganalisa kinetika izin bakteri dari darah setelah infeksi sistemik. Dalam eksperimen ini, pretreatment dengan Salmonella khusus antibodi mempercepat penghapusan bakteri dari darah. Opsonisasi juga bisa menjelaskan mengapa antibodi mampu mengurangi perlindungan terhadap infeksi sistemik dibandingkan dengan lisan dan
intraperitoneal Infeksi. Peningkatan fagositosis bakteri dalam jaringan limfoid usus terkait atau peritoneum bisa mengurangi dosis bakteri mencapai hati dan limpa. Sekarang juga dicatat bahwa dalam kontras dengan L. monocytogenes organisme, yang menginfeksi sel yang berdekatan tanpa meninggalkan intraseluler lingkungan,
ada sejauh ini tidak ada bukti untuk mekanisme tersebut dalam kasus Salmonella. Akibatnya, selama beberapa periode siklus infeksi, Salmonella menjadi diakses untuk antibodi. Akhirnya, itu bisa dipertimbangkan bahwa antibodi memblokir struktur permukaan pada Salmonella atau menetralkan toksik komponen seperti LPS.
Penutup / kesimpulan
Dalam review singkat ini, kami telah berusaha untuk meringkas saat
pengetahuan tentang mekanisme kekebalan tubuh yang terlibat dalam perlawanan terhadap S. typhimurium, model berharga tipus manusia. Kami memiliki
menekankan peran sentral CD41 sel T, yang ternyata didukung oleh CD81 sel T dan tidak konvensional Sel T seperti sel T dan sel T gd dibatasi oleh nonclassical MHC kelas Ib molekul. Di antara bakteri intraseluler, Salmonella tetap unik karena sel B memainkan peran penting dalam perlawanan. Meskipun aktivasi makrofag oleh IFN-g diproduksi oleh sel T tidak hanya mekanisme resistensi, lain T mekanisme sel-independen sel tergantung dan T yang juga harus berpartisipasi tetap tidak sepenuhnya dipahami. Demikian pula, mekanisme yang sel B berkontribusi terhadap perlindungan
terhadap Salmonella layak penjelasan lebih lanjut. Jadi, meskipun pengetahuan kita tentang mekanisme dasar yang mendasari resistensi Salmonella telah maju,
beberapa yang belum terpecahkan pertanyaan tetap. Daftar pustaka
1. Ma¨kela¨, P. H., Hormaeche, C. E. (1997) Immunity to salmonella. In Host Response to Intracellular Pathogens (S. H. E. Kaufmann, ed.), Austin, TX:R.G. Landes 143–166.
2. Eisenstein, T. K. (1999) Mucosal immune defense: the Salmonella typhimurium model. In
Intracellular Bacterial Vaccine Vectors (Y. Paterson,ed.) New York: Wiley-Liss, 51–109.
3. Pang, T., Levine, M. M., Ivanoff, B., Wain, J., Finlay, B. B. (1998) Typhoid fever—important issues still remain. Trends Microbiol. 6, 131–133.
4. Sirard, J.-C., Niedergang, F., Kraehenbuhl, J.-P. (1999) Live attenuated salmonella: a paradigm of mucosal vaccines. Immunol. Rev. 171, 5–26.
5. Collins, F. M. (1972) Salmonellosis in orally infected specific pathogenfree C57BL mice. Infect. Immun. 4, 688–696.
6. Carter, P. B., Collins, F. M. (1974) The route of enteric infection in normal mice. J. Exp. Med. 139, 1189–1203.
7. Jones, B. D., Ghori, N., Falkow, S. (1994) Salmonella typhimurium initiates murine infection by penetrating and destroying the specialized epithelial M cells of the Peyer’s patches. J. Exp. Med. 180, 15–23.
