Dr. Selfi Renita Rusjdi M.Biomed Bagian Parasitologi FK UNAND IMUNOPARASITOLOGI Dr. Selfi Renita Rusjdi M.Biomed Bagian Parasitologi FK UNAND

Imunoparasitologi → imunologi + parasitologi ilmu yang mempelajari ttg kekebalan tubuh terhadap infeksi / infestasi parasit Prinsip : Proses kekebalan yang ditimbulkan parasit = yang terjadi pada bakteri / virus

Imunitas spesifik Imunitas non spesifik

Kemungkinan yang terjadi apabila seseorang terinfeksi parasit: Host - susceptible - parasite survives. Host - insusceptible - parasite killed by innate immunity. Susceptibility dipengaruhi oleh : Faktor genetik Faktor non genetik : umur, nutrisi, hormonal Infeksi parasit → individu yang imunosupresi → mengalami infeksi berat → †

Parasit menimbulkan gangguan (penyakit) pada hospes dengan cara: Berkompetisi dengan hospes dalam mengambil nutrisi (cacing tambang) Perusakan jaringan tubuh (ex. Hydatid disease – cestoda - Echinococcus granulosus). Merusak sel (ex malaria, schistosomiasis). Mechanical blockage / Obstruksi mekanis (ex Ascaris). Menimbulkan reaksi inflamasi yang berlebihan (terhadap parasit maupun produknya)

PENYAKIT OLEH PARASIT Contoh : Larva Ascaris, cacing tambang, Strongyloides stercoralis, Trichinella spiralis Pecahnya kista hydatid (larva Echinococcus granulosus), Benjolan oleh Draculus medinensis yang pecah Nefritis oleh Plasmodium malariae Black Water Fever oleh Plasmodium falciparum Parasit dalam jaringan/aliran darah, bagi yang sensitif/ hipersensitif, dapat terjadi reaksi alergi bahkan reaksi anapilaksis

Imunitas terdiri dari: Imunitas alamiah atau non-spesifik (natural/ innate/ native immunity) Imunitas didapat atau spesifik → saling berinteraksi dan menentukan perjalanan penyakit pada hospes

A. Imunitas Alamiah atau Innate Immunity terhadap parasit → Kekebalan tubuh terhadap infeksi / infestasi parasit yang didapat secara alamiah (sebelum terpapar parasit). Dipengaruhi oleh : Faktor genetik Faktor non genetik

A.1. Faktor Genetik Karakteristik: - berperan pada stadium dini (awal infeksi) - menghambat invasi parasit Faktor genetik : gen Lsh menentukan parasit dpt bertahan hidup atau berhasil dimusnahkan o/ makrofag (ex. T.cruzi, L.donovani) gen MHC menentukan kemampuan limfosit dalam respon imun seluler (MHC kls I) dan humoral (MHC kls II) Kelainan sel darah merah (eritrosit) Kelainan pada membran eritrosit Kelainan pada bagian dalam eritrosit

Kelainan Membran Eritrosit Terjadinya invasi (masuk) plasmodium ke dalam eritrosit → karena adanya reseptor parasit tsb pd membran eritrosit Contoh : adanya reseptor parasit malaria pada manusia: 1. Antigen Duffy (Fyb) : reseptor P.vivax Afrika antigen Duffy (-) → resisten 2. Glikoforin A : reseptor P.falciparum 3. Ovalositosis atau eliptositosis : lebih tahan thd infeksi P.vivax, P.falciparum, P.malariae

Kelainan bag dalam eritrosit Defisiensi G6PD heterozigot : melindungi organ thd infeksi berat P.falciparum homozigot : tetap rentan karena kemampuan parasit untuk beradaptasi thd kondisi eritrosit 2. Hbpati a. Hb-S (Sickle cell) PO2 ↓ eritrosit dalam kapiler berbentuk sabit → pertumbuhan parasit terhambat Afrika Barat >> (20-50%)

b. Hb-F (talasemia), Hb-C, Hb-D, Hb-E resisten terhadap P.falciparum

A.2 Faktor non genetik Hormon Perubahan hormonal pada kehamilan dan laktasi rentan thd infeksi G.lamblia, nematoda usus dan malaria berat Faktor pd GI tract PO2 , PCO2 , pH, enzim, empedu, asam lambung Faktor pada kulit barier mekanik → rambut, stratum korneum, kel. Sebum, dll

Imunitas didapat (spesific /natural acquired immunity) → Kekebalan tubuh terhadap infeksi / infestasi parasit yang didapat sesudah terpapar parasit Parasit mempunyai: ukuran, struktur, sifat biokimiawi siklus hidup dan patogenisitas yang berbeda → respon imun spesifik yang berbeda

RESPON IMUN TERHADAP PROTOZOA 1. Innate immunity Extracellular protozoa – dieliminasi dengan cara: fagositosis dan aktivasi komplemen TH2 cytokines - ab production. Intracellular protozoa – dieliminasi dengan cara: TC (cytotoxic lymphocytes) kill infected cells, TH1 cytokines activate macrophages & TC.

2. IMUNITAS ALAMIAH (INNATE IMUNITY) DAN IMUNITAS DIDAPAT (ACQUIRED IMMUNITY) → saling berinteraksi dan menentukan perjalanan penyakit pada hospes. Antibody + Complement, ex. lysis of blood dwelling trypanosomes → std tripomastigot Tripanosoma di dalam darah Activated macrophages effective against intracellular protozoa, e.g. Leishmania, Toxoplasma, Trypanosoma cruzi. (amastigot) CD8+ (cytotoxic T cells) kill parasite infected host cells, e.g. Plasmodium infected liver cell.

3. Acquired immunity – antibody response Extracellular protozoa – opsonization, complement activation, Antibody Dependent Cellular Cytotoxicity (ADCC)

Intracellular protozoa – Neutralisasi oleh ab → mencegah sporozoit menginvasi sel hepar

Imunitas Spesifik pada Malaria Di daerah endemisitas tinggi : - malaria paling banyak diderita oleh anak-anak - orang dewasa : - gej.klinis jarang dan - Σ parasit dalam darah rendah Antibodi spesifik terhadap malaria terbentuk akibat sporulasi Antibodi yang terbentuk: jumlahnya sedikit kemampuannya rendah cepat hilang dari sirkulasi

Imunitas Spesifik pada Toksoplasmosis Imunitas terhadap toksoplasmosis lebih bersifat seluler daripada humoral → walaupun keduanya ikut terlibat dalam menghambat multipikasi parasit intraseluler Antibodi terhadap toksoplasma dapat ditransmisikan dari ibu ke janin melalui plasenta atau ASI Orang dengan Ig spesifik Toxoplasma positif, tidak memperlihatkan gejala klinis Toksoplasmosis akut biasanya pd orang-orang dengan immunosupresi. Infeksi akut → IgM Infeksi kronis → IgG

Imunitas Spesifik pada Giardiasis Di negara berkembang → hygiene dan sanitasi ↓ → kekebalan (+) Pendatang mudah terinfeksi G.lamblia daripada penduduk asli.

RESPON IMUN TERHADAP HELMINTH Helminth merupakan parasit ekstraseluler, berukuran besar ≠ fagositosis Nematoda intestinal mengakibatkan reaksi inflamasi dan hipersensitifitas

Respon pada fase kronik = inflamasi kronik: Respon pd fase akut – Aktifitas IgE & eosinophil → inflamasi = worm expulsion. Respon pada fase kronik = inflamasi kronik: DTH, Th1 / activated macrophages - granuloma Th2 / B cell responses ↑ IgE, sel mast & eosinophil = inflamasi

Respon imun pada Infeksi Cacing Usus Pertahanan thd infeksi cacing → diperankan oleh aktivasi Th2 IL-4 IL-13 Membantu produksi IgE oleh sel B Kontraksi usus ↑ Produksi mukus ↑ IL-5 IL-9 Mengaktivasi eosinofil → eosinofilia Mengaktivasi sel mast → histamin → spasme usus → ekspulsi cacing dari lumen usus

Pada infeksi cacing → eosinofil lebih efektif dibanding sel lekosit lainnya karena: granul mengandung lisozim yang lebih toksik dibanding enzim proteolitik dan ROI yang dihasilkan o/ neutrofil dan makrofag

Imunitas Spesifik pada Filariasis Di daerah endemis jarang ditemukan - penderita dengan mikrofilaremia (+) dalam darah - penderita dengan gejala klinis → tetapi titer antibodi ↑

Mekanisme Kerja Imunitas Spesifik Thd Parasit HUMORAL Infeksi parasit → respon humoral ↑ Tetapi kebanyakan antibodi yang terbentuk tidak bersifat protektif Mekanisme kerja antibodi dalam melawan parasit: Antibodi bekerja sendiri Antibodi bekerja sama dengan sel Antibodi bekerja sama dengan komplemen

Antibodi Bekerja Sendiri Parasit intraseluler memerlukan reseptor pada permukaan sel hospes → untuk bisa masuk ke dalam sel Antibodi → menghambat terjadinya ikatan antara molekul parasit dengan reseptor Ex: - Ab thd Ag permukaan merozoit plasmodium → menghambat terjadinya interaksi merozoit dgn eritrosit - Ab thd Ag permukaan sporozit menghambat ikatan sporozoit dgn hepatosit - Ab thd komponen glikolipid Leishmania → menghambat parasit masuk makrofag

Antibodi bekerja sama dengan sel Dikenal sebagai ADCC Sel yang terlibat: eosinofil, makrofag, neutrofil, trombosit Sel tsb berikatan dengan bagian Fc dari Ig. Bagian Fab berikatan dengan parasit (sel yg terinfeksi) Ex: - Eosinofil berikatan dgn IgE → menghancurkan cacing - Makrofag berikatan dgn Ig memfagositosis Plasmodium std eritrositik

Antibodi bekerja sama dengan komplemen Efektivitas komplemen alam mengeliminasi parasit secara in vitro telah terbukti tetapi secara in vivo belum. II. SELULER Dilakukan oleh sel limfosit dengan cara : CTL (T CD8+) Limfokin Sel NK

Cytotoxic T Lymphocyte (T CD8+) Molekul antigen diperkenalkan kepada sel T CD8+ oleh MHC kelas I → lisis sel target. Ex: - Penghancuran / lisis hepatosit yang terinfeksi Plasmodium - Penghancuran T.gondii

Limfokin Limfokin merupakan suatu mediator soluble (protein) yang dihasilkan oleh limfosit Bekerja meningkatkan aktifitas sel efektor untuk mengeliminasi parasit (dgn atau tanpa bantuan Ab) Ex: IFN-γ pada infeksi Plasmodium

Natural Killer Cell (Sel NK) Menghasilkan IFN-γ → aktivitas sitotoksik

MEKANISME PARASIT MENGHINDAR DARI SISTEM IMUN HOSPES Parasit dapat menghindarkan diri dari respon imun hospes dgn berbagai cara: PROTOZOA Pengaruh Lokasi Banyak parasit terlindung dari sistem imun karena letaknya secara anatomis tidak terpajan dgn sistem imun. ex: - Leishmania dan Toxoplasma di dalam makrofag - Plasmodium di dalam eritrosit dan sel hepar

2. Kemampuan parasit untuk mengubah antigen permukaan (surface-antigen) Parasit mampu mengubah Ag permukaannya melalui proses variasi antigenik (antigenic variation)

Bentuk variasi antigenik: Perubahan yang tergantung dari fase perkembangan ex: In Plasmodium, different stages of life cycle express different antigens. Antigenic variation also in extracellular protozoan, Giardia lamblia. Variasi antigenik terjadi karena adanya variasi yg terprogram dalam ekspresi gen yang menyandi antigen permukaan African trypanosomes -1 surface glycoprotein that covers parasite = VSG. - Tryps have “gene cassettes” of VSG’s allowing regular switching to different VSG. - Host mounts immune response to current VSG but parasite already switching VSG to another type.

3. Shedding / replacement surface Parasit mengganti permukaannya atau melepaskan dinding (permukaannya) ex: Entamoeba histolytica. 5. Immunosupression Parasit menekan sistem imun host ex: - Larva T.spiralis dan skistosoma merusak sel limfosit dan jaringan secara langsung - Plasmodium dan tripanosoma menyebabkan makrofag dan sel T menghasilkan sitokin imunosupresif

6. Anti-immune mechanisms Mencegah “attachment” dan fagositosis Leishmania – menghasilkan zat yang bersifat anti oksidan untuk mengatasi “macrophage oxidative burst”. Menghambat presentasi antigen oleh APC – MHC kelas II

HELMINTH Pengaruh ukuran Ukuran cacing yang besar menyebabkan sukar untuk dieliminasi ex: A.lumbricoides 2. Parasit meliputi dirinya dengan protein host (antibodi dari host) sehingga tidak dianggap sebagai benda asing ex: Schistosomes - host blood proteins

3. Molecular mimicry. Parasit mempunyai kemampuan meniru struktur dan fungsi molekul hospes ex: schistosome mempunyai E-selectin - adhesion / invasion. 4. Anatomical seclusion Parasit dapat mengasingkan diri (bersembunyi) dalam organ tubuh hospes larva Trichinella spiralis di dalam jaringan otot 5. Shedding / replacement surface Parasit mengganti permukaannya atau melepaskan dindingnya trematoda, cacing tambang

6. Immunosupression – manipulation of the immune response. - Infeksi berat nematoda sering terjadi tanpa gejala - Parasit mensekresikan bahan yang bersifat anti inflamasi → menghambat rekrutmen (penarikan) dan aktivasi lekosit menghambat interaksi chemokine-receptor ex: Protein yang dimiliki cacing tambang mengikat ß integrin CR3 dan menghambat ekstravasasi netrofil

7. Anti-immune mechanisms ex: larva trematoda hati mensekresikan enzim yang dapat merusak ab. Menghambat proses pengenalan antigen – menghambat presentasi antigen oleh APC 8. Migration ex. Cacing tambang dapat bermigrasi dari usus untuk menghindari reaksi radang lokal pd usus

9. Production of parasite enzymes Parasit mensekresikan enzim tertentu ex: Cacing filaria mensekresikan enzim yang bersifat anti oksidan seperti glutathione peroxidase & superoxide dismutase – tahan thd mekanisme ADCC & oxidative stress

ARTHROPODA Arthropoda → vektor penyakit → menyebarkan agent infeksius melalui saliva (protein) → menginduksi respon imun host: Menghambat proses inflamasi – menekan imunitas hospes dgn cara menghambat presentasi antigen dan menekan produksi sitokin Host → respon imun thd antigen saliva : 1. Merangsang Th1 → infiltrasi basofil 2. Merangsang Th2 → IgE

IMUNODIAGNOSIS PENYAKIT PARASIT Tujuan = menegakkan diagnosis penyakit parasit yang parasitnya sukar ditemukan dengan pemeriksaan mikroskopik, misalnya - pada masa prepaten - infeksi menahun - lokalisasi pengambilan bahan pemeriksaan secara teknis sukar dicapai

Deteksi penyakit Secara garis besar adalah reaksi kekebalan hospes dan antigen dari parasitnya

Reaksi kekebalan Reaksi Humoral IDT (imunodiffusion test) CIEP(Counter Immuno Electrophoresis) Tes hemaglutinasi Tes fluorosensi ELISA Radioimmunoassay Tes dengan komplemen

Reaksi Seluler Lebih sulit karena limfosit yang diperoleh harus segar. Dikatakan (+) bila jumlah limfosit yang menempel cukup banyak.

Deteksi antigen parasit Dapat dgn berbagai tes serologi Harus dibuat zat anti poliklonal atau monoklonal yang bereaksi dgn antigen parasit tersebut. Memerlukan peralatan canggih. Biaya tinggi. Lebih unggul karena dapat menentukan seseorang mengalami infeksi yg aktif atau tidak → karena mendeteksi metabolit parasit (yg hanya dihasilkan oleh parasit yg masih hidup).

Terima Kasih