Senin, 13 Mei 2013

Skenario 2 Blok 6 2012



Berbagai bentuk mikroorganisme penyebab infeksi dapat menimbulkan penyakit, yang bila dibiarkan berkembang biak, bahkan dapat membunuh pejamu. Respons imun yang dibutuhkan sangat bervariasi. Letak infeksi serta tipe patogen akan menentukan respons imun mana yang efektif. Di antara patogen terdapat yang dapat mengadakan invasi ke dalam sel pejamu.
Manifestasi penyakit infeksi bukan hanya merupakan akibat langsung ulah patogen mikrobial, namun juga interaksinya dengan sistem imun pejamu. Macam respons imun dan penyebab infeksi akan menentukan apakah penyakit menjadi akut atau berkepanjangan. Respons imun pada anak terkait dengan usia, manifestasi serta outcome infeksi tertentu tergantung pada status perkembangan anak. Status imun bayi dapat dimodifikasi oleh faktor-faktor maternal yang ditransfer selama kehidupan intrauterine melalui placenta dan selama masa bayi melalui kelenjar susu.2
Respons imun terhadap patogen ekstraselular dan intraseluler berbeda. Sistem imun pada patogen ekstraselular ditujukan untuk menghancurkan patogen serta menetralisir produknya, pada patogen intraseluler sel T dapat menghancurkan sel yang terinfeksi, dalam kata lain sitotoksik, atau dapat mengaktivasi sel untuk menghadapi patogen.
Pada infeksi bakteri antibiotik digunakan secara luas sebagai obat-obat bakteriostatik atau bakteriosidik, namun infeksi bakteri intraseluler belum dapat tertangani dengan mantap. Hal ini ini sebagian berasal dari ketidak-mampuan obat untuk mencapai organisme penyebab dan/atau bekerja secara efektif dalam lingkungan intraseluler.
Dalam usaha menyikapi infeksi bakteri intraseluler dan memilih antibiotik, perlu pemahaman tentang respons pejamu terhadap infeksi, pertimbangan usia, penyakit dasar, farmakodinamik/farmakokinetik antimikroba yang diseleksi, distribusi dalam jaringan, interaksi obat, lokasi patogen dalam kompartemen subseluler, sitokin serta keterkaitannya dengan antibiotik, demi tercapainya efikasi obat tersebut. Memahami respons pejamu merupakan juga cikal bakal imunisasi bila terjadi resistensi antibiotik.
BAKTERI INTRASELULERSecara umum bakteri yang dapat masuk dan tetap hidup dalam sel eukariositik terlindung dari antibodi humoral dan hanya dapat dieliminasi oleh respons imun seluler. Bakteri ini harus memiliki mekanisme khusus untuk memproteksi dirinya dari dampak ensim-ensim lisosomal dalam sel.
Terdapat 3 kelompok bakteri dipandang dari sisi kemampuan invasi ke dalam sel eukariositik yaitu bakteri intraseluler fakultatif, bakteri intraseluler obligat, dan bakteri ekstraseluler. Termasuk dalam kelompok intraseluler fakultatif adalah Salmonella spp, Shigella spp, Legionella pneumophili, Invasive Escherichia coli, Neisseria spp, Mycobacterium spp, Listeria monocytogenes, Bordetella pertussis. Dalam kelompok intraseluler obligat termasuk Rickettsia spp, Coxiella burnetti, Chlamydia spp. Sebagai contoh bakteri ekstraseluler adalah Mycoplasma spp, Pseudomonas aeruginosa, Enterotoxigenic Escherichia coli, Vibrio cholerae, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Haemophylus influenzae, Bacillus anthracis.
RESPONS PEJAMU TERHADAP INFEKSI
Pertahanan tubuh terhadap infeksi dengan mikroorganisme patogen terjadi dengan berbagai cara. Pertama, pertahanan non-spesifik (innate) dengan mengeluarkan agen infeksi atau membunuhnya pada kontak pertama. Bilamana patogen menimbulkan infeksi, berbagai respons non-adaptif dini penting untuk mengendalikan infeksi dan mempertahankan pengawasan terhadapnya, sampai terbentuk respons imun adaptif. Respons imun adaptif memerlukan waktu beberapa hari, mengingat limfosit T dan B harus menemukan antigen spesifik untuk mengadakan proliferasi, dan berdiferensiasi menjadi sel efektor. Respons sel B yang tergantung pada sel T (T-cell dependent B-cell responses) tidak akan dapat dimulai sebelum sel mempunyai kesempatan untuk mengadakan proliferasi dan diferensiasi.
Terdapat perbedaan mendasar antara respons imun terhadap patogen ekstraselular dan intraseluler. Bagi patogen ekstraselular sistem imun ditujukan untuk menghancurkan pathogen-nya sendiri serta menetralisir produknya. Dalam merespons patogen intraseluler terdapat 2 pilihan, sel T dapat bersifat sitotoksik menghancurkan sel yang terinfeksi, atau dapat mengaktivasi sel untuk menghadapi patogen tersebut. Sebagai contoh, adalah sel penolong T (helper T cells) melepas sitokin yang akan mengaktivasi makrofag untuk menghancurkan organisme yang telah mengalami endositosis.
Banyak patogen memiliki fase infeksi intraseluler dan ekstraselular, dan mekanisme respons imun yang efektif akan berbeda dari waktu ke waktu.
Berikut akan dibicarakan sekilas tentang respons imun secara umum.
Imunitas Non-Spesifik (Innate Immune Response)
Respons ini terjadi segera tanpa memerlukan kontak dengan mikroba sebelumnya; dengan kata lain merupakan pertahanan pertama bagi tubuh.
Respons innate tidak spesifik, dan berlaku bagi setiap patogen. Respons terhadap bakteri yang mengadakan invasi disertai proses inflamasi pada tempat infeksi dimana cairan, sel, bahan-bahan yang terlarut merembes keluar dari darah menuju jaringan. Kejadian ini disertai kemerahan setempat, pembengkakan, serta demam. Inflamasi bertujuan memusatkan agen pertahanan tubuh ke lokasi yang membutuhkan. Selama inflamasi sel-sel fagosit seperti neutrofil dan makrofag, meninggalkan aliran darah dan bermigrasi menuju tempat infeksi sebagai respons tehadap kemikal (chemoattractants) yang dilepaskan di tempat tersebut.
Sesampainya pada tempat tersebut, sel-sel fagosit mengenali, menelan (engulf), serta menghancurkan patogen. Darah juga mengandung rangkaian protein terlarut yang dinamakan komplemen, yang dapat melubangi membran plasma sel bakteri, dengan akibat lisis dan kematian sel. Respons imun innate terutama efektif terhadap bakteri tertentu, yang pada dinding selnya terdapat polisakharida unik sehingga segera dikenali sel pejamu sebagai asing.
Pada respons innate terhadap patogen intraseluler, seperti virus, sasaran utama adalah sel-sel yang sudah terinfeksi. Sel terinfeksi virus tertentu dikenali oleh limfosit non-spesifik, disebut sel natural killer (NK). Sesuai dengan namanya, sel NK mengakibatkan kematian sel yang terinfeksi dengan menginduksi sel terinfeksi menuju apoptosis. Sel NK juga membunuh sel kanker tertentu (in vitro) dan melengkapi dengan mekanisme menghancurkan sel sebelum sel berkembang menjadi tumor. Sel normal (tidak terinfeksi dan tidak ganas) mengandung molekul permukaan yang melindungi terhadap serangan sel NK.7
Respons antivirus lain dimulai dalam sel yang terinfeksi sendiri. Sel terinfeksi virus ini memproduksi interferon-α (IFN-α) yang disekresi ke dalam ruang ekstraseluler, dimana akan terikat pada permukaan sel yang tidak terinfeksi sehingga kebal terhadap infeksi berikutnya. Cara kerja interferon ini adalah dengan cara mengaktivasi suatu sinyal transduction pathway dengan akibat phosphorilasi yang diikuti translasi faktor elF2. Sel yang mengalami respons ini tidak dapat mensintesa protein virus yang diperlukan untuk replikasi virus.7
Respons Imun Adaptif
Respons imun adaptif memerlukan waktu agar dapat mempersiapkan sistem imun untuk menghadapi agen asing. Respons ini sangat spesifik, dan hanya ditujukan untuk molekul-molekul yang spesifik pada bahan-bahan asing. Sebagai contoh, darah seseorang yang baru sembuh dari sakit campak mengandung antibodi yang mengadakan reaksi dengan virus campak. Berbeda dengan imunitas innate terhadap mikroba dan parasit yang dimiliki oleh semua binatang, hanya vertebrata yang dapat membentuk imunitas adaptif.
Respons imun didapat dibagi dalam 2 kategori yaitu imunitas humoral, yang dilaksanakan oleh antibodi (protein dalam darah yang tergolong dalam superfamili imunoglobulin), dan imunitas dimediasi sel, yang dilaksanakan oleh sel.
Kedua tipe imunitas didapat ini dimediasi oleh limfosit, yaitu leukosit berinti, yang beredar di antara darah dan organ limfoid. Imunitas humoral dimediasi oleh sel-B (limfosit-B), yang setelah diaktivasi mengsekresi antibodi. Antibodi ditujukan terutama pada pada bahan asing di luar sel pejamu. Termasuk disini komponen protein dan polisakharida dinding sel bakteri, toksin bakteri, dan protein sampul virus. Dalam beberapa kasus antibodi dapat terikat pada toksin bakteri atau partikel virus, sekaligus mencegah nya umtuk masuk ke dalam sel pejamu. Selain itu antibodi dapat berfungsi sebagai molecular tags yang terikat pada patogen yang masuk dan menandainya untuk dimusnahkan. Sel bakteri yang dilapisi molekul antibodi cepat dicerna oleh makrofag yang berkeliling (wandering) atau dihancurkan molekul komplemen yang diangkut dalam darah. Antibodi tidak efektif untuk patogen intraseluler, sehingga diperlukan sistem senjata tipe ke dua.
Imunitas dimediasi sel dilaksanakan oleh limfosit T (sel-T), yang bila teraktivasi dapat secara spesifik mengenal serta membunuh sel terinfeksi (atau asing).Sel Penolong T 1 (T Helper 1) / Sel Penolong T 2 (T Helper 2)
Berikut akan dibahas sekilas tentang sel-sel T yang berperan sebagai penghantar imunitas yang dimediasi sel dalam respons imun adaptif yang digunakan untuk mengontrol patogen intraseluler serta meregulasi respons sel B. Dalam proses ini termasuk aktivasi sel imun lainnya dengan pelepasan sitokin.
Terdapat 2 subset utama limfosit, yang dibedakan dengan keberadaan molekul (petanda) permukaan CD4 dan CD8. Limfosit T yang mengekspresikan CD4 juga dikenal sebagai sel T penolong, penghasil sitokin terbanyak. Subset ini dibagi lagi menjadi Th1 dan Th2, dan sitokin yang dihasilkan disebut sebagai sitokin tipe Th1 dan sitokin tipe Th2. Sitokin tipe Th1 cenderung menghasilkan respons proinflamatori yang bertanggung jawab terhadap killing parasit intraseluler dan mengabadikan respons autoimun. Termasuk dalam sitokin tipe Th1 ini terutama interferon gamma, selain interleukin-2, serta limfotoksin-α yang merangsang imunitas tipe 1, ditandai aktivitas fagositik yang kuat. Respons proinflamatori yang berlebihan akan mengakibatkan kerusakan jaringan yang tidak terkontrol. Tubuh mempunyai suatu mekanisme untuk menetralkan aksi mikrobisidal berlebih yang dimediasi Th1 ini, yaitu dengan respons Th2. Sitokin yang termasuk dalam mekanisme Th2 ini adalah interleukin 4, 5, 9, dan 13, yang disertai IgE dan respons eosinofilik dalam atopi, dan juga interleukin-10, dengan respons yang lebih bersifat anti-inflamatori. Imunitas tipe 2 yang distimulasi Th2 ditandai dengan kadar antibodi tinggi.
Bagi kebanyakan infeksi, imunitas tipe 1 bersifat protektif, sedang respons tipe 2 membantu resolusi inflamasi yang dimediasi sel. Stres sistemik yang berat, imunosupresi, atau inokulasi mikrobial yang berlebihan (overwhelming) mengakibatkan sistem imun meningkatkan respons tipe 2 terhadap infeksi yang seyogyanya dikendalikan oleh imunitas tipe
Apakah prekursor sel-T penolong akan menjadi sel tipe 1 atau tipe 2 tergantung pada beberapa faktor, yaitu yang dipandang dari sudut patogen seperti sifat dan kuantitas patogen, route infeksi, pengaruh komponen imunomodulator serta infeksi bersamaan, serta faktor pejamu termasuk predisposisi genetik, jumlah sel-T yang merespon, kompleks histokompatiliti mayor haplotype individu, sifat sel yang mempresentasikan antigen, serta lingkungan sitokin sel-T selama dan pasca aktivasi.
Cytokine-Signaling pada Respons Imun
Sitokin diproduksi selama aktivasi imunitas innate dan didapat (adaptif), dan merupakan alat komunikasi antar sel yang prinsipiil tentang adanya invasi bakteri. Sitokin yang memulai repons inflamatori dan menentukan besaran serta sifat respons imun yang didapat. Pada penderita sakit berat respons terhadap injuri / patogen yang mengadakan invasi sebagian besar tergantung pada pola sitokin yang diproduksi. Respons imun bervariasi dari respons proinflamatori yang hebat, ditandai dengan meningkatnya produksi TNF-α, interleukin-1, interferon-γ, dan, IL-12, sampai keadaan anergi, ditandai peningkatan produksi sitokin Th2, seperti IL-10 dan IL-4.
Regulasi cytokine signaling pada respons imun dapat diringkas sebagai berikut:
Respons imun spesifik diklasifikasikan berdasar komponen sistem imun yang memediasi: imunitas humoral dimediasi limfosit B, dan imunitas dimediasi sel terutama dimediasi limfosit T. Selanjutnya sel T efektor dibagi menjadi sel T sitotoksik (CD8+) atau sel T helper (CD4+). Sel CD8+ melakukan killing terhadap sel sasaran (target) yang terinfeksi dengan cara melepas lytic granula (perforin, granzymes) atau dengan cara induksi produksi (FasL) atau TNF-α, yang melalui ikatan dengan reseptornya memulai suatu kaskade bunuh diri sel menuju apoptosis sel sasaran. Sel-sel CD4+ dapat berdiferensiasi menjadi 2 tipe sel efektor: Th1 dan Th2, tergantung pada pola pelepasan sitokin. Sel Th2 mengsekresi IL-4, IL-5, dan IL-10, kesemuanya mengaktivasi proliferasi sel B serta memacu respons imun humoral. Di sisi lain sel Th1 mengsekresi IFN-γ, yang merupakan sitokin macrophage-activating primer.
INFEKSI BAKTERI INTRASELULER
Bagaimana pejamu merespons terhadap patogen intraseluler antara lain tergantung pada lokasi bermukimnya patogen tersebut. Setelah terjadi fagositosis oleh makrofag, bakteri berada dalam fagosom, namun kejadian selanjutnya tergantung pada strategi untuk mempertahankan hidup bagi bakteri masing-masing. Penyesuaian aktivasi sel pejamu yang diinduksi oleh efek mikrobisidal dapat berakibat bakteri intraseluler bertahan hidup atau mati. Berbagai imunomodulator, yaitu sitokin, dapat meningkatkan kemampuan antimikrobial fagosit, sehingga pembersihan bakteri intraseluler tejadi secara efisien dan cepat. Dalam hal bakteri tidak mempunyai mekanisme survival, fagosom yang mengandung bakteri akan mengadakan fusi dengan kompartemen lisosom, dan bakteri dicerna dalam waktu 15-30 menit. Berbagai bakteri memiliki strategi yang berbeda-beda untuk memagari diri terhadap intracellular killing oleh fagosit yang tidak teraktivasi (resting phagocytes). Patogen dapat mengadakan replikasi dalam sitoplasma (cytosolic pathogens), termasuk di sini adalah Listeria. Selain itu terdapat patogen yang berada dalam endosom (endosomal pathogens), seperti Legionella pneumophila, Mycobacterium tuberculosis, Salmonella typhimurium, Listeria monocytogenes.14,15
Intracellular Killing
Aktivitas antimikrobial fagosit dimediasi oleh mediator-mediator yang bervariasi secara luas, dan dapat dikelompokkan dalam mekanisme oksidatif dan non-oksidatif. Mekanisme oksidatif dimediasi oleh produksi reactive oxygen intermediates (ROIs) dan reactive nitrogen intermediates (RNIs). Produksi ROIs dan RNIs membekali fagosit dengan aktivitas sitostatik atau sitotoksik terhadap virus, bakteri, jamur, cacing, dan sel tumor. Dalam mekanisme non-oksidatif termasuk asidifikasi fagosomal, perampasan nutrien (nutritional deprivation ) dan perlakuan polipeptida mikrobisid (hidrolase lisosomal dan defensin). Jalur oksidatif dan non-oksidatif ini dapat berjalan sendiri-sendiri atau bersamaan demi terwujudnya suatu lingkungan yang tidak menunjang bagi kehidupan patogen selanjutnya. Fagosit harus diaktivasi, sedikitnya oleh sitokin, agar dapat mengekspresikan satu atau lebih di antara mediator-mediator tersebut untuk mengendalikan infeksi intraseluler.16
Berbagai sitokin dan faktor-faktor terlarut yang dimediasi sitokin memegang peran penting dalam mengendalikan atau membunuh patogen intraseluler oleh fagosit, dalam pertahanan dini pejamu.
Cara kerja sitokin pada lalu lintas bakteri intraseluler belum diketahui dengan jelas. Sitokin-sitokin tertentu dapat menyebabkan Listeria monocytogenes, Mycobacterium avium, Legionella pneumophila, dan Chlamydia spp tidak dapat lolos dari sasaran dalam lisosom.17,18 Sebagai contoh, interferon-γ menghalangi L. monocytogenes untuk melarikan diri ke dalam 7
sitosol dan mengurung bakteri dalam vakuol fagosom yang asidik,17 sehingga menjadi lebih sensitif terhadap efek toksik ROIs dan RNIs. Interferon-γ juga mempercepat pematangan sepenuhnya fagosom yang mengandung M. avium, dan L. pneumophila dan fusinya dengan lisosom. Ini terjadi melalui asidifikasi fagosom, yang berhubungan dengan peningkatan proton ATP-ase dalam fagosom, sehingga dapat membunuh bakteri lebih banyak.
Produk respiratory burst dan nitric oxide (NO) memegang peran penting dalam proses mikrobisidal oksidatif dan sitosidal dalam sel-sel fagositik. Jumlah produk oksigen toksik dan NO yang dibebaskan oleh sel-sel fagositik tergantung pada derajat diferensiasi sel dan sifat rangsangan yang diberikan. Pada umumnya sitokin Th1 menyesuaikan respiratory burst dalam monosit, makrofag, dan neutrophil secara positif, sedang sitokin Th2 sebaliknya.
Interferon-γ (profil Th1) meningkatkan oxidative burst dan produksi NO oleh sel-sel fagositik, serta mempunyai peran dalam membunuh patogen intraseluler melalui produksi ROIs dan RNIs yang toksik. Sebagai contoh, produksi ROIs yang diinduksi oleh interferon-γ, oleh berbagai makrofag dan jajaran sel makrofag berperan serta dalam membunuh Listeria monocytogenes,17,19 Leishmania infantum, Penicillium marneffei, dan Candida albicans. Produksi NO yang diinduksi interferon-γ, oleh fagosit dan sel fagosit non-profesional bersifat mikrobisidal terhadap Listeria monocytogenes,17-19 Brucella spp, Pneumocystis carinii, Bordetella pertussis,20 Rickettsia prowazekii, Mycobacterium avium, Pseudomonas aeruginosa, serta patogen fungi.
Sitokin lain seperti TNF-α,(19) IL-12,(10) TNF-β,(21) IL-21, granulocyte colony- stimulating factor dan granulocyte-macrophage colony- stimulating factor dapat meningkatkan kadar produk oksigen reaktif dan NO yang dilepaskan oleh sel-sel fagositik.
Di sisi lain, sitokin Th2 memegang peran penting dalam supresi oxidative burst dalam fagosit, sehingga menunjang pertumbuhan patogen dalam sel serta patogenesis penyakit infeksi. Sebagai contoh, IL-4 menghambat produksi anion hidrogen peroksida dan superoksida dalam monosit (yang telah diaktivasi dengan IFN-γ atau TNF-α), dan menekan aktivitas antifungal lekosit mononuklear terhadap Candida albicans. Interleukin-4 dan IL-13 meningkatkan fagositosis yang dimediasi reseptor mannose,14 mekanisme yang dianut patogen untuk menyelamatkan diri dari ancaman intracellular killing. Interleukin-10 merupakan sitokin lain yang meniadakan aktivasi makrofag, menghambat pembebasan hidrogen peroksida, mengurangi imunitas antimycobacterial dan antilisterial, meningkatkan pertumbuhan Legionella pneumophila dalam fagosit manusia dan membalik efek protektif interferon-γ terhadap patogen ini. Interleukin-10 juga menekan aktivitas bakterisidal monosit manusia terhadap Staphylococcus aureus dan C. albicans. Sitokin penghambat tersebut penting karena mengurangi oxidative burst agar jaringan normal terlindung dari kerusakan yang disebabkan ROIs serta RNIs yang toksik, namun dapat pula meningkatkan replikasi bakteri.
Intracellular killing patogen intraseluler dengan mekanisme perampasan nutrien antara lain adalah cara pengosongan asam amino esensial dan zat besi, yang diinduksi oleh sitokin. Ini merupakan cara efisien bagi fagosit untuk mengendalikan serta membunuh patogen. Dengan demikian sel-sel yang diaktivasi menghambat replikasi Chlamydia psittaci, Chlamydia pneumoniae (22) dan enterococci dengan cara menginduksi katabolisme triptofan melalui indolamin-2,3-dioxygenase.
Pengosongan triptofan dalam makrofag secara aktivasi interferon-γ dan TNF-α juga menghambat pertumbuhan Streptokokus grup B. Dengan suplementasi triptofan tidak terjadi hambatan pertumbuhan bakteri. Pembunuhan yang dimediasi interferon-γ terhadap Bordetella pertussis oleh makrofag alveolar, terjadi sedikitnya sebagian melalui induksi tryptophan-degrading enzymes dan pengosongan zat besi.20 Makrofag manusia yang telah diaktivasi interferon membunuh Legionella pneumophila, antara lain dengan cara meregulasi ke bawah (downregulate) reseptor transferrin, sehingga menurunkan kemampuan zat besi dalam sel yang dibutuhkan untuk pertumbuhan Legionella spp. Efek listerisidal juga berkaitan dengan kadar zat besi dalam makrofag.15
Defensin, protein yang sudah kodratnya bersifat antimikrobial (natural antimicrobial protein), merupakan peptida kationik kecil dengan aktivitas anti-bakteri luas. Terdapat 2 kelas, α dan β, berperan dalam pertahanan tubuh antara lain dengan cara mematahkan struktur atau fungsi membran sitoplasma mikroba. Biasanya defensin diinduksi oleh sitokin dalam respons terhadap infeksi atau inflamasi, interleukin-1β, interferon-γ, dan TNF-α. Defensin mempunyai aktivitas antimikrobial pada bakteri Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Yersinia enterocolitica, Candida albicans, jamur serta virus bersampul.23
Survival Bakteri Intraseluler
Di antara bakteria intraseluler, obligatori dan fakultatif, banyak yang lambat laun memiliki mekanisme untuk menghindari atau melawan efek mikrobisidal fagosit, sehingga dapat bertahan hidup di dalamnya. Mekanisme resistensi bakteri terhadap intracellular killing bermacam-macam, antara lain dengan mengsekresi eksotoksin yang membunuh fagosit dan membantu melawan atau mencegah fagositosis.24,25 Bakteria tertentu dapat memodifikasi intracellular endocytic traffic yang mentargetkan bakteri pada destruksi fagolisosomal, untuk selanjutnya bermukim dalam fagosit profesional. Patogen yang memiliki pore-forming cytolysins dapat melarikan diri dari fagosom, dan terdapat patogen yang mengadakan replikasi dalam fagosom yang tidak diasamkan (nonacidified), serta terlindung dari fusi dengan lisosom pada fagosit tidak teraktivasi (non-activated phagocytes). Bakteria fagolisosomal tertentu menyesuaikan untuk melawan aktivitas antimikrobial hydrolase serta 9
keasaman (pH) yang rendah dalam lisosom.16 Bakteri tertentu mampu menekan produksi metabolit sitotoksik sel fagosit, sedang bakteri lain dilengkapi dengan protein antioksidan sehingga dapat melawan efek ROIs dan RNIs , selanjutnya mengganjal fungsi antimikrobial fagosit. Mekanisme lain dengan menghambat produksi sitokin inflamatori yang terkait dengan pembersihan patogen, atau menginduksi produksi sitokin imunoregulatori seperti interleukin-10 sehingga terjadi deaktivasi fagosit.26 Bakteri dapat pula meningkatkan survival dengan mengubah ekspresi gen.16
Atas dasar fakta-fakta tersebut, dalam keadaan tertentu pejamu tidak mampu mengendalikan atau mengeradikasi agen infeksi, meskipun terdapat respons imun yang efisien. Diperlukan antibiotik, terutama yang dapat bekerjasama dengan imunitas adaptif maupun non-adaptif.
PEMILIHAN ANTIMIKROBA PADA INFEKSI BAKTERI INTRASELULER
Pengobatan infeksi bakteri intraseluler merupakan tantangan dipandang dari segi medis dan ekonomi. Patogen yang berkembang dan mempertahankan diri dalam sel, sedikit banyak terlindung dari pertahanan tubuh humoral dan seluler, bahkan demikian pula halnya terhadap antibiotik. Kesemuanya ini dapat menerangkan mengapa bakteri intraseluler tidak hanya merugikan bagi sel pejamu, namun juga merupakan reservoir bagi terulangnya infeksi dan terjadinya re-infeksi. Oleh karena dampak antibiotik pada bakteri intraseluler tidak dapat dicapai secara maksimal, hal ini akan menunjang terjadinya mutan yang resisten. Pertimbangan-pertimbangan ini menekankan betapa pentingnya memahami apakah antibiotik dapat bekerja dan seberapa jauh efek tersebut pada bakteri intraseluler, parameter farmakokinetik serta farmakodinamik mana yang diperlukan untuk menunjang kerja antibiotik, serta atas dasar kesemuanya bagaimana pemberian kemoterapi yang lebih baik.28 Perlu diingat pula bahwa pada anak variasi yang luas dalam hal usia dan tingkat perkembangan berhubungan erat dengan farmakokinetik serta farmakodinamik antibiotik.29 Hanya kadar antibiotik bebas dalam jaringan pada daerah target, biasanya lebih rendah dari kadar plasma total, yang menentukan outcome klinik terapi anti-infeksi.30
Mekanisme Kerja Antimikroba
Antibiotika yang termasuk dalam masing-masing pengelompokan menurut mekanisme kerja ini adalah sebagai berikut: sebagai inhibitor terhadap sintesis dinding sel adalah penisilin dan sefalosporin, yang mempunyai struktur sama. Yang tidak sama strukturnya adalah kelompok cycloserin, vancomycin, bacitracin, antifungus azole (miconazole, ketoconazole, clotrimazole). Antibiotika yang langsung bekerja pada membran sel mikroba, cenderung mempengaruhi permeabilitas serta mengakibatkan kebocoran isi sel adalah detergen, polymyxin, antifungus polyene yaitu nystatin dan amphotericin B, yang 10
mengikat sterol dinding sel. Dalam kelompok yang mempengaruhi sintesis ribonukleat dibagi menjadi dua, yaitu yang mempengaruhi fungsi subunit ribosome 30 S atau 50 S dengan akibat hambatan pada sinesis protein yang reversibel (kloramfenikol, tetrasiklin, eritromisin, dan klindamisin, pristinamycin), serta yang mengikat subunit ribosome 30 S dan merubah sintesis protein, bahkan dapat berakibat kematian sel (aminoglikosida). Antibiotik yang mempengaruhi metabolisme asam nukleat adalah rifamycin (misalnya rifampin), yang menghambat RNA polymerase, dan quinolone, yang menghambat topoisomerase. Kelompok antimetabolit adalah trimethoprim dan sulfonamid, yang memblokir ensim esensial bagi metabolisme folat. Dalam kelompok antivirus termasuk analog asam nukleat adalah acyclovir dan ganciclovir, yang selektif menghambat DNA polymerase virus, zidovudin atau lamivudine, yang menghambat reverse transcriptase, serta nonnucleoside reverse transcriptase inhibitors, seperti nevirapine atau efavirenz, dan inhibitor ensim virus lain misalnya inhibitor HIV protease atau influenza neuraminidase.31
Pengamatan bahwa antibiotik tertentu mempunyai efek bakterisidal tinggi dalam sistem aseluler, namun bila diterapkan pada bakteri intraseluler kemampuan membunuhnya sangat rendah, membuat para peneliti bertanya-tanya apakah mediator respons imun dapat bekerja sama dengan antibiotik demi tercapainya pembersihan infeksi intraseluler secara cepat. Dalam konsep ini, sitokin dapat memperbaiki efek bakterisidal intrinsik antibiotik.
Aktivitas Intrafagositik Antibiotik
Antibiotik harus bisa mencapai dan berikatan dengan organ target, agar dapat melakukan aktivitas kemoterapi; kontak antara bakteri dan antibiotik merupakan prasyarat. Dari sisi aktivitas terhadap patogen intraseluler, antibiotik tergantung pada kemampuannya untuk masuk dan berakumulasi dalam sel fagositik mencapai kadar yang cukup tinggi (melebihi kadar hambat minimal -minimal inhibitory concentration-). Dari hasil studi farmakokinetik seluler antibiotik berbeda dalam cara pengambilan oleh sel (cellular uptake), kadar dalam sel, dan distribusi subseluler. Selain itu, dalam pemilihan penggunaan antibiotik intraseluler perlu diperhatikan pula faktor influx dan efflux, respons bakterial, serta kerjasama dengan pertahanan tubuh.
Antibiotik β-lactam dan aminoglikosida mempunyai efek bakterisidal yang kuat terhadap bakteria ekstraseluler yang sensitif, tetapi efek bakterisidal intraseluler rendah. Hal ini erat hubungannya dengan cellular uptake yang lemah dan lambat. Antibiotik β-lactam tidak berakumulasi dalam fagosit, mungkin disebabkan oleh sifatnya yang asam.33 Sebaliknya, makrolide seperti azithromycin dan clarithromycin terasingkan (sequestered) dalam leukosit, sehingga terdapat pada tempat infeksi dalam kadar yang tinggi, melebihi kadar dalam serum. Makrolide mempertahankan kadar terapeutik pasca pemberhentian pengobatan. Obat-obat ini secara efisien membunuh patogen berbeda-beda seperti Salmonella, Legionella, dan Listeria. Fluoroquinolon seperti ofloxacin, ciprofloxacin, sparfloxacin dan levofloxacin terpusat dalam sel fagositik dan secara efisien membunuh bakteria intraseluler yang tinggal di kompartemen subseluler tertentu.17,34 Seiring dengan efek bakterisidal, antibiotik dapat pula mengatur fungsi fagositik. Meskipun antibiotik tertentu (misalnya aminoglikosida) dapat bersifat toksik bagi sel pada kadar yang tinggi, antibiotik yang lain (misalnya makrolide) dapat mengatur ke bawah (downregulate) respons anti-inflamatori, sehingga pada pejamu terjadi mekanisme pertahanan terhadap injuri.35 Oleh karena itu digunakan strategi yang berbeda, keduanya untuk meningkatkan efek antimikrobial antibiotik serta mengurangi efek sitotoksiknya. Jadi, dengan menyelimuti (encapsulate) antibiotik seperti ampisilin di dalam liposom yang sensitif terhadap keasaman (pH-sensitive) akan meningkatkan pengambilan ke dalam sel (cellular uptake) serta efek bakterisidalnya di dalam sel. Pendekatan ini juga digunakan untuk mentargetkan gentamisin ke dalam sitosol , sebagai pilihan terhadap lisosom, untuk mengurangi efek toksik dan meningkatkan aktivitas bakterisidal, terutama ditujukan untuk patogen sitosolik.
Minat untuk mendalami pengobatan infeksi intraseluler lebih dipusatkan pada kerjasama antara sitokin dan antibiotik. Bentuk pengobatan seperti ini diharapkan dapat memperpendek lama pemberian antibiotik dan mencegah timbulnya resistensi obat.
Pemilihan antibiotik intraseluler pada anak harus selalu memperhatikan faktor umur serta perkembangan anak, disamping farmakokinetik dan farmakodinamiknya yang merupakan kunci untuk menentukan efikasi antimikroba yang diseleksi. Antibiotik intraseluler yang dapat diberikan kepada anak adalah penisilin, aminopenisilin (ampisilin, amoksisilin), ampisilin-sulbaktam, amoksisilin-clavulanate, sefalosporin generasi ke tiga (seftriakson, sefotaksim, seftazidim), dan sefalosporin generasi ke empat (sefepim) yang kesemuanya termasuk kelompok β-lactam. Selain itu macrolide (eritromisin, azithromisin, clarithromisin), dan aminoglikosida juga bermanfaat pada infeksi bakteri intraseluler.28,29 Meskipun fluoroquinolone terbukti mempunyai aktivitas antibiotik intraseluler kuat, namun penggunaan pada anak masih terbatas terutama pada penderita dengan cystic fibrosis.29 Peneliti lain mengamati pemberian gatifloksasin untuk pengobatan otitis media akuta pada kelompok anak usia 6 bulan-7 tahun dan 6 bulan-4 tahun. Meskipun hasil yang dicapai cukup menggembirakan belum terdapat persetujuan Food and Drug Administration mengenai penggunaan fluoroquinolon pada anak.37
Dipandang dari sudut farmakodinamik seluler antibiotik β-lactam mempunyai cara kerja lambat dan tidak tergantung pada kadar obat, namun menjadi efektif bila terjadi kontak lama. Lokalisasi antibiotik subseluler terutama dalam sitosol. Sebaliknya fluoro-quinolone intraseluler bekerja cepat dengan cara tergantung pada kadar obat. Fluoroquinolone juga terdapat dalam sitosol. Aminoglikosida mempunyai uptake lambat,sehingga memerlukan waktu pengobatan lama. Di samping kadar obat, waktu merupakan parameter penting. Efek bakterisidal tergantung kadar puncak yang adekuat. Efek aminoglikosida dapat menurun karena suasana asam di dalam fagolisosom. Berbeda dengan antibiotik β-lactam, hampir dalam setiap sel terjadi akumulasi makrolide. Makrolide mempunyai uptake dan efflux cepat, kecuali azithromisin, yang terikat pada struktur sel, terutama phospholipid. Lokalisasi antibiotik makrolide subseluler dua per tiganya terdapat dalam lisosom, sepertiganya dalam sitosol.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar