p arasit malaria rodensia sebagai model ... - jurnal batan

8
IPTE:K: IL:M:IAH PO PULER. PARASIT MALARIA RODENSIA SEBAGAI MODEL PENELITIAN VAKSIN DENGAN TEKNIK NUKLIR Darlina Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi - BAT AN Jalan Lebak Bulus Raya 49. Jakarta - 12440 PO Box 7043 JKSKL. Jakarta - 12070 [email protected] PENDAHULUAN Malaria adalah penyakit infeksi yang penyebarannya di dunia sangat luas meliputi sekitar 100 negara yang beriklim tropis dan sub tropis antara garis bujur 600 Utara dan 40° Selatan. Sekitar 3,2 milyar penduduk tinggal di daerah endemis malaria dengan penduduk yang paling berisiko adalah bayi, anak balita dan ibu hamil. Di seluruh dunia setiap tahunnya ditemukan 300-500 juta kasus malaria yang mengakibatkan 1-3 juta orang meninggal dunia. Di negara-negara tropis dan sub tropis, term asuk Indonesia, malaria masih merupakan penyakit endemis. Diperkirakan 50% penduduk Indonesia masih tinggal di daerah endemik malaria. Menurut perkiraan WHO, tidak kurang dari 30 juta kasus malaria terjadi setiap tahunnya di Indonesia, dengan 30.000 kematian. Seiring dengan munculnya galur parasit yang kebal terhadap obat antimalaria dan adanya nyamuk vektor yang tahan terhadap insektisida mengakibatkan peningkatan jumlah kasus malaria di beberapa negara. Di Indonesia resistensi parasit terhadap obat antimalaria yang tersedia, maupun nyamuk yang resisten terhadap insektisida telah terjadi di seluruh provinsi. Sesuai dengan kesepakatan negara-negara WHO untuk meningkatkan upaya pengendalian malaria, pada tahun 1998 telah disepakati gerakan pengendalian malaria yang intensif secara global yaitu Roll Back Malaria (RBM) dan di Indonesia dikenal dengan Gerakan Berantas Malaria (Gebrak Malaria) yang dicanangkan oleh Menteri Kesehatan pada tahun 2000. Dalam program ini dicanangkan tiga strategi usaha mengontrol malaria yaitu: mengontrol vektor malaria, mengembangkan pemakaian obat antimalaria untuk pencegahan dan pengobatan, dan pengembangan vaksin. Perbaikan selalu dilakukan di ketiga bidang ini, tetapi dengan adanya kemampuan parasite yang tahan terhadap obat baru dan kemampuan vektor nyamuk yang tahan terhadap insektisida, sehingga vaksin terhadap'malaria sangat dibutuhkan. Pada malaria ada beberapa kemungkinan strategi untuk pembuatan vaksin malaria yaitu: 1) Vaksin pre-eritrositik yang dirancang untuk mengaktifkan respon imun untuk membunuh atau melemahkan sporozoit, 2) vaksin stadium darah dengan target merozoit bebas untuk mencegah invasi merozoit ke eritrosit atau sel darah merah yang terinfeksi sehingga dapat mencegah infeksi yang terjadi menjadi penyakit, 3) vaksin penghambat transmisi, yang dibuat untuk menghancurkan bentuk gametosit sehingga dapat mencegah transmisi dari strain resisten yang mungkin lolos dari sistem imun. Pengembangan vaksin pertama oleh Edward Jenner di Inggris hampir dua ratus tahun yang lalu dan sejak saat itu telah banyak vaksin berhasil gun a yang dikembangkan oleh manusia. Pelemahan (atenuasi) mikroorganisma patogen merupakan strategi untuk pengembangan vaksin sejak pertama kali vaksin ditemukan oleh Louis Pasteur. Radiasi gamma dapat digunakan untuk melemahkan mikroorganisma untuk preparasi Paras it malaria rodensia sebagai model pcnelitian vaksin dengan teknik nuklir (Darlina) 53

Upload: others

Post on 16-Apr-2022

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: P ARASIT MALARIA RODENSIA SEBAGAI MODEL ... - Jurnal BATAN

IPTE:K: IL:M:IAH PO PULER.

PARASIT MALARIA RODENSIASEBAGAI MODEL PENELITIAN VAKSINDENGAN TEKNIK NUKLIR

Darlina

Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi - BAT AN• Jalan Lebak Bulus Raya 49. Jakarta - 12440

PO Box 7043 JKSKL. Jakarta - 12070

[email protected]

PENDAHULUAN

Malaria adalah penyakit infeksi yangpenyebarannya di dunia sangat luas meliputisekitar 100 negara yang beriklim tropis dan subtropis antara garis bujur 600 Utara dan 40°Selatan. Sekitar 3,2 milyar penduduk tinggal didaerah endemis malaria dengan penduduk yangpaling berisiko adalah bayi, anak balita dan ibuhamil. Di seluruh dunia setiap tahunnyaditemukan 300-500 juta kasus malaria yangmengakibatkan 1-3 juta orang meninggal dunia.Di negara-negara tropis dan sub tropis, term asukIndonesia, malaria masih merupakan penyakitendemis. Diperkirakan 50% penduduk Indonesiamasih tinggal di daerah endemik malaria.Menurut perkiraan WHO, tidak kurang dari 30juta kasus malaria terjadi setiap tahunnya diIndonesia, dengan 30.000 kematian. Seiringdengan munculnya galur parasit yang kebalterhadap obat antimalaria dan adanya nyamukvektor yang tahan terhadap insektisidamengakibatkan peningkatan jumlah kasus malariadi beberapa negara. Di Indonesia resistensiparasit terhadap obat antimalaria yang tersedia,maupun nyamuk yang resisten terhadapinsektisida telah terjadi di seluruh provinsi.

Sesuai dengan kesepakatan negara-negaraWHO untuk meningkatkan upaya pengendalianmalaria, pada tahun 1998 telah disepakati gerakanpengendalian malaria yang intensif secara globalyaitu Roll Back Malaria (RBM) dan di Indonesiadikenal dengan Gerakan Berantas Malaria(Gebrak Malaria) yang dicanangkan oleh Menteri

Kesehatan pada tahun 2000. Dalam program inidicanangkan tiga strategi usaha mengontrolmalaria yaitu: mengontrol vektor malaria,mengembangkan pemakaian obat antimalariauntuk pencegahan dan pengobatan, danpengembangan vaksin. Perbaikan selaludilakukan di ketiga bidang ini, tetapi denganadanya kemampuan parasite yang tahan terhadapobat baru dan kemampuan vektor nyamuk yangtahan terhadap insektisida, sehingga vaksinterhadap'malaria sangat dibutuhkan.

Pada malaria ada beberapa kemungkinanstrategi untuk pembuatan vaksin malaria yaitu: 1)Vaksin pre-eritrositik yang dirancang untukmengaktifkan respon imun untuk membunuh ataumelemahkan sporozoit, 2) vaksin stadium darahdengan target merozoit bebas untuk mencegahinvasi merozoit ke eritrosit atau sel darah merah

yang terinfeksi sehingga dapat mencegah infeksiyang terjadi menjadi penyakit, 3) vaksinpenghambat transmisi, yang dibuat untukmenghancurkan bentuk gametosit sehingga dapatmencegah transmisi dari strain resisten yangmungkin lolos dari sistem imun.

Pengembangan vaksin pertama olehEdward Jenner di Inggris hampir dua ratus tahunyang lalu dan sejak saat itu telah banyak vaksinberhasil guna yang dikembangkan oleh manusia.Pelemahan (atenuasi) mikroorganisma patogenmerupakan strategi untuk pengembangan vaksinsejak pertama kali vaksin ditemukan oleh LouisPasteur. Radiasi gamma dapat digunakan untukmelemahkan mikroorganisma untuk preparasi

Paras it malaria rodensia sebagai model pcnelitian vaksin dengan teknik nuklir (Darlina) 53

Page 2: P ARASIT MALARIA RODENSIA SEBAGAI MODEL ... - Jurnal BATAN

IPTEK ILlVII.A.~ PO PULER.

vaksin, disamping metode inaktifasi secarapemanasan atau kimia. Iradiasi gamma digunakanuntuk melemahkan parasit malaria dalam stadiumdarah untuk preparasi vaksin stadium darah,sehingga diharapkan dapat menghambatpertumbuhan dan perkembangan plasmodium didalam eritrosit yang dapat menyebabkan reduksiparsial parasitemia. Pengembangan vaksin untukmanusia harus melalui beberapa fase dan tahapanpenelitian yang cukup panjang sebelumdigunakan ke manusia. Studi awal dalampengembangan vaksin umumnya menggunakanhewan coba kecil umumnya binatang pengeratatau rodensia. Parasit malaria pada rodensia sertamencit sebagai inangnya merupakan modelmalaria yang umum digunakan dalam tahap awalpengembangan vaksin.

MALARIA RODENSIA .

Parasit malaria rodensia pertama kaliditemukan di Zaire pada tikus belukar ("thicketrats") oleh Vincke dan Lips tahun 1948. Hinggasaat ini sudah 11 spesies parasit malaria padarodensia yang ditemukan di daerah Afrika barat(Gambar 1). Tetapi hanya 4 spesies yaituP.berghei, P.yoelii, P.vinckei, dan P.chabaudiyang saat ini sudah digunakan dalam penelitianmalaria (Tabel 1), karena siklus morfologi,fisiologi dan kehidupan serta manipulasi siklushidup parasit ini telah lengkap diketahui

Keempat parasit malaria hewan pengeratdiisolasi dari beberapa inang alamiahnya sertavektor alamiahnya yaitu Anopheles dureni. Adaperbedaan kecil diantara keempat paras it malariamisalnya perbedaan dalam morfologi, waktuperkembangan dan ukuran paras it pada tahapanyang berbeda dan iso-enzimnya. Karakteristik inimempengaruhi interaksi parasit dengan inangnyadan perbedaan dalam perjalanan infeksi, virulensidan patologi. Perbedaan karakter paras it hewanpengerat sangat berguna dalam berbagai bidangpenelitian malaria. Sebagai contoh, P. chabaudidiakui sebagai spesies yang berguna sebagaimodel penyelidikan mekanisme resistensi obatdan variasi antigenik. Parasit ini menunjukkanvariasi antigenik yang dapat bertahan lama, tidak

mematikan pada tikus laboratorium yangterinfeksi parasit tersebut. Sebaliknya, infeksi P.berghei biasanya cepat mematikan tikuslaboratorium dan menghambat penelitian didalam generasi vivo dan pemilihan varianantigenik. P. yoelii, yang secara luas digunakandalam studi pada biologi tahap hati dan antigendarah dan mereka berperan dalam pengembanganvaksin.

Gambar 1. Thamnomys rutilans (a) salah satu inangalamiah dari parasit malaria rodensia serta daerah tempat

ditemukannya (b).

54 Bu.l.et1:.t1tAwCtI, Volume /3 Nomorl, Desember201l. 53-60

Page 3: P ARASIT MALARIA RODENSIA SEBAGAI MODEL ... - Jurnal BATAN

IPTEK IL:M:IAH PO PULER.

Tabel 1. Spesies Plasmodium yang digunakan di dalampenelitian alamiah serta asal isolasi

berghei banyak digunakan untuk penelitianmalaria yang disebabkan parasit tersebut.

MALARIA RODENSIA SEBAGAI MODELPengembangan vaksin untuk manusia harus

melalui beberapa fase dan tahapan penelitianyang cukup panjang sebelum digunakan kemanusia. Tahapan pada pembuatan vaksin secaragaris besar dapat dibagi menjadi fase penelitiandan pengembangan di laboratorium, pengujianpra-klnis dan klinis. Fase penelitian danpengembangan dilakukan dalam laboratoriummenggunakan hewan coba kecil umumnyabinatang pengerat atau rodensia. Fase praklinismenggunakan hewan coba yang lebih mendekatimanusia yaitu primata contohnya Autos monkey.Fase klinis dilakukan pada manusia. Tahapanpengembangan vaksin manusia menurut Levinedkk. seperti pada Tabel 2.

Parasit malaria rodensia digunakan dalambanyak lembaga penelitian untuk studipengembangan vaksin malaria. Di laboratorium,inang alami telah digantikan oleh sejumlah strainmencit laboratorium yang tersedia secarakomersial, dan vektornya digantikan oleh nyamukAnopheles stephensi, yang relatif mudah

Sejak ditemukannya parasit malariarodensia oleh Prof Ignace Vinckei, lebih dari 30tahun malaria pada rodensia secara intensifdipelajari dan sebagai hasilnya banyak penelitiandilakukan oleh para peneliti pada parasit malariarodensia. Alasan mengapa parasit malariarodensia sangat menarik untuk digunakan dalampenelitian adalah karena parasit rodensia lebihmudah ditangani dan biayanya lebih ekonomisdibandingkan parasit malaria lainnya dan relevanbila dibandingkan parasit malaria pada unggas(avian). Selain itu inang parasit rodensia yaitutikus laboratorium yang termasuk hewan mudahdipelihara dan dikembangkan. Pada saat inibanyak dikembangkan galur inbrida mencit yangdibutuhkan untuk penelitian tertentu misalnyanude mice. Model ini memungkinkan untukmelakukan studi aspek imunologis. Selain itu,memungkinkan untuk bekerja dengan klon yangditandai parasit malaria dan bereksperimendengan berbagai protokol inokulasi yang berbeda.

P. berghei merupakan tipe strain yangdiisolasi dari inang dan vektor alamiahnya (Tabel1) dan menjadi strain baru dan diberi namaseperti nama ternan Vincke yaitu DR. Louis vanden Berghe yang sekarang dikenal dengan P.berghei. P.berghei banyak digunakan dalampenelitian dan pengembangan biologi padaparas it malaria untuk manusia karena sudahtersedianya teknologi pembiakan secara in vitrodan pemurnian pada tahapan siklus hidup,pengetahuan pada susunan genom danpengaturannya. Bahkan hasil analisis molekulermenunjukkan bahwa P. berghei mempunyaiban yak kesamaan dengan plasmodium yangmenginfeksi manusia. Dengan model inikemungkinan dapat dilakukan manipulasi padahospes sehingga dapat dipelajari perubahanimunologis yang terjadi selama infeksi malaria.Infeksi oleh P. berghei dapat mempengaruhi otakdan dapat menjadi penyebab komplikasi otakpad a tikus laboratorium. Gejala-gejala ini untuktingkat tertentu sebanding dengan gejala malariaserebral pada pasien yang terinfeksi denganparasit malaria P. falciparum karena itu P.

No. (Sub) Spesies

P.berghei

Isolat dari P. berghei :kl73SPII

ANKALUKANK85

P. yoelii yoeliiP.yoelii nigeriensisP.yoelii killickP. chabaudi chabaudiP. chabaudi adamiP. vinckei vinckei

P. vinckei petteriP. vinckei jentumP. vinckeibrucechwatti

Inang asal

Grammomys surdasterPraomys jacksoniLeggede belleIsolat dari :

Grammomys surdasterAnopheles dureniAnopheles dureniAnopheles dureniAnopheles dureniThamomys rutiensThamomys rutiensThamomys rutiensThamomys rutiens

Thamomys rutiensThamomys rutiensThamomys rutiensThamomys rutiens

Parasit malaria rodensia sebagai model penclitian vaksin dengan teknik nuklir (Darlilla) 55

Page 4: P ARASIT MALARIA RODENSIA SEBAGAI MODEL ... - Jurnal BATAN

IPTEK IL:M:IAH PO PULER.

Tabel 2. Tahapan dalam pengembangan vaksin menurut Levine

Tahapan Objek penelitian TujuanFase I (Riset dan

Binatang rodensiaIdentifikasi,kloningdankarakterisasipengembangan)

antigen target, menentukan dosisoptimalsecara in vitro dan in vivoFase 2 (Praklinis)

Binatang primataEvaluasikeamanan,immunogenitas,dankhasiat dari kandidat vaksinFase 3 (klinis)

Manusia (relawan)Tahap I

Relawannon-imundaerahnonPenaksiran khasiat dalam skala besar padaendemik

Tahap 2Relawan imun kondisi tantangan alamiah dan untuk

Tahap 3

Beberapa populasi endemismenghimpun informasi tambahan untuk

Tahap 4

Beberapa populasi di daerah endemiskeamanan

denl!an skala besar

dipelihara dan dipertahankan dalam kondisilaboratorium. Parasit rodensia diakui sebagaiorganisme model yang berharga untuk penelitianvaksin malaria manusia karena mereka mem­

punyai kesamaan dengan parasit manusia dalamaspek yang paling penting dari siklus morfologi,fisiologi dan kehidupan dan manipulasi siklushidup parasit ini telah lengkap diketahui, sertatekniknya sederhana dan aman.

Semua parasit malaria pada mamalia,parasit rodensia ditularkan oleh nyamukAnopheles dan menginfeksi hati setelah disuntik­kan ke dalam aliran darah oleh gigitan nyamukbetina yang terinfeksi. Dalam beberapa menitsporozoit akan masuk ke dalam sel hati,bermultiplikasi secara skizogoni (stadium hati/liver stage) selama beberapa hari. Kemudianparasit akan meninggalkan hati dan menyerangeritrosit serta memasuki stadium darah/blood

stage. Perbanyakan dari paras it dalam darahmenyebabkan patologi seperti anemia dankerusakan organ penting dari inang seperti paru­paru, hati, limpa. Di dalam tubuh nyamuk daninangnya, Plasmodium mempunyai 4 stadiumperkembangan. Setiap stadium perkembanganparasit yang dikarakterisasikan oleh perbedaanekspresi antigen dan respon imun pada parasitmalaria adalah spesifik stadium. Sehinggaberdasarkan siklus hidup paras it ada 3 target yangesensial untuk mengembangkan vaksin malaria,yaitu; fase pra-eritrositik (sporozoit, stadiumliver), fase eritrositik aseksual dan seksual

(Gambar 2). Penelitian dan pengembangan vaksin

malaria meliputi identifikasi dan karakterisasiantigen parasit yang protektif, kloning gen yangsesuai dan dapat diekspresikan pada bakteri,analisis rangkaian nukleotida, dan deduksirangkaian asam amino pada molekul yangmenyandi. Dalam mengidentifikasi antigenplasmodia yang protektif, pengamatan difokuskanpada antigen yang terpapar sistim imun, sepertipermukaan parasit atau membran eritrosit yangterinfeksL Target vaksin yang dipertimbangkanadalah sporozoit, merozoit dan gametosit .

Allli·Pf~2<;.'\fli L-f>\ ~2'1bk'~'k Ir,IIISll\i\o)l'UI'

Gambar 2. Siklus hidup parasit malaria dalam tubuhmencit serta respon imun pada setiap stadium.

Vaksin malaria yang ideal diharapkan dapatberfungsi sebagai anti infeksi, anti penyakit, danpenghambat transmisi. Telah diketahui bahwarespon imun pada parasit malaria adalah spesifikstadium. Berdasarkan sasaran antigen yang sesuaidengan stadium perkembangan parasit danfungsinya, vaksin malaria dapat dibedakanmenjadi 3 jenis yaitu: 1) Vaksin pre eritrositik

56 'Bu.l.e.tt::.tvAWCC1 Volume 13 Nomor 2. Desember 2011.53 - 60

Page 5: P ARASIT MALARIA RODENSIA SEBAGAI MODEL ... - Jurnal BATAN

(vaksin anti infeksi), yang dirancang untukmendapatkan respon imun yang akan membunuhsporozoit, mencegah sporozoit menginfeksihepatosit atau menghancurkan hepatosit yangterinfeksi atau membunuh parasit dalamhepatosit. 2) Vaksin eritrositik stadium aseksual(vaksin anti penyakit), dengan target merozoitbebas atau yang berinvasi ke sel darah merah.Vaksin ini dirancang untuk mencegah ataumenekan respon patologi inang terhadap paras it.3) Vaksin eritrositik stadium seksual (vaksinpenghambat transmisi), bertujuan untukmenghambat pertumbuhan atau fertilisasi stadiumseksual parasit. Vaksin ini tidak memberikanproteksi pada individu secara langsung, tetapiakan memberikan perlindungan terhadap individulainnya.

TEKNOLOGI IRADIASI UNTUK VAKSINPemanfaatan teknologi radiasi dalam

bidang vaksin malaria telah digunakan sejaktahun 1967 oleh Nusszweinzig denganmelakukan iradiasi pada nyamuk. Nyamuk yangtelah diiradiasi digigitkan ke mencit percobaan.Setelah dilakukan uji tantang denganmenyuntikkan sporozoit yang hidup ke dalamtubuh mencit, hasilnya 60% mencit mendapatkanproteksi terhadap sporozoit. Percobaan inimerupakan titik awal dari pengembangan vaksinmalaria dengan menggunakan teknik nuklir.Stephen Hoffman di USA menyatakan bahwadosis optimal untuk melemahkan Plasmodiumfalciparum stadium sporozoit adalah antara 150 ­200 Gy.

Pengembangan vaksin malaria dimulai padaawal tahun 1960 sejak siklus hidup 2 parasitmalaria rodensia yaitu P.yoelii dan P.bergheisudah lengkap diteliti dan sudah dibuktikansebagai model laboratorium oleh JeromeVanderberg dan yoelii sipenemu spesies P.yoelii.Sejak saat itu P.berghei dan P.yoelii merupakanmodel malaria yang menyediakan dasareksperimental untuk vaksin malaria hingga saatini masih digunakan sebagai model malaria.

Pada tahun 1965 Ruth Nussenzweizigberkolaborasi dengan Jerome Vanderberg

IPTEK. ILlVII.A.H PO PULER.

melakukan penelitian vaksin sporozoit yangdilemahkan dengan radiasi. Mencit yangdiimunisasi dengan sporozoit yang dilemahkandengan radiasi .memberi proteksi terhadapsprozoit yang infeksius. Karakteristik dasar padaproteksi ini bekerja secara spesifik spesies,spesifik stadium (melindungi terhadap uji tantangsporozoit) dan mempunyai respon imun humoral.Serum dari mencit yang memberikan sebuahreaksi presipitasi yang diperantarai antibodi yangdibentuk sporozoit in vitro dikenal dengan reaksicircumsporozoite protein (CSP). Penelitianselanjutnya membuktikan motilitas sporozoityang dihambat oleh serum dari mencit yangdiimunisasi dan antibodi anti-sporozoit mampumemblok invasi dan infeksi dari sporozoit baiksecara in vitro maupun in vivo. Penelitianberikutnya baru dicobakan ke manusia yangdidemonstrasikan oleh paparan gigitan nyamukyang sudah diinfeksikan dengan Pfalciparum danP.vivax yang diradiasi dan memberikan imunitassteril serta proteksi komplit terhadap infeksi.Beberapa tahun kemudian peneliti lainmengulangi eksperimen ini dan membuktikanbahwa imunisasi melalui gigitannya nyamukyang telah diinfeksikan dengan Pfalciparumdiradiasi memberikan imunitas steril dan

reprodusibilitas imunitas yang tinggi padamanusia dan merupakan "gold standar" untukpengembangan vaksin malaria.

Penelitian malaria di BAT AN difokuskan

pada pengembangan vaksin iradiasi sejak 2005yang dimasukkan sebagai Sasaran UtamaBATAN melalui Usulan Kegiatan Pengembanganteknik deteksi resistensi penyebab penyakitberpola infeksi berbasis teknologi nuklir. Dalamstudi awal pengembangan vaksin malariadigunakan parasit malaria rodensia serta mencitsebagai inangnya. Sesuai dengan tuags dan fungsiBAT AN, pada penelitian terse but dilakukanpenentuan dosis iradiasi sinar gamma optimaluntuk melemahkan parasit sebagai bahan dasarvaksin dengan menggunakan model P. bergheistadium eritrositik, dimana daya infeksinyamenurun akibat radiasi namun dapatmengaktifkan respon imun mencit.

Parasit malaria rodensia sebagai model penelitian vaksin dengan teknik nuklir (Darlina) 57

Page 6: P ARASIT MALARIA RODENSIA SEBAGAI MODEL ... - Jurnal BATAN

IPTEK ILlVII.A.I-:IPOPULER.

10

.••.. 200 Gy

so

Gambar 3. Profil kepadatan paras it (parasitemia) setelahbooster dan uji tantang.

penelitian vaksin yang dibuat dari stadiumsporozoit perlu dilakukan di Indonesia denganmengandalkan keunggulan teknik nuklir dalammelemahkan bahan dasarnya. Pada tahun 2010melalui program insentif, dilakukan penelitianvaksin sporozoit dengan menggunakan vektornyamuk anopheles dari Indonesia denganP.berghei dan mencit sebagai model. Dilaboratorium vektor yang digunakan adalahnyamuk Anopheles stephensi tetapi karenanyamuk tersebut tidak ada di Indonesia makapeneliti di BA TAN menggantikannya denganjenis anopheles asli Indonesia. Jenis anophelesyang digunakan Anopheles maculatus yangdiperoleh dari B2P2VRP Depkes Salatiga sertaAnopheles farauti dari Papua. Dalam prosespembuatan vaksin, nyamuk hidup yangmengandung parasit dikelenjar ludahnya diradiasisinar gamma dosis 125 - 225 Gy untukmelemahkan parasit stadium sporozoit (Gambar4). Selain itu diikut sertakan nyamuk yanginfeksius yaitu mengandung parasit dan tidakdiradiasi sebagai kontrol positif.

Untuk vaksin sporozoit, setelah diradiasidilakukan pembedahan kelenjar ludah dibawahmikroskop untuk mengisolasi sporozoit. Hasilpenelitian menunjukkan bahwa ketiga nyamukanopheles asli Indonesia belum menghasilkansporozoit yang dapat digunakan dalam percobaanvaksin dengan menggunakan model rodensiaSporozoit dari hasil isolasi kelenjar ludah nyamukkontrol positif teramati di bawah mikroskop tapitidak cukup banyak untuk menginfeksi mencit(Gambar 5). Hal ini dibuktikan dari uji coba padasatu siklus mencit-nyamuk-mencit menunjukkantidak terdeteksinya parasit dalam darah mencit.

Dari hasil terse but di atas dimungkinkankarena nyamuk Anopheles sp asli Indonesiabukan vector yang susceptible bagi P. berghei.Hal ini merupakan satu kendala bagi penelitianpemanfaatan sporozoit sebagai kandidat vaksinkarena parasit rodensia tidak dapat digunakansebagai model. Hal ini dapat diatasi denganpenggunaan insektarian yang cocok/bagus yaknimenggunakan nyamuk yang susceptible bagisemua jenis Plamodium seperti Anopheles

so·:0!OID

Pengamatan (Hari)

10

o

-10 0

10

Vaksin stadium sporozoit merupakankandidat vaksin yang banyak diteltiti, bahkanpenelitian vaksin malaria pertama yang dilakukanoleh Ruth Nussenzweizig dkk menggunakansporozoit yang dilemahkan dengan radiasi danmemberikan hasil respon imun protektif padamencit. Stadium sporozoit merupakan stadiumawal yang menginfeksi inang sehingga vaksinsporozoit akan memberikan perlindungan yangprotektif. Berangkat dari pemikiran mengurangiatau mencegah terjadinya bencana di bidangkesehatan berupa serangan malaria maka

Pengaruh dosis iradiasi terhadap dayainfeksi parasit dievaluasi dari periode prepaten,persentase parasitemia, dan mortalitas mencit.Hasil studi awal menunjukkan bahwa dosisiradiasi 150-175 Gy merupakan dosis yangoptimal untuk melemahkan parasit yangditunjukkan oleh periode prepaten yang panjang,parasitemia dan kematian mencit yang rendah(Gambar 3). Perlakuan booster (inokulasi keduapada dua minggu setelah inokulasi pertama)dengan P.yoelii dan P. berghei yang diradiasi 150dan 175 Gy mampu meningkatkan respon imunmencit karena terjadi penurunan densitas parasitdalam darah. Pada penelitian respon imun nonspesifik (makrofag, dan limfosit) pada modelP.berghei menunjukkan dosis 150 Gymemberikan respon imun yang lebih baikdibandingkan 175 Gy.

58 'Bulet"L+1IAWCiC.{ Volume 13 Nomor 2, Desember 2011,53 - 60

Page 7: P ARASIT MALARIA RODENSIA SEBAGAI MODEL ... - Jurnal BATAN

inokulasi i.p.

StokPlasmodium spdr cryo

Parasitemia,

parasitemia

IPTE~ IL1VIIAH POPULER.

ip

Gambar 4. Skema penelitian vaksin sporozoit yang dilakukan di PTKMR-BATAN.

stephens; tetapi hal ini terbentur oleh peraturandepkes yang tidak mengijinkan vector dari luarmasuk ke Indonesia.

PENUTUPParasit malaria rodensia mempunyal

kesamaan dengan parasit manusia dalam aspekyang paling penting dari siklus morfologi,tisiologi dan kehidupan dan manipulasi siklushidup parasit ini telah lcngkap diketahui, sertatekniknya sederhana dan aman. Percobaanmenggunakan model rodensia dalampengembangan vaksin malaria stadium sporozoittelah dilakukan pad a tahun 1967 merupakan titikawal dari pengembangan vaksin malaria denganmenggunakan teknik nuklir dinyatakan bahwadosis optimal untuk mclemahkan Plasmodiumfalciparum stadium sporozoit adalah antara 150 ­200 Gy. Pada pengembangan awal vaksin malariastadium eritrositik di Batan menggunakan duaparasit rodensia yaitu, P. berghei dan P. yoeliidiperoleh kisaran dosis optimal 150 - 175 Gy.

DAFTAR PUSTAKA

ANONIM, Malaria pad a manusia, Info Penyakit Menular;Dirjen Pemberantasan Penyakit Menular & PenyehatanLingkungan, DepKes RI, 2 Desember (2004).

BARCUS, M.J., LAIHAD, F., SURURI, M., SISMADI,P., MARWOTO, H., BANGS, M.J., and BAIRD, J.K.,Epidemic malaria in the Menoreh Hills of Central Java,Am. 1. Trap. Med. Hyg., 66(3), pp. 287-292, 2002.

BEALE, G.H. et at. Genetics. In: Rodent Malaria (R.Killick-Kendrick and W. Peters, eds.) Academic Press,London, pp. 213-245. 1978.

BIELLO, D., Irradiated pathogens used to create potentvaccine, Science News, July 26, 2006.

Parasit malaria rod~nsia scbagai l1lod~1 pcnclitian vaksin d~ngan teknik nuklir (Darlilla) 59

Page 8: P ARASIT MALARIA RODENSIA SEBAGAI MODEL ... - Jurnal BATAN

IPTEK. IL1VII.A:EoIPO PULER.

CARTER, R. AND DIGGS, C.L Plamodia of rodents. In:

Parasitic Protozoa, vol. III. pp 359-465, 1977.CHATTERJEE S, PERIGNON JL, VAN MARCK E,

DRUILHE P. How reliable are models for malaria

vaccine development? Lessons from irradiatedsporozoite immunizations. J Postgrad Med [serialonline] 2006 [cited 20] I Nov 8];52:321-4.

DARLINA, TEJA K.,DEVIT A T.,SITI NURHA YATI.,NANDA WICAKSONO, Pengaruh dosis radiasiterhadap pelemahan P. Yoelii stadium eritrositik,Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah PenelitianDasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi NuklirYogyakarta, 20 I O.

DARLINA dan TETRIANA, D., Daya infeksi Plasmodiumberghei stadium eritrositik yang diiradiasi sinargamma, Prosiding Pertemuan Ilmiah PTKMR Jakarta,2007.

DARLINA, TETRIANA, D., RAHARDJO, T., Responmakrofag peritoneal terhadap Plasmodium bergheistadium eritrositik yang diiradiasi, Seminar NasionalKeselamatan Kesehatan dan Lingkungan V, Depok,2009.

HOFMAN S, GOH L, LUKE T, SCHNEIDER I, Le T,DOOLAN 0, SACCI J, DE LA VEGA P, DOWLERM, PAUL C, STOUTE J, CHURCH L, , SEDEGAHM, HEPPNER 0, BALLOU W, RICHIE T, Protectionof human against malaria by immunization withradiation-attenuated Plamodium falciparum sporo­zoites, J infect Dist 185 (8); pp.1155-1164, 2002

JAFFE RI, LOWELL GH, GORDON OM. Differences insusceptibility among mouse strains to infection withPlasmodium berghei (ANKA clone) sporozoites and itsrelationship to protection by gamma-irradiatedsporozoites. Am J Trop Med Hyg;42:pp. 309-13, 1990.

KILLICK-KENDRICK, R. Taxonomy, Zoography andEvolution. In: Rodent Malaria (R. Killick-Kendrickand W. Peters, eds.) Academic Press, London, pp I-52.1978.

LAIHAD F.J., SURIADI GUNAWAN, Malaria diIndonesia, In; Harijanto (ed); Epidemiologi,

patogenesis dan manifestasi klinis, Penerbit BukuKedokteran EGC, pp. 17-25,2000.

LANDAU, I. AND BOULARD, Y. Life cycles andMorphology. In: Rodent Malaria (R. Killick-Kendrickand W. Peters, eds.) Academic Press, London, pp 53­84. 1978.

LEVINE M.M., CAMPBEL JD., KOTLOFF KL.,Overview of Vaccine and Immunisations, BritishMedical Bulletin, 62: pp. I -13, 2002

NUSSENZWEIG, R.S., COCHRANE, A.H. ANDLUSTIG, H.JImmunological Responses. In: RodentMalaria (R. Killick-Kendrick and W. Peters, eds.)Academic Press, London, pp 248-307. 1978.

NUSSENZWEIG R, dkk, Protective immunity produced bythe injection of x-irradiated sporozoites of Plasmodiumberghei. Nature, 216,160,1967.

ORJIH AU, COCHRANE AH, NUSSENZWEIG RS.Comparative studies on the immunogenicity ofinfective and attenuated sporozoites of Plasmodiumberghei. Trans R Soc Trop Med Hyg, 76: pp. 57-6 I,1982.

PLOTKIN, S.L., and PLOTKIN,S. ,A., A short history ofvaccination. In "Vaccine" 3rd ed., S. A Plotkin andW.A. Orenstein, Eds., Philadelpia Saunders, pp. ]-12.1999.

SINDEN, R.E. Cell Biology. In: Rodent Malaria (R.Killick-Kendrick and W. Peters, eds.), Academic Press,London, pp 85-168. 1978.

SITI NURHA YATI dan TEJA KISNANTO, Propagasisporozoit pada nyamuk Anopheles sp. Secara in vivosebagai basis pembuatan vaksin malaria iradiasi,Prosiding Seminar Nasional Bidang Ilmu MIPA(Semirata BKS-PTN B), 2011.

WORLD HEALTH ORGANIZATION, Initiative forVaccine Research, State the art of vaccine research anddevelopment, http:/www.who.int/vaccines-documents.2005,

60 'Bul.eti:t1.tAw~ Volume 13 Nomor2, Desember2011, 53-60