Peran dan diagnosis laboratorium nyamuk Anopheles sebagai vektor malaria mematikan bagi manusia
Abstrak
Agen penyebab malaria adalah parasit protozoa dari genus Plasmodium. Genus ini mencakup lebih dari 200 spesies berbeda yang menjadi parasit pada berbagai inang seperti reptil, burung, amfibi, dan mamalia (total 53 spesies, 30 spesies di antaranya menjadi parasit pada primata). Pemeriksaan mikroskopis apusan darah tebal dan tipis adalah tes "standar emas" yang digunakan untuk mendeteksi parasitemia dalam darah dan memandu pengobatan yang tepat.Kontak manusia
nyamuk dan tingkat gigitan manusia Kepadatan vektor dalam kontak dengan manusia dan inang vertebrata preferensi untuk makan darah nyamuk terkait erat.
PENDAHULUAN
Malaria (mala aria: “udara buruk”; kata portmanteau dari abad ke-18), ague, atau demam rawa (frz. paludisme) adalah parasitosis yang ditularkan oleh nyamuk yang endemik di 87 negara dan menyebabkan sekitar 219 juta kasus klinis dan 435 000 kematian per tahun. Morbiditas dan mortalitas terutama mempengaruhi anak
anak dan wanita hamil yang tinggal di Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) Wilayah Afrika.
Agen penyebab malaria adalah parasit protozoa dari genus Plasmodium. Genus ini mencakup lebih dari 200 spesies berbeda yang menjadi parasit pada berbagai inang seperti reptil, burung, amfibi, dan mamalia (total 53 spesies, 30 spesies di antaranya menjadi parasit pada primata). Sampai saat ini, enam spesies Plasmodium telah diidentifikasi sebagai patogen manusia, dan mereka menyebabkan berbagai jenis malaria: P. malariae (malaria quartana), P. ovale (dengan dua subspesies P. o. curtisi dan P. o. wallikeri menyebabkan malaria ter tiana), P. knowlesi (malaria zoonosis), P. vivax (malaria tertiana).
SIKLUS HIDUP
Siklus hidup parasit Plasmodium melibatkan replikasi aseksual dan seksual yang terkait dengan perubahan inang wajib dari inang perantara manusia menjadi nyamuk betina dari genus Anopheles sebagai inang terakhir. Selama Dalam siklus hidup yang kompleks ini, parasit Plasmodium harus menginfeksi dan mendiami berbagai tipe sel untuk memastikan perkembangan tahap mental dan produksi keturunan. Skizogoni eritrositik, yang terjadi di dalam eritrosit inang manusia, melibatkan reorganisasi canggih dari sel inang yang terdiferensiasi secara terminal dan tereduksi secara metabolik dalam proses mengamankan pasokan nutrisi dari pencernaan hemoglobin serta penyerapan serum darah, pembuangan limbah beracun, perlindungan terhadap respon imun inang, dan perkembangan siklus hidup.
Selama skizogoni, P. falciparum membentuk celah Maurer, organel sekretorik yang berada di luar batas seluler parasit dalam sitoplasma eritrosit, untuk memfasilitasi interaksi inang-parasit dan sekuestrasi untuk menghindari pembersihan limpa dari eritrosit yang terinfeksi. Sekuestrasi dapat dicapai melalui sitoadherensi eritrosit yang terinfeksi ke berbagai reseptor yang terdapat pada permukaan sel endotel vaskular di venula postkapiler organ yang berbeda atau melalui roset eritrosit yang terinfeksi dengan eritrosit yang tidak terinfeksi . eritrosit yang diparasitisasi oleh falciparum dibentuk oleh anggota dari beragam keluarga var multigen yang mengkodekan beberapa versi berbeda dari protein membran eritrosit P. falciparum 1 (PfEMP1), yang secara eksklusif diekspresikan dalam P. falci parum dan ditampilkan pada tonjolan mirip kenop pada eritrosit membran plasma.[17,18].
Agen penyebab malaria zoonosis di Asia Tenggara, P. knowlesi, juga menghasilkan organel sekretorik dalam sitoplasma eritrosit yang disebut celah Sinton Mulligan yang tampaknya memainkan peran penting dalam menerima dan menyimpan protein yang dihasilkan oleh parasit yang berada di eritrosit. [19, 20] Telah dilaporkan lebih lanjut dalam penelitian in vitro oleh Fatih et al. bahwa P. knowlesi mungkin dapat membentuk fenotip sitoadhesif yang memungkinkan perlekatan eritrosit inang ke reseptor en dotelial manusia yang dapat diinduksi molekul adhesi antar sel-1 (ICAM-1) dan molekul adhesi seluler vaskular (VCAM).[21]
NamunSiklus hidup parasit Plasmodium patogen manusia. Skizogoni dan sporogoni parasit Plasmodium patogen manusia terjadiantara inang perantara (Homo sapiens) dan inang terakhir (Anopheles). Nyamuk Anopheles betina yang terinfeksi menginokulasi Plasmodium sporozoit ke dalam kulit inang manusia selama makan darah. Sporozoit meluncur menjauh dari tempat inokulasi untuk mencapai pembuluh
darah itu dengan cepat membawanya ke sinusoid hati. Sporozoit meninggalkan aliran darah, menginfeksi hepatosit, dan berkembang menjadi skizon hati. Hati skizon menghasilkan dan melepaskan ribuan merozoit haploid ke dalam aliran darah setelah pecah (skizogoni hati). P. vivax dan P. ovale bisa lebih jauhmembentuk tahap perkembangan dorman (hipnozoit) yang mampu bertahan di hati, dan dapat menyebabkan kekambuhan malaria bahkan bertahun-tahun setelah yang asli Infeksi Plasmodium. Merozoit hati yang baru dilepaskan mampu menginfeksi eritrosit inang manusia. Di dalam eritrosit, parasit matang dari tahap perkembangan cincin remaja ke tahap perkembangan skizon dewasa, yang terdiri dari berbagai merozoit (eritrositik skizogoni). Merozoit ini dilepaskan ke aliran darah setelah skizon pecah dan menyerang eritrosit baru. Akhirnya, beberapa parasit dimulai diferensiasi mereka menjadi tahap perkembangan seksual (gametosit: makrogametosit betina dan mikrogametosit jantan). Perkembangan seksual tahap kemudian dicerna oleh nyamuk Anopheles betina berikutnya selama makan darah. Di dalam usus tengah nyamuk, makrogamet dan mikrogametkawin dan membentuk zigot. Zigot ini berkembang menjadi ookinet yang menembus dinding usus tengah, kemudian berkembang menjadi ookista. Itu ookista kemudian menghasilkan sporozoit, yang dilepaskan setelah ookista pecah dan menyerang kelenjar ludah nyamuk. Sporozoit yang dimilikidiproduksi selama sporogoni ini kemudian dapat diinokulasi lagi ke inang perantara manusia selama makan darah berikutnya melalui sekresi air liur antikoagulan nyamuk.
PEMERIKSAAN LABORATOORIUM
Pemeriksaan mikroskopis apusan darah tebal dan tipis adalah tes "standar emas" yang digunakan untuk mendeteksi parasitemia dalam darah dan memandu pengobatan yang tepat. Setetes darah dikumpulkan untuk mendeteksi parasitemia dalam darah dan memandu pengobatan yang tepat. Setetes darah dikumpulkan dari pasien melalui tongkat jari atau venipuncture. Ketika venipuncture digunakan untuk pengambilan darah, dari pasien melalui finger stick atau venipuncture. Ketika venipuncture digunakan untuk pengumpulan darah, disarankan agar darah disebarkan ke slide segera setelah pengumpulan untuk mencegah berkepanjangan disarankan agar darah disebarkan ke slide segera setelah pengumpulan untuk mencegah pemaparan yang lama terhadap antikoagulan dalam tabung pengumpul yang dapat mengubah morfologi parasit. Paparan apusan tebal terhadap antikoagulan
dalam tabung pengumpul yang dapat mengubah morfologi parasit. Tebal lebih sensitif dan melibatkan penempatan satu hingga dua tetes darah pada slide dalam lingkaran. Pap merah lebih sensitif dan melibatkan penempatan satu hingga dua tetes darah pada slide dalam lingkaran. Sel darah dilisiskan dan berbagai stadium darah parasit malaria, trofozoit, gametosit, dan sel darah merah dilisiskan dan berbagai stadium darah parasit malaria, trofozoit, skizon gametosit dilepaskan. Apusan tipis digunakan untuk mendeteksi morfologi spesies parasit dan skizon dilepaskan. Apusan tipis digunakan untuk mendeteksi morfologi spesies parasit dan disiapkan dengan menyebarkan setetes darah pada slide untuk membuat tepi berbulu yang berisi disiapkan dengan menyebarkan setetes darah pada slide untuk membuat tepi berbulu yang mengandung satu lapisan sel. Slide diwarnai dengan pewarnaan Giemsa dan diperiksa satu lapis sel. Slide diwarnai dengan pewarnaan Giemsa dan diperiksa menggunakan mikroskop bidang terang Olympus (BH-2, Tokyo, Jepang) (100 × perendaman minyak) oleh mikroskop medan terang Olympus yang terlatih (BH-2, Tokyo, Jepang ) (100× minyak imersi) oleh petugas laboratorium terlatih. Sensitivitas dan spesifisitas untuk metode ini masing-masing adalah 95% dan 98% untuk petugas laboratorium. Sensitivitas dan spesifisitas untuk metode ini adalah 95% dan 98%, masing-masing digunakan polymerase chain reaction (PCR) sebagai pembanding. Batas deteksi untuk ini ketika reaksi berantai polimerase (PCR) digunakan untuk perbandingan. Batas metode deteksi adalah sekitar 50-200 parasit per µL darah. Seorang petugas laboratorium yang terampil mampu untuk metode ini adalah sekitar 50-200 parasit per uL darah. Laboratorium terampil untuk mengukur parasitemia dalam apusan darah dalam waktu sekitar 60 menit. Tidak termasuk biaya tenaga kerja dan memperoleh personel dapat men
RDT merupakan metode diagnosis malaria yang cepat dan terjangkau. RDT mudah digunakan dalam pengaturan terbatas sumber daya dan sulit dijangkau. Pelatihan personil yang dibutuhkan jauh lebih intensif dibandingkan dengan mikroskop dan PCR. Petugas kesehatan masyarakat dapat melakukan tes di komunitas mereka kemudian meresepkan pengobatan atau merujuk pasien ke pusat kesehatan. Negatif palsu menjadi lebih umum karena parasit dengan penghapusan gen pHRP-2 dan fenomena prozone pada pasien dengan parasitemia tinggi. RDT mungkin tidak dapat mengimbangi sifat parasit malaria yang terus berkembang dan epidemiologinya yang berubah. Metode RDT tidak memungkinkan untuk kuantifikasi parasitemia dan akibatnya sulit untuk memantau keefektifan terapi. Ini juga dapat menghasilkan positif palsu karena mendeteksi pHRP-2 yang dapat tetap berada dalam darah hingga 30 hari setelah pengobatan dan efektif menghilangkan infeksi aktif. Batas deteksi tidak memungkinkan identifikasi pembawa asimptomatik, dan variasi kinerja berbagai merek RDT dapat menyebabkan penurunan keandalan
PENULARAN
Kontak manusia-nyamuk dan tingkat gigitan manusia Kepadatan vektor dalam kontak dengan manusia dan inang vertebrata preferensi untuk makan darah nyamuk terkait erat. Perilaku antropofilik (Daftar Istilah) dari An. gambiae merupakan faktor penting dalam kapasitas vektornya yang tinggi. Hipotesis yang dikembangkan oleh Coluzzi menjelaskan peningkatan kontak antara manusia dan An. gambiae beberapa ribu tahun yang lalu dan perubahan drastis berikutnya dalam kapasitas vektor. Penetrasi hutan yang luas dimulai 3000 tahun yang lalu oleh populasi Bantu, yang membangun pertanian melalui deforestasi. An. nenek moyang gambiae, yang sebelumnya tidak dapat bertahan hidup di hutan, kemudian dapat menemukan tempat perkembangbiakan yang cocok di bawah sinar matahari dan menyerbu relung ekologi baru ini. Secara paralel, tekanan seleksi yang kuat terhadap ternak, karena trypanosomiasis, memiliki konsekuensi bahwa manusia adalah inang vertebrata besar yang paling sering tersedia di daerah tersebut. Dengan menyediakan tempat perkembangbiakan dan tepung darah untuk Anopheles yang baru tiba, manusia berperan sebagai 'papan dan penginapan', dan memilih spesies yang sangat terspesialisasi, An. gambiae, yang biologinya menjadi sangat bergantung pada manusia. Spesialisasi pada manusia ini telah dipilih secara berbeda dalam anggota
An. kompleks gambiae. Adaptasi spesies yang berbeda ini terhadap lingkungan yang beragam dan perilaku trofik terkait
disertai dengan fiksasi pengaturan kromosom yang berbeda, yang diketahui melindungi alel yang terkoadaptasi dari rekombinasi. Hubungan antara inversi kromosom dan preferensi inang memberikan bukti dasar genetik untuk perilaku trofik dan membuatnya rentan terhadap kekuatan selektif. Adaptasi yang cepat dari An. gambiae ss ke manusia dan spesialisasi anggota kompleks ke lingkungan yang beragam adalah ilustrasi yang jelas tentang keragaman dan plastisitas genetik mereka. Banyak culicidae berhubungan dekat dengan manusia dan dalam beberapa kasus dapat menularkan agen infeksius kepada mereka. Penentu genetik adaptasi terhadap lingkungan manusia dan perilaku trofik vektor malaria hampir tidak diketahui. Investigasi saat ini didasarkan pada asumsi bahwa penciuman memiliki peran penting dalam perilaku, setidaknya dalam pilihan inang nyamuk untuk bloodmeal tertentu. Namun demikian, sepengetahuan kami, tidak ada laporan yang menunjukkan perkembangan parasit malaria manusia pada nyamuk selain Anopheles. Kepadatan dan tingkat gigitan manusia nyamuk vektor non malaria bisa tinggi di daerah penularan malaria yang intens. Oleh karena itu, P. falci parum yang tertelan oleh spesies non vektor harus sering; Namun, kompetensi vektor belum dipilih dalam berbagai spesies. Hal ini menunjukkan bahwa faktor penting menghindari infeksi pada spesies nyamuk yang tidak kompeten harus sangat dibedakan dari yang kompeten. Oleh karena itu, studi tentang langkah-langkah perkembangan parasit awal pada vektor nonmalaria dapat digunakan untuk menunjukkan faktor nyamuk penting dalam interaksi Anopheles-Plasmodium dan menjelaskan target baru untuk strategi pemblokiran transmisi. Deskripsi baru-baru ini tentang komponen penciuman seluler dan molekuler membuka jalan yang menjanjikan untuk menemukan bagaimana nyamuk memilih inang vertebrata mereka untuk makan darah dan oleh karena itu potensi untuk mengubah perilaku trofiknya untuk membatasi penularan malaria. Pada Anopheles, kerentanan terhadap parasit Plasmodium manusia tampak lebih kuantitatif. Infeksi eksperimental spesies Anopheles yang tidak menularkan P. falciparum secara alami sering menunjukkan tingkat infeksi yang rendah tetapi jarang tidak ada. Hasil infeksi tergantung pada respon nyamuk dan kemampuan parasit untuk menghindarinya. Memang, keberadaan agen infeksi pada nyamuk dianggap sebagai non-self dan menginduksi respon imun yang dapat membatasi efisiensi infeksi. Pekerjaan
ekstensif, terutama menggunakan model sistem parasit-vektor, menguraikan sebagian An. sistem kekebalan gambiae. Saat ini, lebih banyak upaya diinvestasikan dalam penelitian tentang sistem vektor-parasit alami. Gen yang berperan dalam respon nyamuk terhadap P. falciparum telah diidentifikasi pulau resistensi genetik dipetakan menunjukkan bahwa varian genetik berperan dalam kerentanan dan resistensi pada vektor nyamuk, dan kandidat gen yang mengkode protein kaya leusin (APL1) menunjukkan resistensi yang bergantung pada alel. Perbandingan kombinasi vektor-parasit yang berbeda mengungkapkan bahwa bagian dari mekanisme respon nyamuk bersifat umum dan efektif terhadap beberapa agen infeksi, sedangkan yang lain lebih spesifik. Misalnya, melanisasi tampaknya menjadi respon awal terhadap infeksi Plasmodium atau benda asing lainnya (misalnya manik-manik sephadex) di An. gambiae seperti pada spesies nyamuk lainnya. Namun, dalam kasus An. gambiae yang terinfeksi oleh P. falciparum, melanisasi tidak muncul sebagai mekanisme pengendalian infeksi utama, meskipun kadang-kadang diamati pada nyamuk yang terinfeksi secara eksperimental. Juga, pembungkaman gen melanisasi kunci tidak mempengaruhi tingkat infeksi oleh P. falciparum: ini kontras dengan apa yang diperoleh ketika terinfeksi oleh P. berghei. Dengan demikian, mekanisme melanisasi tampaknya merupakan respons nyamuk yang sangat efisien terhadap non-self, kecuali terhadap parasit malaria manusia yang terkoadaptasi. Hal ini menunjukkan bahwa Plasmodium menekan respon imun atau mengembangkan mekanisme penghindaran. Fakta bahwa kunci gen nyamuk terkait kekebalan diregulasi selama infeksi P. falciparum mendukung hipotesis penghindaran. Kemampuannya untuk menghindari respon bisa menjadi faktor utama dalam kompetensi vektor. Kerentanan dan refrakter terhadap infeksi Seekor nyamuk dapat dianggap sebagai vektor malaria yang kompeten jika parasit Plasmodium secara internal dapat menyelesaikan siklusnya dari gametosit dalam tepung darah menjadi sporozoit dalam air liur. Kita dapat membedakan berbagai tingkat kerentanan (Glossary) untuk parasit malaria manusia: tingkat kualitatif dengan refraktori lengkap (Glossary) spesies non Anopheles dan tingkat kuantitatif di antara spesies Anopheles. Perlombaan senjata evolusi antara parasit dan inang memprediksi evolusi konstan dari refraktori nyamuk dan mekanisme penghindaran parasit. Keragaman dan plastisitas Plasmodium yang tinggi pada inang vertebrata mengarah pada asumsi bahwa parasit berevolusi lebih cepat, dan beradaptasi lebih cepat, daripada inang, dan diperkirakan akan lebih berhasil menularkan melalui populasi vektor koevolusi lokal, daripada populasi non-
lokal. satu. Dengan kata lain, parasit akan menjadi pelari tercepat dalam ras inang parasit. Dalam kesepakatan, beberapa spesies Anopheles Eropa yang diuji kompetensi vektor untuk P. falciparum menunjukkan perkembangan jumlah parasit yang rendah dibandingkan dengan An. gambiae. Spesies Eropa ini adalah Adaptasi An. nenek moyang gambiae ke manusia disertai dengan peningkatan dramatis dalam penularan P. falciparum. Pandangan tradisional dari cerita menyoroti manfaat dari adaptasi vektor ke inang vertebrata, tetapi bisa juga sebagai akibat dari tekanan seleksi yang diberikan oleh parasit untuk meningkatkan transmisi yang mungkin telah memperkuat spesialisasi. Beberapa percobaan mengungkapkan kemampuan Plasmodium untuk memodifikasi perilaku trofik inang nyamuk. Vektor menunjukkan preferensi untuk menggigit hospes manusia yang terinfeksi gametosit dan wanita hamil (yang umumnya terinfeksi lebih berat), dan vektor yang terinfeksi lebih agresif. Orang mungkin berpikir bahwa proporsi nyamuk yang terinfeksi di alam tidak akan membiarkan tekanan seleksi yang kuat diberikan oleh parasit pada perilaku nyamuk. Namun, mengingat kematian harian An. gambiae (diperkirakan 10-18% dan perkembangan sporogonik yang lama (10-14 hari), tingkat infeksi sporozoit 5% sering diamati berarti bahwa sebagian besar An. gambiae berada dalam kontak dengan parasit selama umur mereka, dan menunjukkan bahwa perilaku trofik mungkin berada di bawah tekanan selektif untuk meningkatkan transmisi parasit.
DAFTAR PUSTAKA
Anna Cohuet. et al. (2020) Evolutionary forces on Anopheles: what makes a malaria vector?. Institut de Recherche pour le De´ veloppement. France.
Gunjan Arora. et al. (2023) Malaria: influence of Anopheles mosquito saliva on Plasmodium infection. Trends in Immunology. Vol. 44, No. 4.
Afoma Mbanefo and Nirbhay Kumar. (2020) Evaluation of Malaria Diagnostic Methods as a Key for Successful Control and Elimination Programs. The George Washington University. Washington. USA.
Brian Gitta and Nicole Kilian. (2020) Diagnosis of Malaria Parasites Plasmodium spp. in Endemic Areas: Current Strategies for an Ancient Disease. Wiley Periodicals, Inc.
Joanna K. Konopka. et al. (2021) Olfaction in Anopheles mosquitoes. Johns Hopkins University School of Medicine. USA. Vol 46, 1–24