PATHOGENESIS DAN IMMUNOLOGI BALAMUTHIA MANDRILLARIS......................................By. Chandra URL

2.1 Gambaran Umum Balamuthia mandrillaris

2.1.1 Struktur dan Siklus hidup Balamuthia mandrillaris

Balamuthia mandrillaris memiliki dua tahap dalam pertumbuhan dan perkembangannya yakni tahap trophozoite vegetatif dan tahap kista dorman. Memilki ukuran diameter 15-60 μm serta memiliki struktur percabangan yang tidak teratur. Balamuthia mandrillaris sebagai sel eukariotik memiliki nukleeus dengan nukleolus yang mengkin lebih dari satu. Selnya juga terdiri atas mitokondria, retikulum endoplasma dan ribosom. Pada tahap Protozoite yang berlangsung secara aseksual, terjadi pembelahan biner (mitosis) dimana inti dan nukleolus membelah membentuk sel anak. Apabila dalam kondisi lingkungan yang ekstrim seperti kurangnya nutrisi, pH dan suhu yang buruk; tropozoite akan akan berubah menjadi kista melalui proses encystment. Encystment menjamin kelangsungan hidup organisme di bawah kondisi lingkungan yang ekstrim. Kista cenderung memiliki ukuran yang lebih kecil yakni 13-30 μm serta memiliki bentuk yang bulat. Kista ini terdiri atas tiga dinding, dengan dinding luar tipis yang tidak teratur dikenal sebagai ectocyst, lapisan menengah urat saraf yang dikenal sebagai mesocyst, serta didning baggian dalam tebal yang disebut endocyst. Dalam kondisi yang menguntungkan, yaitu, ketersediaan nutrisi, pH netral, dan suhu moderat (30 sampai 37 ° C), kista berdiferensiasi menjadi bentuk trophozoite melalui proses yang dikenal dengan excystment. Bentuk tropozoite maupun kista dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui saluran pernapasan dan jaringan kulit yang luka.

2.1.2 Balamuthia amuba ensefalitis (BAE)

BAE merupakan peyakit kronis yang berlangsung 3 bulan sampai 2 tahun, dimana hampir semua kasusnya berakibat fatal atau berujung pada kematian. Ciri spesifik yang ditimbulkan adalah terjadinya ensefalitis pada sistem saraf pusat. Berbeda dengan ensefalitis yang ditimbulkan oleh Acanthamoeba, BAE ditemukan juga pada individu yang imunokompeten (individu yang negatif untuk sifilis, DM, infeksi jamur, HIV, dan infeksi mikobakteri serta memiliki CD4 maupun CD8 yang normal). Namun, infeksi ini memang lebih rentan bagi mereka yang menderita DM atau kanker,  HIV, narkoba dan pecandu alkohol, dan pasien yang mengalami pengobatan steroid, radioterapi, kemoterapi antimikroba yang berlebihan, atau transplantasi organ. Dominasi kasus terjadi pada yang muda (di bawah 15 tahun) dan manula (di atas 60 tahun), yang mungkin disebabkan karena kekebalan tubuh yang agak lemah. Lebih dari 100 kasus di seluruh dunia dilaporkan; 34 kasus telah didokumentasikan di Amerika Latin yakni Peru (24 kasus), Argentina (4 kasus), Brazil (1 kasus), Meksiko (4 kasus), dan Venezuela (1 kasus). Sedangkan jumlah kasus yang dilaporkan di Amerika Serikat adalah sekitar 30 kasus. Selain itu, BAE juga telah dilaporkan di Asia yakni Jepang (2 kasus), Thailand (1 kasus), Australia (8 kasus); dan juga di Eropa yakni Republik Ceko (1 kasus), Portugal (1 kasus), dan Inggris (1 kasus). Lalu bagaimana dengan Indonesia? Jumlah pasti kasus BAE di dunia tidak diketahui karena kurangnya kesadaran pada minimnya diagnosis, sistem kesehatan masyarakat yang kurang baik, terutama di negara berkembang. Kombinasi obat yang digunakan pun masih terbatas, dan tentunya sangat mengkhawatirkan. BAE pun tidak hanya terbatas pada manusia, namun juga dapat menginfeksi mamalia lain seperti babun mandrill, monyet, owa, gorila, domba, anjing, dan kuda.

2.2 Pathogenesis Balamuthia mandrillaris/BAE

Patogenesis penyakit mengacu pada kemampuan parasit untuk membawa penyakit dan menimbulkan gejala-gejala tertentu. Rute masuk Balamuthia mandrillaris adalah melalui saluran pernapasan dan kulit (masuk melalui luka di kulit diikuti oleh paparan tanah yang terkontaminasi, misalnya bekerja di kebun), setelah itu berinvasi ke intravaskuler. Penyebarran hematogenlah yang dianggap menjadi langkah kunci dalam BAE, namun belum diketahui secara pasti bagaimana Balamuthia mandrillaris dapat beredar pada blood-brain barrier (BBB) yang bersifat selektif lalu masuk ke sistem saraf pusat (SSP) hingga menimbulkan penyakit. Dalam darah, Balamuthia mandrillaris berhadapan dengan sistem kekebalan tubuh yang melibatkan leukosit, makrofag, neutrofil, dan jalur komplemen. Selain itu, terdapat antibodi terhadap Balamuthia mandrillaris pada populasi yang sehat, dengan tingkat sampai titer 1:256 dalam serum manusia. Namun, telah dibuktikan bahwa meskipun kehadiran sistem kekebalan tubuh yang sangat efisien, Balamuthia mandrillaris dapat menghasilkan infeksi pada individu imunokompeten. Kemampuan untuk meleawati BBB memang dianggap sebagai langkah penting yang dibutuhkan oleh banyak patogen SSP. Pertama kali diamati pada tahun 1885, BBB merupakan hambatan sangat selektif yang membatasi masuknya racun / patogen ke dalam SSP karena adanya seleksi yang ketat. BBB demikian penting dalam patogenesis penyakit SSP ketika gagal untuk mencegah patogen melalui mekanisme selektif. BBB menyeleksi darah yang menuju SSP. Terdapat komponen sel-sel lainyang merupakan BBB yang selektif yakni Pericytes dan Astrosit. Pericytes adalah sel nonneural yang berfungsi untuk mengatur aliran darah kapiler, sedangkan Astrosit berfungsi untuk mengatur jalur sinyal di endotel dan juga terkait dengan resistensi transendothelial. Pericytes dan astrosit dikelilingi oleh lamina basal, di mana terletak matriks ekstraseluler. Secara khusus,  terrdapat sambungan ketat yang unik dalam memberikan resistensi endotel tinggi antara 1.000 sampai 2.000 Ω per cm² di otak, yang jauh lebih tinggi dari sel endotel yang lain, yang biasanya kurang dari 20 Ω per cm². Terdapat pula dua molekul transmembran yakni occludin dan claudin, yang berinteraksi dengan komponen-komponen lainnya pada sel endotel yang berdekatan. Ekor sitoplasmik protein ini berinteraksi dengan sitoskeleton aktin melalui sejumlah protein aksesori, termasuk membran zonula (ZO) protein occluden. Terlihat bahwa sangat ketat segel persimpangan BBB, sehingga kedap racun dan molekul besar lainnya (> 700 Da). Namun, yang menjadi pertanyaan mengapa Balamuthia mandrillaris dapat menembus dan sampai pada SSP? Diduga terdapat tiga mekannisme yang mungkin dapat dilakukan Balamuthia mandrillaris untuk melintasi BBB. Yang pertama melibatkan reseptor yang dimediasi transportasi yakni mekanisme kontak-tergantung, dimana Balamuthia mandrillaris melekat pada sel endotel melalui adhesin. Dalam protozoa terkait, misalnya, Acanthamoeba, manosa binding protein adalah adhesion yang terlibat dalam interaksi dengan BBB. Mekanisme kedua mungkin melibatkan rute paracellular, dimana Balamuthia mandrillaris melintasi BBB dengan melewati antara sel-sel endotel di persimpangan yang ketat. Yang ketiga melibatkan penyeberang langsung dengan menghasilkan kerusakan endotel. Mengingat ukuran Balamuthia mandrillaris (15-65 µM), mekanisme menyeberang paling mungkin terjadi.

2.3 Immunologi dan komponen Balamuthia mandrillaris

·         Respon Inflammasi terhadap Balamuthia mandrillaris

Balamuthia mandrillaris menginduksi interleukin-6 (IL-6) yang memainkan peran dalam melewati blood-brain barrier (BBB) dan mencapai SSP serta mengakibatkan ensefalitis. Temuan ini signifikan dimana IL-6 memainkan peranan penting dalam pathogenesis dari sejumlah infeksi SSP. Sebagai contoh, IL-6 telah ditemukan dalam melemahkan peradangan meningitis pada model tikus dari infeksi bakteri pneumokokus. IL-6 mengikat reseptor permukaan sel kompleks dan meningkatkan permeabilitas BBB oleh molekul adhesi ekspresi modulasi.

·         Adhesi Balamuthia mandrillaris terhadap BBB

Balamuthia mandrillaris menghasilkan sitotoksisitas HBMC yang dapat mengakibatkan gangguan pada BBB. Namun, mekanisme molekuler yang mendasari terkait dengan amuba traversal dari BBB mengarah ke fitur patologis tetap tidak jelas. Adhesi merupakan langkah utama dalam transmigrasi Balamuthia mandrillaris dari HBMEC tersebut.

·         Fagositosis

Pembunuhan cepat dan efisien terhadap sel inang oleh Balamuthia mandrillaris menunjukkan keterlibatan mekanisme membunuh aktif. Hal ini mengakibatkan gangguan jalur sinyal intraselular inang, sekresi toksin, dan kemampuan fagositosis sel inang, akhirnya menyebabkan kematian sel.

·         Ecto-ATPase

Kemampuan Balamuthia mandrillaris menghidrolisis ATP mungkin memiliki peran dalam biologi dan pathogenesisnya. Kemampuan menghidrolisis ATP ini dikarenakan Balamuthia mandrillaris memiliki sebuah ecto-ATPase dengan massa molekul >595 kDa yang mampu mengendalikan ATP sel inang.

·         Protease

Selama masuk ke dalam SSP dari lesi kulit primer atau epitel hidung, Balamuthia mandrillaris bergabung dengan molecules of the host extracellular matrix (ECM), termasuk komponen dari lamina basal. Dalam otak yang sehat, ECM terdiri dari sebagian besar  volume otak normal yang membentuk lamina basal di sekitar pembuluh darah. ECM ini terus direnovasi dan memberikan dukungan struktural dan fungsional kritis, serta mempertahankan homeostasis pada jaringan saraf. Namun, ECM dapat mengalami modifikasi substansial mengakibatkan tanggapan neuroinflammatory. Degradasi ECM berlebihan mempengaruhi sifat struktural / fungsional neurovaskular yang sangat merusak fungsi SSP.

·         Respon Immun Tubuh terhadap Balamuthia mandrillaris

Antibodi Balamuthia mandrillaris yakni imunoglobulin G (IgG) dan kelas IgM terdeteksi pada populasi yang sehat, dengan titer mulai dari 1:64 sampai 1:256. Darah pada tali pusat juga mengandung antibodi, tetapi pada titer yang lebih rendah merupakan hasil transfer plasenta dari sistem peredaran darah ibu. Namun, tingkat antibodi yang sangat rendah pada neonatus, secara substansial akan meningkat seturut perkembangan usia, mungkin sebagai akibat dari paparan lingkungan terhadap Balamuthia mandrillaris dalam tanah. Namun, peran protektif antibodi terhadap BAE agak tidak jelas. Sebagai contoh, beberapa pasien BAE dilaporkan memiliki antibodi dengan titer tinggi namun tanpa respon protektif terhadap Balamuthia mandrillaris sehingga dapat mengakibatkan kematian. Hal ini terjadi karena Balamuthia mandrillaris memiliki kemampuan dalam menghindari respon imun humoral.