BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Infeksi virus dengue merupakan salah satu penyakit menular yang sering menimbulkan wabah dan menyebabkan kematian. Dalam kurun waktu 50 tahun kasus dengue di dunia meningkat 30 kali lipat dan menyebar ke berbagai negara baru. Kasus dengue tidak hanya ditemukan di daerah perkotaan tapi sudah menyebar ke daerah pedesaan. Tercatat 2,5 milyar penduduk dunia berisiko terkena infeksi, terutama di Asia Tenggara, Pasifik dan Amerika. Diperkirakan 50-100 juta infeksi dengue terjadi tiap tahunnya, 500 ribu orang diantaranya masuk rumah sakit karena demam berdarah dengue (DBD) serta 2,5 % dari penderita DBD tersebut berakhir dengan kematian (WHO, 2011). Berdasarkan WHO (2004) virus dengue (DENV) sebagai penyebab penyakit dengue merupakan golongan virus RNA. Menurut klasifikasinya virus dengue termasuk dalam Famili Flaviviridae dan genus Flavivirus. Sampai saat ini ditemukan 4 serotipe virus dengue yaitu virus DENV-1, DENV-2, DENV-3 dan DENV-4. Di Indonesia ditemukan semua serotipe virus dengue dan bersirkulasi di berbagai daerah dengan dominasi yang berbeda. Soegijanto (2010) melaporkan bahwa DENV-2 merupakan serotipe yang banyak bersirkulasi di Indonesia di beberapa tahun terakhir ini. Yamanaka et al., (2011) melaporkan bahwa di Surabaya telah terjadi pergeseran dominasi serotipe dari DENV-2 pada tahun 2008 menjadi DENV-1 pada tahun 2010. Baru baru ini dilaporkan juga bahwa DENV-1 merupakan serotipe dominan pada tahun 2012 di Semarang (Fahri et al., 2013).
1
WHO mengklasifikasikan Indonesia sebagai salah satu negara endemis infeksi virus dengue. Hal ini disebabkan adanya kejadian luar biasa (KLB) yang secara periodik terjadi dalam kurun waktu 3-5 tahun. Tingginya kasus di Indonesia juga didukung oleh keempat serotipe virus dengue yang bersirkulasi di Indonesia dan iklim tropis yang merupakan faktor pendukung berkembangnya Aedes aegypti sebagai vektor utama maupun aedes albopictus sebagai vektor sekunder serta tersebar luas di perkotaan maupun pedesaan (WHO, 2009). Semua serotipe virus dengue menurut WHO (2011) dapat menyebabkan spektrum penyakit mulai dari yang tidak bergejala (asymptomatic), demam dengue sampai demam berdarah dengue bahkan syok syndrom. Struktur antigen semua serotipe ini sangat mirip satu sama lain. Namun antibodi terhadap masing-masing serotipe tidak dapat saling memberikan perlindungan silang. Variasi berbeda pada semua serotipe ini tidak hanya menyangkut antar serotipe tetapi juga di dalam serotipe itu sendiri tergantung waktu dan daerah penyebarannya (Sumarmo, 1999). Tingginya jumlah kasus penyakit dengue di Indonesia masih menjadi masalah utama. Selain karena upaya pemberantasan vektor yang belum berhasil juga karena mekanisme terjadinya penyakit demam berdarah sampai sekarang belum diketahui dengan jelas.
Secara klinik semua serotipe virus dengue mempunyai
tingkatan manifestasi yang berbeda. Ada dua teori tentang terjadinya manifestasi yang dikemukakan oleh pakar demam berdarah di dunia yaitu teori infeksi primer atau teori virulensi dan teori infeksi sekunder. Teori virulensi menyatakan bahwa munculnya manifestasi demam dengue disebabkan karena adanya mutasi dari virus dengue menjadi lebih virulen. Teori infeksi sekunder menyatakan bahwa manifestasi
2
berat terjadi bila ada infeksi ulangan oleh virus dengue berbeda serotipe dengan infeksi sebelumnya (Listiyaningsih, 2005). Genom virus dengue memiliki satu kerangka baca atau open reading frame (ORF) yang diapit oleh daerah 5’ Non Coding Region (NCR) dan 3’ Non Coding Region. ORF mengkode tiga protein struktural yaitu Capsid (C), Membrane (M), dan selubung (E) dan mengkode tujuh protein non struktural yaitu : NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A,NS4B, dan NS5 (Chambers et al., 1990b). Beberapa hasil studi menunjukkan adanya perubahan nukleotida maupun asam amino yang terjadi di banyak situs dari genom virus dengue (Mangada & Igarashi, 1998; Leitmeyer et al., 1999; dos Santos et al., 2002; Rossi et al., 2012; Dash et al., 2013; Bai et al., 2013). Menurut Holmes & burch (2000), perbedaan dan perubahan genetik pada virus dengue diduga dapat mempengaruhi patogenik maupun virulensi virus tersebut. Salah satu protein non-struktural adalah NS3, merupakan protein multifungsi dengan berat molekul 70 kDa yang mempunyai aktivitas dalam proses pemotongan poliprotein dan replikasi (Lindenbach et al., 2007) serta
sebagai
komponen dari RNA polimerase viral (Henchal & Putnak, 1990). Karena statusnya yang sangat conserved (Beasley & Barrett, 2008) protein NS3 saat ini banyak dikembangkan sebagai target terapi antiviral pada kasus demam berdarah (Lescar et al., 2008; Natarajan, 2010; Frimayanti et al., 2011). Selain itu, sekuens NS3 juga mengkode protein yang dapat menjadi target immunosurveilance sehingga dapat menjadi pertimbangan dalam mendesain vaksin DNA dengue (Danko et al., 2011). Hasil studi sebelumnya menunjukkan bahwa domain yang berfungsi sebagai protease dari NS3 berada pada N-terminal yang juga disebut dengan serine protease (Gorbalenya et al., 1989; Chambers et al., 1990a). Domain ini memiliki beberapa
3
asam amino yang berperan penting dalam aktifitas katalitik dari NS3 protease seperti triad katalytic (Gorbalenya et al., 1989; Chambers et al., 1990a), maupun binding substrate (Bazan & Fletterick, 1989). Percobaan mutagenesis menunjukkan bahwa mutasi pada domain tersebut mempengaruhi efisiensi dari aktivitas katalitik protease virus dengue (Valle & Falgout, 1998). Baru-baru ini diperoleh informasi bahwa hasil identifikasi DENV-2 dari isolat klinis asal Jakarta menunjukkan adanya mutasi pada domain tersebut (Pradipta, 2010). Berdasarkan latar belakang diatas, diperlukan adanya identifikasi molekuler lebih jauh terhadap virus dengue yang bersirkulasi di Indonesia termasuk hubungannya dengan derajat keparahan penyakit. Oleh karena itu penelitian dalam identifikasi dan analisis sekuen gen NS3 khususnya bagian protease dari virus dengue yang berasal dari isolat klinis Sukabumi dipandang perlu untuk dilakukan.
B. Permasalahan Berdasarkan latar belakang yang diuraikan diatas, dapat dirumuskan masalah sebagai berikut: 1.
Apakah ada perbedaan sekuen gen NS3 protease virus dengue isolat klinis Sukabumi dibandingkan dengan isolat yang dilaporkan di GenBank?
2.
Apakah perbedaan sekuen gen NS3 protease berhubungan dengan derajat keparahan penderita?
4
C. Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1.
Mengidentifikasi perbedaan sekuen gen NS3 protease virus dengue yang berasal dari isolat klinis Sukabumi dan membandingkannya dengan isolat yang ada di GenBank.
2.
Mengetahui hubungan derajat keparahan penyakit dengan perbedaan sekuen gen NS3 protease.
D. Manfaat Penelitian Dengan memperoleh informasi mengenai perbedaan gene NS3 virus dengue isolat klinik Sukabumi, diharapkan dapat bermanfaat dalam memberikan informasi dasar untuk kloning gen NS3 protease dalam rangka pengembangan penemuan antiviral, vaksin virus dengue, maupun pengembangan diagnostik virus dengue sehingga diperoleh formulasi yang tepat sesuai kondisi di Indonesia. Selain itu, informasi hubungan variasi genetik dengan derajat keparahan diharapkan dapat menambah informasi di bidang biologi molekuler virus dengue.
5
