PENGARUH PEMBERIAN PARTIKEL LOGAM NANO-SENG (nZn) ATAU NANO-BESI (nFe) TERHADAP PROFIL LEUKOSIT MENCIT YANG DIINFEKSI Trypanosoma evansi
LINDA YULIANA SARI
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Pengaruh Pemberian Partikel Logam Nano-Seng (nZn) atau Nano-Besi (nFe) terhadap Profil Leukosit Mencit yang Diinfeksi Trypanosoma evansi adalah benar merupakan hasil karya saya sendiri dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, September 2015
Linda Yuliana Sari NIM B04110083
ABSTRAK LINDA YULIANA SARI. Pengaruh Pemberian Partikel Logam Nano-Seng (nZn) atau Nano-Besi (nFe) terhadap Profil Leukosit Mencit yang Diinfeksi Trypanosoma evansi. Dibimbing oleh UMI CAHYANINGSIH dan MOKHAMAD FAKHRUL ULUM. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian partikel logam nano-seng (nZn) atau nano-besi (nFe) terserap tubuh terhadap persentase diferensial leukosit pada mencit (Mus musculus) yang diinfeksi Trypanosoma evansi. Mencit (Mus musculus) jantan dewasa sebanyak 80 ekor dibagi dalam 8 kelompok yaitu kontrol positif diinfeksi Trypanosoma evansi (KP Te) (n=10); kontrol negatif tidak diinfeksi Trypanosoma evansi (KN non Te) (n=10); pengobatan mencit T. evansi dengan nano-Zn dosis 4.4 mg/ekor (nZn 4.4) (n=10), 8.8 mg/ekor (nZn 8.8) (n=10), 17.5 mg/ekor (nZn 17.5) (n=10); pengobatan mencit T. evansi dengan nano-Fe dosis 5.0 mg/ekor (nFe 5.0) (n=10), 10.0 mg/ekor (nFe 10.0) (n=10), dan 20.0 mg/ekor (nFe 20.0) (n=10). Diferensial leukosit dari preparat ulas darah pada hari ke-0 sebelum diberi perlakuan dan hari ke-4, 7, 14 setelah perlakuan. Pemberian nZn atau nFe terhadap mencit yang diinfeksi T.evansi berpengaruh secara signifikan terhadap persentase diferensial leukosit tergantung dosis logam nZn atau nFe yang diberikan. Persentase neutrofil dan monosit meningkat, sedangkan persentase limfosit cenderung menurun dibandingkan sebelum perlakuan. Persentase eosinofil mengalami fluktuasi setiap hari pengamatan. Persentase basofil tidak berpengaruh pada semua perlakuan. Pemberian nZn semua dosis menyebabkan kematian pada semua mencit trypanosomiasis. Pemberian nFe dosis 10.0 mg/ekor mampu memperpanjang daya hidup mencit trypanosomiasis. Kata kunci: diferensial leukosit, mencit, partikel nano-besi, partikel nano-seng, Trypanosoma evansi
ABSTRACT LINDA YULIANA SARI. Effect of Nano-Zinc Particle (nZn) or Nano-Iron Particle (nFe) on Leukocytes Profile of Infected Mice by Trypanosoma evansi. Supervised by UMI CAHYANINGSIH and MOKHAMAD FAKHRUL ULUM. The aim of this research was determine the effect of nano particle of Zinc (nZn) or Iron (nFe) biodegradable metals to differential leukocytes in mice (Mus musculus) after infected by Trypanosoma evansi. Eighty adult male mice (Mus musculus) were divided into 8 groups; positive control grup (n=10) injected by Trypanosoma evansi (KP Te); negative control grup (n=10) non-injected by Trypanosoma evansi (KN non Te); infected mice of T. evansi medicated by stepwise of nano-Zn metal with dose of 4.4 mg/mice (nZn 4.4) (n=10), 8.8 mg/mice (nZn 8.8) (n=10), 17.5 mg/mice (nZn 17.5) (n=10); infected mice of T. evansi medicated by stepwise of nano-Fe metal with dose of 5.0 mg/mice (nFe 5.0) (n=10), 10.0 mg/mice (nFe 10.0) (n=10), and 20.0 mg/mice (nFe 20.0) (n=10). Differential leukocytes from blood sampling was performed on day 0 prior to treatment and day 4, 7, 14 after treatment. The result showed that the average percentage of leukocytes cells in all treatments show different among grups significantly. The average percentage of neutrophils and monocytes in all treatment increased, while percentage lymphocytes was tend to lower compared to pre-treatment. Eosinophils percentage was fluctuation each observated. Basophils percentage was not influence in all grups. All trypanosomiasis mice that medicated by stepwise of nZn was death. However, medicated by stepwise of nFe with dose of 10.0 mg/mice was able to prolonging survival rate of trypanosomiasis mice. Keywords: differential leukocytes, mice, nano-iron particle, nano-zinc particle, Trypanosoma evansi
PENGARUH PEMBERIAN PARTIKEL LOGAM NANO-SENG (nZn) ATAU NANO-BESI (nFe) TERHADAP PROFIL LEUKOSIT MENCIT YANG DIINFEKSI Trypanosoma evansi
LINDA YULIANA SARI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Hewan pada Fakultas Kedokteran Hewan
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PRAKATA Puji syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena berkat rahmat serta karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Hewan di Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor. Tema yang dipilih dalam penulisan skripsi ini adalah Trypanosoma evansi dengan judul Pengaruh Pemberian Partikel Logam Nano-Seng (nZn) atau Nano-Besi (nFe) terhadap Profil Leukosit Mencit yang Diinfeksi Trypanosoma evansi. Skripsi ini ditulis berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dari bulan Oktober 2014 hingga Januari 2015. Penulis menyampaikan terima kasih kepada : 1. Institut Pertanian Bogor yang telah memberikan kesempatan untuk menempuh studi di Fakultas Kedokteran Hewan. 2. Beasiswa Bidikmisi yang telah memberikan bantuan dana selama perkuliahan. 3. Prof Dr Drh Hj Umi Cahyaningsih MS dan Drh Mokhamad Fakhrul Ulum MSi selaku pembimbing skripsi atas segala bimbingan, kesabaran, dukungan, sumbangan ide yang telah diberikan. 4. Dr April H. Wardana SKH MSi beserta staf Laboratorium Parasitologi dari Balai Penelitian Veteriner yang telah membantu selama penelitian. 5. Kerjasama Kemitraan Penelitian dan Pengembangan Pertanian Nasional (KKP3N) yang telah mendanai penelitian ini. 6. Staf Laboratorium Protozologi Departemen Ilmu Penyakit Hewan dan Kesehatan Masyarakat Veteriner Fakultas Kedokteran Hewan IPB yang telah membantu selama penelitian dilaksanakan. 8. Kedua orang tua (Bapak H. Adja Sumadja (Alm) dan Ibu Hj. Elin Herlina), kakak, dan seluruh keluarga yang telah memberikan doa, kasih sayang dan dukungannya selama ini. 9. Sahabat, teman, FKH 48 (GANGLION), Wisma Tutut (Ima, Mita, Pebe, Lenje, Ida, Nolin, Dhona, Ani), Tim penelitian Trypanosoma, dan Ruminers atas doa, semangat, dukungan, dan bantuannya. Saran dan kritik atas skripsi penelitian ini sangat diharapkan demi kebaikan dan kesempurnaan skripsi ini.
Bogor, September 2015
Linda Yuliana Sari
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
Hipotesis
2
Manfaat Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Bahan
2
Alat
3
Prosedur
3
Analisis Data
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Neutrofil
5
Eosinofil
7
Basofil
8
Limfosit
8
Monosit
9
SIMPULAN DAN SARAN
10
Simpulan
10
Saran
10
DAFTAR PUSTAKA
10
RIWAYAT HIDUP
13
DAFTAR TABEL 1 2
3
4
5
Kelompok perlakuan uji in-vivo pada mencit Persentase rata-rata neutrofil pada mencit (Mus musculus) yang telah diinfeksi Trypanosoma evansi dan diberi nano partikel logam nZn atau nFe Persentase rata-rata eosinofil pada mencit (Mus musculus) yang telah diinfeksi Trypanosoma evansi dan diberi nano partikel logam nZn atau nFe Persentase rata-rata limfosit pada mencit (Mus musculus) yang telah diinfeksi Trypanosoma evansi dan diberi nano partikel logam nZn atau nFe Persentase rata-rata monosit pada mencit (Mus musculus) yang telah diinfeksi Trypanosoma evansi dan diberi nano partikel logam nZn atau nFe
4
5
7
8
9
DAFTAR GAMBAR 1
Desain penelitian
3
PENDAHULUAN Latar Belakang Trypanosomiasis atau Surra merupakan penyakit yang ditularkan melalui gigitan lalat penghisap darah seperti Tabanus sp., Chrysop sp., dan Haematopota sp. yang menyerang hewan ternak dan hewan domestik lainnya di Indonesia (KEMENTAN 2014). Agen patogen yang sering menyebabkan kasus Surra di Indonesia adalah Trypanosoma evansi (KEMENTAN 2014). Laporan kasus Surra pertama kali di Indonesia menyerang populasi kuda pada tahun 1897 di Pulau Jawa, yang kemudian penyebarannya meluas secara sporadik ke seluruh wilayah di Indonesia (Partoutomo 1996). Pengendalian dan pemberantasan Surra di Indonesia yang efisien dapat dilakukan dengan pengobatan kemoterapi terhadap ternak yang sakit menggunakan obat-obat komersial seperti suramin, diminazene azeturat, isometamedium, quinapyramine, dan cymelarsan (KEMENTAN 2014). Masalah yang muncul saat ini adalah obat Surra tersebut di Indonesia sulit diperoleh dan tidak tersedia di pasaran (KEMENTAN 2014). Pengembangan obat baru perlu dilakukan agar tersedia dan mampu mengobati Surra di Indonesia. Obat baru tersebut haruslah mempunyai sifat aman, mudah didapat, murah, dan dari sumber yang terbarukan (Fahrimal et al. 2014). Kondisi ini melahirkan pemikiran baru untuk mengembangkan obat anti Surra yang berbasis logam terserap tubuh dengan nanoteknologi. Nanoteknologi didefinisikan sebagai rekayasa dalam pembuatan material, fungsional, maupun piranti dalam skala nanometer (Dwandaru 2012). Pemanfaatan logam terserap tubuh saat ini telah dikembangkan dalam bentuk implan untuk memperbaiki patah tulang dan cardiovascular stent (Moravej et al. 2011). Konsep logam terserap tubuh merupakan pemaanfaatan logam dalam bentuk implan yang keberadaannya hanya sementara untuk mendukung proses penyembuhan jaringan yang sakit (Hermawan dan Mantovani 2009). Pengembangan logam terserap tubuh merupakan inovasi terbaru yang memanfaatkan kelimpahan unsur-unsur logam sebagai anti Surra pada hewan ternak. Berdasarkan penelitian tentang pengembangan logam terserap tubuh sebagi anti Surra pada tahun 2013 secara in-vitro menunjukan bahwa logam Zn dan Fe berpotensi sebagai anti Surra yang memiliki efek trypanosidal (Cahyaningsih et al. 2013). Besi merupakan mineral makro dalam kerak bumi, tetapi dalam sistem biologi tubuh hewan merupakan mineral mikro (Arifin 2008). Besi dalam tubuh berperan penting dalam berbagai reaksi biokimia, antara lain dalam memproduksi sel darah merah dan merupakan bagian dari beberapa enzim hemoprotein (Dhur et al. 1989). Seng merupakan salah satu nutrien penting yang diperlukan oleh tubuh dalam menjaga dan memelihara kesehatan (Widhyari 2012). Logam ini berperan dalam berbagai aktivitas enzim, pertumbuhan dan diferensiasi sel, serta berperan penting dalam mengoptimalkan fungsi sistem tanggap kebal (Paik 2001). Logam terpilih merupakan unsur logam yang secara alami terdapat dalam tubuh sehingga dalam aplikasi harapannya tidak mengakibatkan terjadinya reaksi penolakan.
2
Tujuan Penelitian Mengetahui pengaruh pemberian partikel nano-seng (nZn) atau nano-besi (nFe) terserap tubuh terhadap persentase diferensial leukosit mencit (Mus musculus) yang diinfeksi Trypanosoma evansi. Hipotesis Pemberian partikel nano-seng (nZn) atau nano-besi (nFe) terserap tubuh dapat mempengaruhi persentase diferensial leukosit mencit (Mus musculus) yang diinfeksi Trypanosoma evansi. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang pengaruh pemberian partikel nano-seng (nZn) atau nano-besi (nFe) terserap tubuh terhadap persentase diferensial leukosit mencit (Mus musculus) yang diinfeksi Trypanosoma evansi.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan bulan Oktober sampai November 2014 yang bertempat di Laboratorium Parasitologi Balai Penelitian Veteriner, Bogor. Data diperoleh melalui pemeriksaan preparat ulas darah secara mikroskopis di Laboratorium Protozologi Departemen Ilmu Penyakit Hewan dan Kesehatan Masyarakat Veteriner Fakultas Kedokteran Hewan IPB, pada bulan Desember sampai Januari 2015.
Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah 80 ekor mencit jantan dewasa strain Deutschland, Danken, and Yoken (DDY), isolat Trypanosoma evansi, partikel logam terserap tubuh hasil uji LD50 nano-Zn (dosis 4.4 mg/ekor, 8.8 mg/ekor, dan 17.5 mg/ekor), partikel logam nano-Fe (dosis 5.0 mg/ekor, 10.0 mg/ekor, dan 20.0 mg/ekor), ketamin, sampel darah mencit 1 tetes per preparat, alkohol 70%, metil alkohol, etanol, HCl absolut, NaOH 20%, NaOH 60%, aquadest, ZnCl2®(Nacalai Tesque, Japan), FeCl36H2O®(Nacalai Tesque, Japan), NaBH4®(Nacalai Tesque, Japan), larutan pewarna Giemsa (Merck KgaA, Germany), label, Clavamox® (Kalbe, Indonesia), Flagyl® (Sanofi Aventis, Indonesia), Drontal® (Bayer, Indonesia), dan minyak emersi.
3
Alat Peralatan yang digunakan dalam penelitian meliputi kandang mencit, jaring kawat logam penutup kandang, tempat minum mencit, gunting, syringe 1 mL, inkubator, kertas saring, dan alat penghitung. Alat-alat gelas yaitu gelas objek, gelas piala, pipet, buret, pH meter, dan mikroskop cahaya untuk pengamatan.
Prosedur Pembuatan Partikel Logam Nano-Zn (nZn) atau Nano-Fe (nFe) Pembuatan partikel logam nano-Zn (nZn) atau nano-Fe (nFe) dibuat dengan melarutkan 0.54 g ZnCl2 atau FeCl36H2O dalam (24 mL etanol + 6 mL aquadest) diaduk sampai rata (larutan pertama). Larutan kedua dibuat dari 0.39 g NaBH4 yang dilarutkan dalam 100 mL aquadest (Markova 2010). Larutan kedua dimasukkan dalam buret dan ditambahkan setetes demi setetes, sebanyak 1 tetes per 2 detik ke larutan pertama. Partikel nano akan terbentuk sesaat setelah larutan kedua diteteskan. Partikel dalam larutan didiamkan selama 10 menit hingga mengendap, disaring menggunakan kertas saring untuk memisahkan partikel nano dari cairan. Bagian partikel solid pada kertas saring dicuci dengan etanol 50 mL untuk menghilangkan kadar air. Partikel logam nano dikeringkan dalam inkubator dalam suhu 50 °C selama 24 jam. Partikel kemudian disimpan dalam etanol untuk mencegah oksidasi. Partikel nano diubah menjadi sediaan cair untuk injeksi intraperitonial. Sediaan injeksi intraperitonial dibuat dengan mencampur partikel logam nano-Zn atau nano-Fe dengan 2.5 mL HCl absolut lalu dinetralkan pHnya dengan menambahkan 20 mL NaOH 20% + 7.5 mL NaOH 60% hingga pH 7.1. Sediaan lalu disimpan dalam botol yang tertutup rapat pada suhu ruang. Tahap Persiapan Hewan Coba Mencit diadaptasikan selama 10 hari sebelum perlakuan (Gambar 1). Mencit diberi obat cacing, antibiotik, dan anti protozoa. Mencit ditempatkan dalam kandang dan diberi alas sekam padi secukupnya. Dalam satu kandang dipelihara mencit sebanyak 10 ekor. Pakan diberikan 2x dalam sehari. Air minum disediakan tanpa batasan (ad libitum).
Gambar 1 Desain penelitian.
4
Uji In-vivo pada Hewan Coba Mencit Isolat T. evansi dalam bentuk cryopreservation di thawing dan diperiksa di bawah mikroskop untuk melihat daya motilitasnya dan dihitung konsentrasinya. Selanjutnya diencerkan dengan cara menambahkan larutan Phosphate Buffer Saline Glukosa (PBSG) sehingga diperoleh konsentrasi 105 parasit/mL. Mencit diinjeksi T. evansi secara intraperitonial sebanyak 0.3 mL sebagaimana kelompok perlakuan (Tabel 1). Pengobatan dengan nZn atau nFe dilakukan 3 jam kemudian. Dosis logam terserap tubuh diberikan berdasarkan hasil uji LD50 yang telah dilakukan sebelumnya secara intraperitonial. Mencit yang diinfeksi T.evansi positif trypanosomiasis pasca perlakuan dilihat dari pemeriksaan uji natif yang dilakukan setiap hari. Tabel 1 Kelompok perlakuan uji in-vivo pada mencit Kelompok Kp Te KN non Te nZn 4.4 nZn 8.8 nZn 17.5 nFe 5.0 nFe 10.0 nFe 20.0
n (ekor) 10 10 10 10 10 10 10 10
Perlakuan Infeksi T. evansi (T.e) Pengobatan (mg/ekor) 3.104 parasit/0.3 ml T.e ip Tanpa pengobatan Tanpa infeksi Tanpa pengobatan 4 3.10 parasit/0.3 ml T.e ip nZn dosis 4.4 intraperitonial 3.104 parasit/0.3 ml T.e ip nZn dosis 8.8 intraperitonial 3.104 parasit/0.3 ml T.e ip nZn dosis 17.5 intraperitonial 3.104 parasit/0.3 ml T.e ip nFe dosis 5.0 intraperitonial 3.104 parasit/0.3 ml T.e ip nFe dosis 10.0 intraperitonial 4 3.10 parasit/0.3 ml T.e ip nFe dosis 20.0 intraperitonial
Keterangan : T.e : Trypanosoma evansi, ip : intraperitonial.
Pembuatan Preparat Ulas Darah Preparat ulas darah dibuat pada hari ke-0 sebelum perlakuan, 4, 7, dan 14 pasca perlakuan. Jumlah mencit yang diambil darah untuk ulas darah sebanyak 5 ekor per kelompok perlakuan dengan mencit yang berbeda. Pengambilan darah dengan mencit yang berbeda memberikan waktu pada mencit untuk pemulihan pasca pengambilan darah. Darah mencit diambil dari pembuluh darah vena pada ekor mencit dan diteteskan 1 tetes pada gelas objek. Darah diulas tipis pada gelas objek, kemudian difiksasi dengan metanol selama 3–5 menit. Pewarnaan Giemsa 10% dalam PBS selama 30 menit. Preparat yang telah diwarnai dicuci menggunakan air mengalir dan dikeringkan di udara. Perhitungan Leukosit Leukosit absolut tidak dihitung dalam penelitian ini, penelitian ini hanya menghitung persentase diferensial leukosit saja. Setiap preparat ulas darah diamati diferensial leukosit di bawah mikroskop dengan pembesaran objektif 100x menggunakan minyak emersi. Leukosit dihitung pada beberapa lapang pandang sepanjang ulasan yang digeser secara zig-zag sampai mencapai jumlah 100 sel. Setiap 100 sel leukosit yang ditemukan, dihitung dan dikelompokkan sebagai neutrofil, monosit, limfosit, eosinofil, dan basofil. Nilai relatif masing-masing diferensial leukosit yang ditemukan dinyatakan dalam satuan persen.
5
Analisis Data Data yang diperoleh dianalisis secara statistik dengan menggunakan software SPSS versi 16. Pengujian yang dipakai adalah uji One-Way ANOVA, dilanjutkan uji DUNCAN untuk melihat perbedaan diantara kelompok perlakuan menggunakan selang kepercayaan 95 % (P<0.05).
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengamatan terhadap diferensial leukosit mencit (M. musculus) yang terinfeksi T. evansi dan diberi partikel nano-Zn (nZn) atau nano-Fe (nFe) adalah sebagai berikut : Neutrofil Kelompok perlakuan KP Te pada hari ke-4 menunjukkan peningkatan persentase rata-rata neutrofil dan terjadi perbedaan nyata dibandingkan kelompok sebelum diberi perlakuan (P<0.05) (Tabel 2). Peningkatan persentase rata-rata neutrofil terjadi karena neutrofil merupakan sistem pertahanan tubuh pertama yang datang sesaat setelah terjadinya infeksi dan berperan dalam proses peradangan akut (Anderson et al. 2008) dalam hal ini mencit yang diinfeksi T.evansi. Mencit kelompok KP Te mengalami kematian hingga hari ke-7. Subekti et al. (2013) melaporkan bahwa mencit yang diinfeksi T. evansi dapat mengakibatkan kematian sangat cepat (≤ 6 hari pasca infeksi) atau lebih lama (10–24 hari pasca infeksi). Pemberian partikel nZn atau nFe mampu memperpanjang daya hidup mencit dibandingkan KP Te tanpa pemberian partikel logam nano. Persentase rata-rata neutrofil bervariasi antar kelompok perlakuan yang diberi nZn ataupun nFe. Tabel 2 Persentase rata-rata neutrofil pada mencit (Mus musculus) yang telah diinfeksi Trypanosoma evansi dan diberi nano partikel logam nZn atau nFe Perlakuan KP Te KN non Te nZn 4.4 nZn 8.8 nZn 17.5 nFe 5.0 nFe 10.0 nFe 20.0
n (ekor) 5 5 5 5 5 5 5 5
Persentase rata-rata neutrofil setelah perlakuan (hari) 0 4 7 14 ab def 18.00±1.00 37.25±9.64 N/A N/A 18.00±1.00ab 17.60±1.14ab 18.00±1.00ab 18.20±1.48ab 19.40±5.68ab 19.50±7.72ab 24.00±1.41abc N/A ab a 17.60±1.14 14.75±3.30 47.00±1.41fg N/A ab abc 18.00±1.00 25.00±3.65 N/A N/A 18.00±1.22ab 28.20±1.92bcd 52.00±4.24g N/A 18.20±1.48ab 34.40±10.88cde 36.00±15.13de 41.50±28.99ef 17.60±0.55ab N/A N/A N/A
Keterangan : Huruf superskrip yang sama di belakang nilai rata-rata pada baris dan kolom yang berbeda menyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 95% (P> 0.05). N/A : data tidak tersedia (mati).
6
Berdasarkan Tabel 2, kelompok perlakuan yang diberi nZn pada hari ke-4 menunjukkan persentase rata-rata neutrofil berada dalam kisaran normal yaitu 7– 31% (AML 2009). Hasil ini diduga pemberian nZn pada mencit yang diinfeksi T.evansi dapat menekan terjadinya infeksi. Logam Zn merupakan mediator potensial pertahanan tubuh terhadap infeksi dan berperan dalam sistem kekebalan tubuh (Tanaka et al. 2001; Klaus dan Rink 2003). Persentase neutrofil pada pemberiaan nZn dosis 4.4 mg/ekor, 8.8 mg/ekor, dan 17.5 mg/ekor pada hari ke-4 nilainya berbeda nyata dengan KP Te (P<0.05). Semua mencit yang diinfeksikan T.evansi dan diberi nZn mati hingga hari ke-14. Kematian mencit diduga karena tingginya tingkat parasitemia T.evansi dan ketidakseimbangan nZn dalam darah. Menurut Widhyari (2012) ketidakseimbangan mineral Zn dapat menyebabkan rusaknya komponen sistem kekebalan spesifik dan non spesifik. Penurunan sistem tanggap kebal serta meningkatnya kejadian infeksi dapat diakibatkan oleh rendahnya kadar Zn di dalam tubuh (Widhyari 2012) pada penelitian ini infeksi akibat T.evansi. Neutrofil pada semua kelompok perlakuan yang diberi nFe pada hari pengamatan hingga 14 hari dalam semua dosis cenderung mengalami peningkatan persentase. Pada hari ke-4 kelompok nFe 5.0 dan nFe 10.0 persentase neutrofil tidak berbeda nyata dengan KP Te, sedangkan mencit pada kelompok nFe 20.0 semua mencit mengalami kematian pada hari yang sama. Penyebab kematian mencit diduga karena parasitemia dan pemberian nFe pada dosis 20.0 mg/ekor bersifat toksik. Kekurangan mineral dapat menyebabkan penyakit, sebaliknya pemberian mineral esensial yang berlebihan dapat menimbulkan gejala keracunan (Arifin 2008). Asupan logam Fe secara berlebihan dalam waktu lama dapat menyebabkan akumulasi dalam hati dan ginjal (Prayitno et al. 2010). Seperti halnya bahan asing lain, nano partikel yang masuk ke dalam tubuh akan merangsang respon imun yang dapat menimbulkan permasalahan dalam penggunaanya seperti retensi nano partikel di retikuloendotelial sistem (Artini 2013). Kelompok perlakuan nFe 5.0 dan nFe 10.0 pada hari ke-7 persentase neutrofilnya masih di atas kisaran normal. Pada hari ke-14 hanya mencit kelompok nFe 10.0 yang dapat bertahan hidup dengan persentase rata-rata neutrofilnya tinggi dan berbeda nyata dengan kelompok KN non Te (P<0.05). Pemberian nFe 10.0 diduga mampu merangsang persentase neutrofil untuk melawan kejadian infeksi T.evansi dan mampu memperpanjang daya hidup mencit trypanosomiasis dibandingkan kelompok perlakuan lainnya. Logam besi (Fe) merupakan mikromineral esensial yang berperan penting dalam tubuh antara lain sebagai komponen hemoglobin, komponen beberapa metaloenzim, dan memelihara kerja mioglobulin jantung (Prayitno et al. 2010). Pemberian nFe diduga dapat diterima oleh tubuh mencit dengan dosis tertentu. Hal ini didukung Gross et al. (2002) yang menyatakan bahwa besi (Fe) merupakan logam yang potensial untuk dijadikan biomaterial. Syarat utama untuk semua jenis material yang akan ditanamkan dalam tubuh adalah material tersebut harus biokompatibel dan tidak menyebabkan reaksi yang dapat merugikan bagi tubuh (Artini 2013).
7
Eosinofil Eosinofil merupakan leukosit bergranul yang berfungsi sebagai sel pertahanan terhadap invasi parasit, respon alergi, dan berperan sebagai Antigen Presenting Cell (Athari dan Athari 2014). Pemberian partikel nZn atau nFe pada mencit yang diinfeksikan T.evansi setelah hari ke-4 perlakuan menunjukkan persentase rata-rata eosinofil menurun tetapi tidak mengalami perbedaan nyata dengan kelompok mencit sebelum perlakuan (P>0.05). Namun, hanya kelompok perlakuan nZn 17.5 dan nFe 5.0 yang mengalami peningkatan jumlah eosinofil. Hasil ini tidak sesuai dengan temuan Damayanti et al. (1994) bahwa nilai eosinofil sedikit menurun akibat infeksi T.evansi yang ditemukan pada kerbau. Peningkatan eosinofil akan terjadi ketika eosinofil bekerja untuk membunuh parasit (Aspinall dan Cappello 2015). Nilai normal eosinofil pada mencit adalah 0–6% dari total leukosit mencit (AML 2009). Persentase rata-rata eosinofil pada mencit yang diinfeksi T. evansi dan diberi partikel nZn atau nFe dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3 Persentase rata-rata eosinofil pada mencit (Mus musculus) yang telah diinfeksi Trypanosoma evansi dan diberi nano partikel logam nZn atau nFe Perlakuan KP Te KN non Te nZn 4.4 nZn 8.8 nZn 17.5 nFe 5.0 nFe 10.0 nFe 20.0
n (ekor) 5 5 5 5 5 5 5 5
Persentase rata-rata eosinofil setelah perlakuan (hari) 0 4 7 14 abc ab 0.80±1.30 0.25±0.50 N/A N/A 0.20±0.45ab 0.25±0.50ab 0.80±1.30abc 0.80±1.30abc 2.40±0.55cd 1.25±1.26abcd 0.00±0.00a N/A abcd abcd a 1.60±0.90 1.50±1.73 0.00±0.00 N/A 1.60±1.14abcd 2.00±0.82abcd N/A N/A 2.20±0.45bcd 7.40±2.79f 0.00±0.00a N/A 2.20±0.84bcd 0.20±0.45ab 3.00±2.00d 5.00±0.71e 2.00±0.71abcd N/A N/A N/A
Keterangan : Huruf superskrip yang sama di belakang nilai rata-rata pada baris dan kolom yang berbeda menyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 95% (P> 0.05). N/A : data tidak tersedia (mati).
Berdasarkan Tabel 3, pada kelompok perlakuan nZn 4.4, nZn 8.8, dan nFe 5.0 hari ke-7 pasca perlakuan tidak ditemukannya eosinofil. Pada hari ke-7 dan 14 kelompok perlakuan nFe 10.0 persentase rata-rata eosinofil berada dalam kisaran normal. Nilai eosinofil yang fluktuasi menunjukkan keunikan dari infeksi T.evansi. T.evansi memiliki membran protein yang tebal pada permukaannya (Variant Surface Glicoprotein=VSG) dan bersifat imunogenik (KEMENTAN 2014). Selama terjadinya infestasi, T.evansi mampu mengekspresikan beberapa VSG yang berbeda-beda secara imunologi, sehingga mampu menghindar dari respon imun inangnya (KEMENTAN 2014). Eosinofil tidak seefisien neutrofil dalam fagositosis, namun memiliki lisosom yang dapat menghancurkan parasit bila dirangsang dengan tepat sehingga nilainya tidaklah tinggi di dalam darah (Tizard 2013).
8
Basofil Basofil merupakan sel granulosit pada sel darah putih yang memiliki jumlah paling sedikit ditemukan dalam darah perifer yaitu kurang dari 1% dari total leukosit normal (Cabrera et al. 2012). Persentase rata-rata basofil pada semua kelompok perlakuan dalam semua waktu pengamatan menunjukkan hasil 0%. Hal ini menunjukkan pemberian partikel nZn ataupun nFe pada semua dosis tidak berpengaruh terhadap persentase rata-rata basofil mencit semua kelompok perlakuan. Basofil berperan penting pada reaksi alergi (Aspinall dan Cappello 2015). Mencit pada penelitian ini tidak menunjukkan alergi karena tidak ditemukannya basofil pada darah dari hari ke-0 sampai hari ke-14.
Limfosit Limfosit merupakan sel darah putih yang memiliki persentase paling tinggi dalam menyusun sel darah putih atau leukosit (O’Malley 2005). Persentase ratarata limfosit pada semua kelompok perlakuan di hari ke-4 mengalami penurunan dan nilainya berbeda nyata dengan kelompok sebelum perlakuan (P<0.05) kecuali kelompok nZn 4.4 menurun tetapi tidak berbeda nyata. Hari ke-7 persentase limfosit terus menurun hingga di bawah kisaran normal, hanya kelompok nZn 4.4 yang persentase limfositnya dalam kisaran normal. Penurunan persentase limfosit karena T.evansi bersifat imunosupresi. Hal ini didukung Portoutomo (2000) yang menyatakan bahwa infeksi T. evansi pada sapi dan kerbau selain berakibat penurunan bobot badan, kematian, dan menurunnya daya reproduksi juga berakibat terjadinya keadaan yang disebut imunosupresi atau suatu keadaan dimana respon sel-T terhadap antigen menjadi kurang reaktif. Nilai normal limfosit 60–90% dari total leukosit mencit (AML 2009). Persentase rata-rata limfosit pada setiap waktu pengamatan disajikan pada Tabel 4. Tabel 4 Persentase rata-rata limfosit pada mencit (Mus musculus) yang telah diinfeksi Trypanosoma evansi dan diberi nano partikel logam nZn atau nFe Perlakuan KP Te KN non Te nZn 4,4 nZn 8,8 nZn 17,5 nFe 5,0 nFe 10,0 nFe 20,0
n (ekor) 5 5 5 5 5 5 5 5
Persentase rata-rata limfosit setelah perlakuan (hari) 0 4 7 14 h cdef 78.80±2.59 56.00±11.10 N/A N/A 79.20±1.87h 78.55±1.52h 78.80±2.59h 78.40±1.87h 75.60±5.60gh 64.25±3.50efg 68.75±3.30fgh N/A h def 78.20±1.64 62.00±5.16 43.00±5.65ab N/A 74.20±2.05h 58.75±9.18cdef N/A N/A h bcd a 77.40±1.52 50.00±3.16 35.00±16.97 N/A 78.00±1.87h 41.40±13.46ab 53.00±16.70bcde 48.50±28.99bc 79.60±1.67h N/A N/A N/A
Keterangan : Huruf superskrip yang sama di belakang nilai rata-rata pada baris dan kolom yang berbeda menyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 95% (P> 0.05). N/A : data tidak tersedia (mati).
Pada hari ke-14 mencit di kelompok nFe 10.0 persentase rata-rata limfosit di bawah normal dan berbeda nyata dengan KN non Te (P<0.05). Limfosit berperan
9
pada respon imun yang spesifik (Aspinall dan Cappello 2015). Tanggap kebal spesifik membutuhkan waktu untuk mengenal antigen terlebih dahulu sebelum dapat memberikan responnya (Widhyari 2012). Menurut Widhyari (2012) sel limfosit T berperan di dalam eliminasi antigen intraseluler (di dalam sel), sedangkan antibodi yang diproduksi sel limfosit B bekerja sama dengan sel fagosit dan komplemen berfungsi dalam eliminasi patogen dan antigen ekstraseluler (di luar sel). T.evansi umumnya hidup dalam aliran darah khususnya dalam cairan atau plasma darah sebagai parasit ekstraseluler (KEMENTAN 2014).
Monosit Mencit pada semua kelompok perlakuan yang diberi nZn atau nFe di hari ke-4 menunjukkan persentase rata-rata monosit meningkat dibandingkan kelompok mencit yang diinfeksi T.evansi. Kelompok KP Te mengalami peningkatan persentase monosit tetapi nilainya tidak berbeda nyata dengan kelompok sebelum perlakuan (P>0.05). Hasil ini sesuai dengan hasil yang ditemukan oleh Paim et al. (2011) bahwa tikus yang diinfeksikan dengan T.evansi memiliki jumlah monosit yang tidak berbeda nyata dengan tikus yang tidak diinfeksi T.evansi. Persentase monosit tertinggi hari ke-4 terdapat pada kelompok yang diberikan nFe dosis 10.0 mg/ekor (Tabel 5). Peningkatan persentase monosit mungkin terkait dengan fungsi dari monosit sebagai sel pertahanan awal spesifik pada mencit untuk menyingkirkan benda asing yang masuk ke dalam tubuh (Fahrimal et al. 2014). Pemberian nZn dan nFe terhadap mencit yang diinfeksi T.evansi diduga dapat menstimulasi produk tumor necrosis factor–alpha (TNF-α) oleh sel monosit. Stimulasi produk tumor necrosis factor–alpha (TNF-α) oleh sel monosit berkemampuan untuk meningkatkan fagositosis (Rink dan Kirchner 2000). Tabel 5 Persentase rata-rata monosit pada mencit (Mus musculus) yang telah diinfeksi Trypanosoma evansi setelah pemberian nano partikel logam nZn atau nFe Perlakuan KP Te KN non Te nZn 4.4 nZn 8.8 nZn 17.5 nFe 5.0 nFe 10.0 nFe 20.0
n (ekor) 5 5 5 5 5 5 5 5
Persentase rata-rata monosit setelah perlakuan (hari) 0 4 7 14 2.40±0.89a 4.50±3.11ab N/A N/A 2.60±0.55a 2.60±0.55a 2.40±0.89a 2.60±0.55a 2.60±0.55a 15.25±3.77d 7.25±3.40bc N/A a e 2.60±0.55 19.75±4.27 10.00±4.24c N/A 2.20±0.83a 14.25±5.12d N/A N/A 2.40±0.89a 15.00±1.22d 8.00±5.65bc N/A 1.60±0.89a 23.60±4.50e 7.00±2.00bc 5.50±0.70ab 1.80±0.84a N/A N/A N/A
Keterangan : Huruf superskrip yang sama di belakang nilai rata-rata pada baris dan kolom yang berbeda menyatakan tidak berbeda nyata pada taraf 95% (P> 0.05). N/A : data tidak tersedia (mati).
Berdasarkan Tabel 5, pada hari ke-7 dan ke-14 persentase monosit kelompok perlakuan mengalami penurunan dari hari ke-4 tetapi nilainya masih di atas kisaran normal yaitu 0–4% dari total leukosit pada mencit (AML 2009).
10
Persentase rata-rata monosit pada semua kelompok mencit yang diinfeksi T.evansi dan diberi nZn atau nFe pada hari ke-4 sampai ke-7 berbeda nyata dengan kelompok hari ke-0 (P<0.05). Pada hari ke-14 kelompok nFe 10.0 persentase ratarata monosit di atas normal tetapi nilainya tidak berbeda nyata dengan kelompok KN non Te (P>0.05). Monosit normal berada di dalam darah sekitar 40 jam dan dapat hidup di jaringan dalam beberapa bulan (Tizard 2013).
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Pemberian nZn atau nFe pada mencit yang diinfeksi T.evansi berpengaruh secara signifikan terhadap persentase diferensial leukosit dan memperpanjang daya hidup tergantung dosis yang diberikan. Pemberian nZn semua dosis menyebabkan kematian, hanya pemberian nFe dosis 10.0 mg/ekor yang efektif dalam meningkatkan imunitas dan memperpanjang daya hidup mencit yang diinfeksi T.evansi.
Saran Perlu dikaji lebih lanjut tingkat toksisitas pemberian nZn atau nFe pada organ-organ mencit yang diinfeksi T.evansi dengan pemeriksaan histopatologi.
DAFTAR PUSTAKA [AML] American Medical Laboratory. 2009. Mouse hematology [Internet]. [diunduh pada 2015 Juli 4]. Tersedia pada: http://en.aml-vet.com/animalspecies/mouse/hematology. Anderson JM, Rodriguez A, Chang DT. 2008. Foreign body reaction to biomaterials. Semin Immunol. 20(2):86-100. Arifin Z. 2008. Beberapa unsur mineral esensial mikro dalam sistem biologi dan metode analisisnya. J Litbang Pertanian. 27(3):99-105. Artini IGA. 2013. Peranan nanopartikel dalam penatalaksanaan kanker di era targeting therapy. Indonesian J of Cancer. 7(3):111-117. Aspinall V, Cappello M. 2015. Introduction to Veterinary Anatomy and Physiologi. Ed ke-9. London (UK): Elsevier. Athari SS, Athari SM. 2014. The importance of eosinophil, platelet, and dendritic cell in asthma. J Trop Dis. 4(1):S41-S47. doi:10.1016/S22221808(14)60413-8.
11
Cabrera SL, Flisser A. 2012. Are basophils important mediators for helminth induced The immune responses? a debate. J Biomedder Biotech. 2012:1-8. doi:10.1155/2012/ 274150. Cahyaningsih U, Noviana D, Ulum MF, Wardhana AH, Rochman NT. 2013. Pengembangan Nano Teknologi Logam Terserap Tubuh Sebagai Anti Penyakit Surra Pada Ternak. Bogor: LPPM IPB. Damayanti R, Graydon RJ, Ladds PW. 1994. The pathology of experimental Trypanosoma evansi infection in the Indonesian buffalo (Bubalus bubalis). J. Comp. Path. 110:237-252. Dhur A, P Galan, S Hercberg. 1989. Iron status, immune capacity, and resistance to infections. Comp. Biochem. Phys. A-Comp. Phys. 94: 11. Dwandaru WSB. 2012, Aplikasi nanosains dalam berbagai bidang kehidupan: Nanoteknologi, Artikel dalam Seminar Regional Nanoteknologi dengan tema “Goes to Nanotechnology Era”; 2012 Jun 23; Yogyakarta. Yogyakarta(ID): UNY. hlm 1-9. Fahrimal Y, Eliawardani, Afira R, Al Azhar, Nuzul A. 2014. Profil darah tikus putih (Rattus norvegicus) yang diinfeksikan Trypanosoma evansi dan diberikan ekstrak kulit batang jaloh (Salix tetrasperma roxb). J Vet Med. 8(2):164-168. Gross KA, Jackson R, Cashion JD, Rodriguez-Lorenzo LM. 2002. Iron substituted apatites: a resorbable biomaterial with potential magnetic properties. European Cells and Materials. 3(2):114-117. Hermawan H, Mantovani D. 2009. Degradable metallic biomaterials: the concept, current developments and future directions. Minerva Biotec. 21(4): 207-216. [KEMENTAN] Kementrian Pertanian. 2014. Manual Penyakit Hewan Mamalia. Jakarta(ID) : Kementrian Pertanian. Klaus HI, Rink L. 2003. Zinc-altered immune function. J. Nutr. 133: 1452-1456. Markova I. 2010. Infrared spectroscopy investigation of metallic nanoparticles based on Copper, Cobalt, and Nickel synthesizes through Borohidydride reduction method. J of the University of Chemical Technology and Metallargy. 45(4):351-378. Moravej M, Diego M. 2011 Biodegradable metals for cardiovascular stent application: interests and new opportunities. Int. J. Mol. Sci. [Internet]. [diunduh pada 2015 Juni 08]; 12 : 4250-4270 Tersedia pada http:// http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pmc/ articles/ PMC3155349/. O’Malley B. 2005. Clinical Anatomy and Physiology of Exotic Species. Edinburgh (GB): Elsevier Saunders. Paik IK. 2001. Application of chelated minerals in animal production. Asian-Aust. J. Anim. Sci. 14:191 – 198. Paim CF, Duarte MMMF, Costa MM, Da Silva AS, Wolkmer P, Silva CB, Paim CBV, França RT, Mazzanti CMA, Monteiro SG, Krause A, Lopes STA. 2011. Cytokines in rats experimentally infected with Trypanosoma evansi. Exp. Parasitol. 128:365-370. Partoutomo S. 1996. Trypanosomiasis caused by Trypanosoma evansi (“Surra”) in Indonesia. Proceeding of A Seminar on Diagnostic Techniques for Trypanosoma evansi in Indonesia; 1996 Jan 10; Bogor, Indonesia. Bogor (ID): Balitvet. hlm 1-9.
12
Partoutomo S. 2000. Deteksi imunosupresi akibat infeksi Trypanosoma evansi dan malnutrisi pada hewan percobaan kerbau dengan sensitisasi kulit. JITV 5(2): 132-140. Prayitno R, Pratiwi R, Nuriliani A. 2010, Pengaruh jus alga coklat Sargassum duplicatum J Agardh terhadap kandungan Fe pada hati dan ginjal tikus putih (Rattus norvegicus L.) yang terdedah FeSO4.7H2O, Artikel dalam Seminar Nasional Biologi; 2010 Sept 24-25; Yogyakarta. Yogyakarta(ID): UGM. hlm 1117-1123. Rink L, Kirchner H. 2000. Zinc-altered immune function and cytokine production. Journal of Nutrition. 130(5): 1407-1411. Subekti DT, Sawitri DH, Suhardono, Wardhana AH. 2013. Pola parasitemia dan kematian mencit yang diinfeksi Trypanosoma evansi isolat Indonesia. JITV 18(4):274-290. Tanaka S, Takakahashi E, Matsui T, Yano H. 2001. Zinc promotes adipocyte differentiation in vitro. J. Anim. Sci. 14(7):966-969. Tizard IR. 2013. Veterinary Immunology. Ed ke-9. St Louis (US): Elsevier Health Sciences. Widhyari SD. 2012. Peran dan dampak defisiensi zinc (Zn) terhadap sistem tanggap kebal. Wartazoa. 22(3):141-148.
13
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 26 Juli 1993 dari pasangan Bapak H Adja Sumadja (Alm) dan Ibu Hj Elin Herlina sebagai anak keempat dari empat bersaudara. Pendidikan formal yang pernah dijalani penulis berawal dari TK Kartika X-18 (1998-1999), SDN Kramat Jati 11 Pagi (1999-2005), SMPN 150 Jakarta (2005-2008), SMAN 67 Jakarta (2008-2011). Pada tahun 2011 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB), Fakultas Kedokteran Hewan melalui jalur SNMPTN Undangan. Selain mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Himpro Ruminansia Fakultas Kedokteran Hewan IPB pada tahun 2012 sampai 2013. Penulis juga aktif sebagai ketua divisi infokom Himpro Ruminansia Fakultas Kedokteran Hewan IPB pada tahun 2013 sampai 2014. Selain itu, penulis merupakan penerima beasiswa Bidikmisi mulai tahun 2011 sampai 2015.
