RESPON IMUN TERHADAP BAKTERI EKSTRASELULER May Valzon
Introduksi Spesies Bakteri di Bumi Bakteri non-pathogen Bakteri bersimbiosis Bakteri pathogen 1% 9%
90%
Neisseria meningitidis, Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae, group A streptococci, Bordetella pertussis, dan
Kontak fisik
>> Bak. Patho Bakteri Ekstraseluler
Vibrio cholerae, Shigella dysenteriae, enteropathogenic Escherichia coli, Bacillus anthracis and Clostridium tetani, S. Aureus
Streptococcus pneumoniae Kontak lingkungan
Introduksi Apa yang ditimbulkan Bakteri Ekstraseluler jika menginfeksi ??
Menginduksi Inflamasi Inflamasi akut Infeksi purulent contohnya apa? Kolonisasi Kronis H. Pylori Toxin Contohnya apa?
SUSCEPTIBILITY & RESISTANCE
hereditary, acquired or age-related defects in epithelial, humoral and phagocytic host defenses
chemoprophylaxis, By vaccines, and by other immune modulation processes (passive immuneglobulin)
BAGAIMANA BES MENYEBABKAN PENYAKIT ? Menimbulkan Reaksi Inflamasi Menghasilkan Toxin
◦ Endotoxin: LPS membran gram (-)
◦ Eksotoxin Enzim protease, hyaluronidase, coagulase, fibrinolysins Toksin yg mengubah intraselular signaling A-B toksin Neurotoksin menghambat pelepasan neurotransmitter, contoh: C. Boltulinum dan tetani Superantigens stimulasi sel T TSS; Contoh: S. aureus, S. pyogens
INFLAMASI
Spektrum imflamasi: ◦ ◦ ◦ ◦ ◦
Inflamasi Suppurative (purulent) Inflamasi Mononuclear dan granulomatosa Reaksi Cytopathic-cytoploriferative Nekrosis jaringan Inflamasi kornis dan scarring
Jenis inflamasi mana yang terjadi pada infeksi BES????
REAKSI INFLAMASI IAKUT Komponen reaksi inflamasi akut: cytokines, mannose-binding protein, fibronectin, haptoglobin, transferrin, C-reactive protein, platelet-activating factor, prostaglandins, lipopolysaccharide-binding protein (LBP), α1-antitrypsin and α2-macroglobulin Ada 2 reaksi inflamasi akut:
◦ acute-phase reaction or response ◦ augments humoral defense components
REAKSI INFLAMASI IAKUT
Acute-phase reaction components induce fever, the catabolism of muscle protein, decrease available iron, increase phagocyte activity, increase vascular permeability, and induce the release of hormones and neurotransmitters
Pertahanan Host Pertahanan
Kulit/Mukosa Intak Antibacterial: lysozyme Lapisan mukosiliar (resp) Phospolipase A2 air mata pH lambung, peristaltik usus Flushing urin
Perusak
Keurasakan Kulit/Mukosa: Trauma, co-infections, obat,asap (smoking), allergies, catheterization & intubation
Penggunaan antasida
Pertahanan Host Pertahanan
Flora Normal;
◦ Menjegah colonisasi ◦ Memelihara agar makrofag mengekspresikan MHC kls II ldlm jumlh banyak
Penggunaan antibiotik broadspectum
Pengguanna antibiotic-resistant Gram-negative bacilli
Mencegah colonisasi : ◦ Human cellular antigens: Ag ABO ◦ Molekul adhesi: fibronectin, froteoglikan ◦ The Tamm-Horsfall glycoprotein urin
Perusak
Lactoferin: mengikat Fe
Ganggaun Barier dan perubahan flora normal menjadi faktor risiko berbagai infeksi
Sistem Imun Ephitleium
Sistem imun innate: ◦ Pattern recognition molecules Plg berperan ◦ Sel Dendritik ◦ Makrofage ◦ PMN ◦ MALT ◦ Antimicrobial peptides (AMPs)
Sistem imun aquired Immunoglobulin
Pattern recognition molecules ◦ Toll-like receptors TLR-10 mengenalai PAMP ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦
Polymorfisme TLR-4 keparahan infeksi
NOD and caterpillar proteins, RNA helicases, complement proteins, antimicrobial peptides, collectin and surfactants, C- and S-lectins mannose-binding lectin and Lficolin ◦ Diekspresikan oleh banyak sel: DCs, Makrofag, epithel, limfosit
Pattern recognition molecules (Molekul pengenal pola) ◦ TLR (Toll-like receptors) Ditemukan pd permukaan sel makrofag, PMN, dan berbagai jenil sel host Bisa mengenali PAMP (pathogen-associated molecular patterns) LPS, lipoprotein, flagelling, asam nukleat Polymorfisme pd gen TLR meningkatkan kemudahan terjadinya infeksi dan keparahan infeksi
◦ NLR (Nod-Like receptors ) ◦ RLR (RIG-I-like receptors )
Molekul sekretorik Antimicrobial peptides (AMPs) granul netrofil ; α-defensin AMP juga dihasilkan oleh sel mukosa dan keratinosit Imunoglobin Ig A dan Ig G Ig terbentuk akibat:
◦ prior colonization, ◦ vaccines, or ◦ hared cross-reactive antigens on normal flora
BES bisa bertahan di mukosa yg mensekresikan Ig A N. meningitidis N. gonorrhoeae H. influenzae certain streptococci, mereka menghasilkan protease terhadap Ig A
Sel Dendritik (DC) ◦ Merupakan sel yang pontensial sbg APC ◦ Disebut juga sebagai pacemaker respon imun ◦ Tersebar secara luas di jaringan tubuh terutama yang berhubungan langsung dg lingkungan luar ◦ Menggunakan TLR untuk mengenal pathogen ◦ Pada kulit sel Langerhan
Perannya dalam BES blm jelas; penelitian terbaru menunjukkan adanya interaksi antra DC dg meningococus; DC terinfeksi melepaskan sitokin dan kemokins TNF-α, IL-6 and IL-8 melalui lipooligosaccharide (LOS)-dependent mechanism
MALT
Mucosa-associated lymphocyte tissue (MALT), terdiri dari: ◦ Intraepithelial lymphocytes (IELs), ◦ lamina propria lymphocytes and ◦ Lymphoid follicles (e.g., Peyer’s patches)
Berdasarakan lokasinya dikelompokkan menjadi: ◦ Gut-associated (GALT) ◦ Bronchial-associated (respiratory tract) (BALT) ◦ Genitourinary tract lymphocyte populations
Peran dalam infeksi BES: ◦ ◦ ◦ ◦
Ekspresi TLR Sitotoksisitas Sekresi Ig A sekretorik beberapa BES mengahasilkan IgA protease Contoh: depresi respon IEL terjadi pd sepsis dan pemaparan lysate eterophatogenic E. Coli ◦ Contoh lain: gastritis H. Pylori berhubungan dg peningktan pelepasan sitokin dan infiltrasi IEL menyebabkan lymphoma MALT
RESPON IMUN INNATE terhadap BES
Pengaktifan Komplomen ◦ Independent Ab Jalur alternatif & Lectin ◦ Dependent Ab Jalur Klasisk (termasuk respon immune adaptive)
Fagositosis ◦ Independent opsonin tdk efektif ◦ Opsonin dependent Komplement & Ab
Phagocytosis
Phagocyte mengenal BES mannose receptors and scavenger receptors Opsonin-independent (less efficient) Phagocyte mengenal BES yg sudah diopsonisasi Fc Reseptor & complement receptor Opsonin-dependent mechanisms TLRs berperan dalam aktivitas mikrobisidal Phagocytes juga mengahasilkan cytokin kemoattraktan Bacteria ingested by phagocytes are killed by toxic O2 radicals and/or H2O2 through myeloperoxidase-dependent or -independent mechanisms
OPSONIN-DEPENDENT MECHANISMS
Complement >20 proteins diaktifkan oleh: ◦ microbial surfaces (alternative complement cascade) ◦ via antibody ◦ by the mannose-binding lectin system
Complement activation microbial lysis and the release of opsonins and chemoattractant molecules for phagocytic cells Aktivasi comploment: ◦ Jalur klasik tergantung Ab ◦ Jalur alterantive Tdk ada Ab ◦ Jalur lectin
OPSONISASI VIA KOMPLEMEN
SEL IMUN INNATE Makrofag:
◦ ◦ ◦ ◦
Mengekspresikan TLR kemotaksis dan diapedesis Mengelilingi sel M Sampling Ag Shigella) memacu apoptosis Mf Shigella menginduksi apoptosi makrofag
PMN:
◦ ◦ ◦ ◦
PMN datang kemokin PMN akan lebih efektif dg adanya imun spesifik (Ab) dan komplomen opsonisasi Memiliki mekanisme membunuh yang oxygen-dependent dan oxygen-independent BES bisa menghindari proses phagositosis oleh PMN melalui 2 mekanisme: Komponen permukaan & Aksi protein ekstraseluler
DUA MEKANISME RESISTENSI BAKTERI TERHADAP PMN: 1. AKSI KAPSUL ATAU PILI 2. AKSI PROTEIN EKSTRASELULER (LEUKOCIDINS, C5a peptidase)
Mekanisme Penghindaran BES terhadap Innate immunity • Komponen permukaan: kapsul karbohidrat mencegah proses engulfing Pili pada gonococcus mejaga jarak dg PMN
• Protein ekstraseluler: S. Aureus melepaskan Leukocidins melisiskan PMN dan makrofag Streptokokus grup A melepasakan sekelompok enzim mencegah kemotaksis PMN
Adanya Ab BES tidak bisa mengelak Keberadaan PMN sangat penting dalam mencegah bakterimia atau infeksi yg mengancam nyawa
KOLONI N. MENINGITIDIS PADA MUKOSA FARING
TAHAPAN INFEKSI BES PERLEKATAN pada EPITEL KOLONISASI
BARRIER FISIK & KIMIA
IMMNUNITAS INNATE
INVASI LOKAL (SUBMUKOSA)
INISIASI RESPON IMUN ADAPTIF
INVASI SISTEMIK (SIRKULASI)
RESPON IMUN ADAPTIF Ab = Ig
MENUJU TEMPAT INFEKSI
PERLEKATAN BES Melalui: pili, fimbriae, ligand, adhesi dinding sel, protein luar membran, LPS, dll BES cytoskeletal rearrangements facilitates close adherence and invansion MENGAKIBATKAN: apoptosis epitel atau toxin-mediated cell death rusaknya brier epitel Invasi Lokal Submukosa
CONTOH: N. MENINGITIDIS
Droplet Mukosa Nasofaring melekat pada epitel dg: ◦ phase-variable meningococcal surface ligands ◦ Protein membran luar Opc ◦ Pili
Memanfaatkan lactoferrin sbg sumber besi kolonisasi Menghasilkan IgA protease Menghasilkan toksin LPS Ciliostasis epithel Faktor lain: smoking or viral infections facilitate meningococcal invasion at nasopharyngeal mucosal surfaces
INVASI LOKAL
Masuk ke submukosa bisa menjadi tempat utama infeksi contoh??? Melanjutkan diri ke sirkulasi menuju tempat infeksi Respon imun yg terjadi: ◦ ◦ ◦ ◦ ◦
cytokine release, phagocytosis, complement activation, Antibody release or production other local or systemic induction of the inflammatory cascade
Respon Imun Selama Invansi Lokal dan Sistemik
2 faktor yg mempengaruhi survivalitas bakteri yg telah berkolonisasi: ◦ integrity of the hostimmune response (including variability due to genetic polymorphism) ◦ ability of the bacteria to resist this response
important initiators of the immune response to extracellular bacteria; ◦ PMNs, monocytes, macrophages and dendritic cells,
Interaction with microbial ligands (LPS, lipoproteins) leads to chemokine and cytokine release
RESPON IMUN ADAPTIF
Fungsi: ◦ to block infection, ◦ to eliminate the microbes, and ◦ to neutralize their toxins
Pembentukan Ab terhadap dinding & toxin: LPS atau protein ◦ LPS prototypic thymus-independent antigens pembentukan Ab (Ig) neutralization, opsonization and phagocytosis, and activation of complement IgG, IgM, and IgA isotypes
LPS ANTIGEN
PROTEIN ANTIGEN
Protein Ag activate CD4+ helper T cells TH17 rekrutmen PMN dan monosit TH1 interferon-γ (IFN-γ) aktivasi makrofag
Injurious Effects of Immune Responses
Efek dari aktivasi makrofag & PMN Inflamasi lokal self limited Toksin manifestasi sistemik Septic Shock reaksi yang parah early burst of large amounts of cytokines is sometimes called a cytokine storm Penyebab Septic Shock Superantigens ◦ toksin ygmengaktifkan semua jensi sel T
Generation of disease-producing antibodies
◦ Contoh: sequelae of streptococcal infections: Demam rematik Poststreptococcal glomerulonephritis
Injurious Effects of Immune Responses
MEKANISME MENGHINDAR BES
PENGUATAN RESPON IMUN TERHADAP BES Vaksinasi
↑↑bactericidal antibodies ↑↑ opsonic antibodies and/or neutralizing antibodies
Contoh:Vaksin DPT, Hib, Vaksin meningokokus Mafaat sgt besar immunocopromised Vaccine adjuvants and delivery systems
Immunomodulation
Zat yang dipakai dalam meningkatakan atau menekan sistem imun
