Mengenal Lebih Dekat Mycobacterium leprae

1. Sejarah dan Klasifikasi

Mycobacterium leprae

Mycobacterium leprae ditemukan oleh G. H Armauer Hansen, seorang sarjana dari Norwegia pada tahun 1873. Klasifikasi Mycobacterium leprae (M.leprae) secara taksonomi adalah sebagai berikut.

• Kingdom: Bacteria
  Karakteristiknya sesuai dengan organisme bakteri prokariotik.
• Filum: Actinobacteria
  Sebagian besar anggota Actinobacteria adalah bakteri gram positif. M. leprae adalah bakteri gram positif.
• Ordo: Actinomycetales
  Anggota Actinomycetales adalah organisme gram positif yang sulit untuk dikultur dan bersifat pathogen pada manusia, tanaman dan hewan.
• Sub Ordo: Corynebacterineae
  M. leprae termasuk ke dalam sub ordo Corynebacterineae karena karakteristik dasar dari kelompok ini adalah gram positif, bentuk batang, dan dapat menyebabkan penyakit pada manusia. Sebagian menyerang limfa dan kulit.
• Famili: Mycobacteriaceae
  Family ini terkenal sebagai kelompok yang menyebabkan penyakit parah pada mamalia yang termasuk bakteri tahan asam, gram positif, non-motil dan tidak memiliki membrane luar.
• Genus: Mycobacterium
  Anggota genus Mycobacterium memiliki lilin di dinding sel, tidak memiliki membrane luar, non-motil, dan tahan asam.
• Spesies: Mycobacterium leprae
  Karakteristik M. leprae secara spesifik adalah gram positif, berbentuk batang, aerobic, dibungkus lapisan lilin dan dapat menyebabkan penyakit paah pada mamalia.

2. Struktur Mycobacterium leprae

Struktur Mycobacterium leprae

Secara morfologi kuman ini berbentuk pleomorf lurus dengan kedua ujung bulat dengan ukuran panjang 1-8 mikron dan lebar 0,2 - 0,5 mikron, bersifat tahan asam, berbentuk batang dan gram positif, biasanya berkelompok dan ada yang tersebar satu-satu, hidup dalam sel terutama jaringan yang bersuhu dingin seperti kulit, mukosa hidung, saraf tepi (terutama sel Schwann). Dengan pewamaan Ziehl Neelsen termasuk golongan Basil Tahan Asam. Mycobacterium leprae tidak dapat dikultur dalam media buatan. Kuman ini tumbuh lambat dan untuk membelah dirinya memerlukan waktu sekitar 20-30 hari.

Gambar mikroskopik pewarnaan asam Mycobacterium leprae

Mycobacterium leprae ini mampu bertahan pada hembusan kering dari hidung selama 7 hari pada suhu 20,6°C dengan kelembaban 43,7% dan 10 hari pada suhu 35,7° dengan kelembaban 77%. M. leprae dikatakan mampu bertahan diluar tubuh manusia selama beberapa bulan pada kondisi yang sesuai, misalnya: tanah, air. Ada juga yang mengatakan bahwa M. leprae bertahan selama beberapa minggu (2-4 minggu) di lingkungan khususnya kondisi lembab. Kondisi ini ada di dan sekitar lingkungan hidup pada area-area endemik. Reservoir M. leprae, selain manusia, dapat dijumpai pada hewan armadillo, sejenis monyet dan tikus.

Ultra struktur M. leprae adalah sebagai berikut:
a. Kapsul
Permukaan luar M leprae ditandai oleh komponen lipid yang bersifat electron tranparent zone. Ada 2 komponen lipid kapsul yang penting yaitu;
• Phenolic glycolipid-l (PGL-1). Berisi kelompok fenol dan tri sakarida yang khas pada M lepra.
• Phthiocerol dimycoccrosate (PDIM).Struktur PDIM M leprae seeara kimiawi berbeda dengan Mycobacterium lainnya.

PDIM maupun PGL-1 ditemukan pada armadilo dan jaringan manusia yang terinfeksi. Komponen ini menetap dalam jangka waktu lama setelah bakteri dihancurkan dan dieliminasi. Ujung 3,6-di-O-metyl glucose dari PGL-l tidak ditemukan di molekul lain dan merupakan kunci tingginya respon antibodi spesifik yang diinduksi PGL-l selama infeksi M leprae. Lipid kapsul dapat melindungi bakteri dari efek toksik enzim lisosom dan metabolit oksigen reaktif yang dihasilkan makrofag hospes selama infeksi.

b. Dinding sel
Terdiri atas peptidoglikan yang melekat pada arabinogalaktan dan asam mikolat yang membentuk struktur membran luar. Peptidoglikan M leprae, glisin yang menggantikan L-alanin pada ujung amino rantai tetra peptida dan pola dinding sel yang berkaitan dengan asam mikolik.. membedakan M leprae dengan Mycobacterium lainnya. Komponen penting lain adalah lipoarabinomanan (LAM). LAM terdiri atas membran anchor yang berkaitan dengan phosphatidyl inositol mannoside (PIM). Antibodi monoklonal terhadap LAM pada lepra dilaporkan berbeda dengan yang terdapat pada M tuberculosis. Dinding sel juga berisi protein yang telah diidentifikasi sebagai target sel T antara lain protein 17 kDa, 14 kDa, 18 kDa, 36 kDa, 65 kDa.

c. Membran sel
Dibentuk oleh phosphatidyl inositol mannoside (PIM). PIM pada M. leprae lebih sedikit dari pada yang terlihat pada Mycobacterium lainnya yang dapat dikultur. Masih diteliti apakah PIM ini khas untuk M. leprae, atau merupakan gambaran in vivo Mycobacterium yang sedang tumbuh.

d. Sitoplasma
Terdapat 3 protein dominan dalam sitoplasma yaitu:
• protein 28 kDa
• protein 17 kDa yang secara serologis berbeda dengan protein dinding sel
• GroES heat shock protein, yang juga terdapat pada dinding sel
Selain itu terdapat protein 65 kDa (GroEL heat shock protein) yang umumnya ditemukan pada bentuk M. leprae yang telah mengalami degradasi.

e. Genom
Semua informasi yang menentukan struktur M leprae terdapat dalam genom. Karena deoxyribonucleic acid (DNA) M. leprae dapat ditransfer ke organisme yang dapat dibiakkan, maka aplikasi teknik genetik molekuler dapat dipelajari. Berat molekul DNA kuman ini paling ringan diantara genus Mycobacterium dan hanya sedikit mengandung guanosin dan sitosin,. lebih sedikit dari M. tuberculosis. Analisis rantai gen M. leprae menunjukkan bahwa perbedaan guanosin dan sitosin timbul dari perubahan sistematik pada kodon dengan subtitusi adenin dan timin pada posisi basa ke tiga.


3. Struktur Antigenik Mycobacterium leprae
M.leprae merupakan kuman yang bersifat obligat intra-seluler dan dapat bertahan terhadap aksi fagositosis oleh karena mempunyai dinding sel yang sangat kuat dan resisten terhadap aksi lisosim. Antigenitas M. leprae didominasi oleh antigen yang mengandung karbohidrat, yang stabil terhadap fisika-kimia. Struktur dari kuman ini mempunyai banyak kesamaan dengan beberapa Mycobacterium lainnya sehingga dapat terjadi reaksi silang diantara antigen kuman-kuman Mycobacterium.

Berdasarkan struktur antigennya, M. leprae memiliki genus-spesific antigen (group i), namun tidak mempunyai antigen yang biasa dimiliki kelompok Mycobacterium yang cepat tumbuh (group ii). Oleh karena basil kusta memiliki antigen yang khas untuk spesiesnya maka kuman ini dimasukkan ke dalam group iv menurut pembagian dari Grange. Dengan menggunakan mikroskop elektron, ultra struktur kuman M.leprae menunjukkan bahwa kapsul kuman ini terdiri atas selubung transparan dan dibawahnya terdapat pita-pita dan lembaran tipis. Secara biokimiawi ternyata lapisan-lapisan transparan tersebut terdiri dari bahan glikolipid yang dikenal sebagai Phenolic glicolipid (PGL).
PGL merupakan antigen spesifik untuk M. leprae dan tidak ditemukan pada mikroba lainnya. Dikenal PGL-1, PGL-2, PGL-3, namun hanya PGL-1 saja yang dianggap penting untuk pemeriksaan serologi. Determinan antigenik PGL-1 terletak pada specific terminal trisaccharide, dimana 3,6-di-o-methyl glucose terminal dianggap bagian yang imunodominan. Trisaccharide ini telah berhasil disintesis dan dapat berikatan dengan sample carrier protein yang digunakan pada seroepidemiologik pada beberapa penelitian.

Antigen PGL-1 ini dapat menstimulasi timbulnya respon humoral berupa pembentukan antibodi, khususnya IgM dan IgG. Antigen ini dapat ditemukan pada semua jaringan yang terinfeksi M. leprae, dan bertahan lama setelah organisme tersebut mati. Antibodi anti PGL-1 dapat ditemukan di dalam serum dan urin penderita kusta tipe lepromatosa, dimana antibodi anti PGL-1 ini titernya meningkat pada penderita multibasiler sehingga dapat dimanfaatkan dalam pemeriksaan serologi kusta sebagai tes diagnostik untuk tipe lepromatosa dini. Akan tetapi sayangnya pada kusta tipe pausibasiler antibodi ini sangat sedikit sehingga sulit terdeteksi pada uji serologi.

PGL-1 bukan suatu antigen yang menimbulkan kekebalan, karena antibodi yang ditimbulkan tidak efektif untuk membunuh basil kusta, karena untuk membunuh M. leprae didalam makrofag yang diperlukan adalah kerjasama antar sel dalam sistem imunitas seluler. Disamping itu ternyata antigen PGL-1 malah dilaporkan dapat merangsang timbulnya aktivitas supresor.

Dua jenis antigen lain dari golongan karbohidrat juga telah ditemukan yaitu lipoarabinomannan (LAM) dan peptidoglikan. Akan tetapi kedua antigen ini tidak spesifik terhadap M. leprae.
M. leprae juga memiliki antigen golongan protein yang berasal dari dinding sel kuman yang terletak di lapisan yang lebih dalam hingga bagian inti sel.

Komponen protein yang bersifat antigenik ini dibedakan berdasarkan berat molekulnya, maka dikenal protein 12 kD, 18kD, 28 kD, 36 kD, 65 kD, dan lain-lain. Antigen protein ini memiliki berbagai epitop, dimana sebagian diantara epitop ini dianggap spesifik untuk basil kusta. Selain itu antigen ini dapat merangsang limfosit untuk menjadi aktif dan selanjutnya memicu sistem kekebalan seluler. Jenis antigen inilah yang diperlukan untuk membuat vaksin kusta.

Namun dari jenis antigen protein ini juga dapat merangsang limfosit sitotoksik menyerang sel-sel lain sehingga menyebabkan timbulnya kerusakan jaringan. Antigen protein ini juga diduga sebagai pemicu terjadinya reaksi reversal (reaksi kusta tipe 1) akibat matinya kuman M. leprae sehingga terbentuk fragmen-fragmen yang berperan sebagai antigen sehingga memicu reaksi peradangan akut.

Oleh: Sri Endhes Isthofiyani, S.Pd

Berbagi :