Virus Penyakit Mulut dan Kuku

Read Also

1. Introduction

Penyakit mulut dan kuku (PMK) adalah penyakit akut dan sangat menular yang menyerang hewan berkuku belah, seperti babi dan sapi. Patogen penyebab PMK dikenal sebagai virus PMK (FMDV), virus RNA beruntai tunggal positif yang diklasifikasikan ke dalam genus Aphthovirus dalam famili Picornaviridae. Patogen tersebut menyebabkan penyakit vesikular pada mulut dan kaki pada hewan yang rentan. Tingkat mutasi yang tinggi dari genom FMDV dan proliferasi yang cepat telah menyebabkan evolusi virus yang cepat dan pembentukan tujuh serotipe utama. Keragaman antigenik di antara serotipe menimbulkan tantangan bagi penelitian vaksin yang efisien dan protektif silang. Genom FMDV berisi open reading frame (ORF) yang mengkode prekursor poliprotein, dan dipecah menjadi empat protein struktural dan 10 non protein struktural oleh autoprotease virus dan host protease (Gambar). Pada saat menginfeksi host’s, virus akan menghadapi serangan dari respon imun host. Dalam pertempuran jangka panjang dengan respon imun inang, virus telah berevolusi dan mengembangkan serangkaian mekanisme pelarian kekebalan untuk mengatasi pembunuhan dan penghambatan dari sistem kekebalan host. Mekanisme pelarian kekebalan virus dapat dibagi menjadi tiga kategori: (1) memungkinkan virus untuk menghindari pengenalan respon imun humoral; (2) mengganggu fungsi respon imun seluler; (3) mengganggu respon imun pejamu terhadap virus. Semua strategi ini akan dimanfaatkan oleh virus untuk bereplikasi dan menyebar ke inang lain. Sebagai virus yang sangat menular dan menyebar dengan cepat, FMDV memiliki banyak cara untuk menghindari pembunuhan oleh sistem kekebalan, yang mempersulit pengendalian virus. Protein kapsid virus VP1 dan protein utama Lpro dapat menghambat produksi interferon (IFN) dan respon imun bawaan dengan berinteraksi dengan protein pengikat kalsium (sorcin) yang terkait dengan resistensi terlarut atau faktor transkripsi host ADNP. Baru-baru ini, mekanisme dan fungsi baru protein FMDV yang menghambat imunitas bawaan telah ditemukan. DDX56 (semacam RNA helicase), berpartisipasi dalam metabolisme RNA dan sintesis andribosom dilaporkan terlibat dalam mekanisme baru ini. Interaksi antara FMDV3A dan DDX56 menekan kekebalan bawaan inang dengan mengurangi fosforilasi IRF3. Selain itu, nucleotide-binding oligomerization domain 2 (NOD2), anggota nucleotide-bindingoligomerization domain-like receptor (NLR), mengaktifkan jalur pensinyalan NF-κB dan IFN- selama infeksi FMDV dan menghambat replikasi FMDV dalam sel yang terinfeksi. FMDV 2B,2C, dan 3Cproinhibit ekspresi protein NOD2, yang menentang respon antivirus. Dilaporkan, beberapa protein struktural dan non-struktural FMDV lolos dari pembunuhan sistem hostimun. Ulasan ini merangkum mekanisme molekuler dari penghindaran imun yang disebabkan oleh protein FMDV. Penelitian ini bertujuan untuk mengisi kesenjangan pengetahuan tentang mekanisme penghindaran kekebalan FMDV, memberikan dasar untuk strategi pencegahan dan pengendalian untuk FMDV.

2. Prospek dan Arah Masa Depan

FMDV adalah virus yang sangat menular yang menginfeksi hampir semua hewan berkuku terbelah, menunjukkan vesikel di kaki dan mulut, erosi kulit pada selaput lendir, demam, penurunan berat badan, mondar-mandir, dan air liur, sangat mengancam perkembangan peternakan. Namun, selain menyebabkan infeksi dan penyakit akut, PMK dapat menjadi pembawa tanpa gejala dalam beberapa kasus, yang dapat menyebabkan wabah PMK lain, membuat pencegahan dan pengendalian menjadi sulit dan mahal. Infeksi yang tinggi, distribusi geografis yang luas, jangkauan inang yang luas, kekebalan jangka pendek tanpa perlindungan silang serotipe, berbagai cara penularan, dan infeksi persisten membuat pengendalian dan pemberantasan penyakit ini agak sulit. Oleh karena itu, mempelajari mekanisme molekuler yang mendasari FMDV untuk menghindari kekebalan sangat penting untuk mengendalikan situasi epidemi. Sistem kekebalan mencakup kekebalan bawaan dan kekebalan yang didapat, yang merupakan sistem pelindung utama terhadap invasi mikroorganisme patogen, pengawasan, dan pembuangan benda asing. menekan fungsi sistem kekebalan pada tahap awal infeksi, sehingga virus dapat berkembang biak dengan cepat di sistem pernapasan dan menyebar ke tempat infeksi alaminya. Dalam hal menghindari sistem kekebalan humoral, setiap serotipe FMDV rentan untuk antigenicvariation, yang membuat virus melarikan diri dari antibodi penetralisir. Pada aspek penghambatan respon imun seluler, infeksi FMDV dapat menyebabkan penurunan limfosit inang dan disertai dengan viremia yang parah, yang pada akhirnya akan menyebabkan penghancuran sel T dan infeksi FMDV menghambat fungsi sel dendritik dan melemahkan kemampuan sel dendritik untuk memprosesnya menjadi antigen. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa, ekspresi molekul MHC kelas I pada permukaan sel ditekan pada 30 menit setelah infeksi FMDV, menunjukkan bahwa sel yang terinfeksi FMDV akan segera kehilangan kemampuan untuk menyajikan peptida virus terkait MHC-I ke limfosit T. Mekanisme ini akan memfasilitasi virus melarikan diri dari respon imun sitotoksik inang. Membatasi efek pembunuhan yang dimediasi oleh sel NK juga merupakan mekanisme penting bagi FMDV untuk menghindari respon imun seluler. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa respon sel NK babi menurun secara signifikan 2-3 hari setelah infeksi FMDV, dan kemudian kembali normal. Menariknya, sel NK yang diisolasi dari babi yang terinfeksi tidak dapat mensekresi IFN-γ. Penelitian tentang gangguan FMDV terhadap efek kekebalan dan penekanan kekebalan bawaan telah dipelajari secara luas. Beberapa protein FMDV (Lpro,2B, 3A, 3B, 3C) dapat secara langsung atau tidak langsung bekerja pada retinoic acid-induced gene I-like receptor (RLR) untuk menghambat imunitas bawaan. FMDV VP0, VP3, 3A, dan 3B mengurangi ekspresi junction protein VISA pada tingkat transkripsi atau protein. FMDV Lpro, VP0, VP1, 2B, dan 3A dapat secara langsung atau tidak langsung menargetkan IRF3 untuk menghambat produksi interferon. Protein VP3 dan 3C menghambat jalur pensinyalan JAK-STAT, sehingga menghambat produksi ISG. Protein FMDV Lproand 3C menghambat sintesis molekul antivirus dengan memotong faktor terkait transkripsi dan translasi host. Selain itu, menarik bahwa Lproprotein tidak hanya dapat menginduksi apoptosis, tetapi juga menghambat apoptosis sel inang dan mendorong replikasi virus, yang dicapai dengan memblok translasi -IFN dan menghambat sintesis PKR. Protein FMDV VP2 dan 2C dapat meningkatkan replikasi virus dengan mengatur autophagy. Mekanisme ini memberikan peluang untuk transkripsi dan translasi FMDV yang cepat. Dalam studi sebelumnya tentang FMDV, sel HEK293 telah banyak digunakan dalam eksperimen in vitro karena efisiensi transfeksinya yang tinggi. Namun, sel HEK293 bukanlah sel yang rentan terhadap FMDV dan ada perbedaan spesies antara sel HEK293 dan sel yang rentan terhadap FMDV. Oleh karena itu, penggunaan sel HEK293 untuk penelitian terkait FMDV memiliki beberapa keterbatasan.

 

3. Kesimpulan

Singkatnya, FMDV telah mengembangkan berbagai cara untuk menghindari respon imun dalam pertempuran jangka panjang dengan sistem imun inang. Meskipun ada banyak terobosan dalam penelitian tentang pelepasan kekebalan FMDV, banyak mekanisme yang mendasari kekebalan pejamu yang terkena dampak FMDV belum dijelaskan, dan interaksi antara protein FMDV dan protein inang perlu dieksplorasi lebih lanjut. Selain interaksi antara virus dan protein inang, mengeksplorasi mekanisme penghambatan sinergis respon imun oleh beberapa protein virus sangat penting untuk pengembangan obat spesifik dan vaksin baru. Studi sebelumnya terutama berfokus pada efek FMDV sehubungan dengan kekebalan bawaan. Namun, ada beberapa penelitian tentang kekebalan yang didapat, dan ini perlu ditambah lebih lanjut. Juga, infeksi FMDV yang persisten perlu diselidiki secara intensif di masa depan.