Patogenesis Molekular Infeksi Bakteri

dr. Enny Nugraheni, M.BiomedModul Infeksi dan Imunologi 2015

Terminologi

• Patogenesis Proses perjalanan penyakit• Molekular tingkat molekular/genom• Infeksi Multiplikasi bakteri pada host

sehingga mengakibatkan kerusakan jaringan

Interaction between microbes and host

The infectious processentry

Infection processAdhesion, colonization and invasion

Pathogenic action

Steps in the Pathogenesis of Infection Process

1. Portal of Entry2. Adherence (perlekatan)3. Multiplication4. Invasion/ Spread5. Evasion of host defense6. Damage of host tissues

Portal of Entry

• Bagaimana mikroorganisme masuk kedalam tubuh host

• Untuk menyebabkan penyakit patogen harus melawan host, menempel ke jaringan, masuk atau menghancurkan pertahanan host

• Beberapa mikroba tidak menyebabkan penyakit tetapi menghancurkan jaringan. Beberapa menyebabkan penyakit tanpa masuk ke dalam tubuh

Portals of Entry• Kulit • Membran mukosa

Respirasi, Gastrointestinal, Urogenital, Reproduksi

Conjunctiva, the thin membrane covering the surface of the eyeball and the underside of each eyelid

• Plasenta• Gastrointestinal• Urogenital• Parenteral

Is not a portal entry, but instead a means by which the portals of entry can be circumvented

Adherence

• Penempelan pada jaringan host/ portal of entry• Tahap awal patogenesis• Adanya penempelan molekul permukaan patogen

(mikroba)yang disebut adhesins/ ligan dengan sel pada jaringan host yangspesifik

• Adhesins biasanya berada pada glikokalix atau struktur luar lain pada permukaan bakteri seperti pili, fimbare dan flagella

Adherence

• Mayoritas adhesin mikroorganisme diketahui merupakan glikoprotein atau lipoprotein

• Reseptor pada sel host adalah gula biasanya golongan mannosa

• Adhesin setiap strain pada spesies yang sama bisa bervariasi• Jika salah satu adherence atau reseptor berbeda infeksi tidak

akan terjadi

Adherence

• Streptococcus mutans mempunyai glicocalyx yang di attachment oleh Actinomycetes dengan adheren berupa fimbrae menyebabkan dental plaque

• Eschericia coli mempunyai adehesin pada fimbrae spesifik menempel pada small intestinal

• Neisseria gonorrhea mempunyai agen adhesin berupa fimbrae yang spesifik menempel pada traktus urogenital, mata dan faring

Adherence

Virulence / Virulensi

• Virulence sinonim patogenik Kemampuan bakteri patogen menyebabkan penyakit. Biasanya digunakan sebagai parameter kegawatan suatu mikroba penyebab penyakit

• Strain virulen dapat menyebabkan penyakit, strain avirulent tidak menyebabkan penyakit,

• Contoh : Shigella dapat menyebabkan shigellosis dengan 10 sel shigella, namun Salmonella dapat menyebabkan salmonellosis membutuhkan 1000 sel Salmonella. Hal ini menyatakan bahwa Shigella lebih virulen dari Salmonella.

Virulence

• Adherence• Capsul• Toxin• Enzim

Virulence factor : adherence

• Streptococcus pyogenes mempunyai protein A untuk melekat pada fibronektin host

Virulence : Capsul

- Staphyloccous aureus terdapat protein A pada permukaan sel menghambat terjadinya aktivitas fagosit dari sel host

- Streptococcus pyogenes terdapat protein M di fimbrae berfungsi mencegah fagositosis dengan cara membentuk komplemen dan hyaluronic acid pd kapsul untuk menghimdari imun host

Virulence : Toxins

• Toksin merupakan substansi yang bersifat rasun yang dikeluarkan oleh bakteri

• Secara umum dibagi menjadi eksotoksin dan endotoksin

• Setiap bakteri memiliki toksin yang spesifik• Berdasarkan efek toksin dapat bersifat

neurotoksik, sitotoksik, nefrotoksik

Shiga toxin

• Dihasilkan oleh bakteri Shigella dysentriae dan Shigatoksigenic E. coli penyebab penyakit disentri

• Ditemukan oleh Kiyoshi Shiga

• Mempunyai efek neuroksik (spasme abdomen), enterotoksik (block absorbsi electrolit dan nutrisi) dan sitotoksik (menghancurkan sel)

Virulence : Enzym

• Bakteri menghasilkan enzim secara instrinsik dan dapat berperan pada proses infeksi

• Setiap bakteri mempunyai kemampuan berbeda dalam memproduksi enzim

• Dapat berperan pada saat invasi sel host atau menyebabkan infeksi

Enzym Hyaluronidase dan Collagenase

• Hyaluronidase dan streptokinase terdapat pada beberapa bakteri patogen

• Hyaluronidase dapat menghancurkan jaringan penunjang untuk invasi kedalam sel host

• Streptokinase menghancurkan jaringan kolagen dan dapat menyebabkan kerusakan yang lebih luas

• Hyaluronidase , streptokinase bersama DNAse dikenal sebagai spreading factor

Virulence factor Helicobacter pylori

Colonization and Invasion Bacteria

Invasion of Host Cells & tissues

• Menggambarkan bagaimana bakteri masuk ke dalam host

• Salmonella sp menghancurkan epitel cells junction

• N. Gonorrhea, Chlamydia trachomatis menginvasi sel host tertentu

Virulence Factor Bacteria

Quorum sensing• Merupakan bentuk komunikasi antar bakteri melalui signal inducers• Terjadi akumulasi sinyal yang dihasilkan bakteri ke sejumlah bakteri

lain• Diregulasi oleh suatu ekspresi gen• Berperan : simbiosis, produksi antibodi, biofilm transformation dan

mitility.• Gram positif inducers berupa grup oligopeptida• Gram negatif inducers berupa group AHL (homoserin laction)• Bisa juga enzim dan antibiotik untuk membunuh flora lain• Secara klinis dapat digunakan untuk mengontrol virulensi dari

sejumlah bakteri patogen dengan cara menghambat quorum sensing suatu bakteri

QUORUM SENSING

The University of Nottingham Quorum Sensing Research Group

Patogenesis Salmonella typhi