MAKALAH MIKROBIOLOGI
Oleh:
1. 2. 3. 4. 5.
Chantia Ningrum Hafiz Maulana Muhammad Rafagih Rosinta Dewi A. Vina Salsabila
NIM. 1710911320005 NIM. 1710911210022 NIM. 1710911110021 NIM. 1710911120037 NIM. 1710911320046
6.
Wisnu Wiryawan
NIM. 1710911210056
DEFINISI Talaromyces (Penicillium) marneffei adalah salah satu penyebab mycosis pada orang yang imunodefisiensi atau pasien AIDS di Asia Tenggara. P. marneffei telah diisolasi dari organ internal empat spesies hewan pengerat ( Rhizomys sinensis, Rhizomys pruinosus, Rhizomys sumatrensis, dan Cannomys badius) dan dari sampel tanah yang telah dikumpulkan dari liang tikus bambu. Studi pada epidemiologi molekuler dari jamur ini telah dilaporkan dan sistem penginderaan yang dikembangkan baru-baru ini digabungkan dengan analisis genetika populasi modern telah menunjukkan bahwa manusia dan tikus bambu berbagi isolat yang identik secara genetic. Memperluas survei semacam ini akan lebih jauh mengkarakteristikan P. marneffei dan membantu dalam menjelaskan sejarah alami yang penuh teka-teki dari infeksi jamur ini. Baru baru ini, alat-alat molekuler baru telah dikembangkan untuk mempelajari genetika P. marneffei. Beberapa gen jamur ini yang terlibat dalam perkembangan aseksual dan / atau morfogenesis jamur telah dikloning dan dicirikan. Gen-gen lain yang terlibat dalam respon imun pejamu telah ditemukan. Penentuan genom P. marneffei, diantisipasi untuk 2005, akan memungkinkan studi tentang jaringan molekuler yang mendasari faktor-faktor genetik yang diekspresikan ini. Analisis semacam ini akan memperjelas mekanisme molekuler morfogenesis jamur, patogenesis, dan interaksi inang-fungus dalam studi masa depan dari patogen penting dan unik ini.
CIRI T. marneffei berproliferasi dalam makrofag dan menyebar melalui sistem retikuloendotel. Secara klinis, infeksi ditandai dengan invasi jamur pada beberapa sistem organ tubuh, terutama darah, sumsum tulang, kulit, paru-paru dan jaringan retikuloendotelial. Mirip dengan patogen intraseluler lainnya, aktivasi makrofag oleh sitokin T-limfosit, terutama dari respon Th1 seperti interleukin (IL) -12, IFN-γ dan tumor necrosis factor (TNF) -α, penting untuk pertahanan inang terhadap infeksi T. marneffei. Hal ini didukung oleh pengamatan bahwa infeksi T. marneffei pada tikus yang telanjang atau T-limfosit sangat mematikan, sedangkan jamur dapat dibersihkan dalam waktu tiga minggu pada tikus yang sehat. Respons terpolarisasi Th1 mencegah imunoevasi oleh T. marneffei dalam fagosit mononuklear parasit dan menstimulasi macrophage membunuh intraselular T. marneffei melalui jalur oksida nitrit oksida L-arginine.Selanjutnya, granuloma formati pada, yang penting untuk penahanan jamur, ditemukan pada tikus tipe liar tetapi tidak pada tikus IFN-knock-knocked.Bukti-bukti ini menunjukkan bahwa pasien dengan imunitas yang diperantarai sel yang rusak mungkin berisiko mengembangkan T. marneffei. infeksi. Tingkat keparahan infeksi bervariasi di antara pasien dengan berbagai tingkat imunosupresi. Pada pasien terinfeksi HIV, infeksi T. marneffei sering disebarluaskan dan melibatkan banyak organ. Pada pasien yang tidak terinfeksi HIV, infeksi dapat menjadi fokus atau disebarluaskan, tergantung pada kondisi imunokompromising yang mendasari dan waktu diagnosis.
MORFOLOGI
Koloni di 25C cepat tumbuh, seperti suede berbulu halus, berwarna putih dengan kepala konidial kekuning-hijau. Koloni menjadi abu-abu keabu-abuan sampai coklat dengan usia dan menghasilkan pigmen merah-ke-merah yang dapat difusibel. Konidiofor pada umumnya bivertisilat dan kadang-kadang monattticillate; hialin, berkaki halus dan beruang verticils terminal tiga hingga lima metula, masing-masing membawa tiga sampai tujuh phialides. Phialides bersifat acerose hingga berbentuk labu. Conidia berbentuk bulat ke subglobose, berdiameter 2-3 µm, berdinding halus dan diproduksi dalam suksesi basipetal dari phialides. Bagian jaringan menunjukkan sel-sel kecil seperti oval hingga ellipsoidal, berdiameter 3 µm, dikemas dalam histiosit atau tersebar melalui jaringan. Sel sosis yang berbentuk sesekali berukuran besar, panjang hingga 8 µm, dengan septa yang khas dapat hadir.
FAKTOR VIRULENSI Talaromyces (Penicillium) marneffei adalah salah satu penyebab mycosis pada orang yang imunodefisiensi atau pasien AIDS di Asia Tenggara. Mekanisme kerja T.marneffei adalah dengan mengurangi dan menghabiskan key point pada proinflammatory lipid mediator arachidonic acid (AA) untuk menghindari sekresi innate immune defense. Sekresi yang banyak oleh T.marneffei terhadap mannoprotein Mp1p ditunjukkan menjadi faktor virulensi dengan mengikat AA dengan afinitas yang sangata tinggi melalui long hydrophobic central cavityvyang ditemukan di domain LBD2. Sequester ini adalah proinflammator yang sangat penting untuk memberi sinyal lipid untuk metabolisme AA dan cytokines IL-6 dan TNF-α yang dihambat oleh T.marneffei yang menginfeksi makrofag J774. Oleh karenya AA adalah sel target dominan dari Mp1p-LBD2 dengan data yang diperoleh pada level seluler diestimasi 0.061 pmol per J774 yang telah terinfeksi oleh tipe liar T.marneffei . Mekanisme dari pengikatan Mp1p-LBD2 dengan AA melalui dua tahap binding curve yang pertama adalah tahap binding N heteronuclear single quantum coherence NMR spectra delipidated denga cara cross peaks red kemudian tahap expansi insets H-NHSQC spectra sehingga tertambat ke AA. Dan karena central cavity dari Mp1p-LBD2 bisa berikatan dengan dua AA sekaligus secara simultan karena bentukaannya yang seperti permata dengan space group C2 walaupun dengan unit asimetris, yang ditunjukkan dengan kepadatan elektron. Begitu juga dengan mekanisme Mp1p yang memerangkap AA sehingga mensupresi AA secara molekuler dengan mengakibatkan penurunan yang nyata pada level AA bahkan ditingakat seluler
PATHOGENESIS T. marneffei membangkitkan tiga pola respon jaringan: • di host imunokompeten, mengakibatkan pembentukan granuloma dengan nekrosis sentral; • abses supuratif yang ditemukan di berbagai organ; dan • di host immunocompromised, reaksi nekrotisasi anergik di paru-paru, hati dan kulit, dengan infiltrasi makrofag difus pada jaringan dengan ragi yang berproliferasi. Antibodi tidaklah memainkan peran utama dalam pertahanan sel host, meskipun interaksi inang jamur sebenarnya masih kurang dipahami. Telah dipastikan bahwa jamur dapat bertahan hidup dan bereplikasi di dalam fagolisosome, kemudian melarikan diri dari fagosom ke dalam sitoplasma. Bukti ini menunjukkan bahwa T. Marneffei memiliki kemampuan toleransi stres untuk melawan mekanisme pembunuhan fagosomal. Namun, pengetahuan rinci tentang mekanisme resistensi ini belum dijelaskan dengan baik dalam jamur khusus ini.
Mekanisme penting pertama yang memungkinkan jamur untuk membentuk infeksi adalah konversi konidia ke fase ragi. Konsep ini didukung dalam ulasan yang menyimpulkan bahwa penghapusan gen yang terlibat dalam transisi fase mengubah respon host baik secara in vitro dan dalam model infeksi makrofag[1]. Contoh gen tersebut meliputi : gen abaA , yang terlibat dalam perkembangan aseksual dan pertumbuhan ragi[1]; gen pengkodean untuk Ras dan Rho GTPase, yang terlibat dalam yeast dan hyphal morphogenesis[2]; pakA , yang mengontrol perkecambahan konidia dan pertumbuhan terpolarisasi dari sel-sel seperti ragi [3]; dan pakB , yang diperlukan untuk penghambatan morfogenesis sel ragi-seperti pada 25 ° C[4]. Mekanisme kedua yang patut dipertimbangkan adalah ketahanannya terhadap pembunuhan fagositik. Kelangsungan hidup intraseluler di dalam makrofag jamur ini telah ditunjukkan baik pada infeksi alami dan dalam pengamatan in vitro[5]. Mikrograf elektron menunjukkan konidia mati dan memperbanyak sel ragi di dalam makrofag. Penghambatan pematangan fagosome berkontribusi terhadap kelangsungan hidup intraseluler telah dibuktikan dalam model makrofag murine RAW267[6]. Selain itu, beberapa gen yang berkaitan dengan respon stres oksidatif dan panas juga pernah dilaporkan bahwa gen yang mengkode katalase-peroksidase (CpeA)[7] dan Hsp30[8]. Transkrip mereka ditemukan menumpuk di konidia dan diregulasi dalam bentuk ragi, menunjukkan peran potensial dari protein ini dalam fase patogen ragi jamur ini. Pengamatan ultrastruktural menunjukkan adanya ragi fisi T. marneffeidi dalam kompartemen fagosomal makrofag, menyiratkan bahwa jamur sepenuhnya beradaptasi untuk bertahan hidup dan bereplikasi sebelum melarikan diri dari lingkungan yang keras dari phagosome ke dalam lingkungan sitoplasma yang kurang beracun[9]. Dalam fagosom, jamur harus menghadapi tekanan panas, oksidatif, dan kekurangan nutrisi.
PEMERIKSAAN LAB.
Histopatologi
Penicillium marneffei umumnya dibuat dalam spesimen klinis dengan mikroskopi dan kultur. Spesifikasi klinis termasuk aspirasi sumsum tulang, darah, biopsi kelenjar getah bening, biopsi kulit, kerokan kulit, sputum, pelet lavage bronchoalveolar, cairan pleura, biopsi hati, cairan serebrospinal, kerokan ulkus faring, kerokan papul palatal, urin, sampel tinja, dan ginjal, perikardium, lambung, atau usus specimen. Diagnosis presumtif cepat dapat dilakukan dengan pemeriksaan mikroskopis aspirasi sumsum tulang yang diwarnai Wright dan / atau menyentuh apusan biopsi kulit atau spesimen biopsi kelenjar getah bening. Pada pasien dengan infeksi fulminan, P. marneffei dapat diamati dalam apus darah perifer. P. marneffei dapat dilihat pada bagian histopatologi yang diwarnai dengan hematoxylin dan eosin, Grocott methenamine silver, atau stain asam-Schiff periodik. Organisme muncul sebagai artroconidia fisi atau bulat uniseluler ke sel oval, yang dapat membelah oleh pembentukan cross-wall di makrofag atau histiosit.
Formasi cross-wall dapat membedakan sel ragi P. marneffei dari kapsul Histoplasma, yang juga muncul sebagai ragi intraseluler. Sel-sel ekstraseluler memanjang atau berbentuk sosis pada P. marneffei, dengan satu atau dua septa, dapat juga dilihat.
(A dan B) Photomicrographs sel ragi (yeast cell) Penicillium marneffei (courtesy of Benjaporn Chaiwun) di-jarum-aspirasi bahan halus yang diperoleh dari kelenjar getah bening yang mendalam dari pasien terinfeksi P. marneffei. Karakteristik septum transversal (panah) di dalam sel ragi dapat dilihat dengan pewarnaan Grocott methenamine perak (A) dan Papanicoloau pewarnaan (B). (C) Gambaran histopatologi dari Histoplasma capsulatum. Sel-sel ragi tanpa septa melintang terlihat dengan pewarnaan hematoxylin-eosin. Pembesaran, × 1.000.
Pemeriksaan Serologis
Beberapa metode telah dikembangkan untuk mendeteksi antibodi spesifik terhadap antigen P. marneffei pada spesimen klinis. Tes-tes ini memiliki potensi untuk menyediakan metode diagnostik cepat untuk mengidentifikasi infeksi P. marneffei, sehingga memungkinkan manajemen terapeutik awal. Test ini digunakan untuk mendeteksi antibodi precipitin pada spesimen serum pasien. Antigen protein yang dihasilkan selama fase pertumbuhan bentuk ragi ditemukan lebih imunoreaktif daripada antigen yang diperoleh dari bentuk miselium. Temuan ini berhubungan dengan tahap infektif organisme ini, yang merupakan fase ragi intra dan ekstraseluler pada lesi pasien. Empat protein ragi imunogenik 200, 88, 54, dan 50 kDa diproduksi dalam jumlah besar selama perlambatan d an fase stasioner awal pertumbuhan. Protein 200- dan 88-kDa mungkin merupakan antigen umum yang terjadi pada jamur lingkungan lainnya. Protein ini memunculkan reaktivitas lemah dalam proporsi tinggi spesimen serum dari pasien terinfeksi HIV tanpa infeksi P. marneffei dan orang normal. Namun, protein 54- dan 50kDa terbukti lebih menjanjikan dan sangat reaktif dengan spesimen serum dari pasien yang terinfeksi P. marneffei.
Pemeriksaan Molekuler
Diagnosis molekuler P. marneffei didasarkan pada primer oligonukleotida khusus yang dirancang dari spacer yang ditranskrip secara internal dan gen 5,8 S rRNA (ITS1-5.8S-ITS2) dari P. marneffei. Spesifisitas primer P. marneffei ini diuji dalam PCR bersarang; DNA jamur pertama kali diperkuat dengan pasangan primer ITS5 dan ITS4 dan PCR bersarang kemudian dilakukan dengan pasangan primer PM1 dan PM4 atau PM2 dan PM4. Pasangan primer PM2 dan PM4 adalah 100% berhasil dalam memperkuat P. marneffei DNA, menghasilkan produk PCR 347-bp, dan metode ini berhasil digunakan untuk mengidentifikasi P. marneffei dari biopsi
kulit. Untuk mengidentifikasi jamur yeast-like yang penting secara medis, probe oligonukleotida spesifik untuk beberapa patogen, termasuk P. marneffei, telah dikembangkan dan diuji dengan metode immunoassay enzim PCR. Dalam penelitian tersebut, reaktivitas silang kecil telah diamati untuk pemeriksaan Blastomyces dermatitidis yang digunakan terhadap C. immitis DNA dan untuk pemeriksaan H. capsulatum yang digunakan terhadap C. albicans. Namun, tidak ada reaktivitas silang ke P. marneffei terlihat. Metode ini dapat dengan cepat mengidentifikasi DNA yang diperoleh dari jamur dalam budaya murni, dan penerapan tes ini dalam pengaturan laboratorium klinis perlu dievaluasi lebih lanjut.
DIAGNOSIS Diagnosis talaromycosis (sebelumnya disebut penicilliosis) harus dipertimbangkan pada pasien yang tinggal di atau berasal dari Asia Tenggara, Australia bagian utara, Asia Selatan (termasuk India), dan China dan hadir dengan demam, penurunan berat badan, batuk tidak produktif, lesi kulit, hepatosplenomegali , dan / atau limfadenopati generalisata. Talaromycosis biasanya terjadi pada pasien yang sangat immunocompromised (misalnya, mereka dengan AIDS); Namun, kasus juga telah dilaporkan pada mereka dengan kondisi yang mendasari lainnya (misalnya, gangguan autoimun, kanker, diabetes). Diagnosis definitif biasanya dilakukan oleh kultur jamur dari darah, biopsi kulit, sumsum tulang, atau kelenjar getah bening. Namun, mengingat kebutuhan untuk pengobatan dini, diagnosis dugaan dapat dilakukan dengan menunjukkan temuan morfologi karakteristik dari jamur ini dalam bahan biopsi atau dalam apusan darah pasien dengan fungemia T. marneffei (sebelumnya P. marneffei) muncul sebagai organisme berbentuk ragi oval atau memanjang dengan septum sentral yang jelas. Kehadiran septum melintang yang berlokasi sentral (misalnya, "dinding salib") membedakan T. marneffei dari Histoplasma capsulatum.
TERAPI DAN PENCEGAHAN Angka kematian pasien dengan infeksi P. marneffei sudah sangat tinggi, terutama ketika dokter tidak melakukan diagnosis dini dan memulai pengobatan lebih awal. Dengan menggunakan uji kerentanan in vitro, jamur terbukti sangat rentan terhadap miconazole, itraconazole, ketoconazole, dan flucytosine. Amfoterisin B menunjukkan aktivitas antijamur intermediet, sementara flukonazol adalah yang paling aktif. Beberapa strain P. marneffei resisten terhadap flukonazol. Respon klinis dan mikrobiologi berkorelasi dengan pola keseluruhan kerentanan in vitro terhadap azoles, sedangkan hasil dengan amfoterisin B lebih sulit untuk dinilai. Dalam penelitian ini dari 80 pasien dengan infeksi P. marneffei yang disebarluaskan, tidak ada terapi pemeliharaan yang digunakan. Studi ini menemukan bahwa 12 dari 40 pasien yang awalnya menanggapi pengobatan kambuh dalam waktu 6 bulan. Hasil ini menyarankan bahwa profilaksis sekunder jangka panjang mungkin diperlukan untuk mencegah terulangnya kembali infeksi ini. Percobaan double-blind dilakukan untuk mengevaluasi itrakonazol sebagai profilaksis sekunder terhadap infeksi P. marneffei pada 71 pasien terinfeksi HIV, yang terdaftar dalam penelitian pemeliharaan. Terapi antijamur standar awal terdiri dari 2 minggu amfoterisin B parenteral dengan dosis 0,6 mg / kg / hari, diikuti oleh 400 mg itrakonazol per hari secara oral dalam dua dosis terbagi selama 10 minggu berikutnya. Para pasien kemudian secara acak ditugaskan untuk menerima itrakonazol oral (200 mg setiap hari) atau plasebo sebagai terapi pemeliharaan. Tak satu pun dari 36 pasien yang ditugaskan untuk itrakonazol mengalami kekambuhan dalam 1 tahun, sedangkan 20 dari 35 pasien yang diberikan plasebo mengalami relaps. Hasilnya menunjukkan bahwa pada pasien yang terinfeksi HIV yang berhasil menyelesaikan pengobatan utama infeksi P. marneffei, profilaksis sekunder dengan itrakonazol oral (200 mg sekali sehari) dapat ditoleransi dengan baik dan mencegah kambuhnya infeksi P. marneffei.
Daftar Pustaka 1. Borneman AR, Hynes MJ, Andrianopoulos A. The abaA homologue of Penicillium marneffei participates in two developmental programmes: conidiation and dimorphic growth. Mol. Microbiol. 2. Boyce KJ, Hynes MJ, Andrianopoulos A. The Ras and Rho GTPases genetically interact to co-ordinately regulate cell polarity during development in Penicillium marneffei . Mol. Microbiol. 2005;55(5):1487 – 1501. 3. Boyce KJ, Andraianopoulos A. A p21-activated kinase is required for conidial germination in Penicillium marneffei . PLoS Pathog. 2007;3:e162. 4. Boyce KJ, Schreider L, Andrianopoulos A. In vivo yeast cell morphogenesis is regulated by a p21-activated kinase in the human pathogen Penicillium marneffei . PLoS Pathog. 2009;5(11):e1000678. 5. Rongrungruang Y, Levitz SM. Interactions of Penicillium marneffeiwith human leukocytes in vitro . Infect. Immun. 1999;67(9):4732 – 4736. 6. Lu S, Hu Y, Lu C, Zhang J, Li X, Xi L. Development of in vitromacrophage system to evaluate phagocytosis and intracellular fate of Penicillium marneffei conidia. Mycopathologia. 2013;176(1 – 2):11 – 22. 7. Pongpom P, Cooper CR, Jr, Vanittanakom N. Isolation and characterization of a catalase peroxidase gene from the pathogenic fungus, Penicillium marneffei . Med. Mycol. 2005;43(5):403 – 411. 8. Vanittanakom N, Pongpom M, Praparattanapan J, Cooper CR, Jr, Sirisanthana T. Isolation and expression of heat shock protein 30 gene from Penicillium marneffei . Med. Mycol. 2009;47(5):521 – 526. 9. Chan YF, Chow TC. Ultrastructural observations on Penicillium marneffei in natural human infection. Ultrastruct. Pathol.1990;14(5):439 – 452. 10. N. Yilmaz, C.M. Visagie, J. Houbraken, J.C. Frisvad, R.A. Samson. Polyphasic taxonomy of the genus Talaromyces. STUDIES IN MYCOLOGY. 78: 175 – 341. 11. Vanittanakom Nongnuch, Cooper Chester R. , Jr., Fisher Matthew C. , Sirisanthana Thira. Penicillium marneffei Infection and Recent Advances in the Epidemiology and Molecular Biology Aspects. American Society for Microbiology. 2006: 9(1): 95-110 12. Supparatpinyo Khuanchai. Diagnosis and treatment of Talaromyces (Penicillium) marneffei infection. 2017 13. Supparatpinyo, K., KE Nelson, WG Merz, BJ Breslin, CR Cooper, Jr., C. Kamwan, dan T. Sirisanthana. 1993. Respon terhadap terapi antijamur oleh pasien yang terinfeksi virus
imunodefisiensi manusia dengan infeksi Penicillium marneffei yang disebarluaskan dan kerentanan in vitro dari isolat dari spesimen klinis. Antimicrob. Agen Kimia. 3 7 : 2407-2411. 14. Supparatpinyo, K., J. Perriens, KE Nelson, dan T. Sirisanthana. 1998. Sebuah uji coba terkontrol itrakonazol untuk mencegah kambuhnya infeksi Penicillium marneffei pada pasien yang terinfeksi virus human immunodeficiency. N. Engl. J. Med. 339 : 1739-1743.
