Rabu, 1 Juli 2020

Tony Unandar: Respon Imunitas Terhadap Koksidia

Tony Unandar: Respon Imunitas Terhadap Koksidia

Foto: 
Tony Unandar

Serangan koksidiosis pada ayam modern tidak pernah pandang bulu, baik dalam bentuk subklinis ataupun klinis. Ayam bibit (parent stock), ayam petelur (layer) ataupun ayam pedaging (broiler) komersial dengan leluasa bisa terserang. Tidak signifikan perbedaan kepekaan antara ayam muda atau tua. Seiring dengan pakan era non-AGP (antibiotic growth promotor), meningkatnya kasus koksidiosis (penyakit berak darah) di lapangan menjadi problem tersendiri bagi praktisi lapangan, karena tidak hanya menggerogoti performa tapi juga bisa menjadi faktor pencetus kematian ayam yang tinggi akibat komplikasi radang usus yang bersifat nekrotik (Necrotic Enteritis) yang hampir selalu menyertainya. Tulisan singkat kali ini mencoba menelisik dimensi respon sistem imunitas ayam dalam menghadapi tantangan bibit penyebab koksidiosis yang bersifat endemik di lapangan, sehingga implementasi strategi kontrol yang strategis dan efektif dapat mengurangi kerugian peternak.
 
 
Dampak Efisiensi Kebablasan
Dalam realita lapangan, prevalensi kasus koksidiosis berbeda sangat signifikan antara pada ayam kampung (native chicken) dengan ayam modern. Problem koksidiosis pada ayam modern sering kali disebut sebagai "emerging problem" yang disebabkan oleh keserakahan umat manusia, dimana manusia terus menerus selalu berjuang untuk mengoptimalkan sisi efisiensi pada pemeliharaan ayam modern. Di alam bebas khususnya pada ayam kampung, koksidia hampir tidak pernah mengakibatkan ledakan kasus koksidiosis dengan gejala klinis yang sangat nyata seperti pada peternakan ayam modern. Ada beberapa argumentasi teknis yang bisa menjelaskan mengapa perbedaan ini terjadi:
 
 
1. Perbedaan jumlah bibit koksidia (ookista) yang tertelan dalam satuan waktu yang singkat. Dari sisi epidemiologis penyakit, bibit koksidia tidak pernah ditularkan secara vertikal dari induk ke progeninya, akan tetapi secara horizontal melalui material feses ayam yang terkontaminasi. Maka, di alam bebas sangatlah kecil peluang ayam untuk mengkonsumsi bibit koksidia dalam jumlah yang tinggi dan dalam waktu yang singkat karena densitas ayam sangat rendah. Kondisi ini tentu saja bukan hanya tidak mampu menstimulasi kemunculan gejala klinis yang nyata karena total inokulumnya tidak tercapai, akan tetapi pada tantangan ringan (mild challenge) yang terjadi justru dapat menginisiasi penggertakan pembentukan reaksi kekebalan ayam terhadap spesies koksidia tersebut. Itulah sebabnya, di alam bebas koksidiosis dikelompokkan dalam “self-limiting disease” (penyakit yang bisa sembuh sendiri). Di lain pihak, pada peternakan ayam modern, dengan tingginya kepadatan ayam (bird density) per-meter persegi dan lagi pula jika tata laksana litter yang tidak optimal sangat memungkinkan ayam dapat mengkonsumsi bibit koksidia (ookista) infektif dalam jumlah yang sangat tinggi (”total inoculum”) dalam waktu yang singkat. Tegasnya, dalam mekanisme infeksi, salah satu faktor penting yang sangat menentukan kecepatan kemunculan gejala klinis adalah faktor ”total inoculum” patogen per-satuan waktu yang masuk ke dalam tubuh induk semang, dalam hal ini ayam.
 
 
2. Perbedaan keganasan (virulensi) koksidia yang ada. Pada peternakan ayam modern, model pemeliharaan “multi-age” (banyak umur ayam dalam satu lokasi peternakan), tidak cukupnya istirahat kandang, serta program sanitasi kandang yang ceroboh tentu saja akan memperbesar peluang terjadinya peningkatan keganasan koksidia yang ada di sekitar ayam yang dipelihara seiring dengan berjalannya waktu. Tegasnya, karakteristik proses pemeliharaan ayam modern yang intensif menyebabkan bibit koksidia selalu mempunyai peluang besar untuk meningkatkan keganasannya alias mutasi, karena selalu mempunyai media (induk semang) untuk melakukan replikasi dan adaptasi.  Kondisi ini jelas sangat jarang terjadi pada ayam kampung atau ayam yang berada di alam bebas.
 
 
3. Status daya tahan tubuh ayam. Pada peternakan ayam modern, cukup banyak faktor yang dapat menstimulasi terjadinya stres pada ayam yang dipelihara. Beberapa faktor tersebut misalnya: kepadatan ayam yang cukup tinggi, berfluktuasinya kualitas pakan, kadar amonia yang tinggi (lebih dari 25 ppm), program vaksinasi yang berulang-ulang, serta tingginya suhu dan atau kelembaban udara di sekitar ayam. Banyaknya faktor-faktor stres yang dapat menekan daya tahan tubuh (faktor imunosupresi) ayam ini tentu saja tidak terlalu dominan pada ayam-ayam kampung yang berada di alam bebas.
 
 
Siklus Hidup Koksidia
Koksidia atau tepatnya Eimeria merupakan parasit sel tunggal yang komplit, tidak bersifat zoonosis (tidak bisa menular pada manusia), dan mempunyai karakter spesifisitas yang tinggi dalam hal induk semang, lokasi infeksi serta respon imunitas dapatan (adaptive immunity).  Siklus hidupnya sangat kompleks, baik di luar tubuh ayam (fase sporulasi) maupun di dalam tubuh ayam (fase prepaten). Oleh sebab itu strategi kontrol koksidiosis di lapangan haruslah simultan terdiri dari berbagai pendekatan (multi-approach strategy). Fase sporulasi dapat terjadi dari beberapa jam sampai berbulan-bulan, tergantung kondisi lingkungan litter atau feses ayam yang ada. Sedangkan fase prepaten hanya berlangsung rata-rata 5-7 hari, tergantung jenis Eimeria dan kondisi umum ayam (Lillehoj HS et al., 2011).
 
 
Di dalam tubuh ayam, siklus hidup Eimeria dimulai dari ayam termakan sejumlah ookista yang sudah bersporulasi (bentuk infektif) dan setiap ookista yang sudah bersporulasi mengandung 8 buah sporozoit. Ketika tiba di usus halus, dengan bantuan enzim-enzim pencernaan (terutama tripsin) sporozoit keluar dari ookista dan dalam waktu sekejap langsung memulai proses merogoni atau skizogoni pertama dengan cara melakukan penetrasi alias invasi ke dalam sel-sel epitelium usus (enterosit), membentuk kapsulasi dan vakuola lalu bereplikasi hingga terbentuk merozoit (Shah, 2013).  Merozoit yang terbentuk kemudian keluar dari sel epitelium sambil mengakibatkan kehancuran sel epitelium yang ditempatinya, lalu mulai lagi menginvasi sel epitelium yang baru. Proses merogoni ini bisa terjadi berulang-ulang, tergantung jenis Eimeria yang menginfeksi dan setiap kali merozoit keluar dari sel epitelium pasti terjadi kerusakan pada lapisan epitelium usus yang menyebabkan lesio-lesio yang parah (Renault, 2007; Idris et al., 2016; Ahmad et al., 2016). Setelah melalui proses merogoni terakhir, maka merozoit menginvasi lagi enterosit, melakukan diferensiasi menjadi gamet jantan dan gamet betina, lalu melakukan fertilisasi. Setelah fertilisasi, maka terbentuklah ookista baru yang non infektif (belum bersporulasi), keluar dari enterosit dan akhirnya keluar lagi dari tubuh ayam bersama-sama dengan feses yang ada (lihat juga diagram pada gambar 3).
 
 
Mengenal Sel-sel Dendritik Ayam
Sel-sel dendritik atau Dendritic Cells (DCs) mempunyai peran tidak hanya sebagai regulator sentral tetapi juga merupakan antigen-presenting cells (APCs) yang krusial dalam mekanisme imunitas mukosal ayam, termasuk imunitas terhadap Eimeria penyebab koksidiosis (Smith AL dan Beal R, 2008). Bagian dari butir darah putih dari kelompok granulosit ini mempunyai kompetensi yang unik dan via komunikasi dengan sinyal-sinyal kimiawi (signaling proteins) serta mekanis (phagocytosis and antigen presentation) mampu menginisiasi baik respon pertahanan sel yang tidak spesifik (innate immunity) maupun respon kekebalan yang sangat spesifik (adaptive immunity) terhadap Eimeria.
 
 
Pada ayam, populasi DCs berasal dari sel-sel myeloblast dalam sumsum tulang dan terdiri dari beberapa subtipe yaitu Bursal Secretory DCs (BSDCs), follicular DCs (FDCs) dan Thymic DCs (TDCs). Walaupun ketiga subtipe DCs ini secara bersama-sama mempunyai keterlibatan penting dalam imunitas ayam, namun proses kematangan (maturity) dan fungsinya sangat dipengaruhi oleh gertakan patogen (mikroba) atau kondisi lingkungannya. Tegasnya, begitu keluar dari sumsum tulang, sel-sel myeloblast yang sudah berkembang menjadi DCs yang belum dewasa (muda) hanya mempunyai kemampuan aktivitas endositosis (fagositosis) yang kuat terhadap mikroba/patogen ekstraseluler namun mempunyai potensi yang rendah untuk mengaktivasi populasi sel-sel limfosit T (lihat juga gambar skhematis 5-6). Sekali DCs yang belum dewasa tadi memangsa suatu patogen (fagositosis), DCs tersebut akan mengalami proses pendewasaan dan segera bermigrasi ke jaringan limfoid regional terdekat (misalnya GALT: Gut-Associated Lymphoid Tissues) dan mempresentasikan antigen dari patogen tersebut sambil mengaktifasi sel limfosit T untuk mengawali respon imunologis lanjut (Liu dan Nussenzweig, 2010; Maverakis et al., 2015).
 
 
DCs umumnya menetap pada jaringan-jaringan perifer, khususnya pada jaringan yang mempunyai kontak langsung dengan lingkungan eksternal, misalnya kulit dan selaput lendir atau mukosa. Dalam keadaan normal, DCs yang sudah mengalami pendewasaan secara konstan melakukan monitor terhadap keberadaan patogen atau mikroba yang mempunyai potensi untuk invasi via cairan darah, cairan limfe, jaringan perifer dan organ-organ limfoid sekunder, misalnya: CALT = Conjunctiva-Associated Lymphoid Tissue; NALT = Nasal-Associated Lymphoid Tissue; BALT = Bronchus-Associated Lymphoid Tissue; dan GALT (Guermonprez et al., 2002; Geus ED et al., 2015). Pada ayam, DCs juga memegang peranan penting dalam memelihara memori respon imunologis dari kelompok sel B (Wieder, 2003). Sebagai radar ditingkat jaringan tubuh, melalui komponen PRRs (Pattern-Recognition Receptors) di permukaan selnya, DCs mempunyai kemampuan mendeteksi komponen PAMPs (Pathogen-Associated Molecular Patterns) dari suatu patogen. PAMPs umumnya merupakan penciri khas dan komponen esensial bagi suatu patogen untuk menjaga kelangsungan hidupnya (Akira S et al., 2006).
 
 
Di atas telah disebutkan bahwa DCs adalah APCs yang unik, karena selain secara prinsipil mampu mempresentasikan antigen (penciri) dari suatu patogen tapi juga sanggup menginduksi respon imunitas awal terhadap "naive T-lymphocytes" (Ohgimoto et al., 2007; Yasmin et al., 2015). Jadi kesimpulannya peran DCs pada ayam adalah melakukan fagositosis, presentasi antigen, mengaktivasi sel limfosit dan memelihara memori respon imunologis secara tandem dengan sel limfosit B, khususnya DCs dari subtipe FDCs (Wieber, 2003; Rehman ZU et al., 2017; Shoaib M et al., 2017).    
 
 
Imunitas terhadap Koksidia
Siklus hidup Eimeria di dalam tubuh ayam (masa prepaten) walaupun hanya berjalan singkat, namun sangatlah kompleks; ada bentukan intraseluler dan ekstraseluler, ada stadium aseksual dan seksual. Oleh karena itu, tidak usah heran jika respon imunitas ayam terhadap koksidia juga kompleks. Dari data penelitian telah diketahui bahwa imunitas terhadap koksidia melibatkan segi respon non spesifik (innate immunity) dan respon imunitas spesifik (adaptive immunity) yang mencakup baik humoral immunity (HI) maupun cell-mediated immunity (CMI).  Respon non spesifik termasuk barrier fisik (lapisan epitelium usus dan mukus), sel-sel fagosit dan sel darah putih lainnya, serta beberapa sitokin alias protein komplemen. Sedangkan respon imunitas spesifik melibatkan antibodi, sel-sel limfosit dan sitokin (Dalloul RA and Lillehoj HS, 2005).  
 
 
Secara umum, GALT memegang peranan sangat penting dalam mekanisme pertahanan usus dalam menghadang laju invasi patogen, termasuk terhadap Eimeria. Dimulai dari fagositosis, melakukan proses pengolahan dan presentasi antigen, produksi antibodi di tingkat usus dan aktivasi CMI (Lillehoj HS and Trout JM, 1996). 
 
 
Dalam mekanisme pertahanan non spesifik ayam terhadap koksidia, sebenarnya setiap kali bentukan ekstraseluler (baik sporozoit maupun merozoit) yang menginvasi sel-sel epitelium pasti langsung mendapatkan perlawanan lokal yaitu selain oleh kualitas sel epitelium yang prima beserta mukus dari sel-sel Goblet, tetapi juga oleh kinerja beberapa sitokin lokal yang dihasilkan terutama oleh "intra-epithelial lymphocytes" (IELs), sel-sel Paneth, sel-sel M dan enterosit itu sendiri (Lillehoj et al., 1998; Donald MV, 1999; Lillehoj et al., 2004). Oleh karena itu, janganlah heran jika pasca pakan non AGP, maka kualitas lapisan epitelium usus yang tidak prima yang selanjutnya menyebabkan kasus koksidiosis dapat berjalan seolah lebih cepat dengan tingkat keparahan yang hebat. Tegasnya, membentuk dan menjaga kualitas integritas saluran cerna yang prima merupakan pertahanan pertama dan mendasar dalam imunitas terhadap koksidia, terutama dalam menghambat laju invasi bentukan ekstraseluler terhadap sel-sel epitelium.
 
 
Lapis kedua dalam mekanisme non spesifik (innate immunity) terhadap koksidia adalah pertahanan sel-sel darah putih, terutama oleh residen makrofag dan DCs yang berada pada lapisan sub-epitelium. Kedua jenis darah putih ini, terutama DCs selain melakukan fagositosis, juga bertanggung jawab memproses material antigen dari masing-masing bentukan Eimeria dan mempresentasikan material antigenik tersebut pada permukaan selnya untuk mengaktivasi "naive-T lymphocytes" bagi respon kekebalan spesifik terhadap masing-masing bentukan Eimeria yang ada. Jadi kedua sel ini juga bertindak sebagai penghubung antara innate immunity dan adaptive immunity. Dalam mucosal immunity, DCs sering disebut sebagai adjuvan alamiah, karena dapat mempresentasikan antigen dalam jumlah yang banyak dan dalam waktu yang relatif singkat (Karolina and Jacques, 2012; Shoaib m et al., 2017).
 
 
Pada penelitian innate immunity lanjut, ternyata DCs juga menghasilkan beberapa sitokin, yaitu: 
1) Interferon-gamma (IFN) yang dapat menghambat laju invasi dan daya hidup bentukan Eimeria dalam sel epitelium (Hong YH et al., 2006)
 
2) Tumor Necrosis Factor-alpha (TNF) bersama-sama dengan sitokin dari Th1 dan TH2 dapat meningkatkan daya bunuh Cytotoxic-T cell (CTL), Natural Killer Cell (NKC) dan makrofag terhadap bentukan-bentukan Eimeria (Wallach M, 2010).
 
 
Dalam adaptive immunity, segenap bentukan Eimeria baik pada fase aseksual maupun fase seksual bersifat imunogenik, hanya saja ada perbedaan dalam hal derajat imunogenisitasnya. Pada Eimeria, CMI memegang peranan yang jauh lebih dominan, sedangkan HI peranannya bersifat minor (Pierce AE & Long PL, 1965; Rose ME & Long PL, 1971; Dalloud RA & Lillehoj HS, 2005; Wallach M, 2010).
 
 
Pada akhirnya perlu diingat bahwa salah satu ciri parasit Eimeria adalah mempunyai spesifisitas yang tinggi dalam tiga hal utama yaitu spesifik terhadap induk semang, lokasi infeksi dan imunitas. Pada ayam misalnya, selain tidak ada proteksi silang yang penuh antar spesies Eimeria yang menyerang, juga ada perbedaan dalam hal imunogenisitas, misalnya imunogenisitas Eimeria maxima jauh lebih baik dibandingkan Eimeria tenella (Riley D & Fernando MA, 1988). TROBOS
 
 
*Private Poultry Farm Consultant – Jakarta 
 

 
Livestock Update + Moment Update + Cetak Update +

Artikel Lain