Virological and Immunological Studies of Dengue Virus Infection in Pigtail Macaques (Macaca nemestrina).

Abstract

Satwa primata sangat dibutuhkan untuk meneliti patogenesis demam berdarah dengue (DBD) dan mengevaluasi vaksin dengue (DEN), juga obat antivirus. Sampai saat ini sangat sulit mendapatkan model DBD pada satwa primata. Jadi evaluasi kandidat vaksin DEN dilakukan pada satwa primata yang memperlihatkan viremia setelah infeksi virus DEN dan vaksin yang efisien adalah vaksin mampu menimbulkan kekebalan yang dapat mereduksi viremia pada primata yang setelah divaksinasi kemudian diinfeksikan virus DEN. Untuk dapat mengetahui potensi satwa primata beruk sebagai hewan model pada penelitian vaksin DEN, beruk diinfeksikan berturutan dengan serotipe DEN yang sama. Virus DEN yang digunakan berasal dari virus yang diisolasi dari pasien-pasien DEN di Indonesia. Dua parameter yang diukur adalah viremia yang terjadi setelah penyuntikan virus DEN dan antibodi sebagai respon beruk terhadap infeksi DEN tersebut. Beruk memperlihatkan viremia yang konsisten setelah diinfeksikan dengan virus DEN-1, DEN-2, DEN-3 dan DEN-4. Respon antibodi IgM, IgG dan aviditas setelah infeksi primer dan sekunder menyerupai respon pada manusia. Kekebalan yang terjadi setelah infeksi primer dapat melindungi beruk dari infeksi sekunder homologus. Hasil ini menunjukkan bahwa beruk dapat digunakan untuk evaluasi vaksin DEN dan menjadi hewan model alternatif untuk penelitian infeksi DEN. Tidak hanya antibodi, limfosit T juga memiliki peran penting terhadap proteksi dan patogenesa infeksi DEN. Pengukuran limfosit T spesifik DEN yang memproduksi interferon-γ (IFN- γ) yaitu ELISPOT dan intracellular cytokine staining-flow cytometry (IC-FC) dikembangkan untuk mendukung penelitian DEN pada beruk. Pengujian dilakukan menggunakan peripheral blood mononuclear cells (PBMC) yang diambil sebelum dan sesudah infeksi DEN. Hasil ELISPOT memperlihatkan kenaikan jumlah limfosit T spesifik DEN sebagai respon individu beruk terhadap infeksi DEN-1, DEN-3 dan DEN-4. Dengan menyatukan PBMC dari beberapa beruk, ELISPOT dan IC-C dilakukan secara bersamaan untuk mengukur jumlah limfosit T spesifik DEN setelah infeksi DEN-2. ELISPOT memperlihatkan kenaikan limfosit T spesifik DEN yang memproduksi IFN-γ setelah infeksi primer dan kenaikan yang lebih nyata sebagai respon terhadap infeksi sekunder. Hasil IC-FC, pola kenaikan dari limfosit T CD3+CD4+ dan CD3+CD4- spesifik DEN yang memproduksi IFN-γ sebagai respon terhadap infeksi primer dan sekunder serupa dengan respon yang diukur dengan ELISPOT. Jadi ELISPOT dan IC-FC dapat digunakan untuk mengukur limfosit T spesifik DEN. Aplikasi kedua uji ini dapat digunakan untuk mempelajari lebih rinci kekebalan adaptif yang didapat dari vaksinasi dan kemampuan proteksinya. Demikian pula, pengembangan beruk sebagai model DBD akan dapat dilakukan melalui penelitian respon reaksi silang dari limfosit T dan antibodi pada infeksi sekunder heterologus.

Dengue virus infections have caused a major public health problem in tropical and sub-tropical countries. The geographical distribution, the frequency of epidemic cycle and the number of cases have been increasing at an alarming rate and highlighted the urgency of DEN vaccine (WHO 2005; Raviprakash et al. 2009). The clinical manifestations of DEN infections range from mild dengue fever (DF) with high fever, headache, rash, and bone and muscle pain up to severe dengue hemorrhagic fever (DHF) and dengue shock syndrome (DSS) with evidence of thrombocytopenia, bleeding, plasma leakage and shock. The severe manifestation cause a high mortality rate particularly in children (WHO 2005). Since the 1980s, epidemiological data revealed that 85% of DHF and DSS were heterologous secondary infections and immunopathological response to heterologous secondary infection has been hyphothesized leading to DHF pathogenesis (Halstead 1983). Antibody produced following primay DEN infection confers the protection to homologous infection, however, heterologous secondary infection may still occur. The pre-existing, non-neutralizing antibodies binds DEN viruses and these complexes, then bind the target cells via the FcγRI and FcγII, resulting in increased viral load, shortened incubation period and increased disease severity (Fink et al. 2006). Meanwhile, DEN specific CD4+ and CD8+ T lymphocytes are suggested to have a low binding affinity for the current serotype, and consequently, inefficient to clear the infection (Fink et al. 2006). The limitations of DEN study in human have hampered the understanding of these two components of adaptive immunity, antibody and T lymphocyte, in the pathogenesis of DHF.