ADESI STREPTOCOCCUS SUIS PADA SEL-SEL HELA

ADHESION OF STREPTOCOCCUS SUIS TO HELA CELLS

Siti Isrina Oktavia Salasia*

ABSTRACT

This study was designed to understand the role of hemagglutinating adhesin on the adhesion of Streptococcus suis to HeLa cells. Twenty four Streptococcus suis isolated frompigs, dogs, cats and human were used in this study. Four Streptococcus suis strains agglutinated erythrocyte and adhered strongly to HeLa cells. The non hemagglutinated strains adhered weakly. The hemagglutination activities and the adhesions were markedly reduced by pretreatment of the Streptococcus suis with heat by 50C, 60 min. and preincubation with trypsin or pronase. This indicated that haemagglutinin adhesin is a protein which have a possible role in adhesion and subsequent colonization of the bacteria.

PENDAHULUAN

Adesi bakteri pada sel-sel hospes merupakan langkah yang sangat penting untuk mengetahui patogenesis suatu infeksi. Mekanisme adesi antara hospes dengan bakteri dapat digunakan untuk menentukan cara pencegahan, diagnosis dan pengobatan infeksi bakteri. Vaksinasi terhadap adesin dapat memberikan proteksi terhadap beberapa infeksi bakterial. Hubungan antara sifat-sifat hemaglutinasi dan kemampuan bakteri untuk melekat pada sel-sel hospes telah diteliti pada berbagai spesies bakteri (Kurl et al., 1989; Wibawan et al.; 1993, Lämmler et al., 1994; Salasia dan Lämmler, 1994; Salasia dan Lämmler, 1995). Streptococcus suis telah dikenal sebagai penyebab sepsis, meningitis dan infeksi-infeksi lain pada babi, hewan-hewan lain dan manusia (Windsor, 1977; Arends dan Zanen, 1988; Devriese et al., 1990; Devriese et al., 1993; Salasia et al., 1994). Berkaitan dengan hal tersebut, telah diteliti kemampuan Streptococcus suis untuk melekat pada sel-sel HeLa dan mengaglutinasi eritrosit secara in vitro sebagai model untuk mempelajari interaksi antara bakteri dan hospesnya.

METODE

Kultur streptokokkus isolat babi dan manusia diperoleh dari U. Vecht (DLO-Central Veterinary Institut, Department of Bacteriology, Lelystad, Nederland) dan isolat rutin dari Institut für Bakteriologie und Immunologie, JLU Giessen, Germany, sedangkan isolat anjing dan kucing diperoleh dari L.A. Devriese (Rijkuniversiteit Gent, Laboratorium voor de Bacteriologie van de huisdieren, Gent, Belgien).

Tes hemaglutinasi digunakan eritrosit babi, manusia dan kelinci dengan antikoagulan 0,2 M sodium sitrat pH 5,2, disentrifus dan dicuci dua kali dengan 0,15 M NaCl, kemudian dibuat larutan 2% dalam NaCl. Tes hemaglutinasi dilakukan dengan cara mereaksikan 20 l larutan bakteri yang telah ditentukan dengan spekrofotometer 10% transmisi dan 620 nm (kira-kira 109 bakteri/ml 0,15 NaCl) dengan 20 l larutan eritrosit diatas gelas obyek. Gelas obyek digoyang selama 30 detik dan reaksi hemaglutinasi dicatat dengan ketentuan sebagai berikut: reaksi kuat, reaksi sedang dan tidak ada reaksi (Wibawan et al., 1993)

Streptococcus suis ditanam didalan Todd-Hewitt broth (THB, Gibco) selama 24 jam pada suhu 37C, kemudian disentrifus 10.000 rpm. 10 menit. Pelet diresuspensi dengan Hank´s balanced salt solution (HBSS, Sigma, Deisenhofen, FRG) dan ditentukan optical

__________________________________________________

* Bagian Patologi Klinik, Fakultas Kedokteran Hewan, Universitas Gadjah Mada

2

density (OD) nya 10% pada 620 nm. Suspensi bakteri dicat dengan fluoresceineisothiocyanate(Sigma) pada pH 7,4 (Wibawan et al., 1993).

Sel-sel HeLa diperoleh dari Institut für Pharmakologie, JLU Giessen. Sel-sel HeLa dibiakkan diatas gelas obyek dalam larutan minimal essential medium (MEM, Sigma) yang mengandung 10% fetal calf serum (FCS, Gibco), 100 IU/ml penicillin G (Gibco) dan 100 g/ml streptomycin (Gibco), selama 24 jam pada 37C, 5% CO2. Gelas obyek tersebut kemudian dipindah ke cawan petri ( 5 cm) yang telah diisi 5 ml HBSS (Wibawan et al., 1993; Esslinger et al, 1994).

Suspensi bakteri yang telah diwarnai dengan fluoresceine isothiocyanate (FITC), sebanyak 100 l dimasukkan ke dalam cawan petri yang berisi sel-sel HeLa, diinkubasi selama 1 jam pada temperatur kamar, kemudian dicuci 3 kali dengan HBSS yang mengandung 0,05% Tween 20 (Sigma). Jumlah bakteri yang melekat dihitung secara random dengan menggunakan 20 sel-sel HeLa/gelas obyek dengan bantuan mikroskop fluorescence (Wibawan et al., 1993; Esslinger et al., 1994).

Aktivitas hemaglutinasi dan adesi Streptococcus suis selanjutnya dapat dilihat dengan cara memberi perlakuan-perlakuan terhadap perubahan-perubahan permukaan bakteri dengan pemanasan dan pemberian ensim-ensim proteolitik sebagai berikut: pemanasan pada 50C selama 10, 30 dan 60 menit. Pemberian 0,1U/ml neuraminidase, 1 mg/ml trypsin dan 1 mg/ml pronase selama 1 jam pada 37C. Setelah perlakuan-perlakuan tersebut, dilakukan tes hemaglutinasi seperti cara diatas. Untuk tes adesi, suspensi bakteri dicat dengan FITC, kemudian dilakukan tes adesi seperti metode diatas (Salasia dan Lämmler, 1994).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Diantara 24 kultur Streptococcus suis yang dipakai dalam penelitian ini, terdapat 3 kultur isolat babi dan 1 kultur isolat kucing yang dapat mengaglutinasi eritrosit (Tabel 1). Kultur-kultur yang mempunyai sifat hemaglutinasi tersebut lebih banyak melekat pada sel-sel HeLa (> 300 bakteri/sel) (Tabel 1, Gambar 1), sedangkan kultur yang tidak mengaglutinasi eritrosit tidak bereaksi dengan eritrosit dan hanya sedikit melekat pada sel-sel HeLa (< 20 bakteri/sel) (Tabel 1).

Substansi-substansi hemaglutinin seperti halnya fimbria pada Streptococcus suis telah diketahui memegang peranan sebagai adesin (Liukkonen et al. 1992; Lämmler et al., 1994; Salasia dan Lämmler, 1994). Haataja et al. (1993) telah mendemonstrasikan adanya interaksi galaktosa spesifik antara kuman Streptococcus suis dengan epitel faringeal babi. Liukkonen et al. (1992) menjelaskan bahwa ikatan protein dengan asam sialat bertanggung jawab terhadap reaksi hemaglutinasi dan adesi pada Streptococcus suis.

Pada penelitian ini aktivitas hemaglutinasi Streptococcus suis berkurang dengan pemanasan 50°C selama 30 menit dan sama sekali tidak bereaksi dengan pemanasan 50°C selama 60 menit, demikian juga dengan pemberian trypsin atau pronase (Tabel 2). Perlakuan bakteri dengan pemanasan, trypsin atau pronase disamping mengurangi aktivitas hemaglutinasi terbukti juga mengurangi aktivitas adesi Streptococcus suis pada sel-sel HeLa (Gambar 2). Hal ini menunjukkan bahwa adesin hemaglutinin adalah suatu protein yang mempunyai peranan dalam adesi antara sel hospes dengan sel bakteri. Menurut Liukkonen et al. (1992), sialidase dapat mengurangi aktivitas eritrosit, sehingga dapat mengurangi terjadinya reaksi hemaglutinasi dengan kuman Streptococcus suis. Sedangkan pada penelitian ini nampaknya sialidase tidak mempengaruhi aktivitas hemaglutinasi. Hal ini sesuai dengan penelitian yang telah dilakukan oleh Kurl et al. (1989), bahwa sialidase tidak mempengaruhi aktivitas hemagluitinasi. Adanya perbedaan ini kemungkinan disebabkan karena Streptococcus suis mempunyai berbagai adesin-hemaglutinin dengan spesifisitas gula yang berbeda-beda pada permukaannya.

Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa adesin-hemagglutinin mempunyai peranan dalam mekanisme awal infeksi Streptococcus suis pada hospes.

UCAPAN TERIMA KASIH

3

Penulis mengucapkan terimakasih kepada Prof. Dr. Christoph Lämmler, Institut für Bakteriologie und Immunologie, Justus-Liebig-Universität, Giessen, Germany, yang telah memberikan kritik dan saran selama melakukan penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

Arends, J.P. and H.C. Zanen (1988): Meningitis caused by Streptococcus suis in humans. Rev. Infect. Dis. 10, 131-137.

Devriese, L.A., M. Desmidt, S. Roels, J. Hoorens and F. Haesebrouck (1993): Streptococcus suis infection in fallow deer. Vet. Rec. 132, 282.

Devriese, L.A., B. Sustronck, T. Maenhouth and F. Haesebrouck (1990): Streptococcus suismeningitis in a horse. Vet. Rec. 127, 68.

Esslinger, J, R.S. Seleim, G. Herrmann and H. Blobel (1994). Adhesion of Pasteurella multocida to HeLa cells and to macrophages of different animal species. Revue Méd.Vét. 145, 1, 49-53.

Haataja, S., K. Tikkanen, J. Liukkonen, C. François-Gerard and J. Finne (1993). Characterization of a novel bacterial adhesion specificity of Streptococcus suisrecognizing blood group P receptor oligosaccharides. J.Biol.Chem. 268, 4311-4317.

Kurl , D.N., S. Haataja and J. Finne (1989). Hemagglutination activities of group B, C, D, and G streptococci: demonstration of novel sugar-specific cell binding activities in Streptococcus suis. Infect.Immun. 57, 384-389.

Lämmler, C., S.U. Pramono, I.W.T. Wibawan, S.I.O. Salasia, and S. Estoepangestie (1994). Relation between hemaglutination, surface hydrophobicity and adherence properties of Streptococcus suis. In: Totolian, A (ed.), Pathogenic Streptococci: Present and Future. Lancer Publications, St. Petersburg. Pp. 122-123.

Liukkonen, J., S. Haataja, K. Tikkanen, S. Kelm, and J. Finne (1992). Identification of N-acetylneuraminyl 2 3 poly-N-acetyllactosamine glycans as the receptors of sialic acid-binding Streptococcus suis strains. J.Biol.Chem. 267, 21105-21111.

Salasia, S.I.O. and C. Lämmler (1995). Distribution of serotype, virulence markers and further characteristics of Streptococcus suis isolates from pigs. J.Vet.Med. B42, 78-83.

Salasia, S.I.O. and C. Lämmler (1994). Occurrence of haemagglutinating adhesin among virulent and avirulent isolates of Streptococcus suis. Med.Sci.Res. 22, 347-348.

Salasia, S.I.O., C. Lämmler and L.A. Devriese (1994). Serotypes and putative virulence markers of Streptococcus suis isolates from cats and dogs. Res.Vet.Sci. 57, 259-261.

Wibawan, I.W.T. and C. Lämmler, R.S. Seleim, and F.H. Pasaribu (1993). A haemagglutinating adhesin of group B streptococci isolated from cases of bovine mastitis mediates adherence to HeLa cells. J.Gen.Microbiol. 139, 2173-2178.

Windsor, R.S. (1977): Meningitis in pigs caused by Streptococcus suis type II. Vet. Rec. 101, 378-379.

LAMPIRAN

Tabel 1. Hubungan antara reaksi hemagglutinasi dan adesi Streptococcus suis pada sel-sel HeLa.

Isolat S suis Jumlah Reaksi hemaglutinasi Adesi pada sel-sel HeLa (bakteri/20 sel)

4

Babi

Kucing

AnjingManusia

341844

+

621* (342 - 811) 7 ( 2 - 14) 1063 11 ( 5 - 20) 8 ( 7 - 9) 5 ( 3 - 8)

Keterangan : + mengaglutinasi eritrosit; tidak mengaglutinasi eritrosit; * rata-rata dalam 4 kali determinasi

Tabel 2. Reaksi hemaglutinasi Streptococcus suis strain P177 setelah pemanasan dan pemberian ensim-ensim proteolitik

S suis-P177 HemaglutinasiTanpa perlakuanPemanasan 50C 10 menitPemanasan 50C 30 menitPemanasan 50C 60 menitNeuraminidase (0,1 U/ml)Trypsin (1 mg/ml)Pronase (1 mg/ml)

Keterangan : reaksi kuat; reaksi lemah; tidak ada reaksi

Gambar 1. Adesi Streptococcus suis strain P177 pada sel-sel HeLa, dilihat dibawah mikroskop fluorescence, perbesaran 1:1000

5

0

1 0 0

2 0 0

3 0 0

4 0 0

5 0 0

6 0 0

7 0 0

8 0 0

Bak

teri

/20

sel

t a n p a p e r l a k u a n 5 0 ° C 1 0 m e n i t 5 0 ° C 3 0 m e n i t 5 0 ° C 6 0 m e n i t

n e u r a m i n i d a s e t r y p s i n p r o n a s e

Gambar 2. Adesi Streptococcus suis strain P177 pada sel-sel HeLa setelah pemanasan dan pemberian ensim-ensim proteolitik