A. PATOGENESIS

Penyakit antrak disebabkan oleh bakteri Bacillus anthracis merupakan bakteri gram-

positif. Bakterri ini dapat dikultur dengan mudah di laboratorium. Bakteri ini dapat bertahan

hidup di tanah dalam beberapa decade karena kemampuannya dalam membentuk spora yang

membuat dirinya tetap persisten di alam. Bentuk spora atau vegetatif ini pun merupakan

salah satu faktor yang berperan dalam virulensi bakteri ini. Spora anthrax tahan terhadap

suhu ekstrim, kekeringan, dan zat kimia. Spora anthrax dikelilingi oleh lapisan longgar,

yaitu exosporium yang tersusun oleh sejumlah protein, protein utama penyusunnya disebut

BclA (Bacillus collagen-like protein of anthracis), merupakan glikoprotein yang

mengandung cincin gula. Simtom yang ditimbulkan oleh penyakit anthrax merupakan akibat

dari toksin yang disekresikan oleh bakteri ini.a>, c>

Bakteri Bacillus anthracis menginduksi terjadinya respon inflamasi jaringan berupa

nekrosis dan pendarahan. Lesi kulit yang disebabkan oleh bakteri Bacillus anthracis diawali

dengan masuknya endospora melalui kulit yang mengalami abrasi, kemudian bakteri

mencapai target utamanya di lapisan subkutan. Di tempat ini bakteri berproliferasi dan

menyebabkan edema lokal dan nekrosis. Makrofag yang mengenali adanya invasi kemudian

memfagositosis endospora. Endospora yang difagosit kemudian berprolierasi di dalam

makrofag menjadi bakteri vegetative. Kemudian bakteri ini dibawa makrofag menuju

kelenjar limfa regional. Kemudian bakteri vegetatif ini dilepaskan dari makrofag,

bermultiplikasi di dalam kelenjar getah bening regional menyebabkan limfadenitis

hemoragik regional. Bakteri dapat menyebar melalui darah dan getah bening dan dalam

jumlah besar dapat menyebabkan septikemia berat. Tingginya kadar eksotoksin yang

diproduksi dapat menyebabkan kematian.7

Faktor virulensi utama bakteri Bacillus anthracis adalah binary exotoxins, oedema dan

lethal toxins yang dikode oleh dua plasmid yaitu pXO1 dan pXO2. Toksin yang masuk ke

dalam menyebabkan efek sistemik bahkan dapat mengakibatkan kematian. Plasmid pXO1

berukuran 184,5 kbp berfungsi dalam mengkode gen yang berperan dalam meningkatkan

sekresi eksotoksin. Kompleks gen-toksin terdiri dari gen pengkode antigen protektif, gen

pengkode faktor letal, dan gen pengkode faktor edema. Ketiga komponen eksotoksin

bergabung untuk membentuk dua racun biner. Toksin edema merupakan adenilat siklase

yang tergantung kalmodulin yang dapat meningkatkan kadar C-AMP intraseluler yang

mengandung antigen pelindung sehingga memungkinkan masuknya toksin ke dalam sel

tubuh. Peningkatan konsentrasi C-AMP seluler menyebabkan gangguan homeostasis air dan

diyakini bertanggung jawab atas terjadinya edema massif, hal ini terlihat pada anthrax

cutaneous. Selain itu, toksin edema juga secara invitro dapat menghambat fungsi netrofil.7

Faktor lethal merupakan metalloprotease yang secara in vitro dapat menonaktifkan

protein kinase. Toksin lethal dapat menyebabkan kondisi hiperinflamasi pada makrofag,

mengaktifkan jalur pemecahan oksidatif dan pelepasan reaktif oksigen intermediet, serta

meningkatkan produksi sitokin pro inflamasi, seperti faktor tumor nekrosis (TNFa) dan

interleukin-1b, yang bertanggung jawab terhadap kerusakan dan kematian sel. 7

Gambar 4. Patofisiologi biomolekular anthrax

Peran edema toxin dan lethal toxin dalam pathogenesis penyakit anthrax

Bakteri Bacillus anthracis menghasilkan eksotoksin LF (Lethal Factor) dan EF (Edema

Factor) disamping menghasilkan Protective Antigen (PA). Antigen pelindung (PA) dari

toksin anthrax mengikat ATR pada permukaan sel host. Bentuk PA yang berukuran 83-kDa

dipecah oleh sel protease purin permukaan dan menghasilkan monomer 63-kDa.

Heptamerisasi PA menginduksi pengelompokan ATRs, kemudian terjadi hubungan

kompleks ATRs dengan ikatan lipid, dan domain binding faktor edema (EF) atau faktor letal

(LF). Kemudian terjadi endositosis EF dan LF. EF menyebabkan kenaikan cAMP yang

menyebabkan edema sel, sedangkan LF merupakan metalloprotease yang memiliki kofaktor

Zn2+ mengalami translokasi ke sitosol melalui pori membran dan menyebabkan nekrosis dan

hipoksia pada sel 7.

Kapsul bakteri Bacillus anthracis , tersusun oleh poly-gamma-D-glutamic acid,

merupakan faktor esensial dalam virulensi bakteri anthrax. Kapsul bakteri berguna untuk

menghambat mekanisme pertahanan host melalui aksi antifagositnya. Kapsul bakteri

sebenarnya merupakan immunogen lemah, tapi ketika terjadi ikatan kovalen dengan karier

protein, dapat menimbulkan antibody dalam serum. Regulasi ekspresi gen yang berperan

pembentukan kapsul dimediasi oleh regulator transkripsi yaitu AtxA yang juga berperan

dalam pembentukan eksotoksin, dimana fungsinya dipengaruhi oleh kondisi lingkungan.

Ekspresi gen pembentuk kapsul juga dikendalikan oleh regulator transkripsi bakteri anthrax

sendiri yaitu AcpA. Kedua plasmid tersebut berperan dalam virulensi bakteri, hilangnya

salah satu peran plasmin tersebut menyebabkan kekuatan strain berkurang. 7,b>

DAFTAR PUSTAKA

7. Dixon, Terry C. Medical Progress : Anthrax. The New England Journal of Medicine.

http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJM199909093411107

a> Diane C. Jamrog, Michael P. Shatz, and Cassandra Smith. Modeling Responses to

Anthrax and Smallpox Attacks. Lincoln Laboratory Journal . 2007; Vol. 17; Number 1.

b> Joanna Kubler-Kielb, Teh-Yung Liu, Christopher Mocca, Fathy Majadly, John B.

Robbins, and Rachel Schneerson. Additional Conjugation Methods and Immunogenicity of

Bacillus anthracis Poly--D-Glutamic Acid–Protein Conjugates. Infection And Immunity.

2006; Vol. 74, No. 8; p. 4744–4749

c> Joanna Kubler-Kielb, Evgeny Vinogrado, Haijing Hu, Stephen H. Leppla, John B.

Robbins , Rachel Schneerson. Saccharides Cross-Reactive With Bacillus Anthracis Spore

Glycoprotein As An Anthrax Vaccine Component. PNAS. 2008 ; vol. 105 ; no. 25 .