Penehtian don Pengembangan Aplikasi I.atap dan Radiasi. 1999

PENGARUH V AKSINASI DENGAN LARVA llGA Haemonchus contorlusRudolphi YANG DIRADIASI TERHADAP NILAI FRAKSI PROTEIN

DAN NISBAH GAMMA GLOBULIN PADA DOMBA

Beriajaya

Balai Penelitian Veteriner, Bogor

ABSTRAK

PENGARUH V AKSINASI DENGAN LARVA TIGA Hamwnchus con/onus Rudolphi YANGDIRADIASI TERHADAP NILAI FRAKSI PROTEIN DAN NISBAH GAMMA GLOBUliN P ADA DOMBA.Tujuan daTi penelitian ini untuk mengetahui pengaruh pemberian larva tiga cacing Haemonchus contortus Rudolphiyang diradiasi pada domba terhadap nilai fraksi protein dan nisbah gamma globulin. Sebanyak 10 ekor domba jantanmuda yang berumur 4-5 bulan dan telah rebas cacing dibagi menjadi 2 kelompok masing-masing terdiri dari 5 ekor.Kelompok pertama diberi secara per oral 10.000 larva tiga H. contol1us yang telah diradiasi pada minggu ke 4,7 dan10 mulai dari saat pengambilan sampel, kemudian ditantang secara per oral dengan 20.000 larva tiga H. contol1uspada minggu ke 13. Kelompok kedua merupakan kelompok kontrol tanpa pemberian larva tiga H. contol1us yangdiradiasi tetapi mendapat tantangan secara per oral dengan 20.000 larva tiga H. contol1us pada minggu ke 13.PengamataIl terhadap nilai fraksi protein dan Iusbah gamma globulin dari serum domba dilakukan setiap mingguselama 19 minggu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai fraksi protein lebih tinggi (PSO,05) pada kelompokdomba yang diberi larva radiasi (5,93 gidl) dibanding kelompok kontrol (4,92 gidl). Selain itu rata-rata nisbah gammaglobulin juga lebih tinggi (PsO,05) pada sera kelompok yang diberi larva radiasi (365,73 mgiml) dibanding kelompokkontrol {256,70 mgidl). Hasil ini menunjukkan bahwa pemrerian larva radiasi pada domba kemungkinanmenitnbulkan respon kekebalan terhadap ilueksi cacing, tetapi belum diketahui daya protektifilya.

Kata kUDCi : Haemonchus contortus Rudolphi, larva mdiasi, domba, fmksi protein, ganuna globulin

ABSTRACT

THE EFFEcr OF V ACCINA TION WITH IRRADIATED LARVAE OF H. COltJOrtus Rudolphi ONTOTAL PROTEIN AND GAMMA GLOBULIN IN SHEEP. The purpose of research is to detennine the effect ofinoculation of ilTadiated infective larvae of Haemonchus contol1us Rudolphi on total protein and g8rnIna globulin onsem of sheep A total of 10 young male worm-free sheep was divided into 2 similar groups. The first group was givenper oml with 10.000 iqudiated infective larvae of H. contortus on weeks 4, 7 and 10 from the beginning of sampelcollections and then challenged per oral with 20.000 infective larvae on week 13. The second group was used ascontrol without irradiated larvae but "7lS challenged as the first group. Total protein and g8rnIna globulin values onsem of sheep were observed each week for 19 weeks. The results showed that total protein values on the first group(5.93 g/dl) was greater (P<O,05) than that of the control group (4.92 g/dl). Gmruna globulin values on the flTSt group(365.73 mg/ml) was greater (P<0.05) than that of the control group (256.70 mg/dI). This results indicated thatinoculation of ilTadiated infective larvae on sheep would induce immune-responses against infection of worms, butthe protective of ilTullune-responses had not been determined.

Key words: Haemonchus COIltOrluS Rudolphi, irradiated larvae, sheep, total protein, ganuna globulin

PENDAHULUAN

Haemonchus contortus Rudolphi merupakaIlsalall satu jenis cacing nelnatoda saluran pencemaan padatemak rurninansia, terutalna domba dan kambing.Manifestasi gangguan cacing umurnnya berupa kekurusansehingga menghambat perturnbultan, turunnya daya talIantubuh sehingga mudah terkena penyakit dan kematianyang biasanya terjadi pada hewan-hewan yang muda (I,2). Gejala klinis yang paling menonjol adalah anaemia d.1lledema di bagian bawah tubuh seperti rahang (bottle jaw)dan perot bagian bawah (3).

Penanggulangan penyakit karena infeksi cacingbiasanya menggunakan obat cacing (antellnintik) (4) danperbaikan lnanajemen beternak. Pemberian antelmintikyang terus menerus tallpa ada pergantian jenis antelnwltikdapat menunbulkan resistensi obat sehingga timbul straincacing yang tallan lerl1adap alltelmintik (5). Selain itu juga

pemberian obat cacing secara terus menerus dapat jugamenimbulkan residu dalam jaringan tubuh. Upayapenanggulangan dengan menggunakan vaksin merupakanpilihan yang terbaik, tetapi sayangnya penelitian kearahpembuatan vaksin untuk penyakit cacing sangat larnbatperkembangannya. Meskipun berbagai upaya telah dicobabaik dengan meradiasi larva d.1n mengekstraksi larva ataucacing dewasa, akan tetapi sampai saat ini belumdidapatkan antigen protektif yang dapat melindungi teroakterlJadap infeksi cacing. Antigen yang berasal dari ekstrakmembran saluran pencernaan caClDg dewasa kemungkinanmempunyai daya protektif, tetapi hal ini rnasih perludibuktikan lebih lanjut (6).

Beberapa peneliti terdahulu telal1 memanfaatkantelmik tenaga nuklir untuk pembuatan vaksin akan tetapiefek yang ditimbulkan lnasih bel urn memuaskan (7, 8).

Tujuan penelitian ini adalall untuk mengetahuipengaruJl pernberial1 larva H. conlorlus yang telah

303

Penelitian don Pengembangan Aplikasi Isotop dan Radiasi. 1999

diradiasi dengan sinar gamma terhadap respon kekebalandomba yang diukur dengan nilai fraksi protein daD nisbahgaDllDa globulin dalmll serum.

BASIL DAN PEMBABASAN

BAHAN DAN METODA

Rewan percobaan. Sepulull ekor domba jantanmuda yang berumur 4-5 bulan dan telall bebas dari infeksicacing dibagi menjadi 2 kelompok masing-masing 5 ekor.Kelompok pertaIna diberi secara oral 10.000 larva H.contortus yang telall diradiasi dengan sinar gamma,dilakukan 3 kaIi masing-masing pacta minggu ke 4,7 dan10 mulai dari saat pengambilan sampel, kemudiantantangan dengan 20.000 larva infektif dilakllkan pactaminggu ke 13. Kelompok kontrol adalah kelompok tanpapemberian vaksin larva yang telah diradiasi, tetapi diberitantangan seperti pacta kelompok pertama yaitu dengan20.000 larva infektifpada minggu ke 13.

Penyiapan antigen larva. Larva tiga cacing H.contortus diperoleh dengan cara membiakan telur cacingdati tinja domba donor dengan media "vermiculite"selama satu minggu. Domba donor tersebut sebelumnyasecara buatan diinfeksi dengan cacing H. contortus dansatu bulan kemudian tinjanya siap digunakan. Sebanyak 3juta larva tiga kemudian diradiasi dengall menggunakanganuna cell 220 dengan dosis radiasi 500 Gy di PusatAplikasi Isotop lli'll Radiasi, Badan Tenaga AtomNasional, Pasar Jmnat, Jakarta. Setelall diradiasi larva tigatersebut sebagian digunakan untuk vaksinasi dan sebagianlagi untuk pembuatan antigen. Larva tersebut dimasukkandalam larutall Phospllate Buffer Saline yang mempunyaipH 7,2, kemudiaIl dihancurkan dengan alar sonikatordengan getarnn tinggi selalna 15 menit. Prosedur yangsarna diulang beberapa kali. Larva yang telall IlanCurdimasukkan ke dalam alai homogenizer, kemudiandihancurkan lagi saInpai lumat. Untuk membuktikanbahwa larva tersebut sudah hancur maka larutan yangSUdall homogen dapat dilihat di bawah mikroskop sampaitidak ada larva cacing yang Utull. Setelah homogen,campuran ini disentrifuse dengan kecepatan rendah daDsupemataIlllya diambil untuk selanjutnya diultrasentrifusedengan kecepatan 14.000 g. Setelah cairan tersebutdisentrifuse terbentuk 3 lapisan yaitu lapisan yang palingatas adalah lapiSc'll lemak, lapisan kedua adalah lapisantransparan yang berisi antigen dan lapisan yang palingbawah berbentuk pellet. Lapisan yang transparandigunakan sebagai antigen untuk mengukur galnmaglobulin secara dengan cara ELISA dan sebelumdigunakan maka antigen tersebut disimpan pada SullU -

20°C.

Antigen yang diberikan berupa larva tiga cacingH. contortus yang telah diradiasi sebanyak tiga kali.Akibat dari radiasi kemungkinan rantai asam amino yangmenyusun protein dari antigen tersebut terputus sehinggalarva tersebut berkurang daya patogenitasnya. Pemberianlarva yang berkurang daya patogenitasnya kemungkinanakan menimbulkan respon kekebalan.

Larva yang telah homogen dan telah disentrifuse

mengandung tiga lapisan yaitu lapisan yang pertamamengandung lemak, Iapisan kedua merupakan lapisantransparan dan lapisan ketiga berbentuk pellet. Lapisanyang transparan merupakan lapisan yang mengandungprotein yang lamt dalam air dan digunakan sebagai antigenuntuk penentuan nilai gamrna globulin. Lapisan ketigaberupa pellet, juga mengandung protein, tetapi tidak lamtdalam air. Jadi nilai gamma globulin yang didapatkemungkinan merupakan respon dari antigen yang berasaldaTi protein larut dalam air.

Rata-rata nilai fraksi protein daTi kedua kelompokdomba dapat dilihat pada Gambar I. Secara keseluruhanterlihat bahwa rata-rata nilai fraksi protein pada kelompokvaksinasi (5,93 g/dI) lebih tinggi (P:;::O,O5) dibandingkelompok kontrol (4,92 g/dl). Kisaran angka padakelompok vaksinasi adalah 3,3 -8,9 g/dl daD padakelompok kontrol 2.5 -7.3 g/dl. Peningkatan nilai fraksiprotein kemungkinan karena peningkatan kadar antibodidalam darah, dimana pemberian vaksin dengan larvaradiasi akan menyebabkan peningkatan respon kekebalanterlladap cacing tersebut (11, 12). Pemberian vaksin yangkedua pada minggu ke 7 secara jelas menyebabkanpeningkatan rata-rata nilai fraksi protein, tetapi pemberianvaksin yang ketiga malahan menyebabkan penurunan nilaifraksi protein. Pola naik tunmnya nilai fraksi proteinantara kelompok vaksinasi dan kelompok kontrol terlihathampir sarna, kemungkinan disebabkan hewan tersebutsebelum digunakan sudah terinfeksi cacing daD setiap kalipengukuran nilai fraksi protein pada kedua kelompoktersebut dalam minggu yang sarna hams dibuat standartsehingga nilai yang diperoleh setiap minggunyamempunyai pola yang sarna, tetapi kelompok vaksinasibiasanya mempunyai nilai yang lebih tinggi.

Pemberian vaksin dengan dosis yang terlampaurendah atau terlampau tinggi dapat menyebabkanpenurunan kekebalan atau "jmmuno-to/erance" (11). Hasilini menyimpulkan bahwa pemberian vaksin sebaiknyadilakukan cukup dua kali karena pemberian vaksin yangketiga justru akan membuat penurunan nilai fraksi protein.Pemberian vaksin yang kedua sebaiknya dilakukan padawaktu hewan berumur 15 minggu atau 4-5 bulan (11).Dalam penelitian ini vaksin mulai diberikan pada waktuhewan berumur kurang lebih 5 bulan karena hewan hamsdibebaskan dulu dari infeksi cacing. Setelah diberitantangan pada kelompok vaksin terlihat nilai fraksi

proteinnya meningkat (P:;::O,O5)(8,3 g/dI) dibanding dengankelompok kontrol (5,3 g/dl), tetapi dalam penelitian inibelum dapat dibuktikan apakah peningkatan ini jugasejalan dengan peningkatan daya proteksi terhadap infeksicacing. Melihat gtafik tersebut diatas maka tantangansebaiknya diberikan pada minggu ke 10 daD pemberianvaksin yang ketiga ditiadakan. Besamya dosis vaksin danbesamya tantangan yang diberikan mempengaruhi naik

Observasi. Pengaluatan dilakukan dengan caramengmubil serum darall setiap minggu sekali selama 19minggu mulai dari 3 lninggu sebelum vaksinasi pertalnadilakukan untuk pemeriksaan nilai fraksi protein dannisbah galll1lla globulin. PenentUall lulai fraksi proteindilakukan menurut metoda Lowry et al (9) yang telalldimodifikasi menggunakan "microplate", sedangkan untukpenentuan nisbah gamma globulin dilakukan denganmenggunakan metode ELISA, dan pembuatan antigenlarva cacing dilaknkcm menurut Smith (10).

304

Pene/i/ian dan Pengembangan Ap/ikasi lsOIOp dan Radiasi, /999

Pusat Aplikasi Isotop daD Radiasi, Badan Tenaga AtomNasional yang telal. membantu penyinaran larva dengansinar radioaktif, Dr Gozali Mukti yang saat ini bekerja diBrunei Darusalam, para teknisi baik di laboratoriumParasitologi Ilk'lUPun Bioteknologi yang telah membantupenelitian ini.

DAFTARPUSTAKA

1. BERIAJAYA and STEVENSON P. 1986. Reducedproductivity in small ruminant in Indonesia as aresult of gastro intestinal nematode infections. InLivestock Production and Diseases in the Tropics,(eds M.R. Jainudeen, M. Mahyuddin and J.E.Huhn). Proceedings of the 5th Conference InstituteTropical Veterinary Medicine, Kuala Lumpur,Malaysia.

2. HANDAYANI S.W. and GA1ENBY R.M. 1988.Effects of management system, legwne feeding andanthelmintic treatment on the perfomlance of lambsin North Sumatra. Tropical Animal Health andProduction 20: 122-128.

3. SOULSBY E.J.L. 1982. Helminths, Arthropods andProtozoa of Domesticated Animals. (7th ed).Bailliere, Tindall, London.

4. BERlAJA Y A. 1986. Tl1e significant importance ofgastrointestinal nematodiasis on village sheep in anupland area of Garut, West Java. Penyakit Hewan88: 130-133.

turunnya kekebalan. Kekebalan yang timbul dalampenelitian ini tidak diukur jumIaIl telur cacing dalam tinjasetiap minggunya daD jumlah cacing dewasa dalamabomasum pada akhir penelitian wakfil domba dipotongsehingga belum dapat dibuktikan bahwa kekebalantersebut sudah cukup tinggi atau rnasih rendall.

Secara keselurullan, rnta-rnta nilai ganunaglobulin kelompok vaksinasi (365,73 mg/mI) lebih tinggi(P~O,05) dibanding dengan kelompok kontrol (256,69).Pada waktu pennulaan sebelum dilakukan vaksinasi, rnta-rnta nilai globulin berkisar 200 mg/ml dan angka tersebuttidak berbeda nyata (P>O,05) antara kedua kelompokperlakuan, tetapi pada akhir penelitian angka tersebutberbeda nyata (P<O,05) yaitu kelompok vaksinasi (445,12mg/ml) lebih tinggi dibanding kelompok kontrol (309,54mg/ml). Perbedaan ini terjadi karena kemungkirJankelompok vaksinasi menunjukkarl adanya responkekebalan, yang ditunjukkan dengan peningkatan kadarganuna globulin.

Peningkatan kadar ganuna globulin kemungkinanjuga sejalan dengan peningkatan jUmIaIl irmnwloglobulinyang beredar dalarn serum darah. Irmnunoglobulin yangterbentuk akibat infeksi cacing biasanya adalall IgA (13,14, 15), IgG terutama IgGI (16) dan 19B (17). Dalarnpenelitian ini tidak diukur peningkatan IgA, IgG 1 dan 19Bkarena untuk mengukurnya harus diperlukan monoklonaldari immunoglobulin tersebut daD saat ini di laboratoriumBalitvet belum diproduksi bahan biologik tersebut.Immunoglobulin G merupak.m immunoglobulin yangterbanyak jumlalmya sedangkan IgA daD 19E didapatdalam jumlah kecil sehingga kemungkinan serum tersebutbanyak mengandung IgG (1 I).

Hewan yang kebal terhadap parasit cacingditandai dengan hiperplasia sel mucus, meningkatllyamotilitas, hipertrophy otot halus (18). Banyak buktimenunjukkan bahwa komponen tertenfil dari responeffector (misalnya mast cell versus goblet cell) lebihspesifik untuk menolak suatu spesies cacing daripadaspesies cacing yang lain.

5. WALLER P.I. 1994. The development of anthelminticresistance in rulninant livestock. Acta Tropica 56:233-142.

6. MUNN E.A. 1997. Rational design of nematodevaccines: hidden antigens. International Journal forParasitology 27: 359-366.

KESIMPULAN DAN SARAN7. BERIAJA Y A, ADIWINA TAG. dan S.

PARTODIHARDJO. 1994. Studi pendahuluantentang larva cacing Haemonchus contortus yangdiradiasi pada kelinci. Risalah Pertemuan IlmiahAplikasi Isotop don Radiasi dalam bidang Induatri,Pertanian don Lingkungan. 14-15 Desember 1993.Hal. 335-342. Jakarta.

Pemberiatl 10.000 larva infektif cacing H.contortus yang telall diradiasi per oral pada dombamenimbulkan respon berupa meningkatnya nilai fraksiprotein dan galnma globulin, tetapi perlu diteliti lebihlanjut apakall peningkatan ini sejalan dengan peningkatankekebalan terhadap infeksi cacing. Pemberian larva yangketiga dalam penelitian ini tid.1k perlu dilakukanmengingat akibat pemberian tersebut malahanmenyebabkan penurunan nilai fraksi protein dan gamaglobulin.

8. PARTODIHARDJO S., BERIAJAYA, ADIWINATAG., DINARDI daD YUSNETI. 1994. Pengamatantentang respons kekebalan aDak domba yangdivaksinasi dengan L-3 Haemonchus contortusiradiasi. Risa/ah Pertemuan l/mioh Ap/ikasi lsotopdan Radiasi do/am bidang lndustri. Pertanion donLingkungan. 14-15 Desember 1993. Hal. 313-320.Jakarta.

UCAPAN TERIMA KASm

Penulis mengucapkan terima kasih kepadaKepala Balai Penelitian Veteriner, Bogor yang telallmemberi izin daD fasilitas sehingga penelitian initerlaksana. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Ir.Andi Syulailnan Syah yang telall membantu dalaIUpekerjaan di laboratoriwu, Ir. Sukardji Partodihardjo dari

9. LOWRY O.H., ROSENBORGH N.J., FARR A.L. andRANDALL R.J. 1951. Protein measurement withfolin phenol reagent. Journal of BiologicalChemistry 193: 265-275.

305

Pelle/iliall dall Pellgemballgall Ap/ikasi Is%p doll Radiasi, /999

10. SMITH W.O. 1977. Antilarval antibodies in the serum.and abomasal mucus of sheep hyperinfected with

Haemonchus contortus. Research in Veterinary.Science 22: 334-338.

response of the lactating ewe infected withOstertagia circumcincta. Journal of ComparativePathology 93: 295-305.

15. SMITH W.D., JACKSON F., JACKSON E. andWILLIAMS. 1985. Age iIIUllunity to Ostertagiacircumcincta: comparison of the local iIIUlluneresponses of 4 1/2 -and 10 month- old lambs.Journal of Comparative Pathology 95: 235-245.

11. TIZARD I. 1987. Veterinary Immunology. Anintroduction. Third Ed. 401 pp. W.B. SaundersCompany. Pl1iladelphia.

12. URQUHART G.M., JARRETT W.F., JENNINGSF. W., McINTYRE W.I. and MULLIGAN W. 1966.Immunity to Haemonchus contortus infection:relationship between age and successfulvaccination with irradiated larvae. AmericanJournal o/Veterinary Research 27: 1645-1648.

16. GILL H.S., GRAY G.D., WATSON D.L. andHUSBAND A.I. 1993. Isotype-specific antibodyresponses to Haemonchus contortus in geneticallresistant sheep. Parasite Immunology 15: 61-67.

7. JARRETT E.E.E. and MILLER H.R.P. 1982.Production and activities of IgE in helminthinfection. Progress inA//ergy 31: 178-233.

13. GILL H.S., HUSBAND A.J. WATSON D.L. andGRAY G.D. 1994. Antibody-containing cells in theabomasal mucosa of sheep with genetic resistanceto Haemonchus contortus. Research in Veterinary.S'cience 56: 41-47.

18. MILLER H.R.P. 1996. Prospects for theimmunological control of ruminant gastrointestinalnematodes: natural immunity, can it be harnessed?International Journal for Parasitology 26: 801-811.14. SMITH W.D., JACKSON F., JACKSON E. and

WILLIAMS J. 1983. Studies on tile local ilmnune

Fraksi protein

-.-Vaksin --Kontrol

Gambar Rata-rata nilai fraksi protein dari kelompok domba yang diberi vaksin larva cacing H. contortusRudolphi yang diradiasi dan kelompok domba yang tidak diberi vaksin

306

Pene/ilian don Pengembangan Ap/ikasi lsotop don Radiasi, /999

DISKUSI

B.H. SASANGKA 2. Pacta parameter diperiksa globulin darah, sedang telahkita ketahui L3 Haemonchus akan menginfeksi epitelusus (berada dalam jaringan). Saya ingin mengetahuirespon kekebalan apa yang dominan untuk menahaninfeksi Haemonchus, humoralkah ataujaringan?

1. Apa yang dilnaksud dengan larva tiga ?2. Mengapa yang digunakan domba 0' ,apakah domba !j1

kentara terhadap Haemonchus contortus ?3. Mengapa dalam preparasi sampel, sampel tersebut

harus dillaDcurkan terlebih dallulu ? Apakall padaWaktll dillaDcurkan Haemonchus tersebut tidak mati!hancur ?

BERIAJAYA

1. Dalam penelitian ini belum dapat disimpulkan bagianL3 yang menimbulkan respon kekebalan.

2. Respon kekebalan terjadi baik humoral dan jaringan(CMI). Dalam penelitian ini hanya beberapa parameterhumoral yang diamati.

BERIAJAYA

SUKARDR

Dalam percobaan ini Anda menggunakan ekstrakL3 yang diiradiasi, basilnya fraksi protein dan nisbahgamma globulin acta indikasi respon kekebalan dariperlakuan, helnat kmni basil-basil penelitian selama inirespon kekebalan dari L3 iradiasi dan ekstrak iradiasi L3kelihatan belum maksimal. Pertanyaan karni apakahmungkin nanti dikembangkan iradiasi cacing dewasa yangmengandung darah itu daTi abomasum sebagai bahanvaksin daD dapat dideteksi secara LISA dari antigen (AG1& AG2) yang tersedia.

I. Larva tiga adalah cacing dalam stadimll hidup bebas,yang akan menginfeksi hewan, kemudian menjadicacing dewasa.

2. Sebaiknya d' dan '¥ digunakan, tetapi karena terbatasdana maka d' dipilih karena lebih peka.

3. Larva setelall diradiasi perlu dihancurkan untukpembuatan aIltigen yang akan digunakan untukpenentuan galllrna globulin.

B. JEANNE T.

1. Bagian dari L3 yang mana yang bersifat antigeniksehingga dapat menggertak respon imW1 yangdiharapkan ?

307

Penelilian don Pengembangan Aplikasi lsotop don Radiasi, 1999

BERIAJA Y A BERIAJA Y A

Dapat dicoba cacing dewasa diradiasi, kemudiandiekstrak untuk digunakan sebagai ballaD vaksin.

SOERANTO HUMAN

1. Nisbah gamlna globulin adalall sekelompok proteinglobulin yang merupakan respon kekebalan secarahumaral yang terdiri IgA, IgG, IgE.

2. Kemungkinan akibat radiasi terjadi mutasi gen dimanalarva menjadi berkurang daya keganasannya.

1. Bagaimana hubungan antar lusbah galmna globulindengall kekebalan terltadap infeksi cacing ?

2. Faktor apa saja yang menyebabkan larva iradiasi dapatmenimbulkan respon kekebalan. Apa ada hubungannyadengan mutasi gen ?

308