Patogenesis dan Patofisiologis Infeksi Virus PDF

PATOGENESIS DAN PATOFISIOLOGIS INFEKSI VIRUS [email protected]  Doa Belajar "Kami ridho Allah Subhanahu Wa Ta'ala sebagai Tuhanku, Islam sebagai agamaku, dan Nabi Muhammad sebagai Nabi dan Rasul, Ya Allah, tambahkanlah k...

PATOGENESIS DAN PATOFISIOLOGIS INFEKSI VIRUS [email protected]  Doa Belajar "Kami ridho Allah Subhanahu Wa Ta'ala sebagai Tuhanku, Islam sebagai agamaku, dan Nabi Muhammad sebagai Nabi dan Rasul, Ya Allah, tambahkanlah kepadaku ilmu dan berikanlah aku pemahaman yang baik"  Tujuan Pembelajaran Prinsip dasar infeksi virus Aspek patogenitas dan patofisiologis infeksi virus Mekanisme respon tubuh terhadap infeksi virus Virus Partikel sangat kecil yang dapat menyebabkan infeksi pada berbagai jenis organisme, mulai dari manusia, hewan, tumbuhan, hingga bakteri. parasit obligat : sangat bergantung pada sel inang untuk bereproduksi dan menjalankan fungsi hidupnya. Ciri Utama Virus : 1. Bukan sel Virus tidak memiliki struktur sel seperti makhluk hidup lainnya. Virus terdiri dari materi genetik (DNA atau RNA) yang diselubungi oleh lapisan protein yang disebut kapsid. Beberapa virus juga memiliki lapisan tambahan yang disebut amplop/envelope. 2. Tidak dapat bereproduksi sendiri Virus tidak memiliki organel seluler untuk menghasilkan energi atau membuat salinan materi genetiknya sendiri. Virus harus menginfeksi sel inang untuk melakukan replikasi.  3. Spesifik terhadap inangnya Setiap jenis virus biasanya hanya dapat menginfeksi jenis sel inang tertentu. Hal Ini karena virus memiliki protein permukaan yang spesifik yang memungkinkan virus menempel pada reseptor tertentu pada permukaan sel inang. https://www.nature.com/articles/s41392-021-00653-w  3. Penyebab penyakit Banyak jenis virus yang menyebabkan penyakit pada inangnya. Contohnya: virus influenza menyebabkan flu, virus HIV menyebabkan AIDS, dan virus corona menyebabkan COVID-19. https://www.nature.com/articles/s41392-021-00653-w Jamison, D.A., Anand Narayanan, S., Trovão, N.S. et al. A comprehensive SARS-CoV-2 and COVID-19 review, Part 1: Intracellular overdrive for SARS-CoV-2 infection. Eur J Hum Genet 30, 889–898 (2022). https://doi.org/10.1038/s41431-022-01108-8 3. Penyebab penyakit https://opentextbc.ca/biology/chapter/12-1-viruses/ Prinsip-prinsip penting menyangkut infeksi virus Banyak infeksi virus yang bersifat subklinis Infeksi yang sama dapat disebabkan oleh berbagai virus Virus yang sama dapat menyebabkan berbagai infeksi yang berbeda Infeksi yang disebabkan tidak berhubungan dengan morfologi virus Keluaran pada masing- masing kasus apapun ditentukan oleh faktor virus, penjamu,dan dipengaruhi oleh gen masing-masing Bagaimana virus bekerja? Prinsip Dasar Infeksi Virus Virus tidak memiliki struktur sel seperti makhluk hidup lainnya. Virus terdiri dari materi genetik (DNA atau RNA) yang diselubungi oleh lapisan protein yang disebut kapsid. Beberapa virus juga memiliki lapisan tambahan yang disebut amplop/envelope.  Penempelan https://viralzone.expasy.org/956 Penempelan: Virus menempel pada reseptor spesifik pada permukaan sel inang. Ini seperti kunci yang pas dengan gemboknya.  Penetrasi Penetrasi: Virus memasuki sel inang dan melepaskan materi genetiknya. Virus masuk ke dalam sel inang, bisa melalui endositosis (dibungkus membran sel) atau fusi langsung dengan membran sel. capsid virus dilepas, sehingga materi genetik virus (DNA atau RNA) dapat keluar. https://www.genetex.com/Research/Overview/infectious_diseases/virus_entry Replikasi Replikasi: Materi genetik virus mengambil alih mesin sel inang untuk membuat salinan virus baru. Perakitan Perakitan/Assembly: Komponen- komponen virus baru dirakit menjadi partikel virus lengkap. Pelepasan Virus baru dilepaskan dari sel inang baik dengan cara melisiskan (menghancurkan) sel inang atau melalui proses budding (tunas). dan dapat menginfeksi sel-sel lain.  Aspek patogenitas dan patofisiologis infeksi virus Patogenesis : urutan peristiwa yang terjadi sejak awal kontak dengan agen penyebab penyakit hingga timbulnya gejala penyakit. Dalam konteks infeksi virus, patogenesis menjelaskan mekanisme virus masuk ke dalam tubuh, berinteraksi dengan sel inang, bereplikasi, menyebar, dan akhirnya menyebabkan kerusakan jaringan serta gejala penyakit. Penyakit virus adalah jumlah efek replikasi virus pada inang dan respon imun inang berikutnya terhadap virus. Virus mampu memulai infeksi, menyebar ke seluruh tubuh, dan bereplikasi karena faktor virulensi tertentu Faktor virulensi : struktur seluler, molekul dan sistem regulasi yang memungkinkan patogen mikroba ( bakteri , virus , jamur , dan protozoa ) untuk mencapai hal berikut: kolonisasi di dalam inang (ini termasuk pergerakan menuju dan perlekatan ke sel inang) immunoevasion, penghindaran respon imun host imunosupresi , penghambatan respon imun inang (termasuk kematian sel yang dimediasi leukosidin ) masuk dan keluar dari sel (jika patogen merupakan patogen intraseluler) mendapatkan nutrisi dari inangnya Patogenesis virus dipengaruhi oleh berbagai faktor: (1) penularan, masuknya dan penyebaran dalam inang, (2) tropisme (3) virulensi virus dan mekanisme penyakit, (4) faktor inang dan pertahanan inang. Tiga persyaratan harus dipenuhi untuk memastikan keberhasilan infeksi pada inang: harus ada jumlah virus yang cukup untuk memulai infeksi. Sel-sel di lokasi infeksi harus dapat diakses, karena membran selnya terdapat reseptor yang dikodekan oleh inang yang dapat dimanfaatkan virus untuk masuk ke dalam sel sistem pertahanan anti-virus inang harus tidak efektif atau tidak ada. Lokasi umum masuknya virus ke dalam tubuh Langkah pertama infeksi virus ditentukan oleh lokasi tempat virus menempel di dalam tubuh. Hal ini selanjutnya akan menentukan mekanisme patogenesis virus. Beberapa virus mampu menular ke janin manusia melalui sel germinal yang terinfeksi pada saat fertilisasi , di kemudian hari selama kehamilan melalui plasenta, dan melalui infeksi saat lahir.  Replikasi dan Penyebaran Lokal Setelah masuk pertama kali ke inang, virus membajak mesin sel inang untuk menjalani amplifikasi virus. virus harus memodulasi respons imun bawaan inang untuk mencegah eliminasinya oleh tubuh sambil memfasilitasi replikasinya Virus yang direplikasi dari sel yang awalnya terinfeksi kemudian menyebar untuk menginfeksi sel-sel rentan di sekitarnya, mungkin dengan penyebaran ke berbagai jenis sel seperti leukosit. Hal ini mengakibatkan infeksi lokal , di mana virus terutama menyebar dan menginfeksi sel-sel yang berdekatan dengan tempat masuk. Jika tidak, virus dapat dilepaskan ke dalam cairan ekstraseluler. Contoh infeksi lokal meliputi: flu biasa ( rhinovirus ), flu ( parainfluenza ), infeksi gastrointestinal ( rotavirus ) atau infeksi kulit ( papillomavirus ). Penyebaran dan replikasi sekunder Dalam kasus lain, virus dapat menyebabkan penyakit sistemik melalui infeksi yang menyebar ke seluruh tubuh. Cara penyebaran virus yang dominan terjadi melalui darah atau sistem limfatik , beberapa di antaranya termasuk virus yang bertanggung jawab atas cacar air (virus varicella zoster), cacar (variola), HIV ( virus imunodefisiensi manusia ). Sebagian kecil virus dapat menyebar melalui sistem saraf. Khususnya, virus polio dapat ditularkan melalui rute fekal- oral, awalnya bereplikasi di tempat masuknya, usus halus dan menyebar ke kelenjar getah bening regional. Kemudian, virus menyebar melalui aliran darah ke berbagai organ dalam tubuh (misalnya hati, limpa), diikuti oleh putaran replikasi dan penyebaran sekunder ke dalam sistem saraf pusat untuk merusak neuron motorik https://www.mdpi.com/1999-4915/12/8/887 Pelepasan dan Transmisi Sekunder Akhirnya, virus menyebar ke tempat- tempat yang memungkinkan penularan ke lingkungan. Saluran pernapasan , pencernaan , urogenital , dan darah adalah tempat penularan yang paling sering terjadi dalam bentuk cairan tubuh, aerosol, kulit, dan kotoran. Virus kemudian akan menular ke orang lain, dan memulai siklus infeksi lagi. Faktor-faktor yang mempengaruhi patogenesis Tropisme ditentukan oleh kemampuan protein permukaan virus untuk menyatu atau mengikat reseptor permukaan sel target tertentu untuk membentuk infeksi. Dengan demikian, spesifisitas pengikatan protein permukaan virus menentukan tropisme serta penghancuran populasi sel tertentu, dan karenanya merupakan penentu utama patogenesis virus. Faktor-faktor yang mempengaruhi patogenesis Virulensi : genetika virus yang mengkode faktor-faktor virus akan menentukan tingkat patogenesis virus. galur virus yang berbeda yang memiliki faktor-faktor virus yang berbeda dapat menyebabkan tingkat virulensi yang berbeda, yang selanjutnya dapat dimanfaatkan untuk mempelajari perbedaan patogenesis varian-varian virus dengan virulensi yang berbeda.  Faktor-faktor yang mempengaruhi patogenesis Beberapa infeksi virus telah menunjukkan berbagai efek, mulai dari infeksi asimtomatik hingga simptomatik atau bahkan kritis, hanya berdasarkan pada faktor host yang berbeda saja. Secara khusus, faktor genetik, usia, dan imunokompetensi berperan penting dalam menentukan apakah infeksi virus dapat dimodulasi oleh host. sejumlah virus menunjukkan patogenisitas yang bervariasi tergantung pada usia host. Gondongan , polio, dan virus Epstein-Barr menyebabkan penyakit yang lebih parah pada orang dewasa, sementara yang lain seperti rotavirus menyebabkan infeksi yang lebih parah pada bayi. Mekanisme penyakit: Bagaimana infeksi virus menyebabkan penyakit? Infeksi virus tidak selalu menyebabkan penyakit. Infeksi virus hanya melibatkan replikasi virus di dalam tubuh inang, sedangkan penyakit adalah kerusakan yang disebabkan oleh perkembangbiakan virus. Seseorang yang terinfeksi virus tetapi tidak menunjukkan gejala penyakit disebut sebagai pembawa (carrier)  Kerusakan yang disebabkan oleh virus Setelah berada di dalam sel inang, virus dapat menghancurkan sel melalui berbagai mekanisme. Virus sering kali menimbulkan efek sitopatik langsung untuk mengganggu fungsi seluler. Dapat melalui : pelepasan enzim untuk mendegradasi prekursor metabolik inang, atau pelepasan protein yang menghambat sintesis faktor, protein, DNA, dan/atau RNA inang yang penting. contoh : protein virus dari virus herpes simpleks dapat mendegradasi DNA inang dan menghambat replikasi DNA sel inang dan transkripsi mRNA. Virus polio dapat menonaktifkan protein yang terlibat dalam translasi mRNA inang tanpa memengaruhi translasi mRNA virus polio. ekspresi protein fusi virus pada permukaan sel inang dapat menyebabkan fusi sel inang untuk membentuk sel berinti banyak. Contoh penting termasuk virus campak , HIV , virus sinsitial pernapasan.  Infeksi persisten terjadi ketika sel terus bertahan hidup meskipun ada infeksi virus dan dapat diklasifikasikan lebih lanjut menjadi laten (hanya genom virus yang ada, tidak ada replikasi yang terjadi) dan kronis (tingkat dasar replikasi virus tanpa merangsang respons imun). Pada infeksi akut, virus litik dilepaskan pada titer tinggi untuk infeksi cepat ke jaringan/inang sekunder, sedangkan virus persisten mengalami pelepasan pada titer yang lebih rendah untuk durasi penularan yang lebih lama (berbulan-bulan hingga bertahun-tahun). Virus litik mampu menghancurkan sel inang dengan menimbulkan dan/atau mengganggu fungsi khusus sel inang. Virus persisten terkadang dapat mengubah sel inang menjadi sel kanker. Virus seperti human papillomavirus (HPV), human T-lymphotropic virus (HTLV) dll., dapat merangsang pertumbuhan tumor pada inang yang terinfeksi, baik dengan mengganggu ekspresi gen penekan tumor (HPV) atau meningkatkan ekspresi proto-onkogen (HTLV). Kerusakan yang disebabkan oleh sistem kekebalan tubuh inang Stimulasi sistem imun bawaan dan adaptif sebagai respons terhadap infeksi virus menghancurkan sel yang terinfeksi, yang dapat menyebabkan konsekuensi patologis yang parah pada inang. Kerusakan yang disebabkan oleh sistem imun ini dikenal sebagai imunopatologi yang disebabkan oleh virus imunopatologi disebabkan oleh pelepasan antibodi , interferon , dan sitokin pro-inflamasi yang berlebihan , aktivasi sistem komplemen , atau hiperaktivitas sel T sitotoksik. Sekresi interferon dan sitokin lainnya dapat memicu kerusakan sel, demam, dan gejala seperti flu. Kerusakan yang disebabkan oleh sistem kekebalan tubuh inang Dalam kasus infeksi virus tertentu yang parah, seperti pada influenza burung H5N1 pada tahun 2005 dan COVID19, induksi respons imun inang yang tidak normal dapat memicu pelepasan sitokin yang dikenal sebagai badai sitokin. infeksi virus juga dapat memicu respons autoimun https://www.frontiersin.org/journals/immunology/articles/10.3389/fimmu.2020.01626/full Kerusakan yang disebabkan oleh sistem kekebalan tubuh inang Mekanisme Respons Imun terhadap Infeksi Virus Ketika virus menginvasi tubuh manusia, sistem imun akan segera merespon untuk melindungi tubuh dari kerusakan yang lebih parah. Respons imun ini melibatkan berbagai komponen seluler dan molekuler yang bekerja secara sinergis dalam upaya eliminasi patogen. Tahapan umum respons imun terhadap virus 1. Pengenalan Virus: Sel dendritik adalah salah satu jenis sel yang berperan penting dalam mengenali virus. Mereka akan "menelan" virus dan kemudian menampilkan potongan- potongan protein virus (antigen) pada permukaannya. Sel T helper akan mengenali antigen ini dan teraktivasi. Tahapan umum respons imun terhadap virus 2. Aktivasi Sistem Imun: Sel T helper yang teraktivasi akan memicu produksi antibodi oleh sel B. Antibodi ini akan menempel pada virus, menandai virus tersebut untuk dihancurkan oleh sel-sel imun lainnya. Sel T sitotoksik akan diaktifkan untuk langsung menyerang dan membunuh sel-sel tubuh yang telah terinfeksi virus. Tahapan umum respons imun terhadap virus 3. Eliminasi Virus: Sel natural killer (NK) juga berperan dalam membunuh sel yang terinfeksi virus. Sistem komplemen adalah serangkaian protein yang bekerja sama untuk melubangi membran virus atau sel yang terinfeksi, sehingga virus atau sel tersebut mati. Fagositosis: Sel fagosit seperti makrofag akan "memakan" dan menghancurkan virus atau sel yang telah dilapisi oleh antibodi. Jenis Respons Imum : Bawaan dan Adaptif Imunitas bawaan (innate): Respons imun yang bersifat umum dan cepat, tidak spesifik terhadap jenis virus tertentu. Melibatkan sel-sel seperti neutrofil, makrofag, sel NK, dan protein komplemen. Imunitas adaptif: Respons imun yang lebih spesifik dan lambat terbentuk, tetapi lebih efektif dalam melawan infeksi. Melibatkan sel T dan sel B. Mekanisme respon tubuh terhadap infeksi virus Terima Kasih