HUBUNGAN TLR, MHC DAN NF-kB DALAM KAITANNYA DENGAN PENANGANAN ALERGI OLEH BAKTERI ASAM LAKTAT

Rio Aditya Kurniawan, S.KH
Program Pasca Sarjana Vaksinologi dan Imunotherapeutika
Universitas Airlangga



3.1. Imunopatologi Alergi
Reaksi alergi terjadi melalui tahap-tahap aktivasi sel-sel imunokompeten, aktivasi sel-sel struktural, aktivasi dan recruitment sel-sel mast, eosinofil dan basofil, reaksi mediator dengan target organ dan tahap timbulnya gejala. Alergen yang berhasil masuk tubuh akan diproses oleh APC. Peptida alergen yang dipresentasikan oleh APC menginduksi aktivasi Limfosit T. Aktivasi Limfosit T oleh APC yang memproses alergen akan mengaktivasi Limfosit TH2 untuk memproduksi sitokin-sitokinnya (Kapsenberg ML, 2003). Kontrol specialized pattern recognition receptors (PRRs) yaitu Toll-like receptors (TLR) dari sel-sel dendritik (DCs) atas respons imun innate menentukan respons imun adaptif TH1, Treg atau TH2. Limfosit TH1 memproduksi IL-2, IFN-γ dan TNF-α, sedangkan Limfosit TH2 memproduksi IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, IL-10, IL-13, dan GM-CSF. Limfosit TH yang baru diaktifkan alergen akan berfenotip TH2 (Oettgen HC and Geha RS, 2003).
Produksi sitokin TH2 terutama IL-4 akan mensupresi perkembangan TH1 dan produksi sitokin TH1 terutama TNF-α akan mensupresi perkembangan TH2 (Bashir, 2004). Bila sitokin yang dihasilkan Limfosit TH2 berinteraksi dengan Limfosit B, maka Limfosit B akan berdiferensiasi menjadi sel plasma yang memproduksi IgE. Sitokin yang dihasilkan TH2 menstimulasi produksi sel mast, basofil dan eosinofil. (Borish L, 2003). Interaksi antara alergen, sel mast dan IgE menghasilkan degranulasi sel mast (Ashcroft RE, 2004).
Degranulasi sel mast melepaskan mediator histamin. Histamin yang dilepaskan sel mast ditangkap reseptor histamin di target organ. Bila terjadi interaksi histamin dengan reseptornya pada target organ, maka reaksi alergi akan terjadi (Roecken, 2003).
Reseptor H1-histamin mempunyai peran yang lebih luas dalam proses radang daripada sekedar mediator yang menyebabkan alergi (Togias A, 2003). Reseptor H2-histamin mempunyai peran dalam terjadinya rasa gatal dan nyeri pada kulit serta peningkatan permeabilitas dan vasodilatasi perifer, sedangkan reseptor H3-histamin meningkatan pelepasan neurotransmitter seperti histamine, norepinephrine, asetilkolin, peptide dan 5-hidroksitriptamin (Roecken, 2003).


Gambar 1. Mekanisme alergi (Sumber: Hawrylowicz CM dan O’Garra A, 2005)
Pada individu yang memiliki predisposisi alergi, paparan pertama alergen menimbulkan aktivasi sel-sel allergen-specific T helper 2 (TH2) dan sintesis IgE, yang dikenal sebagai sensitisasi alergi. Paparan alergen selanjutnya akan menimbulkan penarikan sel-sel inflamasi dan aktivasi serta pelepasan mediator-mediator, yang dapat menimbulkan early (acute) allergic responses (EARs) dan late allergic responses (LARs).
Pada EAR, dalam beberapa menit kontak dengan alergen, sel mast yang tersensitisasi IgE mengalami degranulasi, melepaskan mediator pre-formed dan mediator newly synthesized pada individu sensitif. Mediator-mediator tersebut meliputi histamin, leukotrien dan sitokin yang meningkatkan permeabilitas vaskuler, kontraksi otot polos dan produksi mukus. Kemokin yang dilepas sel mast dan sel-sel lain merekrut sel-sel inflamasi yang menyebabkan LAR, yang ditandai dengan influks eosinofil dan sel-sel TH2.
Pelepasan eosinofil menimbulkan pelepasan mediator pro-inflamasi, termasuk leukotrien-leukotrien dan protein-protein basic (cationic proteins, eosinophil peroxidase, major basic protein and eosinophil-derived neurotoxin), dan mereka merupakan sumber dari interleukin-3 (IL-3), IL-5, IL-13 dan granulocyte/macrophage colony-stimulating factor. Neuropeptides juga berkonstribusi pada patofisiologi simptom alergi.

3.2. Peran Bakteri Asam Laktat Dalam Pencegahan Kasus Alergi
Pemberian bakteri asam laktat berperan dalam pencegahan alergi yang merupakan upaya perbaikan homoestasis sistem biologis penderita yang ditujukan pada imunomodulasi respon imun dengan menyeimbangkan respon imun Th1 dan Th2. Alergi merupakan bentuk “Th2-disease” yang upaya perbaikannya memerlukan
pengembalian host pada kondisi “Th1-Th2” yang seimbang. Bakteri asam laktat mampu mengkontrol mikro flora dan juga memiliki kemampuan sebagai aktivator yang kuat untuk sistem imun innate karena mempunyai molekul yang spesifik pada dinding selnya. Dalam mikrobiologi, molekul-molekul spesifik tersebut dikenal sebagai pathogen-associated molecular patterns (PAMPs). Molekul-molekul spesifik (PAMPs) dikenali oleh reseptor-reseptor spesifik (specific pattern recognition receptors, PRRs). Salah satu PAMPs yang ada pada bakteri asam laktat adalah lipoteichoic acid (LTA). LTA merupakan molekul yang secara biologis aktif, merupakan karakteristik dari bakteri gram positif dan mempunyai dampak biologis (misalnya dalam induksi produksi sitokin) yang sama dengan LPS (Miettinen M, 2001).
TLRs adalah PRRs (pattern recognition receptors) mamalia yang berfungsi sebagai sinyal transducer yang berhubungan dengan CD-14 untuk membantu sel host mengenali patogen serta melakukan inisiasi kaskade sinyal. TLRs juga membantu menjembatani sistem imunitas innate ke sistem adaptif dengan menginduksi berbagai molekul efektor dan ko-stimulator (Miettinen M, 2001).
Semua TLRs mempunyai struktur yang sama dan mempunyai karakter menyalurkan sinyal melalui NF-B, AP-1, dan MAP kinases. Efektor hilir dari beberapa TLR, misalnya TLR2 dan TLR4, adalah adapter protein MyD88 yang berinteraksi dengan reseptor transmembran melalui domain C-terminal TIR.
MyD88 merekrut Ser/Thr kinase IRAK (IL-1R associated kinase) untuk membentuk kompleks reseptor. IRAK berhubungan dengan molekul adapter TNF receptor associated factor (TRAF6). TRAF6 selanjutnya mengaktivasi MAP3K family member NIK (NF-kB-inducing kinase) yang akan mengaktivasi NF-kB inhibitor kinases (IKKs). Degradasi NF-kB inhibitor I-kB melepaskan NF-kB yang segera translokasi ke nukleus untuk menginduksi ekspresi gen yang sesuai (Zhang G, Ghosh S, 2001).
Pada tingkat molekul, sistem imun innate dipusatkan pada aktivasi dari NF-B, yang mempunyai kemampuan menginduksi transkripsi dari beberapa sitokin proinflamasi dalam merespon stimulasi oleh mikroba. Dalam perannya membantu menjembatani sistem imunitas innate ke sistem adaptif TLR, mampu menginduksi respons imun baik ke arah TH1 maupun Treg. TLR-2 dan TLR-4 diketahui mempunyai peran penting dalam polarisasi respons imun oleh paparan mikroba (Iwasaki A, Medzhitov R, 2004; Supajatura 2002)
Jadi konsep bakteri asam laktat pada pencegahan alergi didasari pada induksi aktif dari respon imunologik yang dimulai dari sistim imun innate dan mengarah pada pengembalian host pada kondisi “Th1-Th2” yang seimbang.





Gambar 2 : Sinyal TLR 2 dan TLR 4 (Sumber : Takeda dan Akira, 2004).
Toll-like receptors (TLRs) membantu menjembatani sistem imunitas innate ke sistem adaptif. TLRs adalah PRRs (pattern recognition receptors) mamalia yang berfungsi sebagai cluster of differentiation (CD)-14 associated signal transducers, yang membantu sel untuk mengenali patogen serta melakukan inisiasi kaskade sinyal. TLRs juga membantu menjembatani sistem imunitas innate ke sistem adaptif dengan menginduksi berbagai molekul efektor dan ko-stimulator. Efektor hilir dari TLR2 dan TLR4 adalah adapter protein MyD88 yang berinteraksi dengan reseptor transmembran melalui domain C-terminal TIR.

MyD88 merekrut Ser/Thr kinase IRAK (IL-1R associated kinase) untuk membentuk kompleks reseptor. IRAK berhubungan dengan adapter molecule TNF receptor associated factor (TRAF6). TRAF6, selanjutnya mengaktivasi MAP3K family member NIK (NF-kB-inducing kinase) yang akan mengaktivasi NF-kB inhibitor kinases (IKKs). Degradasi NF-kB inhibitor I-kB melepaskan NF-kB yang segera translokasi ke nukleus untuk menginduksi ekspresi gen yang sesuai.
Tabel 1. Kaitan Teori Imunologi dan Fakta Empirik Tentang Mekanisme Bakteri Asam Laktat Dalam Penurunan Reaksi Alergi.
Tahap dalam reaksi alergi Teori imunologi Fakta hasil penelitian mengenai bakteri asam laktat
Tahap aktivasi sel-sel imunokompeten (APC, DC, Sel T Naive) Sistem imun innate dipusatkan pada aktivasi NF-kB, (Zhang dan Ghosh, 2001).
TLR2 dan TLR 4 berperan dalam aktivasi NFkB. (Means, 2001,Matsuguchi, 2003 )
TLR 2 dan 4 berperan dalam peningkatan IFN-gama serta penurunan IL-4, IL13 dan eosinofil. (Revets et al, 2005) bakteri asam laktat menurunkan kemampuan agonist TLR dalam aktivasi NFkB (Me´nard, 2004)
TLR2 berperan dalam aktivasi NFkB oleh Lactobacillus (Matsuguchi, 2003)
Tahap aktivasi sel-sel struktural. (Th1,Th2 dan Treg.) Hampir semua TLR mengontrol induksi respons imun ke arah TH1. (Miettinen, 2000; Murch, 2000; Aderem et al, 2000)Sebagian besar TLR mengontrol aktivasi Limfosit TH1. (Matsuguchi, 2003).
TLR-2 mampu mengontrol aktivasi Limfosit TH2. (Umetsu et al, 2002; Baldini et al 1999; Eder et al 2004)
TLR-4 mengontrol optimalisasi aktivasi Limfosit TH2.(Dabbagh, 2003).
TLR-4 mampu mengaktivasi Limfosit TH1 dan Treg. (Drachenberg, 2003; Mothes, 2003). Bakteri asam laktat menginduksi Limfosit TH1 (Ghosh et al., 2004; Schon,1991; Lambrecht, 1998; Matsuzaki, 2000).
Bakteri asam laktat menginduksi Limfosit Treg (von der Weid, 2001; Prioult, 2003; Murch,2000; Newberry, 1999; Isolauri,2000).
Bakteri asam laktat menginduksi Limfosit TH1 dan Treg melalui reseptor di APC. (Hart, 2004; Christensen, 2002; Miettinen,1998; Matsuguchi, 2003; Miettinen, 2000; Murch, 2000; Aderem et al, 2000).
Bakteri asam laktat meningkatkan IFN, IL-12, TGF-dan IL-10, serta menurunkan IL-4 dan IL-5 (Von der Weid T, 2001)

Lactobacillus paracasei (NCC 2461), Lactobacillus johnsonii (NCC 533) and Bifidobacterium lactis Bb12 (NCC 362) pada mencit yang disensitisasi BLG, menurunkan IgE, IgG1 dan IgG2a (Prioult et al, 2003)Bakteri asam laktat LGG motif TTTCGTTT oligodeoxy- nucleotida (ODN) 135 meningkatkan mRNA IL-12 dan mRNA IFNgama (Iliev ID, 2004)

Dari ekstrapolasi dan sintesis atas fakta-fakta ilmiah yang telah dihasilkan oleh penelitian sebelumnya, baik pada manusia maupun hewan, menunjukkan bahwa pemberian bakteri asam laktat dapat menurunkan reaksi alergi melalui aktivasi TLR2 dan TLR4 serta respon imun adaptif yang diaktifkan TLR2 otonom dari regulasi Treg, sedangkan yang diaktifkan TLR4 tidak.