Oleh: Tony Unandar*

Pada era pasca non-AGP (non-antibiotic growth promoter), beberapa masalah yang selama ini tersembunyi, seolah-olah dengan leluasa unjuk gigi di lapangan. Sebagai contoh, tingginya prevalensi kasus disbakteriosis, “wet litter”, dan “malabsorption syndrome” yang tidak hanya bisa mengakibatkan gangguan performa akan tetapi juga masuknya kasus infeksius dalam pelbagai bentuk dan derajat keparahan telah menjadi fakta.  Tulisan singkat ini berisi tentang respon tanggap kebal ayam secara sepintas dan bagaimana mekanisme kerja suatu preparat prebiotika, khususnya biomolekul b-Glucan sebagai alternatif AGP.

Respons tanggap kebal unggas

Di samping mempunyai beberapa kesamaan, ternyata model-model dalam sistem imunitas mamalia tidaklah sepenuhnya dapat diekstrapolasikan dengan model-model sistem imunitas pada unggas.  Ada perbedaan dalam hal gen dan molekul yang terlibat, sel dan organ yang terlibat serta mekanisme fungsionalnya.  Pada ayam misalnya, walaupun sedikit, ada perbedaan dalam jenis Toll-Like Receptors (TLRs) pada permukaan sel fagosit, sitokin, khemokin, antibodi dan beberapa molekul imunitas lainnya.

Bangsa unggas tidak mempunyai eosinofil, namun fungsinya secara ekuivalen diambil alih oleh heterofil yang serupa netrofil pada mamalia. Bangsa unggas juga tidak mempunyai limfonodus (kelenjar getah bening) seperti pada mamalia, tapi mempunyai Bursa Fabricius. Bursa Fabricius inilah yang mempunyai peranan penting dalam perkembangan dan pendewasaan reseptor sel limfosit-B (B-cell receptor). Berbeda dengan jaringan limfonodus di mesentrium pada mamalia, pada unggas berupa GALT (gut-associated lymphoid tissue) dalam bentuk Meckel’s Diverticulum, Peyer Patches, dan Ceca Tonsil serta jaringan limfoid lainnya dalam jaringan submukosa dinding usus. Perlu diketahui, mekanisme imunitas akibat perbedaan reseptor inilah selanjutnya tentu menimbulkan perbedaan secara mendasar dari respons imunologis dalam tataran molekuler.

Pada penelitian imunologi molekuler, ternyata senyawa Beta-glucan dapat menginduksi innate immunity pada hewan ataupun manusia jika diberikan secara oral, kontak langsung via kulit dan atau diberikan via per-injeksi.

Hampir sama seperti pada mamalia, sistem imunitas unggas terdiri dari dua komponen dasar yang saling berinteraksi satu sama lain, yaitu sistem pertahanan non spesifik (innate immune system) dan sistem kekebalan (adaptive immune system).  Sistem pertahanan non spesifik ini secara mendasar merupakan gugus pertahanan terdepan (first line of defense) dalam sistem imunitas yang bertujuan untuk melawan pelbagai bentuk patogen (baik virus, bakteri, jamur, atau parasit lainnya) dan mempunyai peranan yang sangat penting dalam mencetuskan reaksi spesifik pada sistem kekebalan (adaptive immune system).

Di dalam sistem pertahanan non spesifik (innate immune system) termasuk juga barrier fisik dan kimiawi yang berfungsi untuk mencegah invasi patogen ke dalam jaringan tubuh induk semang.  Barrier ini berupa sel-sel epidermis (kulit) atau mukosa (selaput lendir), sekreta dari sel-sel epidermis atau mukosa dan asam lambung (gastric juices).

Komponen innate immune system lainnya adalah sel-sel darah, khususnya dari sub-populasi butir darah putih (white blood cells) yang dapat bertindak menghancurkan struktur fisika-kimiawi partikel/sel patogen. Sel-sel darah putih yang mempunyai kemampuan untuk memangsa dan menghancurkan patogen tersebut sering kali disebut juga sel-sel fagosit (phagocytic cells), misalnya makrofag (termasuk dendritic cells), heterofil (setara dengan netrofil pada mamalia), dan natural killer cells.

Baca Juga: Segera Atasi Koksidiosis yang Merugikan

Umumnya, sel-sel fagosit yang beragam bentuknya ini diaktivasi oleh komponen penciri dari sel atau partikel patogen yang disebut Microbe-Associated Molecular Patterns (MAMPs) atau kadangkala disebut juga Pathogen-Associated Molecular Patterns (PAMPs) yang dapat dikenali oleh Toll-like Receptors (TLRs) dan atau C-type Lectin Receptors (CLRs) yang berada pada permukaan sel-sel fagosit tersebut.  Contoh dari suatu MAMP adalah lipopolisakarida (LPS) yang terdapat pada dinding sel bakteri Gram negatif dan asam lipoteikhoat (lipoteichoic acid) pada dinding sel kuman Gram positif.

Sistem kekebalan (adaptive immunity) jauh lebih kompleks dari sistem pertahanan non spesifik (innate immunity), dibagi dalam dua bentuk yaitu kekebalan humoral atau kekebalan dengan perantaraan antibodi (humoral immunity) dan kekebalan dengan perantaraan sel (cell-mediated immunity).  Kekebalan humoral melibatkan sel limfosit-B yang menghasilkan antibodi, sementara itu kekebalan dengan perantaraan sel melibatkan cytotoxic lymphocytes atau killer lymphocytes dan helper-T lymphocyte yang bertugas menyerang langsung patogen yang ada.

Sel makrofag

Makrofag adalah sel fagosit yang besar dan memegang peranan yang krusial baik dalam innate immunity maupun adaptive immunity terhadap patogen yang menyerang induk semang (Qureshi, 2003).  Makrofag sejatinya berasal dari sel-sel puncah (stem cells) dari sumsum tulang.  Begitu matang dan bermigrasi ke dalam sistem peredaran darah, sel puncah tadi dikenal sebagai sel-sel monosit (monocytes) dan merupakan komponen populasi mayoritas dari sel-sel fagosit bagi unggas. Selanjutnya, monosit dapat berkembang menjadi makrofag dalam berbagai jaringan tubuh. Pada beberapa jaringan tubuh, makrofag pada unggas dikenal sebagai parabronchial macrophages (paru-paru), osteoblast (tulang), microglia cells (otak), kupffer cells (hati) dan histiocytes (jaringan ikat).  Dendritic cells merupakan tampilan lain dari makrofag yang umumnya ditemukan pada lapisan submukosa dari jaringan-jaringan viseral, termasuk sepanjang saluran gastro-intestinal unggas.

Dalam suatu tipikal respon imunitas, sel makrofag mengenali komponen penciri spesifik (specific markers) pada permukaan sel ataupun partikel patogen yang dikenal sebagai MAMPs atau PAMPs seperti yang telah dijelaskan diatas. MAMPs atau PAMPs ini berikatan secara spesifik dengan reseptor tertentu pada permukaan sel fagosit (misalnya makrofag) yang dikenal sebagai Toll-like Receptors atau TLRs (Medzhitov et al, 1997) ataupun CLRs. Bangsa unggas mempunyai 10 jenis TLRs dan 5 jenis di antaranya sama dengan pada mamalia (Temperley et al, 2008). Kunci TLRs pada ayam sebenarnya terletak pada TLR-1 dan TLR-2 yang dapat mengenali komponen peptidoglikan dari patogen Gram positif, TLR-4 mengikat LPS yang umum pada bakteri Gram negatif, TLR-5 mengenali flagellin yang umum pada bakteria berflagella serta TLR-21 yang mengenali “unmethylated CpG DNA” yang umum ditemui pada bakteria (Keestra et al, 2010).

Bagian tertentu bakteria (yaitu MAMPs) yang berikatan dengan komponen tertentu (TLRs atau CLRs) yang terdapat pada permukaan sel makrofag ataupun vesikelnya, lalu ditelan (internalisasi) ke dalam sitoplasma dan membentuk fagosom (phagosome). Sebuah makrofag dapat melakukan internalisasi satu atau beberapa bakteria sekaligus. Selanjutnya fagosom berdifusi (bersatu) dengan lisosom (lysosome) membentuk fago-lisosom (phago-lysosome). Di dalam fago-lisosom inilah struktur kimiawi bakteri yang telah diinternalisasi mengalami degradasi akibat kinerja enzim lisosim yang terdapat dalam lisosom. Tahap selanjutnya, makrofag mempresentasikan komponen peptida dari bakteria atau determinan antigenik lainnya pada permukaan selnya untuk menginduksi sel limfosit B atau T bagi adaptive immune response.

Baca Juga: Memanfaatkan Tumbuhan Sarang Semut untuk Imunostimulan Broiler

Makrofag pada ayam juga menghasilkan beberapa jenis sitokin (cytokines). Sitokin adalah protein terlarut yang memberikan sinyal-sinyal tertentu (signaling proteins) dalam proses pengaturan respon imunitas. Selain oleh makrofag, sebenarnya sitokin dapat diproduksi juga oleh beberapa tipe sel yang terlibat dalam proses respon imunitas.  Namun, tetap saja makrofag yang sudah mengalami aktivasi oleh adanya MAMPs atau PAMPs dan menghasilkan sitokin tertentu merupakan tahapan inisiasi krusial baik untuk humoral immunity maupun cell-mediated immunity.

Sebagai contoh Interleukin IL-12 yang diproduksi oleh makrofag yang sudah lebih dulu diaktivasi pasti akan menstimulasi Helper T-lymphocytes tipe 1 (Th1).  Selanjutnya, kondisi ini akan menginduksi produksi tambahan sitokin lainnya yang memegang peranan penting dalam cell-mediated immunity yaitu:  IL-1b, interferon IFNg, IL-2 dan tumor necrosis factor TNFa. 

Jika akibat aktivasi oleh MAMPs atau PAMPs makrofag memproduksi IL-4, maka protein sinyal ini akan menginduksi Helper T-lymphocytes tipe 2 (Th2) yang selanjutnya akan menghasilkan tambahan sitokin dalam bentuk IL-5, IL-6, IL-10, dan IL-13 yang terlibat dalam humoral immune response.

Potongan artikel Majalah Poultry Indonesia edisi Desember 2020 ini dilanjutkan pada judul “Konsep Imunomodulasi”. Untuk berlangganan atau informasi lebih lanjut silahkan mengirim email ke: sirkulasi@poultryindonesia.com atau hubungi 021-62318153