Pencegahan Penularan Dengue dengan Bakteri Wolbachia

Oleh :
dr.Saphira Evani

Saat ini, sedang banyak dilakukan studi terkait manfaat dan risiko menginfeksi nyamuk Aedes aegypti dengan bakteri Wolbachia dalam usaha pencegahan penularan infeksi dengue.

Nyamuk Aedes aegypti betina merupakan vektor utama infeksi virus dengue ke manusia. Salah satu strategi pencegahan penularan yang dapat dilakukan adalah pengendalian vektor. Sebuah strategi biologis pengendalian vektor yang mulai diuji coba di lapangan sejak tahun 2011 adalah menggunakan nyamuk Aedes aegypti yang diinfeksikan bakteri Wolbachia[1,2]

shutterstock_369189926-min

Pengendalian Vektor untuk Mengurangi Kasus Infeksi Dengue

Pengendalian vektor merupakan salah satu metode efektif dalam mengurangi kasus infeksi dengue. Secara garis besar, metode pengendalian vektor yang sudah ada dapat dibedakan menjadi metode kimia, biologis, dan lingkungan. Metode-metode tersebut ada yang efektif mengurangi nyamuk pada stadium imatur (telur, larva, pupa) dan pada stadium matur (nyamuk dewasa[1,3-5]

Tabel 1. Contoh Metode Pengendalian Vektor Dengue

Stadium Metode Mekanisme Kerja Contoh Intervensi
Larva Manipulasi tempat penampungan (container) Mencegah nyamuk bertelur, mengurangi densitas nyamuk Menutup tempat penampungan air, menabur butiran polystyrene (styrofoam)
Modifikasi penampungan  secara kimiawi Membunuh larva, mengurangi densitas nyamuk Temephos
Modifikasi penampungan air secara non kimiawi Membunuh larva, mengurangi densitas nyamuk Diflubenzuron, methoprene, novaluron, pyriproxyfen
Modifikasi penampungan secara biologis Membunuh larva, mengurangi densitas nyamuk Ikan yang memakan larva nyamuk, copepod, larva capung
Modifikasi lingkungan Mengeliminasi tempat berkembang biak nyamuk, mengurangi densitas nyamuk Membuang atau mengubur barang-barang bekas, mengosongkan dan menguras bak mandi secara teratur
Ovitrap Memancing nyamuk untuk bertelur di ovitrap kemudian membuangnya secara berkala, mengurangi densitas nyamuk -
Nyamuk dewasa Penyemprotan luar dan dalam ruangan (kimiawi) Membunuh nyamuk dewasa (juga larva), mengurangi densitas nyamuk Penyemprotan insektisida dengan truk, penyemprotan insektisida dengan pesawat terbang rendah, penyemprotan dengan alat portable

Proteksi diri Mencegah gigitan nyamuk Penggunaan repelan, penggunaan kelambu, memasang kawat nyamuk

Sekilas Mengenai Bakteri Wolbachia

Bakteri Wolbachia merupakan bakteri simbion intraseluler yang dapat ditemukan pada 50% arthropoda dan sebagian nematoda. Bakteri ini dapat mengendalikan proses reproduksi inangnya dan dapat ditularkan ke keturunan inang tersebut. Bakteri Wolbachia menghasilkan fenomena inkompatibilitas sitoplasmik dan membuat sejumlah serangga tersebut resisten terhadap berbagai virus (termasuk arbovirus). Prinsip ini yang kemudian hendak diterapkan pada nyamuk Aedes aegypti dengan harapan dapat mencegah penularan penyakit akibat virus yang dibawanya, seperti demam dengue.[2,6]

Normalnya, bakteri Wolbachia tidak menginfeksi nyamuk Aedes aegypti. Tetapi, peneliti dari World Mosquito Program (WMP) mencoba berbagai strain bakteri Wolbachia pada nyamuk Aedes aegypti, dan akhirnya didapatkan bakteri Wolbachia strain wMel dari lalat buah. Peneliti menyesuaikan kondisi bakteri, kemudian memasukkan bakteri tersebut ke tubuh nyamuk di laboratorium dan melepaskannya kembali ke area percobaan. Nyamuk Aedes aegypti yang telah diinfeksi bakteri Wolbachia diharapkan akan kawin dengan nyamuk liar dan menghasilkan keturunan yang terinfeksi Wolbachia.[2]

Pengaruh Terhadap Pola Reproduksi Nyamuk

Fenomena inkompatibilitas sitoplasmik Wolbachia menyebabkan perubahan pola reproduksi nyamuk. Jika nyamuk Aedes aegypti jantan dengan Wolbachia mengawini nyamuk betina tanpa Wolbachia, maka seluruh telur yang dihasilkan tidak akan menetas. Jika nyamuk jantan dengan atau tanpa Wolbachia mengawini nyamuk betina dengan Wolbachia, maka akan dihasilkan keturunan dengan Wolbachia. Dengan demikian, nyamuk jantan akan cenderung memilih betina yang terinfeksi Wolbachia untuk dapat mempertahankan populasinya[7]

Penggunaan Nyamuk Aedes aegypti dengan Bakteri Wolbachia Menurunkan Kasus Infeksi Dengue

Pengamatan di laboratorium menunjukkan, bakteri Wolbachia menghambat replikasi virus dengue di dalam tubuh nyamuk Aedes aegypti. Akibatnya, nyamuk mengalami penurunan kemampuan transmisi. Nyamuk Aedes aegypti yang terinfeksi tersebut juga memiliki masa hidup yang lebih pendek dibandingkan nyamuk normal. Hal ini yang diharapkan mampu mengurangi kasus infeksi dengue pada manusia jika populasi nyamuk dengan Wolbachia dominan di suatu area. [8]

Keberhasilan Pelepasan Nyamuk Aedes aegypti dengan Wolbachia

Nyamuk-nyamuk Aedes aegypti yang telah diinfeksi oleh bakteri Wolbachia di laboratorium kemudian dilepaskan dalam periode tertentu ke area penelitian, misalnya setiap 2 minggu sekali selama 2-3 bulan. Setelah 3-6 bulan populasi nyamuk terinfeksi Wolbachia meningkat di area percobaan tersebut. Hal ini membuktikan bahwa nyamuk Aedes aegypti dengan Wolbachia dapat kawin dengan nyamuk Aedes aegypti liar dan secara alami menghasilkan keturunan dengan bakteri Wolbachia juga. [9,10]

Uji coba pelepasan nyamuk (open release) pertama kali dilakukan di bagian utara Australia. Pelepasan nyamuk Aedes aegypti yang terinfeksi Wolbachia dilakukan sebanyak 10 nyamuk/rumah/minggu, selama 10 minggu. Peneliti menemukan >80% nyamuk liar di area tersebut memiliki bakteri Wolbachia dan tetap ditemukan setelah 2 bulan proses pelepasan nyamuk terakhir. Hal ini menjadi bukti menjanjikan bahwa  metode infeksi Wolbachia pada nyamuk Aedes aegypti dapat berlangsung seterusnya tanpa perlu pelepasan ulang dari laboratorium.[11]

Pelepasan Nyamuk Aedes aegypti dengan Wolbachia di Indonesia

Di Indonesia, percobaan dilakukan di Sleman dan Bantul menggunakan nyamuk dewasa atau telur nyamuk Aedes aegypti yang diinfeksi Wolbachia. Pelepasan dilakukan di daerah Nogotirto dan Kronggahan (nyamuk dewasa), serta di daerah Jomblangan dan Singosaren (telur nyamuk). Tidak ada perbedaan keberhasilan penyebaran nyamuk antara pelepasan dalam bentuk telur atau nyamuk dewasa dengan Wolbachia. Pengamatan jangka panjang menunjukkan bahwa populasi nyamuk dengan Wolbachia >80% di area percobaan tersebut setelah 3 tahun.[12]

Efikasi Nyamuk Aedes aegypti dengan Wolbachia dalam Menurunkan Kasus Infeksi Dengue

Prediksi matematis memperkirakan bahwa pada area dengan populasi nyamuk Aedes aegypti terinfeksi Wolbachia yang signifikan, dapat terjadi penurunan transmisi virus dengue (DENV 1-4) sebesar 66-75%.[13]

Keberhasilan pelepasan nyamuk Aedes aegypti dengan Wolbachia di utara Queensland, Australia, diikuti dengan penurunan transmisi dengue di area percobaan selama 5 tahun terakhir. Analisis regresi menunjukkan penurunan sebesar 93% kasus dengue yang dilaporkan di area tersebut.[14]

Penelitian di Kuala Lumpur menunjukkan penurunan insidensi demam dengue pada area pelepasan nyamuk Aedes aegypti dengan Wolbachia sebesar 40% dibandingkan area kontrol. Strain nyamuk Wolbachia yang digunakan pada penelitian tersebut adalah wAlbB karena memiliki daya tahan terhadap suhu lingkungan yang lebih baik saat stadium larva dibandingkan strain wMel. [15]

Data di Indonesia

Penelitian di Yogyakarta pada tahun 2016 melepaskan nyamuk Aedes aegypti dengan Wolbachia dalam bentuk telur, dilakukan sebanyak 13-15 kali pelepasan selang 2 minggu, hingga Maret 2017 di beberapa kelurahan (7 area percobaan, 3 area kontrol). Pelepasan nyamuk dihentikan jika prevalensi nyamuk Aedes aegypti dengan Wolbachia di lapangan > 60% selama 3 minggu berturut-turut.

Data mengenai kasus demam dengue atau demam berdarah dengue diperoleh dari data rawat inap rumah sakit dan hasil rapid diagnostic test (RDT) yang dilakukan di fasilitas kesehatan tingkat pertama di Yogyakarta antara Maret 2016 sampai September 2019. Hasil penelitian menunjukkan kasus demam dengue berkurang 73% selama 2 tahun setelah proses pelepasan nyamuk dibandingkan dengan area kontrol.[16]

Keamanan Bakteri Wolbachia pada Manusia dan Lingkungan

Beberapa hal yang menjadi pertanyaan tentang metode pengendalian vektor ini adalah apakah bakteri Wolbachia dari nyamuk dapat menginfeksi manusia dan menimbulkan manifestasi klinis karena respon imun terhadap antigen. Pengujian pada sampel manusia menunjukkan walaupun pada tubuh manusia timbul respons terhadap saliva nyamuk, namun tidak ditemukan antibodi spesifik terhadap Wolbachia pada pemeriksaan Western blot atau ELISA. Penularan Wolbachia oleh nyamuk Aedes aegypti dipersulit karena ukuran bakteri 1-2 µm, sedangkan ukuran duktus saliva nyamuk hanya 1 µm.[10]

Sejauh ini pun belum ditemukan adanya efek negatif Wolbachia pada lingkungan yang signifikan. Kesimpulan yang ada adalah Wolbachia pada nyamuk tidak infeksius dan hanya ditularkan secara vertikal dari nyamuk ke keturunannya. Bakteri Wolbachia adalah endosimbion yang hanya bisa hidup dalam sitoplasma sel inang dan tidak bisa hidup di luar inang tersebut. Saat nyamuk mati, maka bakteri Wolbachia juga mati dan tidak ada efek toksik yang telah dilaporkan pada lingkungan.[2,6,10]

Penilaian risiko secara independen oleh Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) melaporkan bahwa ada risiko kecil (yang dapat diabaikan) Wolbachia terhadap manusia dan lingkungan. Masalah yang mungkin dihadapi adalah perubahan densitas nyamuk di area tersebut, kemungkinan virus dengue berevolusi, peningkatan jumlah nyamuk yang menggigit manusia, dan perubahan persepsi mengenai risiko-risiko yang berkaitan dengan dengue.[17]

Keunggulan dan Kekurangan Metode Nyamuk Aedes aegypti yang Diinfeksi Wolbachia

Keunggulan nyamuk Aedes aegypti dengan Wolbachia sebagai metode pengendalian vektor yakni praktis, dapat berkelanjutan secara alami (sustainable) tanpa memerlukan proses pelepasan nyamuk tambahan, cost effective, tidak merekayasa genetika nyamuk, serta nontoksik untuk makhluk hidup dan lingkungan.[2,6,18]

Selain virus dengue, Wolbachia juga dapat berkompetisi dengan arbovirus lain dalam nyamuk seperti virus Zika, chikungunya, dan demam kuning. Adanya bakteri Wolbachia dalam tubuh nyamuk juga tidak membuat nyamuk menjadi kebal terhadap insektisida.[19-21]

Keterbatasan Metode Pengendalian Vektor dengan Bakteri Wolbachia

Metode ini memiliki kekurangan apabila area intervensi terlampau kecil padahal mobilitas sehari-hari penduduknya melebihi area tersebut. Hal ini memungkinkan seseorang tertular dengue saat keluar bekerja di area nonintervensi. Selain itu, masih ada kemungkinan intervensi ini tidak efektif untuk semua serotipe DENV.[16]

Kesimpulan

Metode pengendalian vektor dengan nyamuk Aedes aegypti yang diinfeksi bakteri Wolbachia merupakan salah satu metode baru yang telah dilaporkan efektif untuk menurunkan transmisi dengue. Metode ini merupakan intervensi yang menjanjikan untuk diterapkan terutama di daerah-daerah endemis karena cost effective, dapat berkelanjutan secara alami, serta aman untuk manusia dan lingkungan.

Walau demikian, masih banyak hal yang perlu dipelajari mengenai metode ini dan efikasinya dalam menurunkan kasus dengue di area-area dengan karakteristik yang berbeda. Pengamatan jangka panjang masih perlu dilakukan untuk mengetahui efek samping terhadap manusia dan lingkungan.

Referensi