Ditulis oleh Saddam Haikal Mubaraq | Mahasiswa Teknik Aeronautika dan Astronautika FH Aachen, Jerman.
Demam berdarah dengue (DBD) adalah suatu penyakit infeksi yang disebabkan oleh virus dengue. Virus ini berasal dari genus Flavivirus famili Flaviviridae yang vektornya adalah nyamuk Aedes aegypti dan Aedes albopictus. Virus ini menyebabkan kesakitan dan kematian di negara-negara tropis dan subtropis termasuk di Indonesia (WHO, 2015).
Angka kejadian DBD telah meningkat 30 kali lipat selama 50 tahun terakhir. World Health Organization (WHO) mengestimasi 50-100 juta orang di dunia terinfeksi penyakit DBD setiap tahunnya (WHO, 2015). Penyebaran DBD pertama kali diketahui pada tahun 1950 di negara Filipina dan Thailand. Di indonesia penyakit DBD selalu meningkat pada awal musim hujan dan menimbulkan kejadian luar biasa di beberapa wilayah. Penyakit tersebut juga menimbulkan wabah lima tahunan di Indonesia, dimana wabah lima tahunan terakhir terjadi pada tahun 2003/2004.
Menurut dewan penasihat kontrol vektor WHO secara spesifik merekomendasikan Wolbachia sebagai kontrol mikrobiologi terhadap penyakit manusia yang dibawa oleh nyamuk dewasa. Berdasarkan bukti-bukti bahwa simbiosis Wolbachia pada populasi nyamuk Aedes aegypti mampu mengurangi kemampuan nyamuk dalam mentransmisikan virus ke manusia. Hasil laboratorium menunjukkan bahwa infeksi Wolbachia mengurangi replikasi virus dengue (WHO 2016).
Wolbachia merupakan salah satu genus bakteri yang hidup sebagai parasit pada hewan arthropoda dan secara alamiah dapat menularkan ke lebih dari setengah spesies serangga. Wolbachia juga ditemukan pada 60 persen spesies serangga seperti ngengat, lalat buah, capung, hingga nyamuk. Namun, bakteri ini tidak terdapat pada nyamuk Aedes aegypti yang selama ini dikenal sebagai vektor penular virus dengue (Tantowarjoyo, 2014). Wolbachia mampu mengintervensi masa hidup nyamuk, mengganggu sistem reproduksi, dan menghambat replikasi virus dengue dalam tubuh nyamuk (Bian et al, 2010; Jeffery et al, 2009). Sehingga dengan adanya bakteri Wolbachia pada nyamuk Aedes aegypti membuat nyamuk tidak bisa menyebarkan virus dengue (DeNoon, 2011).
Di Indonesia penggunaan Wolbachia pada nyamuk Aedes aegypti untuk mengendalikan penyakit DBD masih menjadi hal baru dan sudah dilaksanakan di Kabupaten Bantul dan Sleman DIY. Kegiatan ini dipelopori oleh Eliminate Dengue Project (EDP) Global bekerjasama dengan sebuah universitas di Australia. Eliminate Dengue Indonesia adalah program penelitian bersama dipimpin oleh Fakultas Kedokteran Universitas Gadjah Mada dan didanai oleh Yayasan Tahija (Tahija Foundation). Kegiatan ini telah melepas nyamuk Aedes aegypti ber-Wolbachia di beberapa komunitas di Yogyakarta sejak Januari 2014 dengan tujuan untuk mengembangkan metode Wolbachia di antara populasi nyamuk lokal sehingga memiliki kemampuan untuk mengurangi penularan DBD. Terdapat lima negara yang sudah menjadi bagian dari Eliminate Dengue Project (EDP) Global diantaranya Australia, Brazil, Kolombia, Indonesia, dan Vietnam (EDP, 2014).
Rancangan penelitian ini menggunakan studi systematic review. Systematic review atau tinjauan sistematis adalah suatu metode penelitian untuk melakukan identifikasi, evaluasi, dan interpretasi terhadap semua hasil penelitian yang relevan terkait pertanyaan penelitian tertentu, topik tertentu, atau fenomena yang menjadi perhatian (Kitchenham, 2004). Dalam penelitian tinjauan sistematis ini, inti pertanyaan penelitiannya adalah bagaimana dampak penerapan Wolbachia terhadap nyamuk Aedes aegypti, virus dengue, dan ekosistem.
Dampak Wolbachia terhadap Nyamuk Aedes aegypti
Dampak Wolbachia terhadap nyamuk Aedes aegypti ditemukan dalam beberapa review hasil penelitiannya diantaranya bahwa Wolbachia mampu menginduksi berbagai kelainan reproduksi pada host nyamuk Aedes aegypti (Aarerate & Kittayapong, 2006). Ketidakcocokan sitoplasma (CI) menyebabkan nyamuk jantan terinfeksi Wolbachia tidak mampu menghasilkan keturunan jika kawin dengan nyamuk betina yang tidak terinfeksi (Turley et al, 2013).
Penelitian selanjutnya mengenai waktu perkembangan larva pada nyamuk Aedes aegypti yang ber-Wolbachia berbeda dengan nyamuk yang tidak ber-Wolbachia. Pada nyamuk yang terinfeksi Wolbachia perkembangan larva selama 11 hari sementara pada nyamuk yang tidak terinfeksi Wolbachia selama 12 hari. Ukuran sayap juga mengalami perbedaan antara nyamuk betina yang terinfeksi Wolbachia dengan yang tidak terinfeksi Wolbachia dengan ukuran sayap pada nyamuk betina yang terinfeksi lebih besar 2,58% daripada nyamuk yang tidak terinfeksi (Dutra et al, 2016).
Dampak Wolbachia terhadap Virus Dengue
Pemilihan jurnal pada tinjauan sistematis terkait dampak Wolbachia terhadap virus dengue terhadap 6 jurnal. Menurut Zhang et al (2013) Wolbachia menggunakan microRNAs host untuk memanipulasi gen. DNA methyltransferase (AaDnmt2) secara signifikan ditekan oleh Wolbachia untuk menghambat replikasi virus Dengue. Hal ini menunjukkan hubungan sebab akibat antara Wolbachia dengan replikasi virus dengue pada nyamuk yang terinfeksi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kepadatan Wolbachia di midgut, fat body dan kelenjar ludah nyamuk Aedes albopictus adalah 80-,18-, dan 24 kali lipat lebih kecil dari Aedes aegypti. Ini memberikan bukti bahwa kepadatan Wolbachia di jaringan somatik dari Aedes albopictus terlalu rendah untuk menginduksi ketahanan terhadap virus dengue pada nyamuk Aedes aegypti secara signifikan mengurangi rate infeksi Chikungunya-Virus (CHIKV) dibandingkan dengan kontrol yang tidak ber-Wolbachia (Van den Hurk et al, 2012).
Dampak Wolbachia terhadap Ekosistem
Pendekatan yang digunakan untuk mengidentifikasi bahaya ekosistem ketika merilis Aedes aegypti yang diinfeksi Wolbachia menggunakan pendekatan ekosistem (Hoc et al, 2011). Resiko perpindahan Wolbachia secara horizontal terbagi menjadi dua bagian, secara langsung melalui gigitan serangga atau secara tidak langsung melalui predator yang memakan nyamuk Aedes aegypti yang terinfeksi Wolbachia (stadium larva: ikan, stadium dewasa: urung, katak, laba-laba, cicak). Resiko transfer Wolbachia secara horizontal ke manusia yang dapat terjadi melalui gigitan nyamuk. Namun sejauh ini belum ada bukti bahwa Wolbachia bisa menyebar ke manusia. Resiko perubahan ekosistem dari Wolbachia ini dihasilkan dari menurunnya populasi Aedes aegypti.
Dampak Wolbachia terhadap DBD di Yogyakarta
Berdasarkan hasil penelitian EDP-Yogyakarta mengenai efek anti dengue yang dimiliki nyamuk Aedes aegypti lokal ber-Wolbachia dibandingkan dengan nyamuk Aedes aegypti lokal menunjukan bahwa Wolbachia sukses menekan replikasi virus dengue yang menjadi agen penyebab DBD. Penelitian lain menyebutkan hal yang serupa bahwa Wolbachia dapat menghambat replikasi virus dengue (Hedges et al, 2008; Teixeira et al, 2008; Bian et al, 2010; Walker et al, 2011; Frentiu et al, 2014).
Pemantauan kejadian DBD di Kabupaten Sleman menyebutkan bahwa tidak ada penularan setempat nyamuk Aedes aegypti yang positif dengue ke manusia di wilayah Nogotirto maupun Kronggahan. Namun di wilayah Jomblangan dan Singosaren Kabupaten Bantul ada indikasi penularan lokal. Hal ini disebabkan oleh infeksi nyamuk yang ber-Wolbachia. Menurut O’Neill (2015), Wolbachia mampu menghentikan virus bereplikasi di dalam tubuh nyamuk sehingga nyamuk tidak bisa menularkan virus dengue ke manusia dan menghambat penyebaran penyakit DBD.
Dampak Wolbachia terhadap Ekosistem di Yogyakarta
Pemantauan yang dilakukan oleh EDP-Yogyakarta terhadap wilayah yang menjadi lokasi penyebaran nyamuk Aedes aegypti ber-Wolbachia tidak ditemukan transmisi horizontal antara nyamuk ber-Wolbachia dengan nyamuk non target.
Meskipun hasil ini bersifat positif karena tidak terjadi transfer horizontal ke spesies non target. Namun dampak terhadap ekosistem lainnya bisa saja berdampak negatif seperti kepunahan Aedes aegypti lokal (Ritchie et al, 2015), transfer Wolbachia ke binatang lain ketika menjadi predator nyamuk (Hoffman et al, 2014) seharusnya diteliti karena bisa menimbulkan perubahan ekosistem.
Kesimpulan
Dampak Wolbachia terhadap nyamuk Aedes aegypti antara lain: ketidaknormalan reproduksi, peningkatan jumlah telur, mengurangi kelangsungan hidup telur, umur hidup nyamuk lebih panjang, perkembangan larva lebih cepat, mengurangi ukuran tubuh nyamuk, nyamuk sulit menghisap darah, kesuburan betina menurun, mengurangi total kolesterol 15-25%, menurunkan titer virus dalam saliva nyamuk, mengurangi frekuensi virus dalam tubuh nyamuk dan mengganggu sifat nyamuk.
Dampak Wolbachia terhadap virus dengue antara lain: Wolbachia menggunakan microRNAs host untuk memanipulasi gen nyamuk, pengurangan 104 virus dan RNA copy, blocking virus bertahan pada nyamuk yang terinfeksi Wolbachia, menghambat infeksi virus ke manusia, memediasi perlindungan antivirus terhadap berbagai virus RNA, dan memblok transmisi dengue serotype 2.
Dampak Wolbachia terhadap ekosistem antara lain: Wolbachia efektif menginvasi ketika lebih sering dipindah, Wolbachia menyebar dengan mudah ketika populasi nyamuk sedikit, penurunan merit Reo like Virus (RLV) menghambat invasi meskipun Cytoplasmic Incompatibility (CI) tinggi, setelah 2 tahun infeksi menunjukkan ketidakcocokan sitoplasma di siklus gonotropik, invasi nyamuk lokal dengan nyamuk ber-Wolbachia, mampu mengeliminasi populasi Aedes aegypti , dampak ekologi yang buruk terjadi karena transfer horizontal Wolbachia berakibat pada perubahan ekosistem.
Dampak Wolbachia terhadap DBD di Yogyakarta ialah Wolbachia sukses menekan replikasi virus dengue pada nyamuk Aedes aegypti lokal yang ber-Wolbachia sebagai agen penyebab DBD. Data yang dimiliki belum mencukupi untuk melakukan studi kelayakan pemanfaatan Wolbachia di Yogyakarta, tetapi hasil penelitian ini menunjukkan adanya dampak Wolbachia terhadap nyamuk Aedes aegypti, virus dengue, ekosistem.
Daftar Pustaka
Bian, G., Xu, Y., Lu, P., Xie, Y. and Xi, Z., 2010. The endosymbiotic bacterium Wolbachia induces resistance to dengue virus in Aedes aegypti. PLoS pathogens, 6(4), p.e1000833.
Crain, P.R., Mains, J.W., Suh, E., Huang, Y., Crowley, P.H. and Dobson, S.L., 2011. Wolbachia infections that reduce immature insect survival: Predicted impacts on population replacement. BMC evolutionary biology, 11(1), pp.1-10.
DeNoon, D.J., 2011. Germ-Infected Mosquitoes Can’t Spread Dengue. Available at: https://www.webmd.com/a-to-z-guides/news/20110824/germ-infected-mosquitoes-cant-spread-dengue. Accessed March 18, 2022.
Dutra, H.L.C., Dos Santos, L.M.B., Caragata, E.P., Silva, J.B.L., Villela, D.A.M., Maciel-de-Freitas, R. and Moreira, L.A., 2015. From lab to field: the influence of urban landscapes on the invasive potential of Wolbachia in Brazilian Aedes aegypti mosquitoes. PLoS neglected tropical diseases, 9(4), p.e0003689.
EDP., 2014. Eliminate Dengue: Our Challenge. Available at: http://www.eliminatedengue.com/program/. Accessed March 18, 2022.
Frentiu, F.D., Robinson, J., Young, P.R., McGraw, E.A. and O’Neill, S.L., 2010. Wolbachia-mediated resistance to dengue virus infection and death at the cellular level. PloS one, 5(10), p.e13398.
Hedges, L.M., Brownlie, J.C., O’Neill, S.L. and Johnson, K.N., 2008. Wolbachia and virus protection in insects. Science, 322(5902), pp.702-702.
Hoc, T.Q., UyenNinh, T., Tuat, N.V., Hung, N.V. and Cuong, N.D., 2016. Risk assessment of the pilot release of Aedes aegypti mosquitoes containing Wolbachia.
Irfandi, A., 2018. Kajian Pemanfaatan Wolbachia Terhadap Pengendalian DBD (Studi Literatur dan Studi Kasus Pemanfaatan Wolbachia di Yogyakarta). Forum Ilmiah Volume 15 Nomor 1.
Hoffmann, A.A., Montgomery, B.L., Popovici, J., Iturbe-Ormaetxe, I., Johnson, P.H., Muzzi, F., Greenfield, M., Durkan, M., Leong, Y.S., Dong, Y. and Cook, H., 2011. Successful establishment of Wolbachia in Aedes populations to suppress dengue transmission. Nature, 476(7361), pp.454-457.
Kitchenham, B., 2004. Procedures for performing systematic reviews. Keele, UK, Keele University, 33(2004), pp.1-26.
O’Neill, S.L. and Karr, T.L., 1990. Bidirectional incompatibility between conspecific populations of Drosophila simulans. Nature, 348(6297), pp.178-180.
Ritchie, S.A., Townsend, M., Paton, C.J., Callahan, A.G. and Hoffmann, A.A., 2015. Application of w MelPop Wolbachia strain to crash local populations of Aedes aegypti. PLoS neglected tropical diseases, 9(7), p.e0003930.
Ruang-Areerate, T. and Kittayapong, P., 2006. Wolbachia transinfection in Aedes aegypti: a potential gene driver of dengue vectors. Proceedings of the National Academy of Sciences, 103(33), pp.12534-12539.
Tantowarjoyo, W., 2014. Cara Baru Atasi Demam Berdarah, UGM Perluas Pelepasan Nyamuk Ber-Wolbachia. Available at: https://www.ugm.ac.id/id/berita/9319-cara-baru-atasi-demam-berdarah-ugm-perluas-pelepasan-nyamuk-ber-wolbachia. Accessed March 18, 2022.
Teixeira, L., Ferreira, Á. and Ashburner, M., 2008. The bacterial symbiont Wolbachia induces resistance to RNA viral infections in Drosophila melanogaster. PLoS biology, 6(12), p.e1000002.
Turley, A.P., Zalucki, M.P., O’Neill, S.L. and McGraw, E.A., 2013. Transinfected Wolbachia have minimal effects on male reproductive success in Aedes aegypti. Parasites & vectors, 6(1), pp.1-10.
Van den Hurk, A.F., Hall-Mendelin, S., Pyke, A.T., Frentiu, F.D., McElroy, K., Day, A., Higgs, S. and O’Neill, S.L., 2012. Impact of Wolbachia on infection with chikungunya and yellow fever viruses in the mosquito vector Aedes aegypti. PLoS neglected tropical diseases, 6(11), p.e1892.
Walker, T.J.P.H., Johnson, P.H., Moreira, L.A., Iturbe-Ormaetxe, I., Frentiu, F.D., McMeniman, C.J., Leong, Y.S., Dong, Y., Axford, J., Kriesner, P. and Lloyd, A.L., 2011. The wMel Wolbachia strain blocks dengue and invades caged Aedes aegypti populations. Nature, 476(7361), pp.450-453.
WHO. (2015). Dengue and Severe Dengue. Available at: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/dengue-and-severe-dengue. Accessed March 18, 2022.
WHO. (2016). Mosquito (vector) control emergency response and preparedness for Zika virus. Available at: https://reliefweb.int/report/world/mosquito-vector-control-emergency-response-and-preparedness-zika-virus. Accessed March 18, 2022.
Zhang, G., Hussain, M., O’Neill, S.L. and Asgari, S., 2013. Wolbachia uses a host microRNA to regulate transcripts of a methyltransferase, contributing to dengue virus inhibition in Aedes aegypti. Proceedings of the National Academy of Sciences, 110(25), pp.10276-10281.
Disunting oleh Melani Ratih Mahanani.