Nyamuk Aedes-Wolbachia untuk Menekan Demam Berdarah?

Nyamuk Wolbachia dapat diterapkan sebagai pendekatan praktis untuk menekan Demam berdarah? Sebuah diskursus ramae di Bali. Suatu langkah yang baik namun banyak pihak masih meragukan pendekatan ini. 

Benarkah ini efektif, jangan-jangan nyamuk Aedes aegypti  semakin merajalela. Mungkin pihak dinas kesehatan kurang sosialisasi atau penolakan  karena ada nuansa politis. Entahlah

Yang jelas, Demam berdarah (BDB) masih cukup memusingkan, setiap memasuki musim hujan, ada saja korban meninggal  karena gigitan nyamuk  Aedes aegypti  yang kecil itu. 

Berbagai langkah pun  dilakukan yakni pemberantasan sarang nyamuk (PSN) 3M merupakan program pemerintah yang dilakukan sebagai tindakan pencegahan demam berdarah, yaitu (1) Menguras tempat penampungan air, (2) Menutup rapat tempat penampungan air, (3) Mendaur ulang barang yang dapat menjadi tempat nyamuk.

Kegiatan ini sudah rutin dilakukan namun kasus demi kasus berulang setiap tahun, masyarakat diharapkan waspada dengan terus melakukan menjaga kebersihan lingkungan yang bebas dari sarang nyamuk, khususnya nyamuk Aedes aegypti.

Oleh karena itu, perlu terobosan baru, salah satu adalah penyebaran telur nyamuk wolbachia sebagai langkah pengendalian penanganan demam berdarah dengue (DBD), yang sukses di beberapa negara, dan daerah di Indonesia, namun  menunai pro kontra dan masih menjadi sorotan kuat di Bali. 

Sorotan itu masih ada kekhawatiran terkait efektivitas penanganan DBD dengan menyebar nyamuk ber-wolbachia. 

Hal ini juga terjadi di Denpasar dan Buleleng. Telur nyamuk ber-wolbachia yang semula akan disebar di Denpasar pada Senin (13/11/2023) dan Buleleng pada Minggu (12/11/2023) dihancurkan (https://health.detik.com)

Sumber : National Environmental Agency 

Penyebaran telur ini, memang salah satu strategi untuk mengatasi DBD yang kerap menyerang Bali. Langkah ini sesungguhnya maju, sebab perlu diketahui bahwa ada 2.469 kasus demam berdarah dengue (DBD) yang tercatat oleh Dinas Kesehatan (Dinkes) Provinsi Bali selama tiga bulan pertama di tahun 2023, yang mana angka tersebut menunjukkan tren penurunan. 

Sementara untuk daerah lain, seperti Buleleng dengan 369 kasus, Badung 305 kasus, Klungkung 231 kasus, Jembrana 210 kasus, Gianyar 196 kasus, Karangasem 156 kasus, Tabanan 154 kasus, dan Bangli 67 kasus. Artinya relative masih tinggi.

Dalam tulisan ini penulis mencoba mengulas, bakteri Wolbachia,  nyamuk yang mengandung bakteri Wolbachia, dan mekanisme  penaklukan nyamuk liar Aedes aegypty, serta hal-hal penting yang perlu diperhatikan ketika menggunaka metode nyamuk-wolbacia.

SELAYANG PANDANG BAKTERI WOLBACHIA

Wolbachia adalah genus bakteri intraseluler yang sebagian besar menginfeksi spesies arthropoda, termasuk sebagian besar serangga, dan juga beberapa nematoda. 

Ini adalah salah satu mikroba parasit yang paling umum, dan mungkin merupakan parasit reproduksi paling umum di biosfer.Interaksinya dengan inangnya seringkali rumit, dan dalam beberapa kasus telah berkembang menjadi mutualistik dan bukan parasit. Beberapa spesies inang tidak dapat bereproduksi, atau bahkan bertahan hidup, tanpa kolonisasi Wolbachia. 

Sebuah penelitian menyimpulkan bahwa lebih dari 16% spesies serangga neotropis membawa bakteri dari genus ini dan sebanyak 25 hingga 70% dari seluruh spesies serangga diperkirakan berpotensi menjadi inang.

Sumber : Kaur, R.,et al.,(2021). 

SEJARAH

Genus ini pertama kali diidentifikasi pada tahun 1924 oleh Marshall Hertig dan Simeon Burt Wolbach di nyamuk rumah biasa. Mereka menggambarkannya sebagai "organisme intraseluler yang agak pleomorfik, mirip batang, Gram-negatif [yang] tampaknya hanya menginfeksi ovarium dan testis". 

Hertig secara resmi mendeskripsikan spesies ini pada tahun 1936, dan mengusulkan nama generik dan spesifik: Wolbachia pipientis. Penelitian tentang Wolbachia semakin intensif setelah tahun 1971, ketika Janice Yen dan A. Ralph Barr dari UCLA menemukan bahwa telur nyamuk Culex dibunuh oleh ketidakcocokan sitoplasma ketika sperma nyamuk jantan yang terinfeksi Wolbachia membuahi telur bebas infeksi. 

Genus Wolbachia sangat menarik saat ini karena penyebarannya yang luas, banyaknya interaksi evolusioner yang berbeda, dan potensi penggunaannya sebagai agen biokontrol.

Studi filogenetik menunjukkan bahwa Wolbachia persica (sekarang Francisella persica) berkerabat dekat dengan spesies dalam genus Francisella dan bahwa Wolbachia melophagi (sekarang Bartonella melophagi) berkerabat dekat dengan spesies dalam genus tersebut. 

Bartonella, menyebabkan perpindahan spesies ini ke genera masing-masing. Selain itu, tidak seperti Wolbachia sejati, yang membutuhkan sel inang untuk berkembang biak, F. persica dan B. melophagi dapat dikultur pada cawan agar.

SIMBIOSIS BAKTERI WOLBACHIA DENGAN SERANGGA 

Wolbachia adalah bakteri intraseluler milik keluarga Anaplasmataceae . Bakteri endosimbiotik ini secara alami menginfeksi berbagai organisme invertebrata seperti artropoda dan nematoda Bakteri Wolbachia ditemukan di dalam sitoplasma sel inangnya, dan secara alami terdapat pada lebih dari 50% spesies serangga Endosimbion Wolbachia ditularkan secara ibu (vertikal)---artropoda betina pembawa Wolbachia meneruskan bakteri melalui telur ke keturunannya.

Namun, penularan dari pihak ayah (horizontal), yang sangat jarang terjadi, telah diamati pada Drosophila simulans.Penularan dari pihak ayah juga dapat terjadi dalam keadaan ekologis yang jarang terjadi seperti penularan Wolbachia dari larva tawon yang terinfeksi ke larva tawon yang tidak terinfeksi yang berbagi sumber makanan yang sama. 

Meskipun infeksi Wolbachia tidak secara alami terdapat pada semua vektor penular arbovirus seperti Aedes aegypti, infeksi ini dapat ditularkan melalui transinfeksi strain Wolbachia yang stabil melalui mikroinjeksi.

Bakteri Wolbachia dapat diekstraksi dari inang asli seperti Aedes albopictus dan Drosophila melanogaster dan kemudian disuntikkan ke artropoda heterolog seperti Aedes aegypti.

Kebanyakan strain Wolbachia mendapatkan namanya dari inang tempat mereka pertama kali ditemukan. Strain Wolbachia pertama yang ditemukan adalah wPip (Wolbachia pipientis) yang ditemukan pada nyamuk Culex pipiens. 

Strain lainnya termasuk: wMel yang ditemukan pada Drosophila melanogaster (Lalat buah), wAlbA dan wAlbB yang ditemukan pada Aedes albopictus (nyamuk Macan Asia), dan wAu yang ditemukan pada Drosophila simulans Ciri-ciri strain Wolbachia ini mungkin berbeda-beda pada inang nyamuknya karena biaya kebugaran yang tinggi dan faktor lingkungan seperti suhu tinggi.

Sumber : Kaur, R.,et al.,(2021). 

Nyamuk Aedes -Wolbachia

Nyamuk Wolbachia, mengandung bakteri Wolbachia, dalam tubuh Aedes Agepti, Ilmu dibalik teknologi pemberantasan Wolbachia-Aedes memang sangat menarik. 

Bagaimana Wolbachia diperkenalkan ke Aedes aegypti? Jawabannya menggunakan metode Mikroinjeksi Telur. Aedes aegypti secara alami tidak membawa Wolbachia. 

Untuk memperkenalkan Wolbachia ke Aedes aegypti, para peneliti harus menyuntikkannya ke dalam telur Aedes aegypti, yang akhirnya menghasilkan Aedes aegypti dewasa yang membawa bakteri tersebut. Karena Wolbachia ditularkan melalui induk betinanya, kemudian menularkan bakteri tersebut kepada keturunannya,

Pertanyaan selanjutnya adalah, bagaimana cara memproduksi nyamuk Wolbachia-Aedes secara massal untuk dilepaskan?

Wolbachia ditularkan melalui induk . Aedes aegypti betina yang membawa Wolbachia mewariskan bakteri tersebut kepada keturunannya, sehingga menghasilkan garis keturunan nyamuk Wolbachia-Aedes yang stabil.

Memelihara jenis nyamuk ini dengan fasilitas produksi nyamuk memungkinkan para penelitia dengan mudah memproduksi nyamuk Wolbachia-Aedes jantan dalam jumlah besar untuk dilepaskan, tanpa memerlukan mikroinjeksi telur lebih lanjut.

Nyamuk Wolbachia-Aedes jantan yang di lepaskan akan efektif dalam menekan populasi Aedes aegypti. Bagaimana Wolbachia diperkenalkan ke Aedes aegypti?

Meskipun Wolbachia ditemukan secara alami pada beberapa spesies nyamuk, Aedes aegypti tidak membawa Wolbachia secara alami. Untuk memperkenalkan Wolbachia ke Aedes aegypti, peneliti menyuntikkan bakteri tersebut ke dalam telur Aedes aegypti. Hal ini akhirnya menghasilkan nyamuk Aedes aegypti dewasa yang membawa Wolbachia.

 Ketika dia disebar Wolbachia-Aedes jantan akan kawin mawin dengan Aedes agefti yang liar, dalam perkawinan ini akan menghasilkan telur yang tidak menetas. 

Mengapa perkawinan antara nyamuk ber-Wolbachia-Aedes jantan dengan nyamuk betina non-Wolbachia di perkotaan menghasilkan telur yang tidak menetas?

Perkawinan tersebut secara biologis tidak kompatibel karena fenomena yang disebut ketidakcocokan sitoplasma (CI, cytoplasmic incompatibility), yang disebabkan oleh Wolbachia

KEBERHASILAN PENERAPAN WOLBACHIA-AEDES

Hasil riset yang dikemukakan oleh, A. A. Hoffmann,et al, tahun 2011, dengan judul artikel Successful establishment of Wolbachia in Aedes populations to suppress dengue transmission, latar belakang yang mendasari penelitian ini , pertama, Manipulasi genetik terhadap populasi serangga untuk pengendalian hama telah dianjurkan selama beberapa waktu, namun hanya ada sedikit kasus di mana individu yang dimanipulasi dilepaskan ke lapangan dan tidak ada kasus di mana mereka berhasil menyerang populasi target1.

Kedua, Transformasi populasi menggunakan bakteri intraseluler Wolbachia sangat menarik karena agen yang diturunkan dari induknya ini menyediakan mekanisme yang kuat untuk menyerang populasi alami melalui ketidakcocokan sitoplasma. 

Hal ini dijelaskan bahwa ketika Wolbachia masuk ke dalam tubuh nyamuk, mereka mengganggu penularan patogen dan mempengaruhi ciri-ciri penting dalam sejarah hidup seperti umur3,4,5,6. 

Di sini peneliti menjelaskan bagaimana infeksi wMel Wolbachia, yang dimasukkan ke dalam vektor demam berdarah Aedes aegypti dari Drosophila melanogaster, berhasil menyerang dua populasi alami A. aegypti di Australia, dan mencapai hampir fiksasi dalam beberapa bulan setelah pelepasan A. aegypti dewasa yang terinfeksi wMel. 

Model dengan nilai parameter yang masuk akal menunjukkan bahwa nyamuk yang terinfeksi Wolbachia mengalami tingkat kesuburannya yang relatif kecil, sehingga menyebabkan frekuensi keseimbangan tidak stabil <30% yang harus dilampaui untuk invasi.

Temuan-temuan ini menunjukkan bahwa strategi berbasis Wolbachia dapat diterapkan sebagai pendekatan praktis untuk menekan demam berdarah dan berpotensi untuk diterapkan di seluruh wilayah yang DBD nya selalu terjadi tiap tahun seperti di Bali.

Walaupun demikian masih ada perlu cacatan, bahwa Bakteri intraseluler Wolbachia telah terbukti mengurangi infeksi virus yang ditularkan oleh Aedes seperti DENV, ZIKV, CHIKV, dan YFV di daerah endemiknya.

Meskipun menjanjikan, strategi pengendalian Wolbachia belum tentu berhasil karena strategi ini menghadapi tantangan berupa penurunan potensi pada kondisi cuaca yang tidak menguntungkan, dan juga faktor pembatas lainnya. 

Namun, strain baru Wolbachia, wAu, tidak menginduksi CI namun tetap bertahan bahkan pada suhu tinggi. Strain ini telah terbukti menghasilkan penyumbatan virus yang tinggi, dan menginduksi superinfeksi yang stabil bila dikombinasikan dengan strain Wolbachia lain seperti wAlbB pada vector inang .

Untuk lebih memahami dinamika infeksi virus yang ditularkan oleh Aedes baik pada manusia maupun vektor, terdapat kebutuhan untuk menyelidiki strategi pengenalan nyamuk yang terinfeksi Wolbachia untuk mengendalikan penularan infeksi arboviral. 

Hal ini dapat dilakukan dengan merumuskan dan menganalisis model matematika dari berbagai strain Wolbachia untuk menangkap berbagai fitur penting yang disebabkan oleh infeksi dan memvalidasi model ini menggunakan data eksperimen.

Kesenjangan penelitian yang diidentifikasi yakni: tidak ada pemodelan yang dilakukan pada metode pengendalian gabungan tiga vektor dan tidak ada pengenalan dua galur Wolbachia dengan karakteristik berbeda seperti galur baru nyamuk yang terinfeksi wAu-Wolbachia dan kombinasinya dengan galur Wolbachia lain untuk mengukur arboviral. beban dan pengendalian infeksi, belum dilakukan. 

Oleh karena itu,  metode pengendalian vektor bersama dengan strain berbeda dari pengendalian berbasis Wolbachia menarik dikaji lebih jauh. 

Selain mengendalikan perkembangbiakan virus di usus tengah nyamuk yang terinfeksi Wolbachia, strain Wolbachia yang tidak memiliki CI, ketika terkena suhu tinggi, juga akan tertahan di dalam nyamuk. 

Hal ini dapat menjadi strategi yang sukses dalam memberantas infeksi yang ditularkan oleh nyamuk Aedes. Oleh karena itu, perlunya wawasan dan pemahaman serta kajian yang mendalam mengenai perbedaan infeksi nyamuk ber-Wolbachia dan dinamika superinfeksi serta dampaknya ketika dimasukkan ke dalam populasi campuran nyamuk dan manusia di wilayah endemis arboviral.

Oleh karena itu, pekerjaan di masa depan akan mencakup pengembangan dan perbandingan model metode pengendalian vektor yang menggabungkan metode pengendalian kimia, biologi, dan lingkungan serta membandingkan intervensi. 

Hal ini akan memberikan wawasan yang luar biasa karena mungkin memerlukan kombinasi strategi seperti pengasapan di luar ruangan atau penggunaan larvasida kimia, kampanye pendidikan untuk memastikan drainase yang bersih dan penutup wadah yang tergenang air, dan pelepasan serangga steril atau penyebaran nyamuk yang terinfeksi Wolbachia. 

Selain itu, pengembangan model penularan Wolbachia yang menggambarkan dinamika persaingan antara nyamuk ber-Wolbachia dan tidak terinfeksi Wolbachia dengan karakteristik berbeda. 

Penelitian yang perlu diperhatikan adalah  penelitian akan  dampak pelepasan nyamuk ber-Wolbachia yang tidak memiliki CI dan kombinasinya dengan nyamuk ber-Wolbachia yang memiliki CI lainnya pada populasi manusia yang terinfeksi demam berdarah dan mengeksplorasi bagaimana strategi tunggal atau gabungan akan berdampak pada dinamika penyakit, khususnya, efektivitas introduksi Wolbachia di daerah endemis demam berdarah. 

Investigasi ini akan mengungkap interaksi antara berbagai karakteristik nyamuk yang terinfeksi Wolbachia dan serotipe virus dengue pada manusia. Pengungkapan informasi ini selanjutnya akan berkontribusi pada upaya global untuk mengurangi atau menghilangkan penularan arboviral. Moga Bermanfaat ****