Virus polio (PV)
Poliovirus (PV), adalah merupakan
agen penyakit radang otak poliomyelitis yang termasuk dalam famili
Picornaviridae. Poliovirus terdiri dari
singgel strand RNA genome dengan panjang nukleosida 7500 dengan kapsid protein.
Poliovirus pertama diisolasi pada tahun 1909 oleh Karl Landsteiner dan Erwin
Popper. Genom poliovirus pertama dipublikasi pada tahun 1981 oleh dua kelompok
tim peneliti yang berbeda yaitu: Vincent Racaniello dan David Baltimore di MIT dan oleh Naomi Kitamura dan Eckard Wimmer pada Stony Brook University.
Poliovirus adalah salah satu virus yang paling baik yang dapat dikarakterisasi
dan digunakan sebagai model untuk dipelajari mengenai biologi dari virus RNA.
Pada tahun 2008 spesies poliovirus dieliminasi dari genus Enterovirus dan tiga
serotipe dimasukkan dalam spesies Human enterovirus-C, dalam genus Enterovirus
dan famili Picornaviridae. Tipe spesies
dari genus Enterovirus dirubah dari
poliovirus menjadi Human enterovirus.
Etiologi dan serotipe poliovirus
Ukuran diameter partikel poliovirus
adalah 30 nm dengan bentuk/morfologi icosahedral simetri. Poliovirus sangat
sederhana, karena genomnya yang pendek (RNA) dan bentuk ikosahedral
encapsulated protein. tidak beramplop. Struktur poliovirus mirip dengan jenis
enteroviruspafa manusia lainnya seperti coxsackieviruses, echoviruses, dan
rhinoviruses, yang selalu menggunakan fasilitas imunoglobulin untuk masuk
kedalam sel hospes. Hasil analisis filogenetik RBA dan sequen protein
poliovirus menunjukkan bahwa PV berevolusi dari kluster-C “Coxsackie A virus ancestor”, yang terjadi karena mutasi dalam kapsid
protein. Perbedaannya adalah spesiasi
dari virus polio mungkin terjadi dari hasil perubahan pada reseptror seluler
yang spesifik yaitu “inter-cellular adhesion molekul-1(ICAM-1), yang digunakan
oleh c-celluler Coxsack A virus, pada CD15; menyebabkan perubahan pathogenesis
dan merubah virus menginfeksi jaringan saraf. Laju mutasi virus relative tinggi
walaupun poliovirus termasuk virus RNA, dengan substitusi sinonim 1,0X10-2
lokasi, dan yang non sinonim adalah 1,0X10-4 lokasi per tahun. Berdasarkan pada
genom mutasi terjadi tidak secara acak dengan adenosin lebih jarang dari yang
diharapkan pada 5’ end dan lebih tinggi pada 3’ end. Ada tiga serotipe dari PV
yaitu yaitu PV1, PV2 dan PV3, masing masing sedikit berbeda pada kapsid
proteinnya. Pada protein kapsid terciri adanya perbedaan pada reseptor sifat
antigeniknya. PV1 paling sering dijumpai di alam, tetapi semua tipe adalah
sangat infeksius. Tie “wild” ditemukan pada dua benua, seperti yang telah
dilaporkan pada tahun 2012, PV1 terlokalisasi di Pakistan dan Afganistan ,
Nigeria dan Chad di Afrika ditemukan
wild poliovirus tipe 2 yang diduga telah diberantas, dideteksi terakhir pada
bulan Oktober 1999 di Utar Prades India. Tipe wild PV3 ditemukan di sebagian
negara Nigeria dan Pakistan. Strain/galur yang spesifik tersebut digunakan
untuk membuat vaksin terhadap poliovirus. Inaktive poliovaksin (IPV) dibuat
dengan cara diinaktifkan dengan menambahkan formalin untuk ketiga tipe wild
poliovirus, sedankan strain referens adalah Mahoney atau Brunenders (PV1),
MEF1/Lansing(PV2), dan Saukett (PV3). Oral polio vaksin (OPV) berisi “live
attenuated” (virus yang lemah/dilemahkan) strain dari ketiga serotipe
poliovirus tersebut. Strain virus yang di pasase pada sel epithel ginjal monyet
dapat menyebabkan mutasi dari virus tersebut dan melemahkan virus, sehingga
tidak dapat menginfeksi jaringan saraf.
Siklus hidup, patogenesis dan gejala
Siklis perkembang-biakan poliovirus
dimulai dari perlekatan pada permukaan dinding sel hospes pada reseptor CD155
(immunoglobulin like receptor) atau juga disebut poliovirus receptor (PVR) pada
permukaan sel hospes. Interaksi antara poliovirus dengan CD155 bersufat
irreversibel. Mekanisme bagaimana poliovirus masuk kedalam sel hospes masih
belum jelas. Penempelan virus pada membran sel, dan masuknya asam nukleat
kedalam sel diduga ada dua cara yaitu: melalui formasi pori-pori dalam plasma
membran, dimana RNA diiknjeksikan kedalam sitoplama, atau virus diambil oleh reseptor mediated endositosis. Pada hasil penelitian
mutakhir melaporkan bahwa poliovirus melekat pada CD155 dan ditelan melalui
cara endositosis. Segera setelah partikel virus masuk dalam sitoplasma, RNA
virus yang merupakan singgel strand positive RNA dibebaskan. Genome yang
menutupi partikel virus digunakansebagai
“messenger RNA” segera ditranslasi oleh sel hospes. Pada waktu masuk dalam sel,
virus menggunakan translasi sel hospes sebagai alat yang menyebabkan terhambatnya produksi sintesis protein
seluler hospes, karena digunakan untuk memprodukasi spesifik protein dari virus. Tidak seperti
mRNA sel hospes, 5’end dari mRNA poliovirus sangat panjang yaitu sekitar lebih
dari 700 nukleotida dan strukturnya sngat baik. Daerah genom viral
tersebut disebut “internal ribosoma
entry side” (IRES) dan langsung mentranslasi viral RNA. Mutasi genetik pada)
Poliovirus mRNA ditranslasi sebagai
polipeptida yang panjang, kemudian membelah diri oleh protease internal menjadi
sekitar 10 individu virala protein, yaitu:
3Dpol, an “RNA
dependent RNA polymerase” yang berfungsi untuk mengkopi dan memperbanyak genome
ciral RNA
2Apro and 3Cpro/3CDpro,
“proteases” yang
membelah viral polipeptida
VPg (3B),
protein kecil yang mengikat viral RNA yang berfungsi untuk mensintesis stran
positiv dean negativ RNA
2BC, 2B, 2C, 3AB, 3A, 3B proteins,
Mengkompromasi protein komplek diperlukan untuk replikasi virus.
VP0, VP1, VP2, VP3, VP4 proteins,
untuk kapsid virus.
Pembentukan partikel virus baru,
(mis: pengepakan genom virus dalam kapsid
supaya dapat hidup diluar sel hospes) masih belum jelas. Waktu yang
diperlukan sejak mulai infeksi sampai masuk dalam sel dan mulai pembentukan
virus adalah sekitar 4-6 jam (dalam biakan jaringan sel mamalia). Mekanisme
bagimana virus dibebaskan dari sel masih bekum jelas, tetapi setiap terjadinya
kematian sel diproduksi sekitar 10.000 virion polio.
Keberadaan reseptor CD155
diperkirakan sebagai penyebab terjadinya infeksi virus masuk kedalam sel hewan
atau manusia. Reseptor CD155 hanya ditemukan pada sel manusia, jenis primata
dan jenis monyet lainnya. Tetapi poliovirus hanya dapat menyebabkan penyakit
pada manusia dan tidak menginfeksi secara alamiah pada spesies lain, sedangkan
simpanse dan monyet hanya diinfeksi sebagai hewan coba. Protein CD155 mempunyai
beberapa domain, D1 mengandung lokasi perlekatan (binding site) poliocirus,
dalam domain ini berisi 37 asam amino yang berperan dalam perlekatan virus.
Poliovirus termasuk famili enterovirus, maka jalur infeksinya terjadi melalui
mulut, viral replikasi terjadi dalam saluran pencernaan. Virus dieksresikan
melalui feces dan menular ke individu lain melalui makanan yang terkontaminasi.
Pada banyak kasus virus dapat ditemukan dalam peredaran darah (viremia) dan
infeksi virus ini tidak menunjukkan adanya gejala (asimptomatis). Pada sekitar
5% kasus, virus menyebar dan bereplikasi dalam jaringan lain seperti jaringan
lemak, retikuloendotelial, dan jaringan otot. Replikasi yang permanen pada
suatu jaringan dapat menyebabkan terjadinya viremia sekunder dan dapat
menimbulkan gejala seperti demam, sakit kepala dan sakit tenggorokan.
Kelumpuhan/paralysis poliomyelitis dapat terjadi pada sekitar kurang dari 1%
penderita infeksi poliovirus. Penyakit paralysis terjadi bila virus masuk
kedalam sistem saraf pusat danbereplikasi dalam sel sraf motorik dan sumsum
tulang belakang, batang otak atau korteks motorik, hal tersebut menyebabkan
kerusakan motorik neuron (sel saraf
gerak/motorik) mengakibatkan terjadinya kelumpuhan temporer atau permanen. Pada
beberapa kasus yang jarang terjadi poliomyelitis dapat menyebabkan kelumpuhan
respirasi sehingga terjadi kasus kematian. Pada kasus poliomyelitis penyakit
paralysis, jaringan otot dirasakan sakit/nyeri dan kejang-kejang yang diikuti
dengan kelemahan dan paralysis. Paralysis terjadi secara persisten pada jaringan
otot dalam waktu beberapa hari sampai beberapa minggu. Mekanisme bagaimana
virus masuk kedalam saraf otak masih belum jelas. Ada tiga teori bagaimana
mekanisme poliovirus masuk kedalam sistem saraf pusat, semuanya diawali
terjadinya viremia. Teori pertama virion langsung masuk melalui pembuluh darah
yang mengalir kedalam otak melewati barier darah otak, tidak melalui reseptor
CD155. Teori kedua, virion ditransport
dari jaringan perifer yang telah terinfeksi virus dan dilepas dalam darah,
misalnya jaringan otot menuju sumsum tulang bealakang melalui jalur saraf
(“retrograde axonal transport”). Teori ketiga adalah poliovirus diimport dari
jaringan yang terinfeksi masuk kedalam sistem saraf pusat melalui infeksi
monosit atau makrofag. Poliomyelitis adalah penyakit yang menyeran sistem saraf
pusat, tetapi CD155 ditemukan pada permukaan semua sel pada manusia. Dari hal
tersebut maka reseptor tidak terekpresi dan poliovirus memilih menginfeksi
jaringan tertentu, hal ini diduga
jaringan yang ditempati terdeterminasi oleh virus setelah virus masuk menginfeksi kedalam sel. Hasil
penelitian terakhir melaporkan bahwa interferon alpha dan bettha adalah faktor yang penting untuk menentukan
tipe sel yang mana yang mensuport poliovirus bereplikasi. Pada hewan coba mencit,
melalui rekayasa genetik mengekspresikan CD155, tetapi sedikit reseptor
interferon, poliovirus dapat bereplikasi
dalam berbagai jaringan dan juga dapat diinfeksi melalui oral.
Walaupun poliovirus dapat
menyebabkan paralysis dan kematian, kebanyakan orang yang terinfeksi oleh poliovirus tidak menjadi sakit dan tidak
begitu memperhatikan bahwa mereka telah terinfeksi oleh virus ini. Ada dua
bentuk infeksi poliovirus menurut gejala yang timbul yaitu:nNonparalytik polio
dan paralitik polio
Nonparalytik
polio
Beberapa orang yang terinfeksi poliovirus
momparalytik tidak menunjukkan gejala
paralysis (disebut abortive polio). Biasanya komndisi tersebut hanya
menyebabkan gejala mirip flu dan gejala umum lainnya, seperti demam \, sakit
tenggorokan, sakit kepala, muntah, lesu, sakit punggung, leher, nyeri atau
kekakuan pada lengan dan kaki, kekejangan, dan meningitis. Gejala ini berjalan
sekitar satu \sampai 10 hari.
