Jurnal Kedokteran Hewan ISSN : 1978-225X
Darmawi dan Muhammad Hambal
RESPON ANTIBODI SERUM AYAM Breakel Silver TERHADAP VAKSIN AVIAN INFLUENZA Serum Antibody Response of Breakel Silver against Avian Influenza Vaccine Darmawi1 dan Muhammad Hambal2 1
Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh Laboratorium Parasitologi Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh E-mail:
[email protected]
2
ABSTRAK Tujuan penelitian ini adalah menguji imunogenitas dari vaksin komersial Avian Influenza (AI) berdasarkan respon imunitas humoral ayam petelur terhadap AI. Sebanyak 20 ekor ayam petelur jenis breakel silver dibagi ke dalam dua kelompok masing-masing berjumlah 10 ekor. Pada kelompok pertama, ayam divaksinasi dengan vaksin komersial AI (H5N1). Pada kelompok kedua, ayam tidak divaksinasi. Sampel darah dari kedua kelompok ayam dikoleksi dan dievaluasi titer antibodinya dengan teknik Hemaglutination Inhibition (HI). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa vaksin komersial AI (H5N1) bersifat imunogen yang baik karena dapat memicu pembentukan respon humoral protektif ayam petelur yang ditandai dengan peningkatan titer antibodi serum ayam yang divaksin. _____________________________________________________________________________________________________
Kata kunci: avian influenza, vaksin, antibodi, ayam petelur
ABSTRACT The aim of the present study was to investigate immunogenic of Avian Influenza commercial vaccine based on humoral immunity responses of laying hens against Avian Influenza. As many as 20 breakel silver layers were divided into two groups; first group was vaccinated using Avian Influenza commercial vaccine (H5N1). The second group was not treated with vaccine. Blood samples were collected and antibody titre was examined using Hemaglutination Inhibition (HI) test. The result showed that Avian Influenza commercial vaccine (H5N1) was a good immunogen because the vaccine was able to trigger protective humoral immunity of laying hens indicated with increasing of antibody titre in vaccinated laying hens serum. _____________________________________________________________________________________________________
Keywords: avian influenza, vaccine, antibody, laying hens
PENDAHULUAN Flu burung disebabkan oleh infeksi virus Avian Influenza (AI) terutama pada unggas. Investigasi yang telah dilakukan melalui kajian seroepidemiologi pada berbagai jenis unggas membuktikan bahwa Provinsi Aceh telah termasuk provinsi hot spot (contaminated area) flu burung. Titer antibodi terhadap virus AI subtipe H5N1 dari yang tertinggi sampai yang terendah ditemukan pada layer (18,9%), diikuti broiler (6,4%), itik (5,2%), ayam buras (2,4%), dan entok (2,0%) (Erina, 2006). Hot spot di wilayah Indonesia lainnya dilaporkan oleh Soejoedono et al. (2005) bahwa titer antibodi unggas terhadap AI subtipe H5N1 mencapai 90% di Kalimantan, dan berkisar antara 40-90% di Sumatera Utara dan Lampung. Kerugian ekonomi yang disebabkan oleh flu burung ditaksir mencapai miliaran rupiah setiap tahunnya. Untuk menghindari kerugian ekonomi yang diakibatkan oleh morbiditas dan mortalitas unggas karena infeksi virus AI maka diperlukan
metode pengendalian secara imunoprofilaksis. Untuk menerapkan pengendalian flu burung secara imunoprofilaksis harus tersedia antigen yang tepat, akurat, dan mujarab untuk mencapai tujuan vaksinasi. Selama ini, antigen yang sudah banyak diteliti untuk dijadikan sebagai kandidat vaksin terhadap flu burung diperoleh dari virus low pathogenic avian influenza (LPAI). Namun, beberapa strain LPAI dapat bermutasi di bawah kondisi lapang menjadi virus highly pathogenic avian influenza (HPAI) sehingga bersifat sangat infeksius dan fatal (Rimmelzwaan et al., 2001; Rimmelzwaan et al., 2006). Oleh karena itu, untuk mendapatkan hasil vaksinasi yang protektif terhadap flu burung harus diterapkan metode vaksinasi yang tepat. Indikasi vaksinasi yang baik dievaluasi berdasarkan kemampuan vaksin merangsang pembentukan antibodi. Antibodi protektif terhadap serangan flu burung apabila memiliki inhibisi pada serum yang diencerkan 1:16 (24) atau log 24 yang menggunakan antigen 4 HAU (OIE, 2000). 63
Vol. 5 No. 2, September 2011
Jurnal Kedokteran Hewan
Penelitian ini bertujuan menguji imunogenitas dari vaksin komersial AI berdasarkan respon imunitas humoral ayam petelur terhadap AI. Manfaat yang diharapkan adalah memperkaya informasi tentang respon imunitas khususnya imunitas humoral ayam petelur terhadap vaksin komersial AI. Ruang lingkup dan batas-batas penelitian ini diarahkan kepada kajian terhadap efikasi vaksin AI berdasarkan terbentuknya antibodi di dalam serum sebelum vaksinasi (pravaksinasi) dan sesudah vaksinasi (pascavaksinasi). MATERI DAN METODE Vaksinasi Ayam Dua puluh ekor ayam petelur jenis breakel silver dibagi ke dalam dua kelompok, masingmasing kelompok terdiri atas 10 ekor. Pada kelompok pertama, ayam divaksin dengan vaksin komersial AI (H5N1). Pada kelompok kedua, ayam tidak divaksinasi. Teknik imunisasi yang digunakan mengikuti metode Li et al. (2005), yaitu suntikan pertama menggunakan 0,5 ml antigen vaksin komersial AI (H5N1) dengan emulsi plus Freund's Complete Adjuvant (FCA) dan setiap 2 minggu berikutnya diikuti suntikan booster. Booster dilakukan sebanyak 3 kali, setiap kali booster menggunakan suntikan 0,5 ml antigen vaksin komersial AI (H5N1) dengan suntikan emulsi Incomplete Freund's Adjuvant (IFA). Sampel darah dari kedua kelompok ayam tersebut dikoleksi dari vena axilaris. Titer antibodi serum anti-AI diuji dengan teknik Hemaglutination Inhibition (HI).
pada sumuran nomor 3-12. Microplate dikocok dengan cara digoyang-goyangkan dan diinkubasi pada suhu kamar selama 15 menit. Sebanyak 25 µl suspensi sel darah merah 0,5% ditambahkan ke dalam seluruh sumuran, microplate digoyang-goyangkan dan diinkubasi kembali selama 30 menit. Hasil dibaca jika eritrosit pada sumuran kontrol telah mengendap (Hoffmann et al., 2005; Karaca et al., 2005). Apabila titer antibodi kelompok ayam pertama menunjukkan positif meningkat mencapai 24 sedangkan titer antibodi kelompok ayam kedua kurang dari 24, maka ayam kelompok pertama digolongkan sebagai ayam yang memiliki proteksi terhadap serangan AI (OIE, 2000). HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil uji HI terhadap serum ayam dalam periode tiga bulan pascavaksinasi dengan vaksin Medivac Avian Influenza Vaccine (H5N1) menunjukkan meningkat positif (Tabel 1). Implikasi dari rangsangan respon imun ayam petelur adalah terbentuknya antibodi spesifik di dalam serum. Pembentukan antibodi spesifik terhadap antigen dapat diuji dengan HI test yang ditandai adanya peningkatan titer antibodi. Pada penelitian ini, ayam yang diimunisasi dengan vaksin komersial menunjukkan respon titer antibodi yang positif meningkat. Hal ini berarti bahwa vaksin komersial AI (H5N1) yang digunakan pada penelitian ini merupakan imunogen yang baik karena terbukti dapat menggertak sistem imunitas ayam petelur yang berimplikasi pada terbentuknya antibodi di dalam serum yang memiliki titer antibodi >24 pada bulan pertama pascavaksinasi. Frekuensi titer antibodi serum >24 meningkat pada bulan kedua yang mencapai 100%, dan titer antibodi protektif 100% bertahan pada bulan ketiga pascavaksinasi. Pada ayam yang tidak divaksinasi, antibodi yang terbentuk tidak protektif seperti yang disajikan pada Tabel 1. Titer antibodi yang terbentuk pada semua ayam selama pemeriksaan tiga bulan pascavaksinasi adalah < 24.
Uji Hemaglutination Inhibition (HI test) Masing-masing sumuran microplate U bottom nomor 1-12 diisi dengan 25 µl suspensi virus standar (4 HAU). Sebanyak 25 µl serum yang akan diuji ditambahkan dan dihomogenkan ke dalam sumuran nomor 1. Sebanyak 25 µl campuran virus standar dan serum pada sumuran nomor 1 dipindahkan dan dihomogenkan ke dalam sumuran nomor 2. Hal yang sama dilakukan pada sumuran nomor 3-12. Microplate dikocok Tabel 1.cara Hasil uji HI terhadap serum dengan digoyang-goyangkan dan ayam dalam periode tiga bulan pascavaksinasi dengan vaksi AI Frekuensi Titer Antibodi Bulan ke Ayam Divaksin Ayam Tidak Divaksin (pascavaksinasi) 4 4 <2 >2 < 24 > 24 0 1 2 3 64
10 (100%) 4 (40%) 0 (0%) 0 (0%)
0 (0%) 4 (100%) 10 (100%) 10 (100%)
10 (100%) 10 (100%) 10 (100%) 10 (100%)
0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%)
Jurnal Kedokteran Hewan
Pada penelitian ini, antibodi yang dipicu oleh pemaparan antigen vaksin sudah terdeteksi melalui uji HI mulai bulan pertama pascavaksinasi (Tabel 1). Hasil penelitian ini sesuai dengan laporan Soejoedono et al. (2005) bahwa pemaparan antigen ke dalam tubuh induk ayam akan menghasilkan antibodi spesifik terhadap antigen yang disuntikkan. Ayam petelur yang diimunisasi dengan Streptococcus mutans, Salmonella enterotidis, dan Escherichia coli menunjukkan serum dan ekstraksi kuning telur positif mengandung IgY terhadap bakteri tersebut dua minggu pascaimunisasi. Produksi antibodi dapat dilakukan melalui teknik imunisasi dengan cara menginjeksikan antigen dan adjuvant secara subkutan, intramuskular, atau secara oral dalam interval waktu tertentu (Hammond, 2007). Schade et al. (1999) merekomendasikan bahwa untuk produksi IgY pada ayam petelur dosis antigen yang akan digunakan adalah 10-100 µg dalam emulsi FCA untuk memicu reaksi lokal pada jaringan subkutan atau intramuskular. Frekuensi vaksinasi dilakukan dua sampai tiga kali booster dalam interval waktu 4-8 minggu sebelum masa ayam bertelur. Teknik imunisasi pada ayam yang dilakukan Camenisch et al. (1999) untuk memicu terbentuknya IgY anti human hypoxia-inducible factor 1a (anti-HIF1a) dalam kuning telur ayam adalah dengan menyuntikkan 80 µg antigen fusi protein plasmid bakteri yang mengekspresikan HIF-1a dengan glutathione S-transferase yang diresuspensi dengan 500 µl PBS dan dicampur dengan 500 µl CFA pada otot dada. Booster dilakukan dua kali dengan cara menyuntikkan 60 µg antigen yang dicampur dengan IFA pada minggu ke-2 dan 4. Peningkatan titer antibodi IgY anti-AI menunjukkan bahwa telur ayam sudah bisa dikoleksi seperti yang dianjurkan oleh peneliti terdahulu. Pada saat titer antibodi menunjukkan positif meningkat maka telur ayam mulai dikoleksi untuk mendapatkan IgY spesifik terhadap AI di dalam yolk (Camenisch et al., 1999; Schade et al., 1999; Carlander, 2002; Hammond, 2007). Camenisch et al. (1999) menyatakan bahwa apabila titer antibodi serum telah menunjukkan positif meningkat maka telur ayam yang dihasilkan sudah dapat dikoleksi untuk mendapatkan IgY di dalam yolk. Carlander (2002) menyatakan pula bahwa mekanisme transfer IgY dari serum ke dalam kuning telur sama seperti proses kelangsungan transfer antibodi lintas plasenta pada mamalia. Imunoglobulin Y (IgY) diproduksi oleh limfosit B yang mengalami
Darmawi dan Muhammad Hambal
pematangan dalam bursa Fabricius ayam. Imunoglobulin ini akan mengalir ke dalam pembuluh darah dan beredar ke seluruh bagian tubuh termasuk ke dalam ovarium. Selanjutnya, IgY didepositkan melalui jaringan arteri kecil ovarium-oosit ke dalam kuning telur sebagai bahan perlindungan bagi embrio ayam untuk berkembang. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa vaksin Medivac Avian Influenza Vaccine (H5N1) bersifat imunogen yang dapat memicu pembentukan respon humoral ayam yang ditandai oleh peningkatan titer antibodi serum ayam yang divaksin. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis menyampaikan terima kasih kepada Kementerian Riset dan Teknologi Repulik Indonesia yang telah membiayai penelitian ini melalui Proyek Riset Insentif Tahun Anggaran 2008. DAFTAR PUSTAKA Camenisch, G., M. Tini, D. Chilov, I. Kvietikova, V. Srinivas, J. Caro, P. Spielmann, R. H. Wenger, and M. Gassmann. 1999. General applicability of chicken egg yolk antibodies: the performance of IgY immunoglobulins raised against the hypoxia-inducible factor 1. J. FASEB. 13:81-88. Carlander, D. 2002. Avian IgY Antibody In Vitro and In Vivo. Dissertation. Faculty of Medicine Universitatis Upsaliensis, Upsala. Erina. 2006. Kajian Epidemiologi Penyebaran Avian Influenza pada Pasar Unggas Tradisional di Nanggroe Aceh Darussalam. Laporan Penelitian. Departemen Pertanian RI. Hammond, E. 2007. Some Intellectual Property Issues Related to H5N1 Influenza Viruses, Research and Vaccines. The Sunshine Project. Third World Network. http://www.sunshine-project.org/flu/ patent_report.pdf. Hoffmann, E., A.S. Lipatov, R.J. Webby, E.A. Govorkova, and R.G. Webster. 2005. Role of specific hemagglutinin amino acids in the immunogenicity and protection of H5N1 influenza virus vaccines. PNAS. 102(36):12915-12920. 65
Jurnal Kedokteran Hewan
Karaca, K., D.E. Swayne, D. Grosenbaugh, M. Bublot, A. Robles, E. Spackman, and R. Nordgren. 2005. Immunogenicity of fowl pox virus expressing the avian influenza virus H5 gene (TROVAC AIVH5) in cats. Clin. Diagn. Lab. Immunol. 12(11):1340-1342. Li, B., J. Peng, Z. Niu, X. Yin, and F. Liu. 2005. Preparation of anti-idiotypic antibody against avian influenza virus subtype H9. Cellular and Molecular Immunology. 2(2):155-157. OIE. 2000. OIE Manual of Standards for Diagnostic Test and Vaccines. 4th ed. Office International des Epizooties, Paris. Rimmelzwaan, G.F., T. Kuiken, G. van Amerongen, T.M. Bestebroer, R.A.M. Fouchier, and A.D.M.E. Osterhaus. 2001. Pathogenesis of influenza A (H5N1) virus infection in a primate model. Journal of Virology. 75(14):6687-6691.
66
Vol. 5 No. 2, September 2011
Rimmelzwaan, G.F., D. van Riel, M. Baars, T.M. Bestebroer, G. van Amerongen, R.A.M. Fouchier, A.D.M.E. Osterhaus, and T. Kuiken. 2006. Influenza A virus (H5N1) infection in cats causes systemic disease with potential novel routes of virus spread within and between hosts. American Journal of Pathology. 168:176-183. Schade R, P. Henklein, and A. Hlinak. 1999. The production of avian (egg yolk) antibodies: IgY. ATLA. 24:925-934. Soejoedono R.D., I.W.T. Wibawan, dan Z. Hayati. 2005. Pemanfaatan Telur Ayam sebagai Pabrik Biologis: Produksi ”Yolk Immunoglobulin” (IgY) Anti Plaque dan Diare dengan Titik Berat pada Anti Streptococcus mutans, Escherichia coli dan Salmonella enterotidis. Laporan Riset Unggulan Terpadu. Kementerian Negara Riset dan Teknologi Republik Indonesia.
