AIDS – Bagaimana HIV Menginfeksi Sel T-helper?

Acquired Immunodeficiency Syndrome (AIDS) ditandai dengan melemahnya sistem kekebalan tubuh karena tertular Human Immunodeficiency Virus (HIV). Virus ini secara khusus menyerang sel kekebalan yang disebut sel T-helper, yang menyebabkan peningkatan kerentanan terhadap infeksi.

Tahukah kamu?

Cacat genetik tertentu pada sekelompok orang dengan warisan Eropa dan Asia telah membuat mereka kebal terhadap AIDS.

Human immunodeficiency virus (HIV) adalah salah satu virus yang paling terkenal, dan mempengaruhi sekitar 50.000 orang setiap tahun di Amerika Serikat saja. Virus ini menginfeksi beberapa jenis sel dalam tubuh termasuk sekumpulan sel darah putih yang disebut sel T-helper ( Th ). Pengurangan jumlah sel T-helper melemahkan sistem kekebalan tubuh, yang pada akhirnya menyebabkan Acquired Immunodeficiency Syndrome (AIDS), yang ditandai dengan peningkatan infeksi bakteri, jamur, dan parasit.

Pada individu yang terinfeksi, HIV hadir dalam cairan kelamin dan darah. Oleh karena itu ditularkan secara seksual serta melalui penggunaan jarum suntik yang terinfeksi, transfusi darah yang terinfeksi, dan kontak luka dengan cairan yang terinfeksi. Virus ini juga menyebar dari ibu yang terinfeksi ke anak selama kehamilan, persalinan, atau melalui ASI. Setelah penularan, virus dapat bertahan dalam keadaan laten selama beberapa tahun sebelum menyebabkan AIDS.

Interaksi HIV dengan sel T-helper, serta berbagai tahap infeksi HIV telah dijelaskan di bawah ini.

HIV dan Sel T-helper

HIV termasuk dalam keluarga retrovirus, yang merupakan virus RNA (asam ribonukleat) yang ditandai dengan kemampuannya mensintesis DNA (asam deoksiribonukleat) dari RNA melalui proses yang disebut transkripsi balik . Genom HIV terdiri dari dua salinan RNA untai tunggal (ssRNA). Molekul-molekul RNA ini dan enzim-enzim yang diperlukan untuk penggandaan virus terbungkus di dalam struktur protein berbentuk kerucut yang disebut kapsid . Kapsid dikelilingi oleh selubung yang mirip dengan membran sel sel manusia.

Sel T-helper adalah target utama HIV, dan juga disebut sel CD4 positif karena adanya protein khusus yang disebut CD4 (cluster of differential 4) pada permukaan selnya. Sel-sel ini adalah jenis sel tentara yang ada di dalam tubuh, dan memainkan peran penting dalam mendeteksi benda asing dan patogen, serta mengaktifkan sel-sel lain dari sistem kekebalan tubuh. HIV menyerang sel-sel ini, berkembang biak di dalamnya, dan akhirnya menghancurkannya. Secara sederhana, HIV memprogram ulang sel T-helper menjadi sel penghasil HIV. Siklus replikasi HIV ini terjadi melalui rangkaian peristiwa berikut.

Lampiran dan Entri

Amplop HIV berisi batang protein khusus tempat satu set glikoprotein yang disebut gp120 melekat. Glikoprotein ini dapat mengidentifikasi dan mengikat molekul CD4 yang ada pada sel T-helper. Interaksi ini dianalogikan dengan interaksi gembok dan kunci, dan berfungsi sebagai pembuka gerbang HIV. Setelah HIV berlabuh ke membran sel sel T-helper, fusi membran virus dan seluler terjadi, dan kapsid virus dilepaskan ke dalam sitoplasma.

Transkripsi dan Integrasi Terbalik

Kapsid virus mengandung enzim yang diperlukan untuk sintesis partikel virus baru dari untai RNA dengan menggunakan mesin seluler sel inang. Salah satu enzim tersebut adalah reverse transcriptase yang mensintesis molekul DNA untai ganda (dsDNA) dari ssRNA virus yang ada. Enzim pertama-tama menciptakan DNA untai tunggal (ssDNA) dari ssRNA virus, yang disebut sebagai transkripsi balik. Dengan menggunakan untai DNA ini sebagai cetakan, enzim kemudian menciptakan untai kedua molekul DNA, sehingga menghasilkan molekul dsDNA. Virus tidak memiliki basis nukleotida sendiri, dan menggunakan basa nukleotida yang ada di sitoplasma sel T-helper.

DsDNA terikat erat pada enzim virus yang disebut integrase , dan diangkut ke dalam nukleus oleh mesin transpor seluler sel T-helper. Di dalam nukleus, integrase memungkinkan integrasi DNA virus ke dalam DNA sel T-helper. Menggunakan mekanisme ini virus dapat bersembunyi dan tinggal di dalam tubuh dalam keadaan laten selama beberapa tahun.

Sintesis protein

Inti sel T-helper, seperti setiap sel tubuh, mengandung enzim untuk menghasilkan molekul messenger RNA (mRNA) dari DNA yang ada di dalam nukleus. Molekul mRNA ini mengandung semua informasi yang diperlukan untuk memproduksi protein seluler.

Dengan mengintegrasikan DNA-nya ke dalam DNA inang, HIV memanfaatkan proses ini untuk menciptakan molekul mRNA yang berisi informasi untuk sintesis protein virus. Molekul mRNA yang dihasilkan dalam nukleus berjalan keluar ke sitoplasma, di mana rantai panjang protein virus disintesis oleh mesin sintesis protein sel T-helper. Rantai panjang ini dipotong menjadi unit protein individu oleh enzim protease virus. Dengan demikian, sel T-helper yang terinfeksi sekarang sepenuhnya dikendalikan oleh HIV, dan bekerja sebagai pabrik penghasil virus.

Pengemasan dan Pemula

Protein virus, RNA, dan enzim yang baru dibuat berkumpul di dekat membran sel T-helper. Enzim virus yang baru disintesis menempel pada RNA baru, dan protein virus berkumpul di sekitar kompleks ini untuk membentuk kapsid virus baru. Kapsid ini menempel pada sisi dalam membran, dan protein virus yang tersisa dimasukkan ke dalam membran sel di dekat kapsid virus. Kapsid virus kemudian mendorong dirinya sendiri ke membran sel dan bertunas sebagai virion dewasa, membawa amplop membran sel bersamanya. Tunas virion dewasa seperti itu mengganggu integritas sel T-helper, sehingga menyebabkan kehancurannya. Virion baru menginfeksi dan menghancurkan sel T-helper lainnya. Dengan demikian, jumlah virion mulai meningkat, dan jumlah sel T-helper mulai berkurang.

Tahapan Infeksi HIV

Pada kontraksi HIV, individu mungkin tetap asimtomatik untuk jangka waktu yang lama atau mengalami gejala seperti flu yang disebut sindrom retroviral akut (ARS) dalam waktu sekitar 2-4 minggu. Tahap infeksi primer ini disebut infeksi akut , dan ditandai dengan multiplikasi aktif virus dan pengurangan sel T-helper. Demam yang sering, nyeri otot dan sendi, pembengkakan kelenjar getah bening, dan masalah pencernaan adalah beberapa gejala umum. Pada tahap ini, respons imun terhadap virus membantu membatasi penggandaan virus, dan jumlah sel T-helper meningkat menjadi normal. Antibodi dihasilkan untuk melawan HIV dan terdapat dalam darah orang yang terinfeksi, yang berfungsi sebagai kriteria diagnostik untuk infeksi HIV.

Namun, tubuh tidak dapat menyingkirkan virus tersebut, dan virus tersebut bertahan dalam keadaan tidak aktif. Tahap ini disebut latensi klinis , dan dapat berlangsung selama 1-2 tahun atau bahkan 15 tahun. Jangka waktu ini tergantung pada beberapa faktor termasuk kekuatan kekebalan individu, diet, usia, riwayat kesehatan, dan kondisi medis yang ada (jika ada). Namun demikian, virus tidak dapat dikendalikan selamanya oleh sistem kekebalan, dan replikasi virus meningkat, yang pada gilirannya mempengaruhi sel T-helper. Selain itu, kematian sel T-helper yang tidak terinfeksi dan sel T sitotoksik juga telah diamati pada pasien HIV.

Setelah jumlah sel T-helper turun di bawah 200 sel per µL, infeksi oportunistik terjadi. Tahap ini dikenal sebagai AIDS , dan ditandai dengan pengecilan otot, kandidiasis, pneumonia pneumocystis (pneumonia yang disebabkan oleh jamur Pneumocystis ), dan infeksi saluran pernapasan lainnya. Selain itu, individu tersebut berisiko terkena kanker yang disebabkan oleh virus. Infeksi mempengaruhi hampir setiap organ tubuh, yang pada akhirnya menyebabkan kematian pasien.

Tahapan infeksi HIV, seperti yang diidentifikasi oleh Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), bersama dengan jumlah sel T-helper yang sesuai (jumlah CD4) dirangkum di bawah ini.

Panggung

Karakteristik

Jumlah CD4
(sel per l darah)

Infeksi HIV primer

Tanpa gejala atau ARS

> 500

Tahap I

Pembesaran kelenjar getah bening tanpa gejala atau

> 500

Tahap II

Infeksi saluran pernapasan atas

350 – 500

Tahap III

Diare kronis, infeksi bakteri

200 – 350

Stadium IV (AIDS)

Kandidiasis dan infeksi jamur, parasit dan bakteri lainnya

< 200

*Jumlah CD4 normal: 500-1000 sel per l darah

Epidemi AIDS telah bertahan selama beberapa dekade terakhir, dan HIV terus menemukan inang baru dalam bentuk mereka yang melakukan hubungan seks yang tidak aman, mereka yang secara tidak sengaja menggunakan jarum suntik yang terinfeksi, dan mereka yang menerima darah dari orang yang terinfeksi.