Tes Ludium Portabel Mendeteksi COVID-19 dalam Satu Jam dengan Akurasi PCR
Insinyur telah merancang perangkat meja kecil yang dapat mendeteksi SARS-CoV-2 dari sampel ludium dalam waktu sekitar satu jam. Diagnostik ini sama akuratnya dengan tes PCR yang saat ini digunakan. Perangkat ini juga dapat digunakan untuk mendeteksi mutasi virus spesifik yang terkait dengan beberapa varian SARS-CoV-2 yang saat ini beredar. Hasil ini juga dapat diperoleh dalam waktu satu jam, yang potensial membuatnya jauh lebih mudah untuk melacak varian virus yang berbeda, terutama di daerah yang tidak memiliki akses ke fasilitas penurutan genetik.
Diagnostik baru ini dapat dirancang dengan biaya sekitar $15 tetapi biaya tersebut bisa turun secara signifikan jika perangkat diproduksi dalam skala besar.
Diagnostik baru ini didasarkan pada SHERLOCK, alat berbasis CRISPR. Komponen sistem termasuk rantai panduan RNA yang memungkinkan deteksi urutan RNA target spesifik dan enzim Cas yang memotong urutan tersebut dan menghasilkan sinyal fluoresens. Semua komponen molekular dapat dikering beku untuk penyimpanan jangka panjang dan diaktifkan kembali saat terpapar air.
Para peneliti menyisipkan langkah pra-pemrosesan kritis yang menonaktifkan enzim yang disebut nuklease ludium, yang menghancurkan asam nukleat seperti RNA. Setelah sampel memasuki perangkat, nuklease dinonaktifkan oleh panas dan dua reagen kimia. Kemudian, RNA virus diekstraksi dan dikonsentrasi dengan melewati ludium melalui membran.
Sampel RNA kemudian diekspos pada komponen CRISPR/Cas kering beku, yang diaktifkan oleh pematokan otomatis dari paket air yang dikembalikan di dalam perangkat. Reaksi satu pot memerkuat sampel RNA dan kemudian mendeteksi urutan RNA target, jika ada.
Para peneliti merancang perangkat, yang mereka sebut SHERLOCK minimally instrumented (miSHERLOCK), sehingga dapat memiliki hingga empat modul yang masing-masing mencari urutan RNA yang berbeda. Modul asli berisi rantai panduan RNA yang mendeteksi semua strain SARS-CoV-2. Modul lain spesifik untuk mutasi yang terkait dengan beberapa varian yang muncul dalam setahun terakhir, termasuk B.1.1.7, P.1, dan B.1.351.
Varian Delta belum meluas ketika para peneliti melakukan studi ini tetapi karena sistem sudah dibangun, seharusnya mudah untuk merancang modul baru untuk mendeteksi varian tersebut. Sistem juga dapat dengan mudah diprogram untuk memantau mutasi baru yang dapat membuat virus lebih mudah menular.
Para peneliti pertama kali menguji perangkat mereka dengan ludium manusia yang dicampur urutan RNA SARS-CoV-2 sintetik dan kemudian dengan sekitar 50 sampel dari pasien yang telah mengujinya positif untuk virus. Mereka menemukan bahwa perangkat sama akuratnya dengan tes PCR standar yang saat ini digunakan, yang memerlukan swab hidung dan memakan waktu lebih banyak serta hardware dan penanganan sampel yang jauh lebih banyak untuk menghasilkan hasil.
Perangkat menghasilkan bacaan fluoresens yang dapat dilihat dengan mata telanjang dan para peneliti juga merancang aplikasi ponsel pintar yang dapat membaca hasil dan mengirimkannya ke departemen kesehatan publik untuk pelacakan yang lebih mudah. Para peneliti percaya perangkat dapat diproduksi dengan biaya seendah $2 hingga $3 per perangkat.
