Mendekode Genom SARS-CoV-2 – Pengujian Diagnostik
"Pengujian, pengujian, pengujian!" adalah slogan yang banyak digembar-gemborkan untuk mengendalikan pandemi COVID-19. Organisasi Kesehatan Dunia dan lembaga federal/negara bagian lainnya di seluruh dunia telah mempublikasikan slogan yang sudah dikenal ini. Memang, menguji populasi manusia dengan cepat adalah landasan untuk mengendalikan pandemi seperti COVID-19.
Pengujian ekstensif memberikan dasar rasional untuk menerapkan strategi kesehatan masyarakat yang dapat mencegah penyebaran penyakit lebih lanjut. Ini memungkinkan pihak berwenang untuk membuat keputusan berdasarkan informasi tentang kebijakan mitigasi seperti jarak sosial, tinggal di rumah dan, dalam kasus ekstrem, jam malam. Setelah penyakit yang ditularkan melalui udara seperti COVID-19, inisiatif kesehatan masyarakat yang penting ini sangat penting untuk mengurangi tekanan pada sistem perawatan kesehatan dan menyelamatkan nyawa manusia.
Analisis berbasis genom adalah kunci untuk merancang alat tes khusus untuk SARS-CoV-2. Ini adalah kasus apakah kita sedang merancang kit berbasis DNA (PCR, amplifikasi isotermal, CRISPR) atau menghasilkan antigen untuk deteksi serologis . Sebuah organisasi nirlaba global telah menyusun daftar semua tes SARS-CoV-2 yang tersedia secara komersial. Di sini kita akan membahas dua teknik utama yang saat ini digunakan:pengujian berbasis DNA dan pengujian berbasis antibodi.
Pengujian Berbasis DNA
Pengujian COVID-19 saat ini yang dilakukan pada materi genetik virus dari usap hidung dan tenggorokan menggunakan teknik biologi molekuler umum yang disebut Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction (RT-PCR). Tes lain menggunakan teknologi amplifikasi asam nukleat isotermal terbaru yang dikembangkan oleh Abbot Labs
1
. Kedua tes ini sangat sensitif. Mereka bekerja dengan memperkuat wilayah genom yang spesifik untuk virus SARS-CoV-2. Amplifikasi ini didahului oleh sepasang oligonukleotida (juga disebut primer) yang melengkapi urutan virus.
Metode RT-PCR saat ini meliputi ekstraksi RNA virus dari usap hidung dan tenggorokan dan transkripsi balik RNA menjadi DNA, diikuti dengan reaksi PCR. Metode PCR menggunakan strategi siklus suhu yang melibatkan denaturasi template dan annealing primer pendek ke urutan komplementer pada template. Perpanjangan kompleks primer-templat, difasilitasi oleh enzim polimerase, menyebabkan amplifikasi eksponensial dari amplikon target. Hasilnya diperoleh dalam beberapa jam. Protokol terperinci tentang metode PCR dibagikan oleh WHO dan CDC. Sebaliknya, metode isotermal dari Abbott labs tidak dibatasi oleh batasan siklus termal dan hasil positif untuk COVID-19 diperoleh dalam 5 menit, sedangkan hasil negatif diperoleh dalam 13 menit
1
.
Daerah unik dalam SARS-CoV-2 yang diidentifikasi oleh analisis genom komparatif berfungsi sebagai penanda khas untuk merancang primer atau probe yang digunakan dalam kit berbasis DNA. SARS-CoV-2 adalah virus RNA untai tunggal dengan genom hampir 30.000 basa. Genom virus mengkodekan empat protein struktural, yaitu, envelope (E), membran (M), nukleokapsid (N) dan protein spike (S).
Analisis genom komparatif telah mengidentifikasi berbagai wilayah unik untuk SARS-CoV-2. Keunikan sekuens divalidasi dengan mencari sekuens serupa menggunakan algoritma BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) di database GenBank, gudang global semua genom yang diurutkan. Daerah unik pada gen seperti ORF1ab, N, RdRp dan S saat ini digunakan sebagai primer dalam diagnosis RT-PCR SARS-CoV-2
2
, sedangkan tes cepat COVID-19 ID NOW™ Abbott menargetkan gen RdRp.
Metode Baru di Cakrawala
CRISPR, teknologi penyuntingan gen yang populer, dianggap sebagai opsi terukur untuk pengujian populasi. Metode ini menggunakan kemampuan mesin CRISPR untuk mengenali urutan genetik tertentu dan memotongnya. CRISPR juga memotong molekul reporter yang ditambahkan ke reaksi yang dapat dengan cepat mengungkapkan keberadaan materi genetik virus. SHERLOCK (Pembukaan Specific High Sensitivity Enzymatic Reporter Reporter) berbasis CRISPR digambarkan sebagai metode celup kertas yang dapat memberikan hasil dalam satu jam. SHERLOCK dikembangkan bersama oleh Feng Zhang dari Broad Institute of MIT dan Harvard
3
. Metode lain yang dikembangkan oleh Jennifer Doudna di University of California, Berkeley, mengambil alih pra-amplifikasi isotermal dengan DNA Endonuclease Targeted CRISPR Trans Reporter (DETECTR) untuk virus corona. DETECTR dapat memberikan hasil dalam 30 menit
4
.
Metode berbasis urutan memberikan informasi penting tentang ada atau tidak adanya virus pada pasien, informasi yang sangat berharga ketika mengembangkan kebijakan kesehatan dan keselamatan masyarakat. Di A.S. saat ini kami hanya menguji orang yang menunjukkan gejala COVID-19. Namun, dengan penyakit seperti COVID-19, ada ancaman serius bahwa orang tanpa gejala dapat menyebarkan virus di masyarakat.
Bagaimana kita tahu jika seseorang telah terinfeksi SARS-CoV-2 dan telah mengembangkan kekebalan?
Pengujian berbasis antibodi
Tes antibodi mengidentifikasi individu tanpa gejala yang sudah memiliki infeksi dan mungkin kebal. Tes antibodi juga merupakan strategi terbaik untuk menyaring seluruh populasi dan mengurangi ketakutan akan penyebaran komunitas. Individu dengan hasil antibodi positif juga dapat menjadi sumber potensial plasma yang dapat disuntikkan ke pasien COVID-19, sebuah pendekatan yang saat ini sedang diuji di A.S.
Tes antibodi memerlukan beberapa pengetahuan tentang protein yang penting untuk virus, misalnya, protein mantel virus. Idealnya, protein virus yang memicu sistem kekebalan adalah kandidat terbaik, karena mereka memulai produksi antibodi yang menandai atau menetralisir virus. Kemudian perlu untuk memproduksi bagian atau bagian dari protein virus di laboratorium dan mentransfeksikannya ke dalam garis sel untuk dimasukkan dalam immunoassay seperti ELISA yang mendeteksi keberadaan antibodi.
Immunoassay semacam itu berpotensi menjadi dasar kit pengujian di rumah untuk mendeteksi kekebalan terhadap penyakit seperti COVID-19. Namun, mengembangkan kit ini membutuhkan waktu. Hambatan yang paling menantang dalam proses ini adalah mengekspresikan protein atau segmen protein dalam konformasi yang tepat.
Protein lonjakan SARS-CoV-2 menghadirkan satu jalan potensial untuk pengembangan diagnostik karena memiliki beberapa wilayah unik. Beberapa tim sedang menguji domain pengikatan reseptor dari protein S, sementara beberapa tim sedang menyelidiki seluruh protein lonjakan
2
. Kandidat potensial lainnya termasuk protein nukleokapsid dan protein S. FDA sedang menilai berbagai metode pengujian antibodi dan baru-baru ini menyetujui pengujian pertama, yang akan membantu menentukan berapa banyak orang dalam populasi yang memiliki kekebalan
5
.
Di tengah pandemi COVID-19 saat ini, pengujian diagnostik berbasis DNA dan berbasis antibodi membuat perbedaan penting dalam inisiatif kesehatan masyarakat yang kami adopsi untuk menahan dan mengurangi virus SARS-CoV-2. Saat kami berusaha untuk "meratakan kurva", pengujian cepat menjadi penting.
Untuk informasi lebih lanjut, silakan hubungi kami:https://www.3dsbiovia.com/about/contact/.
