Menuju Pengujian COVID-19 Kapan Saja, Di Mana Saja

Para peneliti mengadaptasi CRISPR, biologi sintetik, dan pendekatan kreatif lainnya untuk mendeteksi asam nukleat SARS-CoV-2 di luar laboratorium atau kantor dokter, dengan harapan membuat diagnostik lebih terjangkau dan dapat diakses.

Pada akhir Januari, ketika pandemi COVID-19 mulai menyebar, Charles Chiu, seorang peneliti di University of California, San Francisco, menghubungi rekannya di bioteknologi Mammoth Biosciences yang berbasis di San Francisco. Kelompok Chiu dan tim di Mammoth telah berkolaborasi dalam mengembangkan tes diagnostik berbasis CRISPR untuk penyakit Lyme, yang menurut mereka akan dengan mudah diterjemahkan ke dalam deteksi SARS-CoV-2, katanya.

“Sistem CRISPR memungkinkan Anda menargetkan patogen dengan sangat tepat,” Chiu, yang merupakan bagian dari dewan penasihat ilmiah Mammoth, memberi tahu The Scientist. “Dalam dua hingga tiga minggu, kami dapat beralih dari hanya merancang tes menjadi benar-benar membuatnya berfungsi dan menunjukkan bahwa kami dapat menggunakannya untuk mengidentifikasi atau berpotensi mendiagnosis SARS-CoV-2 dengan cepat dari sampel klinis.”

Standar emas untuk mendeteksi virus seperti SARS-CoV-2 adalah PCR transkripsi terbalik, yang memerlukan isolasi RNA dari sampel diikuti dengan konversi RNA menjadi DNA dan PCR berikutnya untuk memperkuat asam nukleat virus. Meskipun sensitif, jenis tes ini memerlukan pengumpulan spesimen, seperti air liur atau usap hidung, dan pengangkutan sampel tersebut ke laboratorium klinis untuk diproses. Di awal tahun, reagen untuk jenis pengujian ini terbatas.

Alat tes baru yang dikembangkan oleh Chiu dan rekannya disebut SARS-CoV-2 DETECTR (untuk pelapor transpor CRISPR target endonuklease SARS-CoV-2 DNA); peneliti mempublikasikan rincian tentang cara kerjanya di Nature Biotechnology pada 16 April. Tesnya cepat: setelah ekstraksi RNA, dibutuhkan kurang dari satu jam untuk mendapatkan hasil. Dan menggunakan loop-mediated amplification (LAMP), yang terjadi hanya pada satu suhu, daripada suhu siklus yang diperlukan untuk PCR, yang berarti termosikler yang mahal tidak diperlukan.

Enzim yang paling umum digunakan untuk modifikasi genetik CRISPR adalah Cas9, yang dipandu oleh urutan RNA pendek, menemukan dan membelah target asam nukleat. DETECTR menggunakan enzim yang berbeda, Cas12, yang juga mengikuti panduan RNA ke targetnya — dalam hal ini, rangkaian SARS-CoV-2 — tetapi membelah lebih dari sekadar targetnya; itu juga mulai memotong asam nukleat di dekatnya. Pengujian tersebut mencakup molekul reporter yang, ketika dibelah oleh Cas12 selama kegilaan pemotongan yang dipicu oleh pengenalan asam nukleat SARS-CoV-2, dapat divisualisasikan pada strip tes, mirip dengan tes kehamilan di rumah.

Dalam makalah mereka, penulis melaporkan bahwa sensitivitas DETECTR sebanding dengan uji PCR transkripsi terbalik yang dijalankan di laboratorium klinis pada sekitar 80 sampel pasien. Pada tanggal 9 Juli, pengujian tersebut diberikan otorisasi penggunaan darurat (EUA) oleh Food and Drug Administration (FDA) AS, hanya untuk digunakan di laboratorium klinis Universitas California, San Francisco. Sejak itu, para pengembang terus fokus untuk membuat tes lebih mudah diakses dan digunakan.

Dalam iterasi yang telah disetujui untuk EUA, masih ada langkah ekstraksi RNA, jelas Chiu. Itu adalah masalah yang mungkin terjadi karena “ada kekurangan reagen ekstraksi hanya satu atau dua bulan yang lalu, dan itu juga dibatasi oleh fakta bahwa ekstraksi biasanya berlangsung dari setengah jam hingga satu jam, jadi. . . kami akhirnya memodifikasi tes ini sehingga kami benar-benar dapat menjalankan reaksi LAMP langsung dari [sebuah] sampel asli. ”

Lihat “Dorongan untuk Menerapkan Tes Antigen Di Rumah untuk COVID-19”
Pada tanggal 20 Mei, Mammoth Biosciences menjalin kemitraan dengan perusahaan farmasi GlaxoSmithKline Consumer Healthcare untuk mengembangkan DETECTR menjadi perangkat genggam sekali pakai yang sesuai untuk digunakan di rumah dan semahal tes kehamilan di rumah.

“Cara kerja titik-kebutuhan dan diagnostik di rumah adalah jika semuanya benar-benar menjadi satu,” kata Trevor Martin, CEO Mammoth Biosciences. “Penggunaannya harus semudah tes kehamilan, dan kami juga sangat yakin bahwa tes ini perlu memberi Anda hasil yang tepercaya dan seakurat yang akan Anda dapatkan di lab.”

Memperkuat tanpa PCR
Sejak pandemi COVID-19 mulai merebak di AS pada bulan Maret, pengujian sebagian besar difokuskan pada orang-orang yang sudah memiliki gejala, sebagian karena sumber daya terbatas. Masalahnya adalah, tampaknya virus tersebut paling menular sekitar waktu timbulnya gejala, artinya jika orang menunggu untuk karantina atau mengambil tindakan perlindungan lain sampai mendapatkan hasil positif, mereka mungkin sudah menginfeksi orang lain.

Menguji gejala pada tahap paling awal “berguna dari perspektif epidemiologis untuk memahami bagaimana COVID memengaruhi pasien,” kata Rahul Dhanda, CEO Sherlock Biosciences, bioteknologi berbasis di Cambridge, Massachusetts yang mengembangkan diagnostik dan sekarang berfokus pada SARS-CoV -2. “Namun dalam hal pencegahan dan pelacakan riwayat penyakit, yang ingin Anda lakukan adalah menguji orang yang tidak menunjukkan gejala.”

Dengan tujuan untuk menangkap lebih banyak kasus sebelum menyebar dan menghindari masalah rantai pasokan, sejumlah bioteknologi dan laboratorium akademik sedang merancang strategi baru dan memanfaatkan teknologi yang ada untuk membuat pengujian lebih sederhana dan tersedia di pengaturan selain kantor dokter dan laboratorium klinis.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *