PCR

Bagaimana Virus COVID-19 Terdeteksi Menggunakan Real Time PCR?

 

Ketika virus corona yang menyebabkan penyakit COVID-19 menyebar ke seluruh dunia, IAEA, dalam kemitraan dengan Organisasi Pangan dan Pertanian Perserikatan Bangsa-Bangsa (FAO), menawarkan dukungan dan keahliannya untuk membantu negara-negara menggunakan transkripsi balik-polimerase waktu nyata. reaksi berantai (real time RT-PCR), salah satu metode laboratorium paling akurat untuk mendeteksi, melacak, dan mempelajari virus corona COVID-19.

Tapi apa itu RT-PCR waktu nyata? Bagaimana cara kerjanya? Apa bedanya dengan PCR? Dan apa hubungannya dengan teknologi nuklir? Berikut adalah ikhtisar praktis tentang teknik ini, cara kerjanya, dan beberapa detail penyegaran tentang virus dan genetika.

 

Salah satu metode laboratorium yang paling banyak digunakan dan akurat untuk mendeteksi virus corona baru adalah Real Time-PCR waktu nyata. (Foto: IAEA)

Apa itu Real Time PCR?

Real Time PCR adalah metode turunan nuklir untuk mendeteksi keberadaan materi genetik spesifik dalam patogen apa pun, termasuk virus. Awalnya, metode ini menggunakan penanda isotop radioaktif untuk mendeteksi bahan genetik yang ditargetkan, tetapi pemurnian selanjutnya telah menyebabkan penggantian pelabelan isotop dengan penanda khusus, paling sering pewarna fluoresen.

Teknik ini memungkinkan para ilmuwan untuk melihat hasilnya segera saat proses masih berlangsung, sedangkan RT-PCR konvensional hanya memberikan hasil di akhir proses.

Real Time PCR adalah salah satu metode laboratorium yang paling banyak digunakan untuk mendeteksi virus COVID-19. Sementara banyak negara telah menggunakan Real Time PCR untuk mendiagnosis penyakit lain, seperti virus Ebola dan virus Zika, banyak yang membutuhkan dukungan dalam mengadaptasi metode ini untuk virus COVID-19, serta dalam meningkatkan kapasitas pengujian nasional mereka.

(Pembaruan pada 16 November: Baca artikel kami tentang bagaimana teknologi ini digunakan untuk melacak mutasi virus dan mendukung penelitian vaksin.)

Apa itu virus? Apa itu materi genetik?

Virus adalah paket mikroskopis materi genetik yang dikelilingi oleh amplop molekuler. Materi genetik ini dapat berupa asam deoksiribonukleat (DNA) atau asam ribonukleat (RNA).

DNA adalah molekul dua untai yang ditemukan di semua organisme, seperti hewan, tumbuhan dan virus, dan yang memegang kode genetik, atau cetak biru, untuk bagaimana organisme ini dibuat dan berkembang.

RNA umumnya merupakan molekul satu untai yang menyalin, menyalin, dan mentransmisikan bagian dari kode genetik ke protein sehingga mereka dapat mensintesis dan menjalankan fungsi yang membuat organisme tetap hidup dan berkembang. Variasi RNA yang berbeda bertanggung jawab untuk menyalin, menyalin, dan mentransmisikan.

Beberapa virus seperti coronavirus (SARS-CoV-2), yang menyebabkan COVID-19, hanya mengandung RNA, yang berarti mereka mengandalkan infiltrasi sel-sel sehat untuk berkembang biak dan bertahan hidup. Begitu berada di dalam sel, virus menggunakan kode genetiknya sendiri – RNA dalam kasus virus COVID-19 – untuk mengendalikan dan ‘memprogram ulang’ sel, mengubahnya menjadi pabrik pembuat virus.

Agar virus seperti virus COVID-19 dapat dideteksi lebih awal di dalam tubuh menggunakan RT-PCR waktu nyata, para ilmuwan perlu mengubah RNA menjadi DNA. Ini adalah proses yang disebut ‘transkripsi terbalik’. Mereka melakukan ini karena hanya DNA yang dapat disalin — atau diperkuat — yang merupakan bagian penting dari proses RT-PCR waktu nyata untuk mendeteksi virus.

Para ilmuwan memperkuat bagian tertentu dari DNA virus yang ditranskripsi ratusan ribu kali. Amplifikasi penting agar, alih-alih mencoba menemukan jumlah virus yang sangat kecil di antara jutaan untaian informasi genetik, para ilmuwan memiliki jumlah bagian target DNA virus yang cukup besar untuk secara akurat memastikan bahwa virus itu ada.

Bagaimana cara kerja Real Time PCR waktu nyata dengan virus COVID-19?

Sampel diambil dari bagian tubuh tempat berkumpulnya virus COVID-19, seperti hidung atau tenggorokan seseorang. Sampel diperlakukan dengan beberapa larutan kimia yang menghilangkan zat seperti protein dan lemak dan hanya mengekstrak RNA yang ada dalam sampel. RNA yang diekstraksi ini adalah campuran dari materi genetik orang itu sendiri dan, jika ada, RNA virus.

RNA ditranskripsi terbalik menjadi DNA menggunakan enzim tertentu. Para ilmuwan kemudian menambahkan fragmen pendek DNA tambahan yang melengkapi bagian tertentu dari DNA virus yang ditranskripsi. Jika virus ada dalam sampel, fragmen ini menempel pada bagian target DNA virus.

Beberapa fragmen genetik yang ditambahkan digunakan untuk membangun untaian DNA selama amplifikasi, sementara yang lain digunakan untuk membangun DNA dan menambahkan label penanda ke untaian, yang kemudian digunakan untuk mendeteksi virus.

Campuran tersebut kemudian ditempatkan dalam mesin RT-PCR. Mesin berputar melalui suhu yang memanaskan dan mendinginkan campuran untuk memicu reaksi kimia spesifik yang menciptakan salinan baru yang identik dari bagian target DNA virus. Siklus ini diulang berulang-ulang untuk terus menyalin bagian target DNA virus.

Setiap siklus menggandakan angka sebelumnya: dua salinan menjadi empat, empat salinan menjadi delapan, dan seterusnya.Pengaturan RT-PCR waktu nyata standar biasanya melewati 35 siklus, yang berarti bahwa, pada akhir proses, sekitar 35 miliar salinan baru dari bagian DNA virus dibuat dari setiap untai virus yang ada dalam sampel. .

Saat salinan baru dari bagian DNA virus dibuat, label penanda menempel pada untaian DNA dan kemudian melepaskan pewarna fluoresen, yang diukur oleh komputer mesin dan ditampilkan secara real time di layar. Komputer melacak jumlah fluoresensi dalam sampel setelah setiap siklus. Ketika tingkat fluoresensi tertentu terlampaui, ini menegaskan bahwa virus itu ada. Para ilmuwan juga memantau berapa banyak siklus yang diperlukan untuk mencapai tingkat ini untuk memperkirakan tingkat keparahan infeksi: semakin sedikit siklusnya, semakin parah infeksi virusnya.

Mengapa menggunakan Real Time PCR?

Teknik RT-PCR waktu nyata sangat sensitif dan spesifik dan dapat memberikan diagnosis yang andal hanya dalam tiga jam, meskipun laboratorium membutuhkan waktu rata-rata antara enam dan delapan jam. Dibandingkan dengan metode isolasi virus lain yang tersedia, RT-PCR waktu nyata secara signifikan lebih cepat dan memiliki potensi kontaminasi atau kesalahan yang lebih rendah, karena seluruh proses dapat dilakukan dalam tabung tertutup. Ini terus menjadi metode paling akurat yang tersedia untuk mendeteksi virus COVID-19.

Namun, RT-PCR waktu nyata tidak dapat digunakan untuk mendeteksi infeksi di masa lalu, yang penting untuk memahami perkembangan dan penyebaran virus, karena virus hanya ada di dalam tubuh untuk jangka waktu tertentu. Metode lain diperlukan untuk mendeteksi, melacak dan mempelajari infeksi masa lalu, terutama yang mungkin telah berkembang dan menyebar tanpa gejala.

 

Apa itu PCR dan apa bedanya dengan RT-PCR waktu nyata?

RT-PCR adalah variasi dari PCR, atau reaksi berantai polimerase. Kedua teknik menggunakan proses yang sama kecuali bahwa RT-PCR memiliki langkah tambahan transkripsi balik RNA ke DNA, atau RT, untuk memungkinkan amplifikasi. Ini berarti PCR digunakan untuk patogen, seperti virus dan bakteri, yang sudah mengandung DNA untuk amplifikasi, sedangkan RT-PCR digunakan untuk yang mengandung RNA yang perlu ditranskripsi ke DNA untuk amplifikasi. Kedua teknik tersebut dapat dilakukan secara ‘real time’, yang berarti hasil langsung terlihat, sedangkan bila digunakan ‘secara konvensional’, hasil hanya terlihat di akhir reaksi.

PCR adalah salah satu tes diagnostik yang paling banyak digunakan untuk mendeteksi patogen, termasuk virus, yang menyebabkan penyakit seperti Ebola, demam babi Afrika, dan penyakit mulut dan kuku. Karena virus COVID-19 hanya mengandung RNA, maka RT-PCR konvensional atau real-time digunakan untuk mendeteksinya.

Selama lebih dari 20 tahun, IAEA, dalam kemitraan dengan FAO, telah melatih dan melengkapi para ahli dari seluruh dunia untuk menggunakan metode RT-PCR waktu nyata, terutama melalui Jaringan VETLAB laboratorium diagnostik veteriner. Baru-baru ini, teknik ini juga telah digunakan untuk mendiagnosis penyakit lain, seperti Ebola, Zika, MERS dan SARS, serta penyakit hewan utama lainnya. Ini juga telah digunakan untuk mendeteksi penyakit zoonosis utama, yaitu penyakit hewan yang juga dapat menginfeksi manusia.

Sumber : IAEA ORG

author-avatar

About admin

Kami adalah Distributor Alat Kesehatan yang menjual alat laboratorium seperti Alat Hematology, Rapid Test, Photometer, Alat Elektrolit Analisis, Alat Automatic Chemistry Analyzer dan masih banyak lagi.