Virus corona: Deteksi Covid-19 berbasis SPR, ‘inovasi pertama di Indonesia’

Virus corona: Deteksi Covid-19 berbasis SPR, ‘inovasi pertama di Indonesia’ post thumbnail image

pcr

Sebuah tim gabungan sedang berupaya menciptakan instrumen pendeteksi Covid-19 berbasis mesin SPR (Surface Plasmon Resonance) yang diklaim mampu mengatasi kelemahan-kelemahan teknik Polymerase Chain Reaction (PCR).

Membabitkan peneliti universitas, lembaga negara, serta perusahaan, tim tersebut menyebut hal ini merupakan inovasi pertama di Indonesia.

Isa Anshori, Ketua subtim Task Force Deteksi Antigen Covid 19 nonPCR/mikrochip SPR, mengatakan pengujian contoh dengan teknik PCR memiliki tingkat akurasi yang tinggi dibanding tes pengujian dengan teknik lain.

Namun, menurutnya, tes PCR memiliki sebesar kelemahan, antara lain; lamanya periode pengujian, minimnya tenaga penguji terlatih, peralatan yang mahal dan rumit, serta terbatasnya laboratorium BSL3 (Biosafety level 3) atau laboratorium dengan level keamanan tinggi.

Kendala tersebut dia klaim bisa diatasi dengan pengujian berbasis mesin SPR (Surface Plasmon Resonance) —perangkat yang dapat dimanfaatkan untuk mendeteksi biomolekul dengan keyakinan sensor berbasis optik.

Melalui kerja sama para peneliti dari Institut Teknologi Bandung (ITB), Universitas Padjajaran (Unpad), Badan Pengkajian dan Penerarapan Teknologi (BPPT), PT Tekad Sendiri Citra, dan PT Pakar Biomedika Indonesia, mesin ini dikembangkan sebagai alat deteksi virus SAR CoV2.

Cara kerja

Sebagai alat deteksi Covid 19, mesin ini akan bekerja membaca mikrochip yang telah ditanami bioreseptor yang terbuat dari protein rekombinan atau antibodi yang spesifik serta dapat mengenali atau menangkap virus SAR- CoV2.

Perangkat SPR itu merekam perubahan indeks bias medium sampel sebagai respon dari jumlah virus yang tertangkap pada chip sensor.

“Di sini, kami dengan tim bioinformatika mendesain, memodifikasi molekul bioreseptor. Bioreseptor didesain efektif buat menangkap spike dari Covid 19.

“Kemudian kita sedikit modifikasi secara biomolekuler, dia punya gugus kimia terbatas, namanya gugus thiol, atau rangkai kimia yang terdiri dari unsur sulfur dan hydrogen.

“Kita tinggal inkubasi saja, dalam sekian masa terjadi ikatan kimia secara kovalen terhadap chip sensornya. Ikatan tersebut cukup kuat, ” kata Isa Anshori, Ketua subtim Task Force Deteksi Antigen Covid 19 nonPCR/mikrochip SPR.

spr, pcr

Mikrochip yang telah ditanami bioreseptor kemudian dipasang pada perangkat SPR, lalu dialiri sampel swab.

Andaikata sampel itu mengandung SAR CoV2, maka bioreseptor akan mengikatnya. Sebaliknya, apabila tidak mengandungnya, sampel bakal mengalir.

“Di sini, bioreseptor penangkap antigen (Covid 19) setelah ditanam dalam atas chip sensor, lalu dialiri oleh sampel yang tidak ada Covid-nya, dia tidak akan terjadi ikatan.

“Karena ikatan di sini spesifik, jadi dia hanya melalui saja. Itu nanti di sinyal SPR-nya akan flat. Namun, jika sampel disini ada virus Covid-nya, nanti dia akan tertangkap.

“Berarti dia akan berhenti, berarti ada penambahan atau penempelan virus pada atas chip sensornya. Ini dengan akan kita deteksi. Jadi sinyal akan mengalami perubahan, bisa kenaikan atau penurunan, tergantung dari setting mode pengukuran di alat SPR, ” papar Isa.

Hasil uji sampel melalui SPR akan ditunjukkan di bentuk kurva. Flat untuk buatan negatif, sedangkan kurva naik atau turun untuk hasil positif.

Secara umum, cara kerja deteksi Covid 19 berbasis mikrochip SPR ini elementer. Diawali dengan persiapan, yakni menanam bioreseptor pada mikrochip atau chip sensor, kemudian memasang chip pemeriksaan pada perangkat SPR, chip pengawasan dialiri sampel swab, SPR memroses sampel untuk deteksi Covid 19, lalu keluar hasilnya.

Proses pengujian sampel hanya berlangsung kurang dari satu jam, jauh lebih kecil dibanding tes PCR.

“Seperti kita ketahui (dalam) teknik PCR, sampel swab perlu ada proses tambahan karena yang ingin kita cek tersebut komponen dalam virus, material genetiknya. Jadi harus dipecah dulu, kemudian materi genetiknya diamplifikasi. ”

“Kalau pendirian SPR, tidak perlu melakukan cara tambahan seperti PCR tadi. Siap tidak perlu memecah struktur virusnya, tapi bisa langsung menangkap virusnya karena virusnya punya reseptor yang ada di luarnya, ” perkataan Isa kepada wartawan di Bandung, Yuli Saputra, yang melaporkan untuk BBC News Indonesia.

Mendeteksi lebih banyak sampel

Keunggulan lainnya, mesin SPR bisa mendeteksi empat hingga delapan contoh sekaligus dalam satu kali proses, sehingga menghemat waktu banyak.

Lebih jauh, proses preparasi chip pemeriksaan tidak seluruhnya dilakukan di laboratorium BSL3, yang akan memudahkan tenaga kesehatan dalam melakukan pengujian & tidak perlu berlama-lama mengenakan APD lengkap.

“Sejam untuk empat contoh. Hitungan preparasi chip sensor untuk menanam bioreseptor ini tidak kita masukan karena itu bisa preparasi di luar ruangan BSL. Oleh karena itu kita menghitungnya untuk eksperimen dengan dilakukan di BSL, karena tersebut lebih berat untuk tim tenaga kesehatan, ” kata Doktor Cara Biomedikal ITB ini.

spr, pcr

Deteksi Covid 19 SPR saat ini masih dalam cara pengembangan, melibatkan tim dari ITB, Unpad, BPPT, PT Tekad Mandiri Citra, dan PT Pakar Biomedika Indonesia. Sejauh ini, inovasi itu menunjukkan hasil yang menggembirakan, pertama terkait akurasi.

“Untuk akurasi, sebenarnya kita belum menguji real sample. Mudah-mudahan akhir bulan ini, kita mampu melakukan pengujian untuk real sample. Kita disini sebatas menguji bagian dari virus di laboratorium non BSL. ”

Seperti kita tahu, virus ada bagian spike-nya. (Ketika) kita melakukan pengujian, sejauh ini, responnya sudah bagus, selalu menunjukkan interaksinya sudah ada. Untuk akurasinya kita belum bisa memberikan secara tepat. Cuma dari segi sensitifitas, awak yakin teknik SPR ini sensivitasnya tinggi, ” papar Isa.

Belum 100% buatan lokal

Dalam riset deteksi Covid 19 nonPCR ini, Isa menyebutkan, tim berhasil menciptakan reagen bioreseptor sendiri. Hasil ini diklaim sebagai inovasi pertama di Indonesia, apalagi di dunia masih terbilang sedikit, karena secara umum masih terfokus di PCR.

“Dari bioreseptor tadi dengan kita desain, tiga ini kita bisa produksi sendiri, dari antibodi, protein rekombinan yang hasil pola Unpad ini, kita bisa buat sendiri. Memang dalam hal ini, untuk kondisi saat ini, dibanding kami masih sebatas mengejar proof of concept bahwa teknik SPR tersebut bisa mendeteksi keberadaan virus. ”

“Jadi disini, kami masih pokok ke pembuatan reagennya saja. Kalau misalkan kita bayangkan seperti PCR, peralatannya sudah banyak, jadi contoh dari Biofarma hanya mengembangkan reagennya saja, kami menawarkan hal dengan sama. Mesin SPR itu produksinya sudah banyak., ” jelas Isa.

“Jadi kita bisa produksi tunggal untuk reagennya saja, bahkan ini pun suatu hal yang menjadikan apabila performa dari reagennya kita itu baik. Kita bisa tawarkan jadi paket yang berbeda, paket deteksi antigen yang nonPCR. Tersebut juga salah satu harapan ana dalam hal ini, ” lanjutnya.

Sayangnya, kata Isa, deteksi Covid 19 SPR ini memiliki kekurangan, yakni perangkat dan chip sensornya masih impor. Menurutnya, Indonesia belum mempunyai teknologi yang mumpuni untuk melahirkan perangkat SPR, apalagi chip pemeriksaan. Padahal banyak anak bangsa yang mampu membuatnya.

spr, pcr

“Dari kami ingin membuat sendiri, tapi memang keterbatasan waktu, kemaluan waktu yang cepat, sedangkan buat pembuatan mesin SPR dan chip sensornya ini memang butuh teknologi tinggi. Yang pertama, kita perlu lihat chip sensornya itu tersedia lapisan emas itu sangat sedikit sekali itu hanya setebal 50 nanometer. ”

“Tapi kita perlu melihat secara keseluruhan, untuk industri elektronik di Indonesia kita tahu segenap impor. Jadi kembali lagi ada bottleneck di sana. Namun, untuk pembelian komponen elektronik, mostly tidak terlalu susah. ”

“Yang jadi concern kita di chipnya ini tadi, karena di sini kita perlu menghasilkan chip dalam ukuran skala nanometer, sedangkan kita tahu di Nusantara ini teknologi nano masih belum establish ed . Ya kita mampu (membuatnya), tapi memang perlu perangkat untuk membuat ini tadi. Oleh karena itu butuh beberapa perangkat khusus untuk dapat membuat lapisan setipis tersebut, sama untuk mengukur kualitas lapisannya. Kalau kita punya perangkat tersebut, kita bisa buatkan, ” ungkap Isa.

Meski masih impor, namun menurut Isa, harga pembelian SPR serta chip sensornya masih lebih gampang dibanding mesin PCR.

Adanya kendala teknologi juga diungkapkan Irvan Faizal, Besar Program Biofarmasi, Badan Pengkajian & Penerapan Teknologi (BPPT). Irvan menyebutkan, Indonesia belum mampu memproduksi komponen dalam mesin SPR.

“Karena hambatan ini terutama di dalam pengembangan komponen-komponen di dalam mesin itu. Contoh, bagaimana komponen di dalam yang melangsungkan analisis induksi ada cahaya ataupun foton yang datang resonasi sebab elektron bebas di permukaan logam. Nah, itu sama sekali belum ada di Indonesia. Ini menetapkan teknologi yang cukup tinggi pada dalam hal ini ke arah elektronik dan ini menjadi hambatan yang utama karena memang teknologinya sangat baru dibanding PCR, ” kata Irvan.

spr, pcr

Sementara minimnya dana, menjadi bukti klasik berikutnya. Irvan menyebutkan, pembelian perangkat SPR memakan dana yang cukup besar, mencapai Rp5 miliar per unit. Indonesia saat ini baru memiliki satu unit dengan disimpan di Balitbangkes. Sedangkan, sokongan dana pemerintah hanya dari perkiraan BPPT yang jumlahnya sekitar Rp 2 miliar.

“Dukungan pemerintah hanya lantaran BPPT. Dalam hal ini, dibanding DIPA-nya BPPT, bahkan tidak datang Rp2 miliar untuk menghasilkan SPR dan biosensornya ini. Jadi sangat kecil memang. Ya saya betul paham itu. Mungkin kita harus berkolaborasi dengan industri. Jadi prototype yang dihasilkan dari SPR itu atau bioreseptor dan reagennya tersebut tentu harus dijadikan suatu buatan industri, sehingga industri inilah dengan menghasilkan pendanaan untuk mengembangkan produk-produk inovasi yang lain, ” ungkap Irvan.

Solusi lainnya, menurut Irvan, ialah dengan penggalangan dana atau crowdfunding dengan sempat ramai dilakukan sejumlah gerombolan masyarakat di awal pandemi Covid 19.

Target produksi

Proyek deteksi Covid 19 berbasis SPR ini telah mencapai 70%. Menurut Irvan, target mula adalah menghasilkan reagennya, sementara penerapan mesin SPR harus melewati hidup panjang.

“Target mesin agak susah di tahun ini bisa dihasilkan. Saya gak yakin dalam tahun itu. Tapi, target awal sekarang yaitu dihasilkan reagennya, protein bioreseptornya, & ini mungkin akhir September mampu dihasilkan minimal sebagai contoh dalam rumah sakit di daerah Bandung. ”

“Sebanyak 100 reagen akan kita uji coba dan ini menjelma tahapan awal dari produksi. Belakang akan diproduksi lebih lanjut, jika uji coba nilai sensitivitas serta spesifitasnya, bagus, ” ujar Irvan yang juga menjabat sebagai Penulis 1 dan Koordinator diagnostic non-PCR, wakil dari BPPT.

Sementara target pemakai deteksi Covid 19 berbasis SPR ini, menurut Isa, adalah rumah sakit atau laboratorium pemerintah maupun swasta yang memiliki laboratorium BSL yang memenuhi syarat.

“Tapi harapan kita, bisa membantu deteksi relatif lebih cepat daripada PCR. Dan pola ke depannya dari SPR ini akan menarik untuk dipakai pada diagnosis penyakit-penyakit berbahaya lain di Indonesia, ” kata Isa.

Pemerintah Provinsi Jawa Barat termasuk calon pengguna deteksi Covid 19 berbasis SPR ini. Sejak awal, Pemprov Menjelajahkan berkomitmen memberikan dukungan bagi permutasi alat kesehatan asal Jawa Barat yang berkontribusi dalam penanggulangan virus Corona ini.

“Ini akan menambah tools kita atau senjata untuk benar-benar menjumpai secara akurat, ” ujar Siska Gerfianti, Ketua Divisi Pelacakan Relasi, Pengujian Massal, dan Manajemen Laboratorium Gugus Tugas Percepatan Penanggulangan Covid-19 Jawa Barat.

Apalagi, deteksi Covid 19 berbasis SPR memiliki berbagai kelebihan, antara lain relatif cepat, persis, dan mudah. Selain itu, secara mendeteksi antigen, alat ini bisa berfungsi untuk deteksi dini urusan positif Covid 19.

“Untuk deteksi pra ini akan lebih bagus sebab memang nanti pemeriksaannya ini mampu kita setarakan dengan PCR dan relatif lebih mudah, ” ucap Siska yang juga menjabat jadi Sekretaris Dinas Kesehatan Jawa Barat ini.

Related Post