Studi menemukan terobosan dalam diagnostik

Oleh Sabrina Rubakovic

Kronik Duke, Universitas Duke

Para peneliti di Duke dan universitas lain telah menemukan cara untuk mendiagnosis infeksi virus sebelum gejalanya muncul.

Dan temuan mereka mungkin mempunyai penerapan praktis dalam mencegah penyebaran flu babi di Duke.

Penelitian tersebut menyimpulkan bahwa ketika tubuh merespons infeksi, ekspresi gen tertentu sedikit berubah. Perubahan dasar pada kesehatan manusia ini kemudian dapat dideteksi, sehingga memungkinkan diagnosis infeksi beberapa hari sebelum timbulnya gejala. Penelitian yang berfokus pada infeksi virus saluran pernapasan atas ini didanai oleh program Memprediksi Kesehatan dan Penyakit dari Badan Proyek Penelitian Lanjutan Pertahanan, cabang dari Departemen Pertahanan AS.

“Kami menggunakan teknologi genom untuk memprediksi siapa yang akan sakit dan siapa yang tidak,” kata Dr. Geoffrey Ginsburg, profesor kedokteran dan patologi dan direktur Pusat Pengobatan Genomik di Institut Ilmu dan Kebijakan Genom, yang mengerjakan penelitian ini.

Proyek ini terdiri dari tiga penelitian, di mana para peneliti menginokulasi sukarelawan sehat dengan Rhinovirus hidup, serta virus Influenza A dan Respiratory Syncytial di lingkungan tertutup. Darah dan bahan biologis lainnya dikumpulkan dari subjek setiap tiga hingga empat jam. Data kompleks yang diperoleh dari sampel ini telah dianalisis secara mendalam menggunakan teknologi genom untuk membangun model yang memprediksi apakah seseorang akan menunjukkan gejala.

Tujuan mendasar dari program penelitian ini bersifat militer – deteksi dini dan pencegahan penyakit pada tentara Amerika. Infeksi di antara pasukan dapat melemahkan, terutama bagi mereka yang ditempatkan di lingkungan tertutup seperti kapal selam, kata Lawrence Carin, profesor teknik elektro dan komputer di Duke, yang juga mengerjakan penelitian ini. Kemampuan untuk menentukan tentara mana yang akan sakit beberapa hari sebelum gejalanya muncul akan memungkinkan komandan batalion untuk memisahkan tentara yang terinfeksi dari pasukan lain, dan membagi tugas sesuai dengan itu.

Namun, proyek ini telah berkembang untuk mencakup bidang perawatan medis secara umum. Tujuan saat ini adalah mengembangkan sistem penilaian kesehatan portabel yang dapat melakukan analisis medis menyeluruh dalam jangka waktu singkat dan biaya rendah. Tujuannya adalah untuk “mengembangkan alat pra-diagnostik untuk infeksi virus saluran pernapasan atas, dan menyempurnakan tes tersebut sehingga dapat diterapkan pada pengobatan klinis dalam beberapa tahun ke depan,” kata Ginsburg. SRI International, sebuah organisasi penelitian nirlaba yang berpartisipasi dalam program ini, memiliki visi serupa untuk masa depan yang jauh. SRI membayangkan perangkat non-invasif yang mudah digunakan yang memprediksi perjalanan penyakit, tingkat keparahan gejala, dan tingkat infeksi pasien dalam waktu 10 menit dengan biaya $10. Namun, para peneliti percaya bahwa untuk mencapai tujuan ini akan memerlukan penelitian di luar lingkup pendanaan DARPA PHD saat ini, menurut pernyataan di situs SRI Internasional.

Terlepas dari tampilannya yang bersifat biomedis, penelitian ini mengambil pendekatan interdisipliner di Duke. Carin mampu menerapkan keahliannya dalam analisis statistik pada proyek tersebut.

“Ekspresi gen yang kami periksa mencakup lebih dari 20.000 gen. Tugas kami adalah menemukan 10 hingga 20 gen yang bertanggung jawab atas infeksi virus. Ini merupakan tantangan statistik yang pasti,” kata Carin. “Itu adalah aspek saya dalam proyek ini. Kami juga memiliki insinyur kelistrikan yang mencoba membuat chip elektronik sehingga tugas pra-diagnosis dapat dilaksanakan dengan sangat hemat biaya.”

Chip ini bertujuan untuk memantau gen spesifik yang bertanggung jawab melawan infeksi virus. Ketika virus masuk ke dalam tubuh, lebih banyak salinan gen ini diproduksi, sehingga memungkinkan untuk mendeteksi adanya infeksi sebelum timbulnya gejala.

Staf pengajar Duke sedang bersiap untuk memulai studi penelitian tahap kedua yang akan fokus pada validasi temuan sejauh ini, dan membangun teknologi untuk menerapkan temuan ini pada pengobatan diagnostik dunia nyata, kata Carin.

Dengan mempertimbangkan tujuan-tujuan ini, proyek ini mulai berfokus pada deteksi dini virus H1N1 di Duke. Para peneliti mengumpulkan sampel darah dari siswa untuk menentukan siapa yang akan tertular virus tersebut. Jika dipastikan seorang siswa menderita flu tersebut, sampel darah akan diambil dari orang yang baru saja melakukan kontak dengannya. Hal ini akan memungkinkan universitas mendeteksi dan mencegah penyebaran virus.

“Jika Anda mengetahui seseorang akan tertular H1N1, Anda dapat mengeluarkannya dari ruang kelas dan kantor sebelum mereka menunjukkan gejala,” kata Carin. “Jika Anda bisa menghilangkan orang yang sakit dari populasi, Anda bisa mengurangi penyebaran penyakit ini.”

Para peneliti bertujuan untuk menghasilkan prototipe yang dapat melakukan diagnosis pra-gejala pada akhir musim panas mendatang. Namun, mereka berpendapat bahwa pengembangan perangkat yang dapat dipasarkan masih memerlukan waktu beberapa tahun lagi, kata Ginsburg, seraya menambahkan bahwa ia melihat hal ini sebagai tenggat waktu yang sangat cepat, melampaui jangka waktu normal untuk memproduksi perangkat yang dapat berfungsi yang dipotong setengahnya.

Klik di sini untuk membaca cerita aslinya.