Laluan Baharu Ke Arah Diagnosis COVID-19 yang Lebih Pantas Diturap dalam Emas

Penyebaran pantas COVID-19, penyakit yang disebabkan oleh virus SARS-CoV-2, telah mewujudkan krisis kesihatan awam di seluruh dunia. Pengesanan dan pengasingan awal COVID-19 adalah kunci untuk mengawal penularan penyakit dan melindungi populasi yang terdedah. Piawaian semasa untuk diagnosis COVID-19 ialah tindak balas rantai transkripase-polimerase terbalik (RT-PCR), teknik di mana gen virus dikesan selepas mereka menjalani kitaran penguatan berganda. Walau bagaimanapun, teknik ini memakan masa, mewujudkan tunggakan ujian merentasi pusat diagnostik dan membawa kepada diagnosis yang tertangguh.      

Dalam kajian terbaru yang diterbitkan dalam Biosensors and Bioelectronics, penyelidik dari Korea dan China telah memperkenalkan platform berasaskan nanoteknologi novel yang boleh memendekkan masa yang diperlukan untuk diagnosis COVID-19. Platform pengesanan taburan Raman (SERS)-PCR yang dipertingkatkan permukaannya—disediakan menggunakan nanozarah emas (AuNPs) dalam rongga substrat Au 'nanodimple' (AuNDSs)—boleh mengesan gen virus selepas hanya 8 kitaran penguatan. Itu hampir satu pertiga daripada jumlah yang diperlukan dengan RT-PCR konvensional.

“RT-PCR konvensional adalah berdasarkan pengesanan isyarat pendarfluor, jadi 3–4 jam diperlukan untuk mengesan SARS-CoV-2. Kepantasan ini tidak mencukupi memandangkan betapa pantasnya COVID-19 merebak. Kami mahu mencari jalan untuk mengurangkan masa ini sekurang-kurangnya separuh,” kata Prof. Jaebum Choo, menjelaskan motivasi di sebalik kajian itu. Nasib baik, jawapannya tidak terlalu jauh. Dalam kajian terdahulu yang diterbitkan pada 2021, pasukan Prof. Choo telah membangunkan platform pengesanan baru di mana isyarat SERS kepekaan tinggi dihasilkan oleh AuNP yang disusun secara seragam dalam rongga AuNDS melalui teknik yang dipanggil hibridisasi DNA. Berdasarkan penemuan terdahulu ini, Prof. Choo dan pasukannya membangunkan platform SERS-PCR novel untuk diagnosis COVID-19.

Ujian SERS-PCR yang baru dibangunkan menggunakan isyarat SERS untuk mengesan "DNA jambatan"—probe DNA kecil yang perlahan-lahan rosak dengan kehadiran gen virus sasaran. Oleh itu, dalam sampel daripada pesakit yang positif untuk COVID-19, kepekatan DNA jambatan (dan oleh itu isyarat SERS) secara berterusan berkurangan dengan kitaran PCR yang progresif. Sebaliknya, apabila SARS-CoV-2 tiada, isyarat SERS kekal tidak berubah.

Pasukan itu menguji keberkesanan sistem mereka menggunakan dua penanda sasaran wakil SARS-CoV-2, iaitu, protein sampul (E) dan gen RNA polimerase (RdRp) yang bergantung kepada RNA bagi SARS-CoV-2. Walaupun 25 kitaran diperlukan untuk pengesanan berasaskan RT-PCR, platform SERS-PCR berasaskan AuNDS memerlukan hanya 8 kitaran, dengan ketara mengurangkan tempoh ujian. “Walaupun keputusan kami adalah awal, ia memberikan bukti-konsep penting untuk kesahihan SERS-PCR sebagai teknik diagnostik. Teknik SERS-PCR berasaskan AuNDS kami ialah platform diagnostik molekul baharu yang menjanjikan yang boleh memendekkan masa yang diperlukan untuk pengesanan gen berbanding teknik RT-PCR konvensional. Model ini boleh dikembangkan lagi dengan memasukkan pensampel automatik untuk membangunkan sistem diagnostik molekul generasi akan datang,” jelas Prof. Choo.

Sesungguhnya, SERS-PCR boleh menjadi alat penting dalam senjata kami melawan pandemik COVID-19. Ia juga boleh mewujudkan anjakan paradigma dalam bidang diagnostik molekul, merevolusikan cara kami mengesan penyakit berjangkit dan menangani wabak masa depan.