Teknologi yang dapat membaca sinyal molekuler terkait penyakit kardiovaskular dari setetes plasma dalam sekitar 10 menit kini dikembangkan. Selama ini, partikel mikro di dalam darah harus dipisahkan terlebih dahulu, lalu materi genetik di dalamnya diekstraksi kembali. Teknologi baru ini memangkas rangkaian proses tersebut secara signifikan.
Tim peneliti gabungan yang dipimpin Prof. Lee Jun-yeop dari Departemen Oftalmologi Seoul Asan Medical Center dan Prof. Hong Sun-gi dari Departemen Kimia Fisika Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) menyampaikan pada 18 bahwa mereka mengembangkan platform diagnostik “SAFE” untuk menganalisis mikroRNA (miRNA) dalam plasma secara cepat.
Hasil penelitian itu dipublikasikan di jurnal internasional bidang nanoscience dan biomaterial 《Small》, serta dipilih sebagai artikel sampul.
Sinyal penyakit tersimpan dalam “kantong” kecil di dalam darah
Sel-sel di tubuh melepaskan partikel sangat kecil yang menyerupai kantong ke dalam darah. Partikel ini disebut “vesikel ekstraseluler”.
Di dalam kantong kecil tersebut terdapat protein, materi genetik, dan lain-lain. Ketika penyakit muncul di tubuh, kandungannya juga dapat berubah. Dengan membaca perubahan itu, petunjuk terkait penyakit bisa ditemukan.
Fokus tim peneliti adalah “mikroRNA” di dalam vesikel ekstraseluler. MikroRNA merupakan materi genetik kecil yang mengatur berbagai fungsi sel. Karena jenis dan jumlahnya dapat berbeda bergantung pada penyakit, mikroRNA dimanfaatkan dalam riset untuk menemukan petunjuk berbagai penyakit.
Selama ini, untuk membaca sinyal molekuler semacam itu, vesikel ekstraseluler harus dipisahkan terlebih dahulu dari darah, lalu RNA di dalamnya diekstraksi kembali. Karena melewati banyak tahap, prosesnya memakan waktu lama dan membutuhkan peralatan khusus.
SAFE yang dikembangkan tim peneliti memangkas proses tersebut secara signifikan. Mereka memakai metode yang memasukkan bahan uji langsung ke dalam vesikel ekstraseluler sehingga, ketika bertemu mikroRNA target, bahan tersebut memancarkan cahaya.
Dengan menggunakan ultrasonik untuk menggabungkan kantong kecil berisi bahan uji dengan vesikel ekstraseluler, mikroRNA di dalamnya dapat dikonfirmasi tanpa perlu memisahkan vesikel ekstraseluler secara terpisah atau mengeluarkan RNA. Berkat itu, waktu analisis berkurang menjadi sekitar 10 menit.
Analisis 20 pasien penyakit kardiovaskular…akurasi 91,4%
Tim peneliti menguji kinerja SAFE menggunakan plasma dari total 35 orang, yakni 20 pasien penyakit kardiovaskular dan 15 orang sehat. Target analisisnya adalah dua jenis mikroRNA, yaitu “miR-133a” dan “miR-208a”. Keduanya merupakan molekul yang telah diteliti terkait kerusakan otot jantung.
Hasilnya, SAFE membedakan pasien penyakit kardiovaskular dan orang sehat dengan akurasi masing-masing 91,4% menggunakan dua mikroRNA tersebut. Di sini, 10 menit bukanlah waktu yang dibutuhkan untuk menegakkan diagnosis pasti penyakit kardiovaskular, melainkan waktu yang diperlukan untuk mendeteksi dan menganalisis mikroRNA tertentu di dalam plasma.
Penelitian ini juga masih berada pada tahap verifikasi awal dengan 20 pasien dan 15 orang sehat. Agar dapat digunakan dalam praktik klinis, kinerjanya perlu dikonfirmasi pada lebih banyak pasien. Perlu pula ditelaah seberapa besar manfaatnya bagi pasien tertentu dibandingkan elektrokardiogram atau pemeriksaan darah yang sudah ada.
Memangkas proses analisis yang rumit…berpotensi dimanfaatkan di IGD
Pencapaian yang menonjol dalam penelitian ini adalah pemangkasan besar-besaran terhadap proses analisis molekuler yang sebelumnya rumit.
Saat ini, bila infark miokard dicurigai, penilaian dilakukan dengan menggabungkan gejala, elektrokardiogram, serta pemeriksaan darah troponin untuk memeriksa kerusakan otot jantung. SAFE juga, setelah melalui verifikasi tambahan, berpotensi digunakan sebagai sarana untuk melengkapi pemeriksaan yang ada di tempat yang membutuhkan keputusan cepat seperti IGD.
Dengan mengganti mikroRNA yang dianalisis, platform ini juga dapat diterapkan pada riset penyakit lain. Tim peneliti menilai cakupan riset dapat diperluas ke kanker, penyakit neurodegeneratif, serta penyakit oftalmologi, dan lain-lain.
Prof. Lee Jun-yeop mengatakan, “Kami mengembangkan teknologi yang memungkinkan analisis vesikel ekstraseluler yang sebelumnya rumit dilakukan hanya dalam 10 menit,” seraya menambahkan, “Ke depan, kami berharap ini akan membantu mendiagnosis penyakit pasien secara cepat dan akurat serta menentukan terapi di lapangan praktik klinis.”
Prof. Hong Sun-gi menyatakan, “Keunggulan SAFE adalah memungkinkan analisis mikroRNA langsung dari plasma tanpa memisahkan vesikel ekstraseluler atau mengekstraksi RNA,” lalu menambahkan, “Kami akan memperluas verifikasi pada berbagai penyakit dan pasien, serta mengembangkannya menjadi teknologi diagnostik yang dapat digunakan di lapangan layanan kesehatan.”
