Virus corona: Deteksi Covid-19 berbasis SPR, 'inovasi pertama di Indonesia'
News

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

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

Melibatkan peneliti universitas, lembaga negara, dan 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 sampel dengan teknik PCR memiliki tingkat akurasi yang tinggi dibanding tes pengujian dengan teknik asing.

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

Kendala itu dia klaim bisa diatasi dengan pengujian berbasis mesin SPR (Surface Plasmon Resonance) —perangkat yang sanggup digunakan untuk mendeteksi biomolekul dengan prinsip sensor berbasis optik.

Melalaikan kerja sama para peneliti dibanding Institut Teknologi Bandung (ITB), Universitas Padjajaran (Unpad), Badan Pengkajian serta Penerarapan Teknologi (BPPT), PT Tekad Mandiri Citra, dan PT Spesialis Biomedika Indonesia, mesin ini dikembangkan sebagai alat deteksi virus SAR CoV2.

Cara kerja

Sebagai alat deteksi Covid 19, mesin ini akan beroperasi membaca mikrochip yang telah ditanami bioreseptor yang terbuat dari zat putih telur rekombinan atau antibodi yang spesifik dan dapat mengenali atau menangkap virus SAR- CoV2.

Perangkat SPR ini merekam perubahan indeks pancaran medium sampel sebagai respon sejak jumlah virus yang tertangkap dalam chip sensor.

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

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

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

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

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

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

“Karena ikatan dalam sini spesifik, jadi dia hanya lewat saja. Itu nanti dalam sinyal SPR-nya akan flat. Tetapi, kalau sampel di sini ada virus Covid-nya, nanti dia hendak tertangkap.

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

Buatan uji sampel melalui SPR mau ditunjukkan dalam bentuk kurva. Kondominium untuk hasil negatif, sedangkan kurva naik atau turun untuk hasil positif.

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

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

“Seperti kita ketahui (dalam) teknik PCR, sampel swab perlu ada metode tambahan karena yang ingin kita cek itu komponen di pada virus, material genetiknya. Jadi kudu dipecah dulu, kemudian materi genetiknya diamplifikasi. ”

“Kalau prinsip SPR, tak perlu melakukan proses tambahan laksana PCR tadi. Jadi tidak perlu memecah struktur virusnya, tapi mampu langsung menangkap virusnya karena virusnya punya reseptor yang ada pada luarnya, ” ujar Isa pada wartawan di Bandung, Yuli Saputra, yang melaporkan untuk BBC News Indonesia.

Mendeteksi lebih banyak sampel

Keunggulan yang lain, mesin SPR bisa mendeteksi empat hingga delapan sampel sekaligus di dalam satu kali proses, sehingga menghemat waktu banyak.

Lebih jauh, cara preparasi chip sensor tidak seluruhnya dilakukan di laboratorium BSL3, dengan akan memudahkan tenaga kesehatan di melakukan pengujian dan tidak perlu berlama-lama mengenakan APD lengkap.

“Sejam untuk empat sampel. Hitungan preparasi chip sensor untuk menanam bioreseptor ini tidak kita masukan karena itu bisa preparasi di sungguh ruangan BSL. Jadi kita menghitungnya untuk eksperimen yang dilakukan di BSL, karena itu lebih mengandung untuk tim tenaga kesehatan, ” kata Doktor Teknik Biomedikal ITB ini.

Deteksi Covid 19 SPR saat itu masih dalam proses pengembangan, melibatkan tim dari ITB, Unpad, BPPT, PT Tekad Mandiri Citra, & PT Pakar Biomedika Indonesia. Sekitar ini, inovasi tersebut menunjukkan buatan yang menggembirakan, terutama terkait akurasi.

“Untuk akurasi, sebenarnya kita belum menilai real sample. Mudah-mudahan akhir kamar ini, kita bisa melakukan pemeriksaan untuk real sample. Kita dalam sini sebatas menguji bagian daripada virus di laboratorium non BSL. ”

Seperti kita tahu, virus ada bagian spike-nya. (Ketika) kita melangsungkan pengujian, sejauh ini, responnya telah bagus, selalu menunjukkan interaksinya telah ada. Untuk akurasinya kita belum bisa memberikan secara eksak. Saja dari segi sensitifitas, kami yakin teknik SPR ini sensivitasnya agung, ” papar Isa.

Belum 100% rekaan lokal

Dalam riset deteksi Covid 19 nonPCR ini, Isa menyebutkan, awak berhasil menciptakan reagen bioreseptor tunggal. Hasil ini diklaim sebagai permutasi pertama di Indonesia, bahkan pada dunia masih terbilang sedikit, karena secara umum masih terfokus dalam PCR.

“Dari bioreseptor tadi yang kita desain, tiga ini kita mampu produksi sendiri, dari antibodi, zat putih telur rekombinan yang hasil desain Unpad ini, kita bisa buat sendiri. Memang dalam hal ini, untuk kondisi saat ini, dari saya masih sebatas mengejar proof of concept bahwa teknik SPR ini bisa mendeteksi keberadaan virus. ”

“Jadi di sini, 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 yang sama. Mesin SPR itu produksinya sudah banyak., ” jelas Isa.

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

Sayangnya, sebutan Isa, deteksi Covid 19 SPR ini memiliki kekurangan, yakni unit dan chip sensornya masih impor. Menurutnya, Indonesia belum memiliki teknologi yang mumpuni untuk memproduksi perangkat SPR, apalagi chip sensor. Padahal banyak anak bangsa yang berharta membuatnya.

“Dari kami ingin membuat sendiri, akan tetapi memang keterbatasan waktu, butuh zaman yang cepat, sedangkan untuk pengerjaan mesin SPR dan chip sensornya ini memang butuh teknologi tinggi. Yang pertama, kita perlu lihat chip sensornya itu ada susunan emas itu sangat tipis sekadar itu hanya setebal 50 nanometer. ”

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

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

Biar masih impor, namun menurut Isa, harga pembelian SPR dan chip sensornya masih lebih murah dibanding mesin PCR.

Adanya kendala teknologi pula diungkapkan Irvan Faizal, Kepala Program Biofarmasi, Badan Pengkajian dan Implementasi Teknologi (BPPT). Irvan menyebutkan, Indonesia belum mampu memproduksi komponen di mesin SPR.

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

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

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

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

Target produksi

Proyek deteksi Covid 19 berbasis SPR ini telah menyentuh 70%. Menurut Irvan, target asal adalah menghasilkan reagennya, sementara produksi mesin SPR harus melewati pekerjaan panjang.

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

“Sebanyak 100 reagen akan kita uji coba dan ini menjelma tahapan awal dari produksi. Nanti akan diproduksi lebih lanjut, jika uji coba nilai sensitivitas serta spesifitasnya, bagus, ” ujar Irvan yang juga menjabat sebagai Carik 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 kaidah ke depannya dari SPR tersebut akan menarik untuk dipakai pada diagnosis penyakit-penyakit berbahaya lain di Indonesia, ” kata Isa.

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

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

Apalagi, deteksi Covid 19 berbasis SPR memiliki berbagai keunggulan, antara lain relatif cepat, teliti, dan mudah. Selain itu, dengan mendeteksi antigen, alat ini mampu berfungsi untuk deteksi dini kasus positif Covid 19.

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