Universitas Cornell telah meluncurkan perangkat bioelektrik yang dapat dengan cepat mengidentifikasi varian virus corona yang berbahaya dan kemungkinan virus lainnya. Perangkat berbasis mikrocip ini menggunakan biomembran untuk mensimulasikan proses infeksi seluler, yang membantu dalam penilaian virus yang cepat dan efektif. Kredit: SciTechDaily.com
Peneliti Universitas Cornell telah mengembangkan perangkat bioelektrik inovatif yang dapat mendeteksi dan mengklasifikasikan varian virus corona dengan meniru proses infeksi pada sebuah microchip.
Perangkat tersebut, yang menggunakan biomembran untuk mensimulasikan lingkungan seluler, dapat dengan cepat menentukan tingkat ancaman potensial setiap varian dan juga dapat beradaptasi dengan virus lain seperti influenza dan campak, menawarkan alat yang cepat dan efektif untuk deteksi dini. virus karakterisasi dan respon.
Para ilmuwan di Universitas Cornell telah mengembangkan perangkat bioelektrik yang dapat mendeteksi dan mengklasifikasikan varian baru virus corona untuk mengidentifikasi varian yang paling berbahaya. Perangkat tersebut berpotensi melakukan hal yang sama untuk virus lainnya.
Teknologi Deteksi Virus Canggih
Perangkat penginderaan tersebut menggunakan membran sel, alias biomembran, pada sebuah microchip yang menciptakan kembali lingkungan seluler untuk — dan langkah-langkah biologis — infeksi. Hal ini memungkinkan para peneliti untuk dengan cepat mengkarakterisasi varian yang perlu dikhawatirkan dan mengungkap mekanisme yang mendorong penyebaran penyakit, tanpa terhambat oleh kompleksitas sistem kehidupan.
“Dalam berita, kita melihat varian-varian yang perlu dikhawatirkan ini muncul terus-menerus, seperti delta, omicron, dan sebagainya, dan itu membuat semua orang ketakutan. Pikiran pertama adalah, 'Apakah vaksin saya mencakup varian baru ini? Seberapa khawatirkah saya?'” kata Susan Daniel, profesor teknik kimia, dan penulis senior makalah yang diterbitkan pada 3 Juli di Komunikasi Alami“Akan butuh waktu untuk menentukan apakah varian ini benar-benar menjadi penyebab kekhawatiran atau akan menghilang begitu saja.”
Fitur Unik Platform Biochip
Meskipun banyak elemen biologis telah dimasukkan ke dalam mikrocip, dari sel hingga organel dan struktur mirip organ, platform baru ini berbeda dari perangkat tersebut karena platform ini benar-benar merangkum isyarat dan proses biologis yang mengarah pada inisiasi infeksi di membran sel dari satu sel. Akibatnya, platform ini mengelabui varian agar berperilaku seolah-olah berada dalam sistem seluler sebenarnya dari calon inangnya.
“Mungkin ada korelasi antara seberapa baik varian dapat mengirimkan genomnya melintasi biomembran dan seberapa mengkhawatirkannya dalam hal kemampuannya untuk menginfeksi manusia,” kata Daniel. “Jika varian tersebut mampu mengirimkan genomnya dengan sangat efektif, itu mungkin merupakan indikator bahwa varian tersebut merupakan varian yang perlu diwaspadai dan harus dipantau secara ketat atau diformulasikan vaksin baru yang menyertakannya. Jika tidak dapat menyebar dengan baik, maka varian tersebut mungkin merupakan varian yang perlu diwaspadai dan tidak terlalu mengkhawatirkan. Intinya adalah kita perlu mengklasifikasikan varian ini dengan cepat sehingga kita dapat membuat keputusan yang tepat, dan kita dapat melakukannya dengan sangat cepat dengan kit kita. Pengujian ini hanya memerlukan waktu beberapa menit, dan 'bebas label', yang berarti Anda tidak perlu benar-benar menandai virus untuk memantau perkembangannya.”
Implikasi Potensial bagi Penelitian Virus
Karena peneliti mampu menciptakan kembali kondisi dan isyarat biologis yang mengaktifkan virus, mereka juga dapat mengubah isyarat tersebut dan melihat bagaimana virus merespons.
“Dalam hal memahami ilmu dasar tentang bagaimana infeksi terjadi dan isyarat apa yang dapat membantu atau menghalanginya, ini adalah alat yang unik,” kata Daniel. “Karena Anda dapat menguraikan banyak aspek dari rangkaian reaksi, dan mengidentifikasi faktor apa yang mendorong atau menghalangi infeksi.”
Kemampuan Beradaptasi dengan Berbagai Virus
Platform ini dapat diadaptasi untuk virus lain, seperti influenza dan campak, asalkan peneliti mengetahui jenis sel apa yang cenderung terinfeksi, serta kekhasan biologis apa yang memungkinkan infeksi tertentu berkembang biak. Misalnya, influenza memerlukan penurunan pH untuk memicu hemaglutininnya, dan virus corona memiliki enzim yang mengaktifkan protein lonjakannya.
“Setiap virus punya caranya sendiri dalam melakukan sesuatu. Dan Anda perlu tahu cara kerjanya untuk mereplikasi proses infeksi tersebut pada sebuah chip,” kata Daniel. “Namun begitu Anda mengetahuinya, Anda dapat membangun platform untuk mengakomodasi kondisi-kondisi khusus tersebut.”
Referensi: “Menciptakan kembali langkah-langkah biologis infeksi virus pada platform bioelektronik bebas sel untuk membuat profil varian virus yang perlu dikhawatirkan” oleh Zhongmou Chao, Ekaterina Selivanovitch, Konstantinos Kallitsis, Zixuan Lu, Ambika Pachaury, Róisín Owens dan Susan Daniel, 3 Juli 2024, Komunikasi Alami.
Nomor Identifikasi Penduduk: 10.1038/s41467-024-49415-6
Rekan penulisnya termasuk mahasiswa doktoral Ambika Pachaury; dan Konstantinos Kallitsis dan Zixuan Lu dari Universitas Cambridge.
Penelitian ini didukung oleh Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), Kantor Penelitian Angkatan Darat, Beasiswa Smith Cornell untuk Inovasi Pascadoktoral, program Schmidt Futures, dan Yayasan Sains Nasional.
NewsRoom.id
