Para peneliti di Penn State telah merekayasa teknologi pengujian cepat untuk mpox, yang sebelumnya dikenal sebagai cacar monyet. Virus mpox, yang ditularkan melalui kontak dekat dengan orang yang terinfeksi dan menyebar ke seluruh dunia tahun lalu, membuat petugas kesehatan bergulat dengan masalah baru. Karena penyakit ini dapat ditularkan sebelum gejala muncul, diagnosis penting dalam membantu menghentikan penyebarannya. Namun, pendekatan diagnostik konvensional, seperti PCR, memakan waktu lama dan memerlukan akses ke peralatan laboratorium yang mahal dan teknisi yang berkualifikasi. Teknologi terbaru ini menggunakan nanopartikel emas yang dapat mengikat asam nukleat virus. Setelah terikat, sifat optik partikel berubah, memungkinkan para peneliti untuk mendeteksi virus dengan cepat dan mudah.
Virus mpox, yang sebelumnya dianggap endemik di beberapa bagian Afrika tengah dan barat, menyebar dengan cepat ke seluruh dunia pada tahun 2022. Meskipun tidak seserius sepupunya yang lebih menakutkan, cacar, mpox masih merupakan penyakit yang tidak menyenangkan, berpotensi menyebabkan demam, rasa sakit dan gatal. ruam, kelelahan, dan nyeri. Sayangnya, penyakit ini menular sebelum gejala muncul, artinya skrining pasien dan diagnosis cepat kemungkinan besar berperan besar dalam membendung virus. Namun, pendekatan diagnostik saat ini biasanya memerlukan analisis PCR dari sampel pasien, teknik yang rumit dan memakan waktu.
“Kami tertarik untuk mengembangkan metode deteksi yang sensitif untuk patogen secara umum, dan juga ingin menerapkan konsep tersebut pada patogen yang muncul seperti mpox, karena ada urgensi dunia nyata untuk uji asam nukleat cepat ini,” kata Dipanjan Pan, salah satu dari pengembang utama dari tes baru. “Akan ada dampak yang signifikan terhadap kesehatan masyarakat sebagai hasil dari teknologi ini.”
Teknologi baru ini didasarkan pada plasmonics, dimana elektron dalam nanopartikel logam berinteraksi dengan cahaya untuk menciptakan sinyal yang dapat dipengaruhi oleh pengikatan asam nukleat. Nanopartikel dalam teknologi saat ini terbuat dari emas, dan juga berinteraksi dengan lapisan tipis hafnium disulfida. Para peneliti memfungsikan partikel dengan untaian DNA yang secara khusus dapat mengikat urutan asam nukleat mpox. Setelah pengikatan ini terjadi, sifat optik partikel nano berubah, memberikan sinyal yang jelas bahwa sampel mengandung mpox.
Gambar menunjukkan uji cepat mpox rakitan nano sebelum (a) dan setelah (e) penambahan DNA mpox. Warna merah dan hijau masing-masing mengkode nanopartikel emas dan nanoplatelet hafnium disulfida. Panah putih menunjukkan nanopartikel emas yang tersebar dan nanopartikel emas yang dikelompokkan. Kredit: Atas kebaikan Dipanjan Pan. Seluruh hak cipta
“Teknik ini tidak memerlukan peralatan yang mahal atau personel yang terampil, dan dapat disesuaikan untuk mutasi di masa mendatang atau munculnya patogen,” kata Pan. “Para ilmuwan berusaha keras untuk menyediakan teknologi mutakhir dan canggih kepada masyarakat yang memungkinkan mereka untuk mendiagnosis diri sendiri atau didiagnosis pada titik perawatan. Inilah yang telah kami lakukan.”
Belajar di jurnal Advanced Functional Materials: Nucleotide-Driven Molecular Sensing of Monkeypox Virus Through Hierarchical Self-Assembly of 2D Hafnium Disulfide Nanoplatelets and Gold Nanospheres
Melalui: Penn State