Ilmuwan Buat Masker Pendeteksi Corona COVID-19, Bakal Gantikan Tes Swab?

Collins mengatakan proyek labnya saat ini dalam "tahap sangat awal," tetapi hasilnya telah menjanjikan. Selama beberapa minggu terakhir, timnya telah menguji kemampuan sensor untuk mendeteksi virus corona baru dalam sampel air liur kecil.

Tim ini juga bereksperimen dengan desain: Saat ini, lab sedang berdebat apakah akan menanamkan sensor di bagian dalam topeng atau mengembangkan modul yang dapat dipasang ke masker yang dijual bebas.

Tim berharap untuk menunjukkan bahwa konsep ini berfungsi dalam beberapa minggu ke depan.

"Begitu kita berada di tahap itu, maka selanjutnya adalah tahap menyiapkan uji coba dengan individu yang diharapkan terinfeksi untuk melihat apakah itu akan bekerja dalam dunia nyata," kata Collins.

Namun, teknologi pengidentifikasi virus secara umum sudah terbukti. Pada 2018, sensor laboratorium dapat mendeteksi virus yang menyebabkan SARS, campak, influenza, hepatitis C, West Nile, dan penyakit lainnya.

"Kami awalnya melakukan ini di atas kertas untuk membuat diagnostik berbasis kertas yang murah," kata Collins. "Kami telah menunjukkan ini bisa digunakan pada plastik, kuarsa, dan juga kain."

Sensor Collins terdiri dari bahan genetik --DNA dan RNA-- yang berikatan dengan virus. Bahan itu dibekukan-dikeringkan di atas kain menggunakan mesin yang disebut lyophilizer, yang menyedot uap air dari bahan genetik tanpa membunuhnya. Itu bisa tetap stabil pada suhu kamar selama beberapa bulan, memberikan masker umur simpan yang relatif lama.

Sensor perlu dua hal supayak aktif. Pertama adalah kelembaban, yang dikeluarkan tubuh kita melalui partikel pernapasan seperti lendir atau air liur. Kedua, mereka perlu mendeteksi urutan genetik virus.

Sebuah laboratorium Shanghai mengurutkan genom virus corona pada Januari 2020. Collins mengatakan sensornya hanya perlu mengidentifikasi segmen kecil dari urutan itu untuk menemukan virus. Begitu mereka melakukannya, mereka dirancang untuk mengeluarkan sinyal neon dalam satu hingga tiga jam.

Sinyal itu tidak terlihat oleh mata telanjang, jadi lab Collins menggunakan perangkat yang disebut flourimeter untuk mengukur cahaya neon. Di luar laboratorium, katanya, pejabat publik dapat menggunakan handheld flourimeter --yang menurut Collins "berharga sekitar satu dolar"-- untuk memindai masker orang.

Timnya sebelumnya telah mengembangkan sensor yang berubah dari kuning menjadi ungu ketika ada virus, jadi sensor pengubah warna juga memungkinkan, katanya, meskipun kelompok tersebut telah mengajukan gagasan itu untuk saat ini.

Collins dianggap sebagai pelopor biologi sintetis, bidang yang menggunakan teknik untuk mendesain ulang sistem yang ditemukan di alam. Ia memenangkan hibah genius MacArthur pada tahun 2003. Pada tahun 2018, labnya menerima hibah $ 50.000 dari Johnson & Johnson untuk mengembangkan sensor pendeteksi virus yang dapat dipasang untuk mantel lab.

Sensor mungkin menawarkan bentuk deteksi yang lebih murah, lebih cepat, dan lebih sensitif daripada tes diagnostik tradisional. Sensor lab untuk Zika, misalnya, dapat mendiagnosis pasien dalam waktu dua hingga tiga jam. Tim memperkirakan pada 2016 bahwa sensor masing-masing biaya sekitar US$ 20, sedangkan tes itu sendiri adalah US$ 1 atau kurang untuk pembuatan.

Tes virus corona, sebaliknya, saat ini membutuhkan waktu sekitar 24 jam untuk berjalan, dan pasien sering tidak menerima hasil selama beberapa hari. Namun, hal itu dapat berubah, setelah Badan Pengawas Obat dan Makanan AS telah mengesahkan tes diagnostik di rumah (saat ini sedang didistribusikan kepada petugas layanan kesehatan dan responden pertama).

Tes yang dikembangkan oleh Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit AS (CDC) menelan biaya sekitar US$ 36, menurut sebuah dokumen yang dirilis oleh Medicare pada bulan Maret. Untuk laboratorium komersial, harganya US$ 51.

Karena sensor Collins sangat spesifik, mereka bahkan dapat mendeteksi berbagai jenis virus. Dalam kasus Zika, sensor mengambil dua jenis virus dari Afrika, satu dari Asia, dan satu lagi dari Amerika.

Para ilmuwan telah melacak virus corona kembali ke dua garis keturunan utama: satu yang berasal dari Asia dan lainnya yang telah menjadi lebih umum di Eropa, Amerika Utara, dan Australia. Meskipun lab MIT masih menguji segmen virus corona, ada peluang bagus teknologinya akan dapat mendeteksi perbedaan-perbedaan ini: Tim sebelumnya menemukan bahwa pengujiannya memiliki kemungkinan 48% untuk mengidentifikasi mutasi pada satu titik.

Screener bandara sering mengandalkan pemeriksaan suhu untuk menandai pelancong yang mungkin memiliki infeksi virus corona. Metode ini juga digunakan di negara-negara yang memiliki pembatasan penguncian yang longgar.

Tetapi pemeriksaan suhu kehilangan sebagian besar infeksi, termasuk pasien yang tidak menunjukkan gejala atau pra-gejala atau sedang mengalami gejala selain demam. Collins berpikir sensornya dapat mengidentifikasi lebih banyak kasus dengan mendeteksi virus itu sendiri, daripada gejalanya.

Tujuan aspirasi laboratorium, katanya, adalah untuk mulai membuat topeng untuk distribusi publik pada akhir musim panas.

"Saat ini kami dibatasi oleh waktu dan bakat karena kami memiliki tim yang relatif kecil," katanya. "Kita terbatas dalam berapa banyak yang bisa kita miliki di laboratorium, dan mereka semua bekerja sekeras yang mereka bisa."