Keparahan Covid-19 Bisa Diprediksi, Caranya?

REPUBLIKA.CO.ID, LONDON — Sebuah studi terbaru menemukan bahwa sampel sel yang didambil sewaktu proses diagnosis pada pasien yang kemudian mengalami Covid-19 dengan gejala parah menunjukkan bahwa respons antivirusnya teredam. Temuan itu dipublikasikan dalam jurnal Cell.

Selama 18 bulan terakhir, para peneliti mempelajari Covid-19 dan virus corona jenis baru (SARS-CoV-2) yang menjadi penyebabnya. Sejauh ini, virus diketahui memasuki tubuh melalui hidung dan mulut hingga kemudian memulai infeksinya di lapisan lendir saluran hidung. 

Para peneliti mengetahui infeksi SARS-CoV-2 yang sebatas mengganggu saluran napas bagian atas cenderung membuat orang bergejala ringan atau tanpa gejala. Namun, ketika infeksi yang berkembang di saluran napas merembet ke paru-paru, orang akan menderita kondisi yang jauh lebih parah dan dapat menyebabkan penyakit fatal.

Para peneliti juga telah mengidentifikasi faktor risiko umum untuk penyakit parah, seperti usia, jenis kelamin, dan obesitas. Namun, masih banyak pertanyaan yang belum terjawab, seperti kapan dan di mana perjalanan Covid-19 yang parah ditentukan.

Apakah jalan menuju gejala berat dimulai hanya setelah tubuh gagal mengendalikan gejala ringan atau malah dimulai lebih awal dari itu? Sekelompok peneliti dari beberapa universitas di Amerika Serikat telah mencoba mencari jawabannya.

Dilansir Times Now News, para peneliti di Ragon Institute of MGH, MIT, Harvard; the Broad Institute of MIT, Harvard; Boston Children's Hospital (BCH), MIT; dan University of Mississippi Medical Center (UMMC) menelusuri kemungkinan jalan menuju penyakit parah ini dapat dimulai jauh lebih awal dari yang diperkirakan. Bahkan, mungkin dalam respons awal yang dibuat tubuh ketika virus memasuki hidung.

Untuk menguji hal tersebut, para peneliti mempelajari sel yang diambil dari hasil tes usap hidung (swab) pasien pada saat awal diagnosis Covid-19. Mereka lalu membandingkan pasien yang bergejala ringan dengan mereka yang kondisinya berkembang lebih parah hingga akhirnya membutuhkan alat bantu pernapasan.

Hasil pengamatan mereka menunjukkan bahwa pasien yang sampai bergejala Covid-19 parah menunjukkan respons antivirus yang jauh lebih teredam dalam sel yang dikumpulkan dari swab test awal tersebut. Itu jika dibandingkan dengan pasien yang bergejala ringan.

"Kami ingin memahami apakah ada perbedaan nyata dalam sampel yang diambil pada awal perjalanan penyakit yang dikaitkan dengan berbagai tingkat keparahan Covid-19 saat penyakit berkembang," ujar rekan peneliti senior Jose Ordovas-Montanes, anggota asosiasi di Klarman Cell Observatory di Broad dan asisten profesor di BCH dan Harvard Medical School.

Jose mengatakan, temuan studi menunjukkan bahwa perjalanan Covid-19 yang parah dapat ditentukan oleh respons antivirus intrinsik tubuh terhadap infeksi awal. Pengetahuan ini sekaligus membuka jalan baru untuk intervensi awal yang dapat mencegah penyakit parah.

Untuk memahami respons dini tubuh terhadap infeksi, Sarah Glover dari Divisi Penyakit Pencernaan di UMMC dan laboratoriumnya mengumpulkan hasil tes swab hidung dari 58 orang. Sebanyak 35 swab berasal dari pasien Covid-19, diambil pada saat diagnosis, dan mewakili berbagai keadaan penyakit dari ringan hingga berat. 

Sebanyak 17 swab berasal dari sukarelawan sehat dan enam berasal dari pasien dengan kondisi gagal napas karena sebab lain. Tim peneliti mengisolasi sel-sel individu dari setiap sampel dan mengurutkannya untuk mencari RNA yang akan menunjukkan jenis protein apa yang dibuat sel-sel tersebut.

Langkah ini adalah sebuah proksi untuk memahami apa yang dilakukan sel tertentu pada saat pengumpulan. Sel menggunakan RNA sebagai instruksi untuk membuat protein, dengan alat, mesin, dan blok bangunan yang digunakan di dalam dan oleh sel untuk melakukan fungsi yang berbeda dan merespons lingkungannya.

Dengan mempelajari kumpulan RNA dalam sel dan transkriptomnya, peneliti memahami bagaimana sel merespons pada saat tertentu terhadap perubahan lingkungan, seperti saat terjadi infeksi virus. Para peneliti bahkan dapat menggunakan transkriptom untuk melihat apakah sel-sel individu terinfeksi oleh virus RNA ,seperti SARS-CoV-2.

Alex Shalek, rekan penulis senior dalam penelitian ini, anggota Institut Ragon MGH, MIT, dan Harvard, dan anggota institut di Broad mengkhususkan diri dalam mempelajari transkriptom sel individu. 

Laboratorium telah membantu mengembangkan pendekatan inovatif untuk mengurutkan ribuan sel tunggal dari sampel klinis input rendah, sebagai usap hidung pasien Covid-19. Mereka menggunakan data yang dihasilkan untuk membuat gambar resolusi tinggi dari respons tubuh yang diatur terhadap infeksi di situs sampel.

"Pendekatan pengurutan sel tunggal memungkinkan kami untuk mempelajari secara komprehensif respons tubuh terhadap penyakit pada waktu tertentu," ujar Shalek, yang juga merupakan seorang profesor di MIT di Institut Teknik dan Sains Medis, Departemen Kimia, dan Institut Koch untuk Penelitian Kanker Integratif.

Lebih lanjut, Shalek mengatakan, ini memberikan kemampuan untuk secara sistematis mengeksplorasi fitur yang membedakan satu perjalanan penyakit dari yang lain serta sel terinfeksi dari yang tidak. Para peneliti dap memanfaatkan informasi untuk memandu pengembangan pencegahan yang lebih efektif dan obat untuk Covid-19 dan infeksi virus lainnya.

Laboratorium Ordovas-Montanes mempelajari respons inflamasi dan memorinya, yang mengkhususkan diri pada sel-sel epitel. Lapisan atas sel, seperti yang melapisi saluran hidung dan dikumpulkan dengan tes swab. 

Tim menemukan bahwa respons antivirus, yang didorong oleh keluarga protein yang disebut interferon, jauh lebih tidak terlihat pada pasien yang kemudian mengembangkan Covid-19 yang parah. Kedua, pasien dengan Covid-19 yang parah memiliki jumlah makrofag dalam kondisi peradangan, sel kekebalan yang berkontribusi terhadap peradangan dalam jumlah tinggi.

Kondisi tersebut sering ditemukan pada Covid-19 yang parah atau fatal. Karena sampel tersebut diambil jauh sebelum Covid-19 mencapai kondisi puncak penyakit pada pasien, kedua temuan ini menunjukkan bahwa perjalanan penyakit dapat ditentukan oleh respons awal atau sangat awal dari sel epitel dan sel imun hidung terhadap virus.

Kurangnya respons antivirus awal yang kuat memungkinkan virus menyebar lebih cepat, meningkatkan kemungkinan virus itu dapat berpindah dari saluran udara atas ke bawah. Perekrutan sel kekebalan inflamasi diketahui dapat membantu mendorong peradangan berbahaya pada penyakit parah.

Akhirnya, tim juga mengidentifikasi sel inang yang terinfeksi dan jalur yang terkait dengan perlindungan terhadap infeksi sel dan respons unik untuk pasien yang kemudian mengembangkan penyakit ringan. Temuan ini memungkinkan para peneliti untuk menemukan strategi terapi baru untuk Covid-19 dan infeksi virus pernapasan lainnya.

Jika seperti yang ditunjukkan oleh bukti tim, tahap awal infeksi dapat menentukan penyakit. Ini membuka jalan bagi para ilmuwan untuk mengembangkan intervensi awal yang dapat membantu mencegah berkembangnya Covid-19 yang parah.

Pekerjaan tim bahkan telah mengidentifikasi penanda potensial penyakit parah, gen yang diekspresikan pada Covid-19 ringan tetapi tidak pada Covid-19 yang parah.

"Hampir semua sampel Covid-19 kami yang parah tidak memiliki ekspresi beberapa gen yang biasanya kami harapkan untuk dilihat dalam respons antivirus," jelas Carly Ziegler, seorang mahasiswa pascasarjana di program Ilmu dan Teknologi Kesehatan di MIT dan Harvard dan salah satu rekan peneliti dalam studi tersebut. 

Ziegler mengatakan, penelitian lebih lanjut mendukung temuan dengan menggunakan alat swab test yang sama yang digunakan untuk mendiagnosis Covid-19 untuk mengidentifikasi kasus yang berpotensi parah, sebelum penyakit parah berkembang, menciptakan peluang untuk intervensi awal yang efektif.