Polymerase Chain Reaction (PCR): Pengertian dan Penggunaan

Metode polymerase chain reaction (PCR) yang ditemukan oleh seorang ilmuwan bernama Kary Mullis pada tahun 1984 dianggap sebagai salah satu perkembangan revolusioner dalam dunia ilmiah. Berkat PCR dan perkembangan serupa, banyak informasi telah diperoleh tentang keragaman gen dan interaksi antar gen. Laboratorium mikrobiologi adalah salah satu area di mana teknik PCR banyak digunakan. Di laboratorium tersebut, berkat metode pcr, banyak mikroba penyebab berbagai penyakit pada manusia dapat dideteksi.

Tes PCR (Polymerase Chain Reaction - Polymerase Chain Reaction) merupakan tes yang sering dibicarakan saat ini akibat merebaknya virus corona. Tes yang digunakan untuk diagnosis virus corona ini memiliki banyak kegunaan, terutama di bidang kesehatan. Pada artikel kali ini judul-judul seperti apa sih sebenarnya tes PCR itu, untuk tujuan apa digunakan, cara penerapan tes PCR, dan apa yang harus diperhatikan kapan diterapkan, bagaimana penggunaannya pada virus corona sudah diteliti di detail.

Apa tes PCR itu?

PCR (Polymerase Chain Reaction adalah nama umum yang diberikan untuk reaksi yang diterapkan untuk meningkatkan wilayah tertentu secara enzimatis dalam DNA. Metode PCR dapat secara singkat dinyatakan sebagai replikasi atau replikasi DNA berulang untuk beberapa kali.

Metode ini juga dapat digambarkan sebagai "in vitro" yaitu kloning urutan asam nukleat in vitro. Tes PCR adalah teknik pengenalan molekuler. Tes ini, yang memiliki kemampuan untuk membedakan bahkan sejumlah kecil mikroba, merupakan teknik canggih dan sangat sensitif di antara pemeriksaan diagnostik molekuler.

Bagaimana tes PCR dilakukan?

Teknik PCR (Polymerase Chain Reaction) didasarkan pada pemisahan dua untai DNA dengan cara memaparkannya pada suhu tinggi, yaitu menjadi untai tunggal, kemudian oligonukleotida sintetik mengikat DNA target untuk memastikan pemanjangan rantai dan mengulangi siklus ini selama beberapa kali. Berkat fitur ini, dimungkinkan untuk mendeteksi bahkan sejumlah kecil mikroba dengan mereproduksi mereka dengan tes PCR.

Apa area penggunaan tes PCR?

Menemukan teknik replikasi asam nukleat untuk tujuan diagnostik dianggap sebagai perkembangan penting dalam ilmu kedokteran. Dengan kemajuan teknologi ini, tes PCR, yang akan menjadi standar dalam penggunaan klinis, juga dapat memberikan perlindungan terhadap efek samping obat penting yang mungkin terjadi selama pengobatan dengan mendeteksi gen pasien yang terkait dengan obat ini dalam perawatan obat yang dipersonalisasi. perencanaan.

Mengganggu siklus hidup normal sel dan memiliki sifat ganas dengan kecenderungan membelah secara terus menerus dapat menyebabkan kanker. Perbedaan gen yang berkaitan dengan siklus sel, perbaikan DNA dan sinyal pertumbuhan dalam sel kanker yang terus membelah dapat dideteksi dengan metode PCR. Tes PCR, yang saat ini merupakan area aplikasi terbatas dalam pendekatan diagnostik untuk semua jenis kanker, dapat berkontribusi pada diagnosis beberapa jenis kanker seperti kanker kandung kemih, kanker payudara, kanker kolorektal, dan kanker endometrium.

Metode PCR juga merupakan tes yang efektif untuk mendeteksi virus dalam sampel yang dimiliki tubuh manusia. Pada penyakit yang disebabkan oleh bakteri, dapat berperan dalam diagnosis penyakit tersebut pada tahap awal, terutama pada penyakit yang diduga disebabkan oleh bakteri yang terlambat dibudidayakan.

Tes PCR, yang dapat memberikan manfaat diagnostik pada penyakit hewan serta penyakit menular pada manusia, juga digunakan dalam diagnosis dan perencanaan perawatan veteriner.

Tes PCR digunakan dalam banyak penelitian, studi, dan penentuan fitur yang tidak diketahui, berdasarkan diagnosis. Berbagai kegunaan tes PCR di bidang kesehatan dapat diringkas sebagai berikut.

Diagnosis pembawa dan pasien pada penyakit keturunan

Cacat pada gen ini dapat dideteksi dengan memperkuat urutan gen dalam uji PCR. Kemampuan untuk mendiagnosis lebih awal bahkan pada operator adalah keuntungan besar dari tes ini.

Diagnosis prenatal

Kelainan prenatal pada janin bisa dideteksi dengan cara ini. Kelainan ini biasanya disebabkan oleh penyakit genetik.

Deteksi organisme patogen dalam sampel klinis

Ini memiliki kontribusi besar dalam membedakan organisme patogen dengan meningkatkan bahkan sejumlah kecil mikroba. Ini adalah teknik yang cepat dan sensitif dalam diagnosis penyakit. Dalam deteksi virus korona, organisme patogen dapat dikenali dan didiagnosis dengan cara ini.

Kedokteran Forensik

Dalam metode ini, analisis DNA penjahat dapat dilakukan dengan mereplikasi urutan gen yang dilakukan dalam uji PCR. Oleh karena itu, ini sangat penting dalam kedokteran forensik.

Penelitian terkait kanker

Mutasi pada gen pembentuk tumor dapat dideteksi dengan pengujian PCR.

Tes garis ayah
Generasi penyelidikan / kloning / studi ekspresi gen
Generasi sampel DNA dalam jumlah besar dalam analisis urutan DNA
Penentuan urutan gen yang tidak diketahui
Mempelajari DNA masa lalu dan menjelaskan evolusi biologis
Pengembangan vaksin di bidang bioteknologi
Memastikan bayi lahir normal dengan melakukan tes genetik pra implantasi kemudian melakukan implantasi dalam satu sel dengan fertilisasi in vitro
Pengembangan teknik yang digunakan dalam diagnosis perkawinan sedarah genetik pada banyak tumbuhan dan hewan seperti RAPD yang diturunkan dari PCR, AFLP, SSR dan ISRR.
Investigasi interaksi protein DNA (footprinting).

Tes PCR merupakan pemeriksaan yang memiliki banyak kegunaan di bidang pangan dan pertanian selain kegunaannya dalam bidang kesehatan tersebut di atas.

Keamanan pangan adalah salah satu faktor yang secara signifikan mempengaruhi kesehatan, dan penyakit serius dapat terjadi akibat mengonsumsi makanan yang terkontaminasi atau terinfeksi virus. Metode PCR juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi faktor-faktor ini yang mungkin merupakan faktor penyakit terkait kesehatan makanan.

Pada penyakit apa tes PCR dapat digunakan?

Tes PCR merupakan pemeriksaan yang memiliki kegunaan penting dalam diagnosis penyakit mikroba. Tes PCR mungkin berguna untuk mendiagnosis gangguan yang disebabkan oleh berbagai kondisi bakteri, virus, parasit, atau jamur (jamur):

Penggunaan Tes PCR dalam Diagnosis Penyakit Bakteri

Selain untuk mendeteksi bakteri patogen, tes PCR juga dapat berguna untuk mendeteksi gen resistensi terhadap antibiotik yang digunakan pada makhluk hidup tersebut. Misalnya pada infeksi tenggorokan yang disebabkan oleh bakteri streptococcus, sampel usap dapat diambil dari tenggorokan atau setelah pemberian antibiotik, clostridium difficile, yang dapat menyebabkan diare, dan bakteri e.coli yang dapat menyebabkan infeksi usus dapat diperoleh dalam waktu yang lebih singkat. waktu daripada budaya.

Selain bakteri tersebut, tes PCR juga dapat digunakan dalam diagnosis infeksi paru yang disebabkan oleh bakteri seperti mycoplasma, chlamydia dan legionella, yang merupakan agen pneumonia atipikal (berbeda dari normal). Hasil kultur bakteri penyebab penyakit pada infeksi yang disebabkan oleh faktor pneumonia atipikal memakan waktu yang cukup lama. Bakteri ini dapat dideteksi dalam waktu yang lebih singkat dengan melakukan tes PCR pada sampel usap tenggorokan yang diambil dari pasien tersebut.

Penggunaan Tes PCR dalam Diagnosis Penyakit Viral

Salah satu kegunaan pertama pengujian PCR adalah untuk mendiagnosis penyakit virus. Virus herpes simpleks (HSV), yang menyebabkan perkembangan lesi yang dikenal sebagai luka dingin, menyebabkan gejala klinis yang melibatkan area genital, kulit, dan sistem saraf pusat. Jika penyakit ini mempengaruhi struktur otak dan pasien tidak mendapat pengobatan yang tepat, kemungkinan penyakit menjadi fatal dapat meningkat hingga 70%. Dengan menyelidiki beberapa gen dalam DNA virus ini dengan tes PCR, keberadaan virus ini dapat dideteksi 1 hari setelah timbulnya gejala klinis.

Dengan tes PCR selain virus ini, virus varicella zoster yang merupakan agen dari cacar air, virus Epstein-Barr, yang dapat memicu perkembangan limfoma, virus JC dan BK yang dapat menyebabkan kerusakan signifikan pada ginjal dan otak, parvovirus b19 dan influenza, yang menyebabkan penyakit yang dikenal sebagai penyakit ke-5 pada anak-anak. Faktor ketidaknyamanan pernapasan seperti adenovirus dan coronavirus juga dapat dideteksi.

Apa peran pengujian PCR dalam diagnosis Covid-19?

Tes PCR merupakan tes yang sangat penting untuk pengendalian dan pencegahan epidemi penyakit COVID-19 yang disebabkan oleh jenis baru virus corona (SARS-CoV-2), yang dalam waktu singkat telah mempengaruhi seluruh dunia. Tes RT-PCR waktu nyata sangat membantu dalam mendiagnosis penyakit dini. Ada risiko hasil positif palsu atau negatif palsu atas dasar kecurigaan tentang tes ini.

Tidak ada masalah yang terjadi pada hasil sebagian besar tes PCR yang dilakukan untuk diagnosis Covid-19. Tes ini dapat menghasilkan hasil negatif palsu, karena pasien tidak memiliki viral load yang dapat dideteksi sejak dini. Oleh karena itu, pengambilan sampel harus dilakukan dengan benar dan tepat waktu agar uji PCR memberikan hasil yang benar.

Tes diagnostik virus korona ada dua jenis yaitu tes molekuler dan serologis. Tes yang digunakan dalam mendiagnosis Covid-19 dapat dilakukan dengan bantuan materi genetik virus (bisa berupa DNA atau RNA) atau deteksi antibodi yang dibuat oleh sel pertahanan melawan virus dengan mengaktifkan sistem kekebalan tubuh. bahan antigenik. Tes yang digunakan untuk mendeteksi materi genetik virus disebut tes molekuler, sedangkan tes yang mencoba mendeteksi antigen-antibodi virus disebut tes serologis.

Tes antibodi-antigen, yaitu tes serologis, adalah tes yang digunakan untuk mendeteksi tahapan infeksi virus yang telah atau sedang berlangsung. Tes PCR real-time dapat digunakan untuk mengkonfirmasi tes serologis pada virus Corona. Tes yang akan digunakan dapat bervariasi tergantung pada stadium penyakitnya.

Tes PCR yang merupakan bagian penting dari studi pencegahan dan pengendalian terkait epidemi virus Corona dapat memberikan diagnosis dini pada penyakit ini berkat kemudahan dan spesifisitasnya. Mendeteksi false negative atau false positivity adalah salah satu masalah utama dalam penggunaan tes PCR dalam diagnosis Covid-19. Oleh karena itu, kesesuaian gejala dan temuan pasien dengan tes PCR dapat dipertimbangkan dalam diagnosis klinis COVID-19.

Hal utama yang digunakan uji PCR dalam mendiagnosis virus corona adalah mendeteksi gen enzim RNA polimerase, yaitu materi genetiknya, yang dapat ditemukan bergantung pada RNA pada virus. Tes ini harus diterapkan oleh ahli mikrobiologi dan laboratorium yang berpengetahuan luas. Jika tidak, itu dapat menyebabkan hasil yang sangat salah. Akibat hasil yang salah, bisa jadi penyakit tersebut tidak dapat didiagnosis. Ini memungkinkan virus menyebar lebih jauh.

Jika hasilnya negatif, kemungkinan pengujian yang dilakukan secara tidak benar harus dipertimbangkan. Waktu pengambilan sampel dan apakah sampel diambil dengan benar juga sangat penting agar tes memberikan hasil yang akurat. Kinerja tes PCR bervariasi sesuai dengan kelimpahan RNA dalam sampel, seperti yang didiagnosis dari deteksi RNA. Oleh karena itu, kualitas sampel yang diambil juga sangat penting untuk efisiensi pengujian ini. Selain itu, transfer sampel yang diambil secara tidak tepat dapat menyebabkan hasil yang tidak akurat.

Kesalahan teknis yang tidak disebabkan oleh orang yang melakukan tes, seperti mutasi virus atau penghambatan tes PCR, adalah di antara kesalahan lain yang mungkin terjadi selama penerapan tes.

Ada dua jenis aplikasi untuk PCR saat ini. Jenis ini adalah tes PCR yang memberikan hasil waktu nyata dan memberikan hasil yang cepat. Meskipun membutuhkan waktu 3-4 jam untuk mendapatkan hasil dalam tes PCR waktu nyata, waktu ini dapat dikurangi menjadi 1,5 jam dalam tes PCR yang memberikan hasil yang cepat. Jenis uji PCR waktu nyata ini digunakan di Turki.

Pada tes PCR yang diterapkan untuk diagnosis virus corona, perlu dilakukan pengambilan sampel dari organ yang termasuk dalam saluran pernafasan, seperti usap nasofaring (pengambilan swab dari hidung dan tenggorokan) atau sampel dahak dari saluran pernafasan bagian bawah. Metode yang berbeda dapat digunakan untuk mengambil sampel ini. Pengambilan sampel dengan usap tenggorokan merupakan salah satu metode yang dapat memberikan hasil yang tepat untuk minggu pertama.

Jika penyakit berlanjut, yaitu ketika pasien menjadi pneumonia, virus menyebar dengan cepat di paru-paru, sedangkan jumlah di tenggorokan berkurang dan menghilang sehingga sampel yang diambil dari tenggorokan mungkin tidak bermakna untuk diagnosis. Oleh karena itu, sejak penyakit berkembang setelah minggu pertama penyakit, diagnosis dapat ditegakkan melalui sputum, yaitu bahan batuk.

Setelah sampel diambil pada waktu yang tepat dan dengan cara yang benar, sampel ditempatkan dalam media transport virus cair yang memungkinkan RNA virus masuk ke dalam larutan. RNA yang lewat dari sampel ke larutan kemudian dipisahkan dari larutan ini, dan RNA ini kemudian diperkuat untuk memudahkan identifikasi. Dari RNA yang direplikasi, jenis virus yang dimiliki RNA ditentukan oleh sejumlah tes di laboratorium dan dengan demikian diagnosis dibuat.

PCR; Denaturasi dilakukan pada kisaran 94 ° C-98 ° C, pemisahan dua untai DNA yang terpapar suhu tinggi, anil antara 37 ° C -65 ° C, yaitu pengikatan oligonukleotida sintetis ke DNA target (hibridisasi) dan Ini terdiri dari 3 tahapan yaitu tahapan elongasi, dan tahapan ini dilakukan dengan mengulangi sejumlah tahapan dalam satu siklus tertentu.

Selain tes virus korona yang memberikan hasil langsung, kekurangan dari tes PCR adalah memberikan hasil di lain waktu, tetapi metode PCR mendeteksi bahkan sejumlah kecil patogen, yang menunjukkan bahwa metode ini lebih sensitif dibandingkan metode lain. metode. Fakta bahwa tes ini lebih sensitif dapat dihitung di antara kelebihan tes ini dibandingkan tes lainnya. Teknik PCR juga merupakan metode yang sangat menguntungkan karena mengurangi paparan radioaktivitas yang dihasilkan dari beberapa tes pencitraan.

Metode diagnostik radioaktif umumnya dikenal karena kerusakannya pada tubuh.Karena fitur ini, teknik PCR menjadi lebih menonjol dan lebih dapat digunakan di antara metode diagnostik.

Apa saja gejala yang menunjukkan bahwa intervensi medis diperlukan pada penyakit Covid-19?

Penyakit Covid-19, yang berkembang dengan gejala infeksi saluran pernapasan ringan hingga sedang pada beberapa orang, dapat menyebabkan sesak napas yang secara bertahap memburuk pada beberapa orang. Pada kelompok pasien lain, terjadi penurunan nilai oksigen orang, meskipun mereka dapat bernapas dengan normal. Perhatian harus diberikan, karena kondisi yang disebut silent hypoxia dan gejala seperti sesak napas dapat berkembang menjadi masalah kesehatan yang dikenal sebagai sindrom gangguan pernapasan akut (ARDS) yang memerlukan penanganan segera.

Selain sesak napas yang tiba-tiba, gejala lain seperti pusing yang tidak terduga, detak jantung cepat, dan peningkatan keringat dapat menyertai orang yang mengembangkan ARDS. Terdapat berbagai tanda dan gejala pada pasien Covid-19 yang mengindikasikan bahwa kondisi tersebut dapat berkembang menjadi ARDS:

Kesulitan bernapas atau sesak napas
Nyeri tekan atau ketidaknyamanan yang dirasakan di dada atau tubuh bagian atas yang cenderung tidak berkurang
Kebingungan tiba-tiba
Perubahan warna biru keunguan, terutama pada bantalan kuku, gusi, area mata dan bibir
Demam itu tidak berkurang meski telah dilakukan berbagai intervensi
Tangan dan kaki dingin
Melemahnya denyut nadi.

Tes diagnostik virus Corona, yang diterapkan di laboratorium profesional pada waktu yang tepat dan dengan metode yang tepat, merupakan bagian penting dari proses pengendalian wabah. Oleh karena itu, pasien yang merasa memiliki gejala serupa disarankan untuk melamar ke puskesmas terdekat agar dapat mengakses pengobatan yang sesuai.