blog.fcuzhhorod.com

Mempelajari dan mengobati penyakit manusia dan satwa liar secara bersama-sama mengakui kesamaan mereka dan sering kali menghasilkan terobosan

Bayangkan menemukan spesies hewan yang Anda pikir telah punah, ternyata masih hidup – tanpa melihatnya. Hal serupa terjadi pada spesies katak Brazil Megaelosia bokainensis, yang hilangnya seluruhnya pada tahun 1968 membuat para ilmuwan percaya bahwa ia telah punah. Namun melalui teknik deteksi genetik baru, itu ditemukan kembali pada tahun 2020.

Penemuan seperti ini kini bisa dilakukan berkat pendekatan baru yang memulihkan dan membaca sejumlah jejak DNA yang dilepaskan hewan ke lingkungan. Ini disebut DNA lingkungan, atau eDNA – dan memanfaatkan fakta tersebut setiap hewan melepaskan DNA ke lingkungannya melalui kulit, rambut, sisik, feses atau cairan tubuh saat berpindah ke seluruh dunia.

Sebagai permainan ahli biologi di Universitas Florida Laboratorium Whitney Biosains Kelautan dan Rumah Sakit PenyuKami menggunakan eDNA untuk mendeteksi virus bertanggung jawab untuk a pandemi penyu yang disebut fibropapillomatosisyang menyebabkan tumor yang melemahkan. Kami juga menggunakan eDNA untuk melacak penyu di alam liar.

Namun pada tahun 2020, peneliti kesehatan manusia mulai menggunakan kembali teknik eDNA untuk melacak pandemi COVID-19. Ini adalah contoh yang sangat baik tentang bagaimana penelitian di satu bidang – konservasi satwa liar – dapat disesuaikan dengan bidang lain – mitigasi penyakit manusia. Di masa depan, kami percaya bahwa eDNA akan menjadi alat penting untuk memantau kesehatan manusia dan hewan.

Dari mikroba tanah hingga penyu

Para ilmuwan pada tahun 1980-an dimulai mencari DNA mikroba dalam sampel tanah. Selama 20 tahun berikutnya, teknik ini diadaptasi untuk digunakan pada sampel udara dan air, dan para ilmuwan mulai menggunakan eDNA untuk melacak hewan yang lebih besar dan tanaman.

Meskipun ilmu pengetahuan di balik teknik eDNA rumit, proses pengumpulan dan pengujian sampel sebenarnya relatif sederhana. Sampel disaring melalui kertas yang sangat halus, yang menangkap sel-sel lepas dan untaian DNA. Teknik membaca DNA yang ada biasanya sama dengan yang digunakan pada sampel jaringan atau darah reaksi berantai polimerase kuantitatif atau pengurutan seluruh genom. Para ilmuwan dapat membaca semua DNA yang ada dari setiap organisme – atau hanya menargetkan DNA spesies yang diinginkan.

Para ilmuwan sekarang secara rutin menggunakan eDNA untuk mendeteksi satwa liar yang terancam punah dan spesies invasif. Kemampuan untuk menentukan apakah suatu hewan ada tanpa perlu melihat atau mengamatinya merupakan sebuah lompatan maju yang luar biasa, mengurangi waktu, sumber daya, dan upaya manusia yang diperlukan untuk memantau spesies yang rentan dan untuk melindungi, menguranginya.

Namun, untuk benar-benar melindungi spesies yang terancam punah, bukan hanya hewannya yang harus diawasi, namun patogen yang mengancam kelangsungan hidup mereka. DNA lingkungan mampu mengidentifikasi parasit, jamur dan virus yang dapat menyebabkan penyakit pada satwa liar.

Lacak COVID-19

Sedangkan para ilmuwan awalnya eDNA diterapkan pada deteksi patogen manusia lebih dari satu dekade yang lalu, penggunaan kembali eDNA dalam skala besar baru terjadi pada awal pandemi COVID-19 saat ini, yang memungkinkan teknologi mencapai kemajuan luar biasa dalam waktu yang sangat singkat.

Genom virus corona tidak terdiri dari DNA, melainkan molekul sepupunya, RNA. Jadi para peneliti dengan cepat mengoptimalkan variasi eDNA – eRNA – untuk mendeteksi RNA virus corona di udara dan air kotoran manusia.

Misalnya, di Rumah Sakit Shands Kesehatan Universitas Florida, para peneliti mengumpulkan sampel udara dari kamar rumah sakit milik dua pasien COVID-19. Menggunakan eRNA, mereka punya berhasil mengisolasi dan mengurutkan virus. Konfirmasi udara sebagai jalur utama penularan secara langsung mempengaruhi pedoman kesehatan masyarakat.

Ketika para ilmuwan menerapkan eRNA ke sampel air limbah yang diarsipkanitu tanggal sebenarnya terjadinya SARS-CoV-2 dapat dilacak. Konsentrasi SARS-CoV-2 dalam air limbah di Valencia, Spanyolmencapai puncaknya pada tanggal 9 Maret 2020, namun jumlah kasus klinis baru mencapai puncaknya pada awal April 2020 karena adanya jeda antara infeksi dan gejala klinis yang parah.

Pemantauan prediktif semacam ini mempunyai implikasi besar terhadap sistem layanan kesehatan, sehingga memberikan waktu untuk melakukan persiapan—tidak hanya terhadap COVID-19, namun juga terhadap wabah penyakit di masa depan yang mengancam populasi manusia.

(Memahami perkembangan baru dalam ilmu pengetahuan, kesehatan dan teknologi setiap minggunya. Berlangganan buletin sains The Conversation.)

Persimpangan penyakit

Penyakit manusia dan hewan harus dipelajari bersama-sama. Enam puluh persen patogen yang muncul pada manusia berasal dari hewan – sebagian besar (42%) berasal dari populasi satwa liar, termasuk virus Ebola, Zika, West Nile, dan Marburg. Kalau tidak, manusia juga dapat menularkan patogen ke hewan.

SARS-CoV-2 sudah terinfeksi monyet di kebun binatang di San Diego, kucing besar di kebun binatang di New York Dan cerpelai di peternakan di Eropa – yang mana yang terakhir telah memunculkan varian baru yang mungkin menjadi ancaman baru bagi manusia.

Para dokter, dokter hewan, dan ilmuwan menyebut hal ini sebagai konvergensi kesejahteraan manusia, hewan, dan lingkungan Satu Kesehatan atau EcoHealth. Pelajari dan obati penyakit manusia dan satwa liar bersama-sama mengenali kesamaan mereka dan seringkali menghasilkan terobosan.

Dengan eDNA, semua patogen di suatu lingkungan dapat dipantau, dari mana pun asalnya. Program pemantauan eDNA yang terintegrasi dapat memberikan peringatan dini terhadap penyakit pada manusia, ternak, dan satwa liar dengan biaya yang efektif. – Percakapan | Rappler.com

Jessica Alice Farrell adalah kandidat PhD di bidang Biologi di Universitas Florida.

David Duffy adalah Asisten Profesor Genomik Penyakit Satwa Liar di Universitas Florida.

Liam Whitmore adalah kandidat PhD, Departemen Ilmu Biologi di Universitas Limerick.

Artikel ini diterbitkan ulang dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca artikel asli.