Pandemi Covid-19 membuktikan bahwa wabah bisa terjadi kapanpun. Siap ataupun tidak kita harus tetap melaluinya. Ketersediaan alat pendeteksi virus dan alat medis yang menopang kesembuhan seperti ventilator sangat dibutuhkan oleh para pasien Covid-19. Tingkat keparahan pasien terkadang menjadi acuan tindakan apa saja yang harus dilakukan tim media agar jiwa pasien bisa selamat. 

Alat pendeteksi tidak hanya digunakan untuk virus saja namun ada juga yang mendeteksi tingkat keparahan pasien. Kecerdasan buatan memprediksi bagaimana tingkat keparahan infeksi pada pasien termasuk pasien Covid-19.

Para peneliti di University of California San Diego School of Medicine yang dipimpin oleh Pradipta Ghosh menggunakan algoritme kecerdasan buatan (AI) untuk menyaring terabyte data ekspresi gen “aktif” atau “mati” selama infeksi yang digunakan untuk mencari pola yang sama pada pasien dengan pandemi sebelumnya. Alat ini dapat mendeteksi infeksi virus sejenis termasuk SARS, MERS dan flu babi. Penelitian ini diterbitkan di eBiomedicine. 

Satu set 166 gen menerangkan bagaimana sistem kekebalan manusia merespons infeksi virus. Kemudian ada set 20 gen tanda tangan memprediksi tingkat keparahan penyakit pasien. Data ini nantinya dapat digunakan untuk memercepat tindakan kebutuhan untuk rawat inap atau menggunakan ventilator mekanik. Utilitas algoritme dari kecerdasan buatan divalidasi menggunakan jaringan paru-paru yang dikumpulkan dari otopsi pasien yang meninggal karena Covid-19 dan juga hewan yang terinfeksi.

Selama infeksi virus, sistem kekebalan melepaskan protein kecil yang disebut sitokin ke dalam darah. Protein ini memandu sel-sel kekebalan ke tempat infeksi untuk membantu menyingkirkan infeksi. Namun, terkadang, tubuh melepaskan terlalu banyak sitokin, menciptakan sistem kekebalan yang menyerang jaringan sehatnya sendiri. Kecelakaan ini, yang dikenal sebagai badai sitokin, diyakini sebagai salah satu alasan beberapa pasien yang terinfeksi virus, termasuk beberapa dengan flu biasa menyebabkan kematian pada pasien.

Tetapi sifat, tingkat dan sumber badai sitokin yang fatal termasuk siapa yang paling berisiko dan bagaimana cara terbaik untuk menanganinya belum diketahui dengan jelas.

Data yang digunakan untuk menguji dan melatih algoritme berasal dari sumber data ekspresi gen pasien yang tersedia untuk umum yakni semua RNA ditranskripsi dari gen pasien dan dideteksi dalam sampel jaringan atau darah. Setiap kali satu set data baru dari pasien dengan Covid-19 tersedia, tim mengujinya dalam model yang mereka. Peneliti kemudian melihat pola ekspresi gen yang sama setiap saat.

Baca Juga

Ekologi Sintetis, Merekayasa Lingkungan dengan Mikrobiom 

Bakteri Usus Ternyata Pengaruhi Rasa Takut pada Bayi 

Wow! Manusia Ternyata Bisa Hidup Sampai 150 Tahun  

Dengan memeriksa sumber dan fungsi gen-gen tersebut dalam set gen signatur pertama, penelitian ini juga mengungkapkan sumber badai sitokin yaitu sel-sel yang melapisi saluran udara paru-paru dan sel darah putih yang dikenal sebagai makrofag dan sel T. Selain itu, hasilnya menjelaskan konsekuensi badai yakni kerusakan pada sel saluran napas paru-paru yang sama dan sel pembunuh alami, sel kekebalan khusus yang membunuh sel yang terinfeksi virus.

“Kita bisa melihat dan menunjukkan kepada dunia bahwa sel-sel alveolar di paru-paru kita yang biasanya dirancang untuk memungkinkan pertukaran gas dan oksigenasi darah kita, adalah salah satu sumber utama badai sitokin.” kata Das. Selanjutnya,  tim bersama dengan tim Humanoid memodelkan paru-paru manusia dalam konteks infeksi Covid-19 untuk memeriksa efek akut dan pasca Covid-19.

Para peneliti berpikir informasi tersebut dapat membantu memandu pendekatan pengobatan untuk pasien yang mengalami badai sitokin dengan memberikan target seluler dan tolak ukur lebih efisien.

Untuk menguji teori mereka, tim melakukan pra-perawatan pada tikus dengan versi pendahulu Molnupiravir, obat yang saat ini sedang diuji dalam uji klinis untuk pengobatan pasien Covid-19, atau antibodi penetral SARS-CoV-2. Setelah terpapar SARS-CoV-2, sel-sel paru-paru tikus yang diobati dengan kontrol menunjukkan tanda tangan ekspresi 166 dan 20 gen terkait pandemi. Tikus yang dirawat menunjukkan keefektifan perawatan yang sebelumnya dianalisis oleh kecerdasan buatan dalam mempresikdi badai sitokin.

“Kami sedang membangun alat yang relevan tidak hanya untuk pandemi hari ini, tetapi untuk pandemi berikutnya.” Ungkap Ghost yang juga direktur Institute for Network Medicine dan direktur eksekutif HUMANOID Center of Research Excellence di UC San Diego School of Medicine