Point of Care Diagnostic untuk Deteksi Penyakit Ginjal Yang Lebih Mudah, Murah, dan Cepat

  • Post author:
  • Post category:Berita
  • Reading time:7 mins read

Diabetes dan hipertensi telah menjadi penyebab utama nefropati  atau penyakit ginjal. Di Amerika Serikat menyebutkan bahwa nefropati diabetik menyebabkan sekitar 40%  kasus penyakit ginjal tahap akhir atau gagal ginjal. Di Cina dilaporkan insiden gagal ginjal dan kematian karena gagal ginjal yaitu 31 dan 21 orang per 100.000 penduduk berumur 40 tahun keatas. Di Indonesia, Nefropati/penyakit ginjal yang berkembang menjadi gagal ginjal semakin meningkat, yang dapat dilihat dari semakin meningkatnya pasien yang menajalani hemodialisis.

Menurut Riset Kesehatan Dasar (RISKESDA), prevalensi penyakit ginjal kronis pada tahun 2018 telah meningkat dua kali lipat dibandingkan tahun 2013, sedangkan data dari Indonesian Renal Registry tahun 2018 memperkirakan bahwa pasien gagal ginjal yang memerlukan hemodisalisis mencapai 499 orang setiap 1 juta penduduk. Pemeriksaan laboratorium secara dini dan penatalaksanaan yang baik dapat mencegah  berkembangnya nefropati menjadi gagal ginjal bahkan kematian. 

Selama ini adanya  kelainan ginjal dilakukan melalui deteksi kreatinin yang sebenarnya kurang sensitif (kerusakan ginjal mencapai 50%), dan pemeriksaan  mikroalbuminuria yang mahal dan tidak praktis karena menyulitkan pasien dalam  mengumpulkan sampel urin 24 jam.  

Metode penggantinya yang akurat adalah rasio albumin kreatinin dari sampel urin  sewaktu, namun pemeriksaannya mahal dan membutuhkan alat autoanalyzer yang tidak tersedia di Faskes Tingkat 1. Kondisi ini menyebabkan penyakit ginjal menjadi  lebih sulit dideteksi sejak awal khususnya pada pasien yang jauh dari rumah sakit atau yang tinggal dilokasi terpencil yang jauh dari akses fasilitas kesehatan. 

WHO telah menetapkan guidelines untuk pengambangan alat diagnostik yang memenuhi kriteria yaitu Affordable, Sensitive, Specific, User-friendly, Rapid and Robust, Equipment-free, Delivered to those who need it (ASSURED). 

Hal ini berarti bahwa pemeriksaan penyakit ginjal menggunakan metode sederhana yang kompatibel dengan point of care (POC) yang memungkinkan analisis urin  secara mandiri oleh pasien yang tanpa pengalaman analisis sekalipun (masyarakat   awam) sangatlah diperlukan. Dan yang penting juga adalah POC tersebut harus bisa digunakan tidak hanya untuk analisis kualitatif tetapi juga kuantitatif.

Atas dasar kondisi Indonesia sebagaimana dijelaskan di atas dan juga guidelines WHO, maka Dr.Sc. Akhmad Sabarudin, S.Si., M.Sc dan tim dosen Universitas Brawijaya yang terdiri Prof. Dr. Ing. Setyawan P. Sakti, M.Sc., Prof. Dr. drh. Aulanni’am, DES., Dr. dr. Hani Susianti SpPK., Dr. Eng. Agus Naba, MT.,  Dr. Ika Oktavia Wulandari, S.Si., M.Si., Drh. Yudit oktanella, M.Si., Dewi Anggraeni, S.Si., M.Sc. mengembangkan teknologi diagnostik cepat nefropati berbasis Microfluidic Paper-Based Analytical Devices (μPADs) untuk pemeriksaan Albumin Kreatinin Rasio (RAK) yang dapat digunakan sebagai Point of Care (POC). 

Dengan alat diagnostik μPADs-RAK ini, maka deteksi penyakit ginjal  akan menjadi lebih   mudah, lebih murah, lebih cepat, dan dapat dilakukan secara mandiri oleh masyarakat serta   dapat menjangkau hingga tempat-tempat terpencil sekalipun. Lebih jauh lagi dengan pengembangan μPADs – RAK ini, maka nefropati dapat di deteksi secara dini sehingga dapat mengurangi risiko pasien menjadi gagal ginjal dan menjalani hemodialisis bahkan kematian.

Untuk mencapai keberhasilan dalam riset Diagnostik Cepat Nefropati berbasis   Microfluidic Paper-Based Analytical Devices (μPADs) untuk deteksi rasio albumin kreatinin, Sabarudin dan tim telah melakukan serangkaian penelitian yang terkait langsung dan menunjang deteksi penyakit ginjal. 

Mulai tahun 2008 mereka mengembangkan reseptor selektif kreatinin berbasis kitosan yang didanai oleh KEMENRISTEK RI melalui program insentif riset dasar.  

Dalam penelitian ini  dihasilkan material baru berbasis kitosan yang selektif untuk  kreatinin. Untuk mengoptimalkan fungsinya, material ini kemudian di utilisasikan  pada isntrumentasi flow injection analysis menggunakan Home-Made Detector RGB untuk analisis kreatinin secara otomatis. 

Dari pengalaman dalam mengembangkan instrumentasi Flow-Based Analytical System,  Sabarudin dan tim kemudian mengembangkan Sequential Injection Flow Reversal Mixing (SI-FRM) untuk deteksi kreatinin, dan Sequential Injection at Valve Mixing (SI-VM) untuk deteksi ratio albumin kreatinin hingga tahun 2017. Mulai tahun 2018, mereka mengembangkan metode microfluidic yaitu μPADs karena mempunyai potensi yang besar untuk dikembangkan di Indonesia. Beberapa μPADs yang telah dikembangkan adalah μPADs untuk deteksi Pb2+, vitamin C dan  asam benzoate dalam minuman, dan antioksidan dalam teh. Sedangkan μPADs yang berkaitan dengan deteksi penyakit ginjal adalah μPADs untuk deteksi BUN-kreatinin, deteksi cystatin C yang didanai oleh kemenristekdikti melalui hibah penelitian dasar unggulan perguruan tinggi 2019-2020 dimana penelitian ini masih berlangsung.  “Hasil-hasil penelitian ini telah dipublikasikan baik di jurnal nasional dan international, juga di seminar international sebagai invited dan keynote speaker”, ujarnya.

 Menurut Sabarudin, mulai tahun 2020 ini ia dan timnya mengembangkan lebih lanjut  deteksi rasio albumin kreatinin berbasis jarak rambatan warna (distance-based) menggunakan  μPADs yang lebih sesuai sebagai point of care (POC) untuk deteksi penyakit ginjal dimana prototype dasarnya telah telah selesai dan mereka telah punya pengalaman yang baik untuk pengembangan system ini. Selanjutnya mulai 2021, akan dilakukan uji validitas dan instrument baca analitik, uji pra-klinis, uji klinis,dan uji stabilitas hingga memulai produksi pada tahun 2024. 

Tim Peneliti dari Chulalongkorn University Thailand telah melaporkan penelitiannya dengan judul A novel paper-based colorimetry device for the determination of the albumin to creatinine ratio. Dalam penelitian ini reagent untuk deteksi kreatinin menggunakan asam pikrat sedangkan reagent untuk albumin menggunakan Bromocresol Green (BCG). 

“Kami menggunakan reagent yang berbeda dan lebih sensitif daripada tim dari Chulalongkorn University Thailand”, papar Sabarudin. 

μPADs yang telah dikembangkan sebelumnya oleh Tim Peneliti dari Chulalongkorn University Thailand untuk deteksi rasio albumin kreatinin menggunakan teknik kolorimetri. Pembacaannya bergantung pada pengukuran intensitas warna yang melibatkan kamera, komputer, dan software untuk analisis intensitas warna tersebut. pembacaan intensitas warna sangat tergantung pada spesifikasi kamera, sudut pengambilan gambar, dan cahaya. 


Menurut penjelasan Dosen Jurusan Kimia ini, ia mengembangkan desain dan pembacaan yang berbeda dan lebih baik. Pada desain pertama, penentuan indeks albumin dilakukan secara langsung dengan menarik garis (slope) dari 2 bar warna (Cre and Alb) sesuai      dengan prinsip μPADs berbasis jarak (distance-based) yang menunjukkan nilai RAK tertentu. Menggunakan  desain ini, deteksi albuminuria dapat dilakukan tanpa instrumentasi yang sangat cocok untuk digunakan sebagai POC untuk deteksi penyakit ginjal secara mandiri oleh masyarakat termasuk di daerah terpencil. Sedangkan desain kedua, deteksi RAK bersifat kuantitatif melalui perbandingan panjang rambatan warna dua bar (kreatinin dan albumim) yang telah dikalibrasikan dengan rasio Cre/Alb dalam bentuk persamaan  matematik. Otomatisasinya diproses melalui kamera pada smartphone kemudian diproses  menggunakan software yang spesifik untuk mengeluarkan nilai.    Karena bersifat kuantitatif , sistem ini  cocok untuk digunakan di rumah sakit sebagai alternatif penggunaan autoanalyzer yang mahal. Walaupun  menggunakan kamera smartphone, karena yang dideteksi adalah jarak (bukan intensitas warna) maka spesifikasi kamera dan cahaya tidak berpengaruh. 

“Penelitian yang kami usulkan ini sangat penting mengingat di Indonesia, nefropati / penyakit     ginjal yang berkembang menjadi gagal ginjal  semakin meningkat dari waktu ke waktu”, ujarnya. 

Penelitian ini mempunyai nilai strategis yang tinggi karena menghasilkan point of care  diagnostic untuk deteksi penyakit ginjal yang lebih mudah, lebih murah, lebih cepat, dan  dapat dilakukan secara mandiri oleh masyarakat bahkan bagi mereka yang tinggal ditempat terpencil sekalipun. Lebih jauh lagi dengan pengembangan devices ini, maka nefropati dapat di deteksi secara dini sehingga dapat mengurangi risiko pasien menjadi gagal ginjal yang beresiko pada kematian. 

Sabarudin berharap bahwa penelitian ini dapat meningkatkan inovasi anak bangsa yang mempunyai urgensi yang tinggi yang dapat memberikan kontribusi  yang besar dalam bidang Kesehatan di Indonesia.