Studi: Bentuk Virus Corona Memengaruhi Cara Penularannya

Liputan6.com, Jakarta - Sejak awal pandemi COVID-19, gambaran tentang virus corona, SARS-CoV-2, telah melekat di benak kita. Tetapi cara kita menggambarkan virus, biasanya sebagai bola dengan paku, tidak sepenuhnya akurat. 

Gambar mikroskop dari jaringan yang terinfeksi telah mengungkapkan bahwa partikel virus corona sebenarnya berbentuk elips, menampilkan berbagai macam bentuk terjepit dan memanjang.

Sekarang, tim peneliti global, termasuk ilmuwan dari Queen's University, Canada, dan Okinawa Institute of Science and Technology (OIST), Jepang, telah memodelkan bagaimana bentuk elips yang berbeda mempengaruhi cara partikel virus ini berputar di dalam cairan, memengaruhi seberapa mudah virus dapat menular. Studi ini diterbitkan baru-baru ini di Physics of Fluids.

"Ketika partikel virus corona dihirup, partikel-partikel ini bergerak di dalam saluran di hidung dan paru-paru," kata Profesor Eliot Fried, yang memimpin Unit Mekanik dan Material di OIST. "Kami tertarik untuk mempelajari sejauh mana mereka bergerak di lingkungan ini."

Jenis gerakan spesifik yang dimodelkan oleh para ilmuwan dikenal sebagai difusivitas rotasi, yang menentukan tingkat rotasi partikel saat bergerak melalui cairan (dalam kasus virus corona, tetesan air liur). 

Partikel yang lebih halus dan lebih hidrodinamik menghadapi hambatan drag yang lebih kecil dari fluida dan berputar lebih cepat. Untuk partikel virus corona, kecepatan rotasi ini memengaruhi seberapa baik virus dapat menempel dan menginfeksi sel.

"Jika partikel berputar terlalu banyak, mereka mungkin tidak menghabiskan cukup waktu untuk berinteraksi dengan sel untuk menginfeksinya, dan jika mereka berputar terlalu sedikit, mereka mungkin tidak dapat berinteraksi dengan cara yang diperlukan," jelas Prof. Fried.

Dalam studi tersebut, para ilmuwan memodelkan elipsoid revolusi prolate dan oblate. Bentuk-bentuk ini berbeda dari bola (yang memiliki tiga sumbu dengan panjang yang sama) hanya pada salah satu sumbunya, dengan bentuk prolate memiliki satu sumbu yang lebih panjang, sedangkan bentuk oblate memiliki satu sumbu yang lebih pendek.

Secara ekstrem, bentuk prolate memanjang menjadi bentuk seperti batang, sementara bentuk oblate tergencet menjadi bentuk seperti koin. Tetapi untuk partikel virus corona, perbedaannya lebih halus.

Para ilmuwan juga membuat model yang paling realistis, dengan menambahkan protein lonjakan ke permukaan ellipsoid. Penelitian sebelumnya dari Queen's University dan OIST menunjukkan bahwa keberadaan protein lonjakan berbentuk segitiga menurunkan kecepatan rotasi partikel virus corona, berpotensi meningkatkan kemampuan mereka untuk menginfeksi sel.

Di sini, para ilmuwan memodelkan protein lonjakan dengan cara yang lebih sederhana — dengan setiap protein lonjakan diwakili oleh satu bola di permukaan ellipsoid.

"Kami kemudian menemukan susunan paku pada permukaan setiap bentuk elips dengan mengasumsikan bahwa mereka semua mengandung muatan yang sama," jelas Dr. Vikash Chaurasia, peneliti postdoctoral di OIST Mechanics and Materials Unit. 

"Paku dengan muatan identik saling tolak dan lebih suka berada sejauh mungkin dari satu sama lain. Oleh karena itu, mereka akhirnya didistribusikan secara merata di seluruh partikel dengan cara yang meminimalkan tolakan ini."

Dalam model mereka, para peneliti menemukan bahwa semakin banyak partikel berbeda dari bentuk bola, semakin lambat rotasinya. Ini bisa berarti bahwa partikel lebih mampu menyelaraskan dan menempel pada sel.

Modelnya masih sederhana, para peneliti mengakui, tetapi ini membawa kita selangkah lebih dekat untuk memahami sifat transportasi virus corona dan dapat membantu menentukan salah satu faktor kunci keberhasilan infektifnya.