Artikel Sains

Menyelidiki Manfaat Isolat

Bidang penelitian kimia atau farmasi yang paling berkembang di Indonesia saat ini adalah isolasi atau pencuplikan senyawa karbon dari sumber-sumber hayati (tumbuhan, mikroorganisme, biota laut, dan hewan) untuk penyelidikan kemungkinan manfaatnya bagi pengobatan.

Bidang penelitian ini sesuai untuk dikembangkan di Indonesia, karena negara kita sangat kaya akan jenis sumberdaya hayati (terkaya ke-2 di dunia), dan sebagian besar senyawa karbon pada sumber-sumber hayati itu belum diketahui kemungkinan manfaatnya bagi pengobatan. Dengan diketahuinya manfaat tersebut, maka sumber-sumber hayati itu akan memiliki nilai dagang baru yang lebih menguntungkan, yang dapat memicu tumbuhnya industri obat dan usaha budidaya sumber-sumber hayati tersebut.

Saat ini, kegiatan isolasi senyawa karbon tersebut telah dapat dituntaskan di Indonesia dengan adanya alat NMR (Nuclear Magnetic Resonance) 500 MHz, yang tersedia di Pusat Penelitian Kimia – LIPI, Kawasan Puspiptek, Kabupaten Tangerang. Senyawa karbon yang murni yang diperoleh dari isolasi tersebut dapat diungkap struktur 3 dimensinya dengan alat tersebut.

Yang menjadi tantangan selanjutnya adalah bagaimana menyelidiki kemungkinan manfaat senyawa karbon itu bagi pengobatan. Cara yang lazim digunakan selama ini adalah dengan mengujinya pada berbagai sistem pengujian, seperti uji antibiotika, uji antikanker, dan lain-lainnya. Cara ini membutuhkan banyak bahan dan alat pengujian, sehingga menghabiskan biaya yang cukup besar.

Ada cara lainnya yang tidak membutuhkan banyak alat dan bahan pengujian, yaitu membandingkan struktur senyawa karbon itu dengan struktur obat-obat di pasaran dengan bantuan komputer. Cara ini disebut similarity search atau molecule alignment atau molecule superposition. Bila struktur senyawa karbon itu mirip dengan struktur salah satu obat di pasaran, maka senyawa karbon itu mungkin memiliki manfaat pengobatan yang hampir sama atau bahkan lebih baik. Maka penyelidikan selanjutnya dapat dipusatkan pada kemungkinan manfaat tersebut.

Setelah mengetahui logika similarity search secara umum, Anda mungkin bertanya: untuk apa menyelidiki kemungkinan manfaat itu kembali bila telah ada obatnya di pasaran? Jawabannya: untuk menghindari paten obat itu. Struktur obat itu tentu telah dipatenkan, tetapi paten itu boleh jadi tidak mencakup struktur senyawa karbon yang telah kita temukan. Bila senyawa karbon itu ternyata memiliki manfaat pengobatan yang hampir sama dengan obat itu atau bahkan lebih baik, maka senyawa karbon itu dapat dipatenkan pula tanpa terhalang oleh paten obat itu.

Langkah-langkah Similarity Search

Similarity search dapat dilakukan dengan dua jalan. Pertama, dengan menyetorkan struktur senyawa karbon kita kepada suatu situs similarity search di internet (online similarity search). Situs demikian memiliki bank data struktur obat di pasaran serta program untuk perbandingan struktur. Jalan kedua adalah dengan menyediakan sendiri bank data dan program tersebut, lalu melakukan similarity search sendiri pada komputer kita. Pada tutorial ini, akan diajarkan jalan pertama saja, karena jalan ini tidak mensyaratkan penyediaan sendiri bank data dan program tersebut.

Salah satu situs internet untuk similarity search adalah DrugBank (Gambar 1). Berikut ini langkah-langkah untuk similarity search pada situs tersebut.

Gambar 1. DrugBank

1.Gambarlah struktur senyawa karbon Anda dengan program ChemDraw, lalu salinlah gambar itu ke program Chem3D dengan perintah copy-paste. Simpanlah gambar itu dengan Chem3D di dalam file type SDF atau MDL Mol.

2.Bukalah file senyawa karbon itu dengan kanvas pada situs DrugBank. Klik “File” lalu “Open”.

3.Pada kotak “Drug Type” di kiri kanvas, pilihlah “Approved” (obat-obat yang telah disetujui oleh FDA, Badan Pengawas Obat Amerika Serikat).

4.Pada “Search Type”, pilihlah “Tanimoto Similarity”. Ini adalah salah satu metode yang paling luwes untuk similarity search. Bila ini dipilih, maka semua struktur obat pada bank data situs itu yang mirip dengan struktur senyawa karbon kita akan ditampilkan. Tingkat ketelitian similarity search bergantung kepada “Similarity treshold” (batas kemiripan) yang kita tentukan. Semakin tinggi batas tersebut (misalnya: lebih dari sama dengan 0.7 atau 70% mirip), maka semakin teliti similarity search yang dilakukan, dan semakin sedikit hasilnya.

5.Anda juga bisa menambahkan batas lainnya, yaitu “Molecular Weight” (berat molekul). Misalnya: dari 200 hingga 500 g/mol, agar sesuai dengan Aturan Lipinski. “Molecular Weight” ini tidak wajib diisi.

Pada tutorial ini, senyawa karbon yang dicobakan terhadap situs DrugBank adalah senyawa Curcumin bentuk enol. Similarity search terhadap tautomer enol Curcumin dengan batas-batas di atas menghasilkan 1 struktur obat, yaitu struktur Acitretin (Gambar 2). Bila kotak “DRUGCARD” pada tampilan Acitretin itu diklik, maka akan muncul sejumlah keterangan. Antara lain indikasi bahwa Acitretin adalah obat untuk penyakit psoriasis pada orang dewasa. Senyawa Curcumin boleh jadi memiliki manfaat pengobatan yang hampir sama dengan atau bahkan lebih baik daripada Acitretin. Maka penyelidikan selanjutnya dapat dipusatkan pada kemungkinan manfaat tersebut.

Gambar 2. Contoh hasil carian

Bank data pada situs DrugBank mengandung 1.485 buah struktur obat yang telah disetujui oleh FDA. Terdapat situs-situs lainnya di internet yang mengandung jumlah struktur obat lebih banyak. Daftar situs seperti DrugBank ada di: http://www.hsls.pitt.edu/guides/genetics/obrc/others/drugs_medical.

Sumber:
http://netsains.com/2009/01/menyelidiki-manfaat-isolat-secara-online/