Menemukan Kandidat Obat dengan Memanfaatkan Teknologi

 

Pengembangan obat dan penemuan obat baru penting dilakukan karena semakin beragamnya penyakit dan banyak penyakit baru yang muncul dan belum ada obatnya salah satu contohnya adalah COVID-19 yang menyebabkan pandemi beberapa tahun belakangan ini. Proses dari penemuan suatu obat baru membutuhkan tahapan yang panjang dan tidak mudah, memerlukan waktu yang lama sekitar 8 hingga 16 tahun selain itu juga tentunya memerlukan biaya yang tidak sedikit jumlahnya. Dengan memanfaatkan komputer atau metode komputasi merupakan salah satu tawaran yang menarik dalam mengefisiensikan dalam penemuan obat baru. Metode in silico dengan menggunakan komputer dapat digunakan sebagai komplemen metode in vitro dan in vivo yang merupakan proses lazim dalam penemuan obat.

Contoh dari penggunaan metode komputasi dalam penemuan obat baru adalah penggunaan metode komputasi membantu menemukan senyawa yang berpotensi untuk mencegah penyakit tidur atau tripanosomiasis yang menjadi penyakit endemik di Afrika. Melalui komputasi berhasil menemukan sekitar 3-5 senyawa yang potensial dari 4.803 senyawa yang diteliti dengan biaya yang relative sedikit dan efisien. Selain itu juga metode komputasi digunakan untuk menemukan senyawa potensial untuk membantu mencegah virus corona SARS-Cov-2. Teknik yang digunakan untuk merancang obat baru dengan bantuan computer adalah Computer-aided drug design (CADD) yang salah satu metodenya adalah molecular docking. Molecular docking merupakan suatu proses dalam melakukan interaksi antara suatu senyawa kimia yang dapat berpotensi sebagai pengobatan dengan suatu reseptor protein. Molecular docking dimanfaatkan untuk memilih senyawa penuntun (lead compound), optimasi aktivitas dan profil ADMET dan meningkatkan keamanan obat.

Berikut ini terdapat beberapa saran apabila anda tertarik untuk melakukan studi molecular docking :

1. Carilah file struktur tiga dimensi protein pada situs RSCB Protein Databank (http://www.pdb.org). Gunakan struktur yang dihasilkan melalui percobaan sinar X (struktur kristal), dengan resolusi ≤ 2,5 yang sudah mengandung ligan. Gunakan struktur yang sesuai dengan spesies yang sedang Anda teliti. Bila file struktur ini tidak tersedia, Anda perlu melakukan pemodelan komparatif berdasarkan struktur kristal dari protein yang sama pada spesies lainnya yang dekat hubungan genetiknya.
2. Pahamilah peran dari protein yang akan Anda gunakan di dalam alur metabolisme atau alur sinyal kimiawi. Kenalilah ligan alami dari protein tersebut. Kenalilah asam-asam amino pada situs aktif atau situs tambat protein itu yang berinteraksi dengan ligan. Informasi ini bisa Anda peroleh dari artikel yang melaporkan struktur kristal di atas.
3. Gunakan perangkat lunak gratis, PyRx (http://pyrx.sourceforge.net/) yang mengandung modul AutoDock Vina, karena perangkat lunak dengan modul ini memberikan pose yang konsisten. AutoDock Vina dengan sendirinya menyiapkan struktur protein dan ligannya. Lakukan penambatan molekul dengan setting asal, mula-mula tanpa kehadiran molekul ko-faktor atau H2O. Bila dihasilkan interaksi protein-ligan yang kuat, maka interaksi dengan kehadiran molekul ko-faktor atau H2O akan lebih kuat. Tampilkan hasil penambatan molekul Anda dengan perangkat lunak PyMOL (http://www.pymol.org/).
4. Gambarlah struktur ligan dengan perangkat lunak ACD/ChemSketch, kemudian ubahlah gambar itu ke bentuk tiga dimensi, dioptimasi, dan simpan sebagai file mol dengan perangkat lunak ACD/3D Viewer (http://www.acdlabs.com). Kemudian, ubahlah file mol tersebut menjadi file mol dengan perangkat lunak OpenBabel agar dapat dibaca oleh perangkat lunak PyRx. Semua perangkat lunak ini gratis.
5. Di dalam penambatan molekul, biasanya digunakan protein yang sudah mengandung ligan (holostructure). Posisi dan orientasi ligan bawaan tersebut dijadikan sebagai acuan untuk menilai kualitas pose yang dihasilkan dari penambatan molekul.