Kasus SARS masih belum menunjukan penurunan angka penularannya. Bahkan, kota Toronto di Kanada yang pada beberapa saat lalu telah dibebaskan oleh WHO dari list kota yang dilarang dikunjungi karena dianggap sudah aman, ternyata masih termasuk daerah rawan SARS. Hal ini dibuktikan oleh peningkatan jumlah pasien yang diantaranya meninggal dunia. Karena itu, WHO memasukan kembali Toronto sebagai kota yang dilarang untuk dikunjungi.
Berbagai penelitian untuk pencegahan SARS ini telah dilakukan di berbagai negara. Sesuai dengan zamannya, penelitian yang banyak dilakukan adalah penelitian di tingkat molekulernya seperti analisa gen dari virus SARS itu sendiri. Hampir di setiap negara maju yang terjangkit SARS ini melakukan analisa gen virus SARS. Hasil penelitian genetika di berbagai negara ini menunjukan hasil yang sama, dimana virus SARS adalah virus Corona. Namun gennya berbeda dengan virus Corona yang ada selama ini, baik virus Corona yang menginfeksi manusia maupun yang menginfeksi binatang.
Selain itu penelitian untuk diagnosa dan terapi juga banyak dilakukan. Diantara penelitian tersebut yang merupakan break-through untuk kasus SARS ini adalah hasil penelitian dari gabungan grup peneliti dari University of Lubeck, University of Wurzburg, dan Univeristy of Jena, Jerman. Grup ini menfokuskan penelitiannya pada analisa struktur enzim protease dari virus Corona (Sciencexpress, 13 Mei 2003). Analisa ini akan memungkinkan untuk mendesign inhibitor protease itu sendiri dalam rangka mencari peluang penemuan obat anti-SARS.
Apa itu enzim protease?
Virus Corona adalah virus yang memiliki RNA positive sebagai genomnya, dan biasanya sering disebut virus RNA. Panjang genomnya berkisar dari 27 sampai 32 kilobasa (kb). Genom ini mengkodekan protein atau enzim baik yang diperlukan untuk pembentuk tubuh atau untuk replikasi virus itu sendiri. Diantara protein dan enzim tersebut adalah fosfoprotein N, glikoprotein M, protein E, protein S, dan glikoprotein HE. Kesemua protein dan enzim ini pada akhirnya berfungsi untuk perkembangbiakan virus itu sendiri.
Protein-protein ini diproduksi setelah translasi (proses sintesis protein dari RNA) genom virus di dalam sel yang diinfeksinya. Namun, protein-protein yang dihasilkan bukanlah protein yang sudah matang (mature) yang terpisah-pisah dan mempunyai fungsi masing-masing. Akan tetapi protein yang terbentuk pertama kali adalah berbentuk poliprotein, yaitu protein yang masih dalam kondisi berantai panjang. Artinya, fosfoprotein N, glikoprotein M, protein E, dan lain sebagainya masih dalam keadaan tersambung sehingga belum memiliki fungsi.
Untuk menjadikan protein-protein dan enzim-enzim ini menjadi sesuatu yang berfungsi, mereka harus dipisahkan satu per satu. Nah, di sinilah fungsinya enzim protease. Enzim protease ini memisahkan poliprotein menjadi masing-masing protein atau enzim yang memiliki fungsi yang dengannya virus bisa melakukan proses replikasi dan berkembangbiak.
Untuk virus SARS, yang berperan menjadi enzim protease ini adalah bagian dari protein M, sehingga biasanya ditulis Mpro. Dari hasil analisa virus Corona ditemukan bahwa Mpro memiliki ciri yang mirip dengan protease dari kelompok virus Picorna yang dimiliki oleh protein 3C. Karenanya Mpro terkadang juga ditulis 3CLpro yaitu kependekan dari 3C-like protease.
Karena enzim Mpro sendiri juga termasuk di dalam poliprotein, untuk bisa berfungsi enzim Mpro harus melepaskan diri terlebih dahulu dari poliprotein. Proses pelepasan diri ini dinamakan “utocleavage” Karena enzim Mpro memotong poliprotein antara barisan asam amino Leucine-Glutamin dengan Serine atau Alanine atau Glycine, untuk bisa “utocleavage” enzim Mpro juga memiliki barisan asam amino ini pada ujungnya.
Dari penjelasan diatas jelaslah bahwa protease adalah enzim yang esensial untuk replikasi dan perkembangbiakan virus Corona. Tanpa Mpro, masing-masing protein tidak akan terbentuk, sehingga secara otomatis virus tidak bisa berkembangbiak. Dengan demikian, penemuan inhibitor yang bisa menghambat fungsi enzim ini akan bisa menghambat perkembangbiakan virus tersebut. Karena itu, pemikiran untuk menjadikan enzim protease ini sebagai salah satu target untuk penemuan obat anti-SARS adalah satu hal yang wajar dan bahkan selalu menjadi pilihan pertama. Hal ini terbukti dari fakta dimana enzim protease ini juga dijadikan target untuk penemuan obat anti-virus lainnya seperti Human Immunodeficiency Virus (HIV), Hepatitis C virus (HCV), dan lain-lain.
Struktur 3 dimensi Mpro dan design anti-Mpro
Grup peneliti dari University of Lubeck, University of Wurzburg, dan Univeristy of Jena, Jerman telah menganalisa struktur 3 dimensi dari enzim Mpro dari virus Corona (strain 229E) dengan menggunakan sinar-X (Sciencexpress, 13 Mei 2003). Mereka menemukan bahwa enzim Mpro memiliki 3 domain (gugusan), yaitu domain 1, 2, dan 3 (Gambar 1A). Dan sepeti yang diduga, Mpro mirip dengan protease 3C (3Cpro) dari virus Picorna.
Gambar 1. Struktur 3 dimensi enzim Mpro dari virus Corona. A adalah struktur Mpro dari strain 229E. B adalah struktur Mpro dari virus SARS dari hasil model homolog. Garis merah pada gambar B menunjukan barisan asam amino yang sama.
Berdasarkan struktur 3 dimensi enzim Mpro dari strain 229E ini, mereka membuat model homolog dengan enzim Mpro dari virus SARS (Gambar 1B). Hal ini dimungkinkan karena barisan asam amino Mpro dari strain 229E dan virus SARS masih memiliki kemiripan (homology) yang tinggi, yaitu 40%. Angka ini lebih dari angka minimal (yaitu 30%) yang diperlukan untuk membuat model homolog dari suatu protein.
Dengan struktur 3 dimensi ini, grup dari Jerman ini juga mendesign inhibitor yang bisa menghambat fungsi enzim ini. Karena untuk aktivitasnya, enzim Mpro memerlukan 2 asam amino (Histidine no. 41 dan Cysteine no. 144) yang esensial yang terletak di pusat aktif (active site)-nya, perancangan obat inhibitor Mpro ini harus mendesign senyawa sedemikian rupa supaya tepat masuk pada pusat aktif ini. Dengan demikian, enzim ini tidak akan bisa berfungsi.
Dalam penelitiannya, grup ini mencoba menganalisa struktur kompleks antara hexapeptidyl chlorometyl ketone (Cbz-Val-Asn-Ser-Thr-Leu-Gln-CMK) dengan Mpro. Dari hasil analisanya, mereka menemukan bahwa hexapeptidyl chlorometyl ketone ini bisa fit ke dalam active site Mpro (Gambar 2). Karena itu bisa diharapkan sebagai kandidat inhibitor dari enzim ini. Tetapi, peptidyl chlorometyl ketone ini adalah peptide (barisan pendek dari asam amino) yang bisa menjadi substrate bagi protease. Dan kenyataannya, peptidyl chlorometyl ketone sangat sensitive dan mudah terurai oleh protease yang ada di lambung dan usus, sehingga tidak bisa dijadikan kandidat obat.
Gambar 2. Struktur 3 dimensi kompleks antara Cbz-Val-Asn-Ser-Thr-Leu-Gln-CMK dan Mpro
Untuk pemecahan masalah ini, grup ini mengambil referensi struktur kompleks antara enzim 3Cpro dari virus Rhino (termasuk kelompok virus Picorna) dengan senyawa AG7088 (Gambar 3). Mereka menemukan kemiripan struktur kompleks tersebut dengan struktur kompleks Cbz-Val-Asn-Ser-Thr-Leu-Gln-CMK dan Mpro. Temuan ini lebih diperkuat lagi oleh hasil superimposition (stereo image) kompleks AG7088 dengan Mpro yang menunjukan bahwa interaksi antara AG7088 dan 3Cpro memiliki kemiripan dengan interaksi Cbz-Val-Asn-Ser-Thr-Leu-Gln-CMK dan Mpro. 
Gambar 3. Senyawa AG7088
Dari hasil analisa ini, senyawa AG7088 setidaknya bisa dijadikan senyawa awal yang bisa dimodifikasi dalam mendesign ihibitor enzim Mpro dalam rangka penemuan obat anti-SARS yang lebih efesien dan efektif. Apalagi AG7088 sendiri sudah terbukti hanya menghambat aktivitas protease enzim 3Cpro saja dan tidak menghambat aktivitas protease lain yang ada di dalam sel. Lebih dari itu, AG7088 ini sudah memasuki tes klinik untuk pengobatan demam (common cold) yang disebabkan oleh virus Rhino.
Penutup
Analisa struktur 3 dimensi dari virus Corona ini sangat meberikan kontribusi terhadap penyelesaian masalah SARS yang berkepanjangan ini. Penemuan senyawa AG7088 yang diperkirakan bisa dijadikan senyawa awal untuk mendesign inhibitor enzim Mpro juga merupakan hasil yang gemilang. Walaupun demikian, analisa diatas hanya sebatas analisa struktural dengan menggunakan komputer. Selanjutnya analisa secara kimia dan biologi sangat diperlukan. Karena walaupun senyawa AG7088 menunjukan interaksi dengan Mpro dilihat dari struktur 3 dimensinya, pembuktian nyata apakah memang bisa menghambat aktivitas protease dari Mpro sangat perlu sekali.
Setelah pembuktian inhibitor terhadap aktivitas Mpro, percobaan selanjutnya adalah pengujian secara in vivo, yaitu pembuktian apakah benar senyawa tersebut menghambat perkembangbiakan virus SARS itu sendiri. Setelah itu baru masuk pada tahap tes klinik yang harus melalui beberapa fase.
Dengan demikian, perjalanan penemuan obat anti-SARS memang kelihatannya masih panjang. Namun, tentunya semua kita berharap semoga obat anti-SARS bisa segera ditemukan.
Artikel terkait :
- Coronavirus dan Penyakit SARS Kasus sindrom pernapasan akut parah, atau lebih dikenal dengan SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome) masih menempatkan berita utama di sebagian...
- RNA Helikase Obat Anti Virus Penyakit virus merupakan salah satu masalah besar bidang kesehatan. Hal ini disebabkan karena masih banyak penyakit infeksi virus yang belum...
- Menanggulangi Demam Berdarah Pendekatan Molekuler untuk Penemuan Obat Antivirus Dengue Baru-baru ini, ektrak daun jambu biji menjadi pusat perhatian karena dapat diharapkan berguna sebagai obat antivirus Dengue. Penelitian yang dilakukan...
- Gula sebagai Katalis Proses Produksi Biodiesel Peneliti-peneliti dari Jepang berhasil menemukan bahwa gula dapat dipergunakan sebagai katalisator dalam proses produksi biodiesel. Hasil penelitian tersebut dipublikasikan dalam...
- Pangan Tradisional, Pengembangan Sebagai Pangan Fungsional Sejarah peradaban bangsa-bangsa di dunia ini menunjukkan bahwa berbagai upaya yang dilakukan berbagai bangsa untuk mempertahankan dan meningkatkan kesehatannya pada...
