Kasus novel coronavirus pertama kali ditemukan pada penghujung tahun 2019 di Provinsi Hubei, China. COVID 19 diduga berasal dari daging binatang yang tidak layak dikonsumsi seperti kelelawar. Kemudian WHO memberikan nama baru yaitu Coronavirus disease atau COVID 19 dengan nama ilmiah SARS-CoV-2 sebagai jenis virus corona yang dapat menginfeksi manusia karena cepatnya proses perkembang biakannya. Struktur genom SARS-CoV-2 memiliki kesamaan pola dengan coronavirus pada kelelawar sehingga terdapat hipotesa bahwa SARS-CoV-2 berasal dari kelelawar yang bermutasi dan menginfeksi ke manusia.

Hampir semua Negara mengalami serangan COVID 19 atau SARS-CoV-2 dan pertama kali masuk ke Indonesia pada awal tahun 2020. COVID 19 menyerang Indonesia selama satu tahun lebih sampai sekarang ini. COVID 19 menyerang manusia baik dari kalangan muda maupun dewasa. Penyebaran utama COVID 19 yang terjadi pada manusia lebih agresif melalui droplet cairan yang keluar dari mulut atau hidung saat batuk dan bersin. Orang yang terinfeksi COVID 19 akan merasakan gejala setelah masa inkubasi 2 sampai 14 hari dan dapat menyebarkan virus ke orang lain melalui droplet cairan tersebut. COVID 19 menyerang sistem pernapasan.

Menyikapi permasalahan tersebut banyak peneliti baik dari dalam negeri maupun luar negeri yang bekerja untuk menemukan pengobatan COVID 19. Sampai saat ini vaksin untuk COVID 19 telah ditemukan dan dikembangkan agar lebih efektif untuk melawan SARS-CoV-2. Perkembangan obat COVID 19 terus dilakukan dengan pendekatan skrining virtual untuk mengetahui potensi inhibitor protease untuk melawan protease utama SARS-CoV-2. Dalam replika virus menjelaskan bahwa protease virus sebagai sesuatu yang memungkinkan untuk terapi dan penemuan obat anti virus tersebut. Protease sebagai salah satu protein yang dipelajari untuk menemukan obat yang efektif untuk COVID 19 sehingga dilakukan pengembangan inhibitor untuk protease utama SARS-CoV-2. Sehingga dilakukan pendekatan skrining virtual untuk melakukan penelitian tentang inhibitor Mpro SARS-CoV-2 yang dilakukan oleh UPT-TI Universitas Jember dengan penggagasnya adalah Bapak Darko. Beliau mengumpulkan beberapa dosen dan mahasiswa yang bisa di bidang komputasi dan kesehatan. Salah satu mahasiswa Fisika 2017 Universitas Jember yaitu Riyan Hidayat menawarkan untuk melakukan penelitian tersebut sebagai topic pembahasan untuk tugas akhir dengan bimbingan dari Bapak Dr. Lutfi Rohman, S.Si., M.Si dan Bapak Dr. Artoto Arkundato S.Si., M.Si. Proyek penelitian tersebut awalnya menggunakan machine learning namun mengubah metode yang berhubungan dengan komputasi fisika karena sebagai mahasiswa fisika. Komputasi fisika yang digunakan adalah Dinamika molekular dengan analisis mekanika molekular yang menggunakan metode Poisson Boltzmann Surface Area. Dinamika molecular digunakan untuk mensimulasikan protein dan virus sebagai sebuah sistem yang berada di dalam tubuh dan mencari bagaimana kondisi ikatan protein dengan virus yang telah dilakukan reparasi sebelumnya untuk mengetahui kestabilan ikatan protein dengan virus. Penelitian tentang simulasi seperti ini masih minim di Indonesia dan kebanyakan dilakukan oleh Negara luar seperti India dan beberapa Negara di Eropa.

Menurut Riyan Hidayat, penelitian yang dilakukan ini menggunakan simulasi Dinamika Molekular dengan mempelajari interaksi pengikat dari inhibitor senyawa 3CLpro menggunakan program Gromacs. Simulasi kali ini menggunakan medan gaya CHARMM karena memiliki kestabilan yang cukup dalam cakupan ruang kimia yang lebih lengkap. Kemudian energi ikat dihitung menggunakan mekanika molecular Poisson metode Boltzmann Surface Area (MM-PBSA) untuk mengevaluasi afinitas pengikatan senyawa dan mengidentifikasi residu untuk mengikat 3CLpro. Hasil tersebut akan dibandingkan dengan inhibitor N3 untuk mengetahui keefektifan curcumin daripada inhibitor N3. Dengan ini nanti akan didapatkan kisaran energi ikat dimana energi ikat adalah energi ikatan antara protein dengan struktur virusnya. Sehingga nanti akan didapatkan kestabilan energi ikat antara senyawa protein dengan virus.

Senyawa yang digunakan pada penelitian ini adalah senyawa curcumin yaitu senyawa yang berasal dari kunyit.

Selain senyawa curcumin juga dapat menggunakan senyawa lain menggunakan metode yang sama dengan penelitian ini yaitu dinamika molecular. Selain itu dapat menggunakan metode dogging atau studi docking dan menurut Riyan penggunaan jenis metode tergantung pada apa yang akan dianalisis dari senyawa. Metode Poisson Boltzmann dan metode dogging digunakan untuk menganalisis energi ikatan antar senyawa. Menurut Riyan Hidayat menggunakan metode simulasi untuk mendapatkan obat yang efektif lebih cepat daripada menggunakan penelitian secara langsung. Karena penelitian secara langsung membutuhkan persiapan yang cukup banyak dan memakan waktu yang cukup lama. Sedangkan metode simulasi membutuhkan waktu yang relatif lebih singkat dengan persiapan yang lebih sedikit. Metode simulasi akan mendapatkan senyawa yang sesuai sebagai obat yang efektif untuk penanganan COVID 19. Kemudian dapat dilanjutkan pada tahap selanjutnya untuk diaplikasikan kedalam bentuk obat atau vaksin oleh bidang obat - obatan.

Penelitian yang dilakukan sekarang sampai pada tahap simulasi mekanika molecular. Simulasi membutuhkan kurun waktu tertentu pada proses running dan pada penelitian yang dilakukan ini menggunakan kurun waktu 10 ms (milliseconds). Penelitian yang saya lakukan sampai pada tahap running simulasi mekanika molekular dan akan menghasilkan kuantitas energi ikat. Hasil grafik sementara senyawa curcumin menunjukkan grafik yang lebih stabil dibandingkan senyawa N3.

Harapan Riyan Hidayat terhadap penelitian yang dilakukan adalah jika hasil penelitian menunjukkan bahwa senyawa curcumin memiliki keefektifan dan kestabilan untuk pengobatan COVID 19 diharapkan adanya tindak lanjut ke tahap selanjutnya sehingga pembuatan obat (baik berupa vaksin atau obat tablet) untuk COVID 19 berkembang menjadi lebih baik. Selain itu senyawa yang digunakan mudah untuk ditemukan dan memiliki harga yang relatif murah.

Bidang komputasi terus mengalami perkembangan yang pesat dan sejalan dengan perkembangan teknologi yang semakin canggih. Diharapkan dengan perkembangan tersebut dapat mempermudah penemuan obat untuk kedepannya karena ada kemungkinan akan muncul virus virus baru selain COVID 19 yang lebih ganas.

Penulis,

Andini Ardianingrum

Kelompok L

Relawan Tim TDKB COVID 19 Batch 1 Tahun 2021

DPL : drg. Elyda Akhya Afida Misrohmasari

Sumber :

Choudhary, M. I., Shaikh, M., Atia-Tul-Wahab, Atta-Ur-Rahman. (2020). In silico identification of potential inhibitors of key SARS-CoV-2 3CL hydrolase (Mpro) via molecular docking, MMGBSA predictive binding energy calculations, and molecular dynamics simulation. PLoS ONE, 15(7 July), 1 15. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0235030

Sabet, S., Rashidinejad, A., Melton, L. D., McGillivray, D. J. (2021). Recent advances to improve curcumin oral bioavailability. Trends in Food Science Technology, 110, 253 266. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.02.006

Yasin, S. A., Azzahra, A., Ramadhan, N. E., ... (2020). Studi Penambatan Molekuler dan Prediksi ADMET Senyawa Bioaktif Beberapa Jamu Indonesia terhadap SARS-CoV-2 Main Protease (Mpro). Berkala Ilmiah , 7(2), 24 41. https://bimfi.e-journal.id/bimfi/article/view/45

https://www.prosci-inc.com/ace2-antibodies