Pendahuluan Kimia Medisinal

 

 

Kimia medisinal adalah disiplin ilmu gabungan kimia dan farmasi yang terlibat dalam desain, sintesis, dan pengembangan obat farmaseutika. Kimia medisinal terlibat dalam identifikasi, sintesis, dan pengembangan entitas kimia baru (new chemical entity) yang dapat digunakan untuk terapi. Bidang ini juga melakukan kajian terhadap obat yang sudah ada, berikut sifatbiologis serta QSAR (quantitative structure-activity relationships)-nya.

Bidang ini berfokus pada aspek kualitas obat dan bertujuan untuk memelihara kesehatan sebagai tujuan dari produk obat.

 

Kimia medisinal merupakan bidang ilmu yang sangat melibatkan bidang-bidang ilmu lain, dengan menggabungkan kimia organik, biokimia, kimia komputasi, farmakologi, biologi molekular, statistika, dan kimia fisik.

 

Fungsi utama kimia medisinal adalah penemuan obat baru, namun pengetahuan tentang prinsip yang mendasari mekanisme kerja obat secara biokimiawi harus terus digali untuk mendukung rancangan molekul obat baru. Berbagai metode perhitungan kimia (kimia komputasi) terus dirancang untukmengelusidasi aspek elektronik dan konformasi suatu molekul, dalam usaha untuk memprediksi struktur optimal untuk aktivitas biologis yang selektif, berdasarkan sifat fisika dan biokimia tertentu.

Setelah berkembang pengetahuan tentang anatomi dan fisiologi manusia, perkembangan terapi obatmemasuki era ilmiah. Percobaan tentang absorpsi obat dilakukan pertama kali oleh Magendie (1783-1855), seorang ahli anatomi dari Paris, yang memberikan racun panah (Nux vomica) pada hewan cobadengan berbagai rute dan mengamati efek konvulsi yang dihasilkan.

Dua obat pertama ditemukan sekitar 5100 th yang lalu dalam buku tentang tanaman: Pen Ts’ao yang ditulis raja Cina Shen Nung: 

• Ch’ang Shan (Dichroa febrifuga), akarnya mengandung alkaloid; saat ini digunakan untuk terapi malaria dan demam;
• Ma Huang (Ephedra sinica), mengandung ephedrine; digunakan untuk stimulan jantung, pereda batuk dan asma. Sekarang digunakan para atlit karena secara cepat mengubah lemak menjadi energi dan meningkatkan kekuatan serabut otot;
  

 Cara Penemuan Obat :

A. Cara tradisional/ klasik :

1. Ketidaksengajaan

• Asetanilid (antipiretik) karena kesalahan pemberian resep untuk pasien infeksi parasit intestinal,namun ternyata dapat menurunkan suhu tubuh turun. 
• Fenilbutazon (antiinflamasi, analgetik,antipiretik) ditemukan saat digunakan untuk menambah kelarutan aminopirin. 
• Penisilin (antibakteri)ditemukan pada kultur bakteri yang terkontaminasi jamur. 
• Disulfiram (terapi alkoholisme) ditemukansaat pencarian antelmintik, sebaliknya piperazin (antelmintik) justru ditemukan saat digunakan untukterapi gout.

2. Skrining acak

Semua senyawa yang mungkin diuji aktivitasnya, dengan harapan ada aktivitas. Metode ini tidak menguntungkan, karena penemuan 1 senyawa antikonvulsan baru setelah pengujian 500.000senyawa kimia.

3. Ekstraksi senyawa aktif dari bahan alam

Beberapa obat yang digunakan saat ini, terutama antibiotik, vitamin dan hormon, dihasilkan daripemurnian ekstrak, isolasi dan identifikasi berdasarkan aktivitas utama. Bumi mempunyai ± 600.000spesies tanaman, baru < 10% telah dipelajari aspek kimia dan farmakologi. 

Keberhasilan penemuan obat baru dari bahan alam didukung oleh : isolasi, rekayasa genetika, manipulasi biokimia jalur biosintesis tertentu, metode deteksi dan skrining bioaktivitas.

4. Modifikasi molekuler obat

Merupakan metode yang paling banyak digunakan untuk penemuan obat baru. Dasar modifikasimolekuler : pemilihan senyawa pemandu / lead compound (senyawa dengan aktivitas biologis sudahdiketahui), kemudian diuji senyawa lain yang mirip, homolog atau analog.

Contoh: sulfonamida (antibakteri), menghasilkan antimalaria, antilepra, diuretik, antidiabetes,antitiroid dan urikosurik.

5. Seleksi atau sintesis obat tunak

Banyak obat berkhasiat tapi terlalu toksik bila digunakan secara klinis, sementara dasar pemilihanobat bukan hanya berdasarkan aktivitas tapi keamanan. Obat lunak (soft drug): bahan kimia yang mempunyai aktivitas biologis dan manfaat terapeutik,mampu diubah secara in vivo (dimetabolisme) secara terkontrol dan terprediksi menjadi senyawatidak toksis, setelah memberikan efek dalam tubuh. Contoh : Sintesis analog setil piridinium klorida (I,toksik) menjadi II yang tidak toksik.

6. Pra-obat / prodrug 

Prodrug bersifat labil, tidak mempunyai aktivitas farmakologis, tapi dalam tubuh akan diubahmenjadi aktif. 

Contoh: Bioavailabilitas parasetamol ditingkatkan oleh ester propacetamol dan sumacetamol. 

B. Metode Modern : 

  Rancangan Obat Rasional

Rancangan obat terdiri dari serangkaian program dengan tujuan penemuan senyawa kimia baruyang berguna sebagai obat, baik untuk pencegahan penyakit atau pemulihan kesehatan fisik ataumental. Rancangan obat rasional berarti pencarian obat baru secara logis dan teoretis, untukmenghasilkan obat dengan efek farmakologi sangat spesifik. Hal ini memerlukan kerja sama berbagai bidang ilmu : kimia, biokimia, biologi, fisiologi, mikrobiologi, parasitologi, imunologi danfar makologi.
Metode dalam ROR :

• CADD (Computer-assisted drug design) : fokus pada parameter fisikakimia yang terlibat dalamaktivitas, HKSA, dan model kimia kuantum, dengan tujuan untuk menentukan senyawa palingpotensial.
• Molecular modeling dan analisis konformasi, dimana konformasi dan bentuk molekular obatdigunakan sebagai panduan dalam rancangan obat.
• Reseptor-fit, dimana dilakukan karakterisasi reseptor farmakologi untuk menentukan bagaimanainteraksi obat-reseptor.

Daftar Pustaka:

Levita, J dan Resmi Mustarichie. 2012. Permodelan Molekul dalam Kimia Medisinal. Yogyakarta; Graha Ilmu .

Siswandono dan Bambang Soekardjo. 2000. Kimia Medisinal Edisi Kedua Jilid 1. Surabaya: Airlangga University Press.