Si Kembar Enantiomer Serupa yang Tak Sama

“Setiap penyakit ada obatnya. Apabila ditemukan obat yang tepat untuk suatu penyakit, akan sembuhlah penyakit itu atas izin Allah ﷻ.”¹

Lebih dari satu abad berlalu sejak pandemi influenza melanda dunia akibat virus H1N1 pada rentang tahun 1918-1919. Pada masa itu, sekitar sepertiga populasi dunia terinfeksi virus dan menyebabkan hampir 20 juta orang meninggal dunia.² Sejarah seakan-akan kembali terulang di awal tahun 2019 saat kasus virus korona pertama ditemukan yang berakhir pada akhir 2022. Saat mendengar atau membaca sejarah mengenai pandemi influenza mematikan yang terjadi pada awal abad ke-20, mungkin orang-orang yang hidup di masa kini akan berpikir, “Bagaimana bisa sebuah penyakit yang dapat sembuh hanya dengan minum obat bisa menjadi sebuah pandemi hebat yang mematikan?” Tak berbeda dengan generasi lima puluh tahun mendatang, mungkin mereka juga akan berkata, “Bagaimana bisa orang-orang takut untuk keluar rumah hanya karena sebuah virus bernama korona?” Pertanyaan-pertanyaan tersebut akan muncul hanya ketika obat dari penyakit-penyakit tersebut telah ditemukan.

Allah ﷻ telah menjanjikan kepada manusia melalui sabda Rasulullah ﷺ bahwa tidak ada satu pun penyakit yang tidak ada obatnya. Segalanya mudah bagi Allah ﷻ, cukup dengan berkata kun!, maka jadilah ia. Ketika Allah ﷻ mendatangkan suatu penyakit bagi manusia, sesungguhnya Dia memberikan tugas kepada hamba-Nya untuk berpikir dan berikhtiar mencari suatu cara menyembuhkan penyakit tersebut.³

Hasil dari ikhtiar manusia tersebut adalah obat-obatan yang dapat dikonsumsi ketika menderita suatu penyakit. Oleh karenanya, dari tahun ke tahun para peneliti terus melakukan berbagai penelitian guna mengembangkan beragam obat-obatan. Misalnya saja industri farmasi di Amerika Serikat mengembangkan sebuah variasi baru dari obat-obatan yang sangat berguna bagi tenaga medis di sana. Begitu pula dengan peneliti-peneliti di negara-negara Uni Eropa yang mengembangkan lusinan obat-obatan baru yang dapat digunakan oleh para tenaga medis.⁴

Lantas, apakah obat untuk semua penyakit itu sama? Tentu saja tidak. Setiap penyakit memiliki obat yang berbeda-beda. Obat penyakit flu tidak bisa digunakan untuk menyembuhkan penyakit kanker. Begitu pula obat penyakit maag tidak bisa digunakan untuk mengatasi penyakit diare. Hal tersebut disebabkan perbedaan struktur molekul dari bakteri patogen maupun virus yang menyebabkan suatu penyakit. Setiap bakteri maupun virus memiliki sisi aktif berbeda-beda yang berfungsi untuk berikatan dengan suatu molekul dari obat tertentu.

Si Kembar Enantiomer

Perkembangan obat-obatan tak lepas dari konsep kimia organik. Terdapat satu atom istimewa yang memiliki andil sangat besar dalam kimia organik, yakni atom karbon. Karbon merupakan atom yang mudah berikatan dengan atom-atom lainnya karena memiliki empat elektron valensi (elektron yang terletak pada kulit terluar dari suatu atom). Karbon dapat mengikat empat atom yang sama maupun berbeda. Ketika karbon mengikat empat atom atau substansi yang berbeda-beda, karbon tersebut disebut sebagai atom karbon kiral. Konsep karbon kiral inilah yang digunakan dalam pengembangan obat-obatan.

Jika suatu molekul memiliki atom karbon kiral, maka molekul tersebut dapat memiliki isomer bayangan kaca (mirror image) atau isomer optis (optical isomer)⁵. Pada akhirnya, akan terbentuk dua molekul identik satu sama lain tetapi berbeda bidang putar yang disebut sebagai enantiomer. Dua enantiomer yang terbentuk memiliki konfigurasi berbeda, bergantung pada arah bidang putarnya yaitu konfigurasi R (Rectus) yang berarti kanan dan konfigurasi S (Sinister) yang berarti kiri.

Gambar 1. Dua enantiomer dari molekul CHFClBr

(dikutip dari buku Kimia Dasar oleh Raymond Chang).

Dua enantiomer yang terbentuk dari isomer optis memiliki sifat kimia dan sifat fisika yang sama, tetapi aktivitas biologisnya berbeda. Salah satu dari dua enantiomer tersebut sangat bermanfaat sebagai komponen obat-obatan untuk menyembuhkan penyakit. Sementara enantiomer lainnya dapat menimbulkan efek samping berbahaya. Namun tidak dapat dipastikan konfigurasi enantiomer mana yang dapat digunakan sebagai obat sebelum dilakukan penelitian. Sebagai contoh, berdasarkan hasil penelitian, pada obat pereda rasa sakit digunakan enantiomer (S)-ibuprofen. Sementara pada obat penyakit asma digunakan enantiomer (R)-albuterol.⁶

Gambar 2. Contoh konfigurasi enantiomer pada obat-obatan.⁷

Pada dasarnya, tidak semua obat-obatan hanya mengandung satu jenis konfigurasi enantiomer. Terdapat hampir 80% obat-obatan yang mengandung satu konfigurasi enantiomer yang bermanfaat.⁸ Sementara itu, 20% obat-obatan yang juga mengandung konfigurasi enantiomer lainnya disebut sebagai campuran rasemik. Apabila suatu obat mengandung dua jenis enantiomer, maka akan timbul gejala-gejala efek samping yang tidak diharapkan. Salah satu contoh dari penggunaan obat-obatan rasemik terjadi pada tragedi memilukan sekitar tahun 1960-an, yang pada masa itu para wanita hamil di Inggris mengonsumsi Thalidomide sebagai obat pereda rasa mual yang timbul pada masa kehamilan atau morning sickness. Pada masa itu, obat Thalidomide yang dijual di pasaran masih mengandung campuran rasemik dari kedua enantiomernya, yang salah satunya berfungsi mengatasi gejala mual (eutomer) dan dengan yang lainnya menimbulkan gejala efek samping (deutomer). Sebagai akibatnya, terdapat kelainan pada bayi-bayi mereka saat lahir.⁹

Pemisahan Si Kembar Enantiomer

Suatu obat dapat bekerja secara optimal dengan satu konfigurasi enantiomer saja. Kelebihan dari penggunaan satu konfigurasi enantiomer murni pada obat di antaranya ialah dosis obat untuk dikonsumsi manusia menjadi lebih rendah dan mengurangi efek samping dari suatu obat. Oleh karenanya, diperlukan suatu proses untuk memisahkan konfigurasi enantiomer yang akan digunakan sebagai obat dari rasemiknya. Secara umum, terdapat tiga metode pemisahan enantiomer yang telah ditemukan, yaitu metode kromatografi, kristalisasi, dan membran. Ketiga teknik pemisahan enantiomer tersebut bukanlah proses yang mudah dan tidak serta merta terjadi demi memperoleh hasil pemisahan enantiomer yang efektif.

Pada dasarnya, terdapat dua rute untuk memisahkan enantiomer murni dari rasemiknya, yaitu dengan proses sintesis melalui rute kiral dan pemisahan rute rasemik. Pada rute kiral, enantiomer yang diinginkan akan diinduksi menggunakan katalis kiral. Proses ini mampu menghasilkan 100% enantiomer murni yang terpisah dari rasemiknya. Proses sintesis lanjutan dapat dilakukan menggunakan katalis kiral berbeda untuk memperoleh enantiomer lainnya. Sementara itu, pada proses pemisahan melalui rute rasemik memisahkan dua enantiomer yang terdapat dalam rasemik melalui satu kali proses sintesis sehingga dihasilkan enantiomer R dan S dengan rasio 50:50.

Gambar 3. Pemisahan enantiomer melalui rute kiral (a) dan rute rasemik (b).¹⁰

Konfigurasi enantiomer yang telah dipisahkan dari rasemik-nya akan dapat berikatan dengan sisi aktif dari bakteri maupun virus suatu penyakit untuk dapat menghentikan aktivitas biologisnya. Dengan cara inilah virus dan bakteri tersebut akan di-nonaktifkan sehingga tidak lagi menyebabkan penyakit bagi tubuh.

Gambar 4. Model interaksi enantiomer dengan sisi aktif dari reseptor bakteri maupun virus. Konfigurasi enantiomer yang digunakan sebagai obat merupakan konfigurasi yang dapat berikatan dengan sisi aktif.¹¹

Enantiomer pada Apotek Semesta

Enantiomer merupakan sebuah penemuan penting dalam bidang farmakologi, suatu buah manis dari ikhtiar manusia dalam proses mencari obat-obatan atas penyakit-penyakit yang diderita. Sejatinya, enantiomer yang ada di dalam obat-obatan tersebut merupakan suatu partikel kecil yang tidak mungkin dapat menyembuhkan penyakit-penyakit manusia secara otodidak dan serta-merta. Tidak mungkin pula bagi sisi aktif enantiomer tersebut untuk dapat menemukan jalan menuju reseptor pada bakteri atau virus penyakit. Di balik kesuksesan enantiomer dalam menyembuhkan penyakit, ada Dzat Maha Kuasa yang senantiasa menjalankannya.

Alam semesta selayaknya apotek raksasa yang telah disiapkan oleh Sang Pencipta untuk menyimpan segala macam bahan obat-obatan yang diperlukan manusia.¹² Tugas manusia adalah memanfaatkan bahan-bahan tersebut agar dapat menemukan komposisi yang pas untuk menyembuhkan suatu penyakit. Satu hal penting yang tidak boleh dilupakan adalah bahwa ada Dzat Yang Maha Kuasa yang memiliki dan menguasai apotek raksasa ini sehingga apa pun ikhtiar yang dilakukan manusia, hendaknya selalu menyertakan-Nya.

Keterangan:

1. Muslim.
2. Dikutip dari website Centers for Disease Control and Prevention (CDC).
3. Bukhari.
4. Dikutip dari pharmaceutical-journal.com.
5. Isomer bayangan kaca atau isomer optis: molekul-molekul dengan rumus kimia sama yang memiliki atom karbon kiral, dan mengalami pemutaran bidang polarisasi cahaya.
6. Clinical Importance of Chirality in Drug Design and Pharmaceuticals oleh Rose RK.
7. Sigma-Aldrich.
8. Cambridge International AS & A Level Chemistry Coursebook
9. Enantiomers and Their Resolution oleh Rodrigo Santos et al.
10. Ibid.
11. Aspek Chirality di Dalam Farmakologi Suatu Tantangan Farmakoterapi di Masa Depan oleh Achmad Basori
12. Al-Lamaat : Menikmati Hidangan Langit oleh Bediuzzaman Said Nursi

Referensi:

1. Torjesen, I. (2021). Drug Development: The Journey of a Medicine from Lab to Shelf. Pharmaceutical Journal. Diakses pada 18 Februari 2023 dari www.mdpi.com.
2. Swagel, P L. (2021). Research and Development in the Pharmaceutical Industry. Pharmaceutical Journal. Diakses pada 18 Februari 2023 dari Congressional Budget Office.
3. Ryan, Lawrie dan Norris, Roger. 2020. Chemistry for Cambridge International AS&A Level Coursebook. Cambridge University Press: United Kingdom.
4. Chang, Raymond. 2010. Chemistry 10th Edition. McGraw-Hill: New York.
5. Rose RK (2023) Clinical Importance of Chirality in Drug Design and Pharmaceuticals. Organic Chem Curr Res. 12:332.
6. com diakses pada 1 Agustus 2024.
7. Mahapatra, M.K. dan Karuppasamy, M. (2022). Fundamental Considerations in Drug Design. India: Pharmaceutical and Medical Communications. Tersedia dari Elsevier.
8. Basori, A. (2012). Aspek Chirality di Dalam Farmakologi Suatu Tantangan Farmakologi Suatu Tantangan Farmakoterapi di Masa Depan. (Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar dalam Bidang Ilmu Farmakologi pada Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga, 2012). Diakses dari website Perpustakaan Universitas Airlangga.
9. Santos, R, et al. (2022). Enantiomers and Their Resolution. Switzerland: Encyclopedia MDPI. Diakses pada 30 Juli 2024.
10. Al-Lama’at, Badiuzzaman Said Nursi, Menikmati Hidangan Langit.