KIMIA MEDISINAL

PENGANTAR KIMIA MEDISINAL

Oke, dalam mempelajari Kimia Medisinal kita mesti tau dulu definisi dan sejarah munculnya ilmu murni orang Farmasi ini, Sebuah Ilmu Penemuan Obat yang luar biasa:

A. Definisi

IUPAC (1974): ilmu pengetahuan yang mempelajari penemuan, pengembangan, identifikasi dan interpretasi cara kerja senyawa biologis aktif (obat) pada tingkat molekul. Kimia medisinal juga melibatkan studi, identifikasi dan sintesis produk metabolisme obat dan senyawa yang berhubungan.

Burger (1970): Kimia Medisinal adalah ilmu pengetahuan yang merupakan cabang dari ilmu kimia dan biologi, dan digunakan untuk memahami dan menjelaskan mekanisme kerja obat.
Burger menyatakan bahwa dalam kimia medisinal dilakukan usaha untuk menemukan obat berdasarkanrasionalitas biokimiawi. Aktivitas ahli kimia medisinal meliputi bidang biologi dan fisikokimia. Jalurbiokimia aksi obat telah dielaborasi secara bertahap, dan informasi tentang mekanisme kerja obat hingga tingkat makromolekuler bertambah secara cepat. 

Wikipedia: 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.

Invention of Drugs

2. Sejarah Kimia Medisinal

Kimia medisinal sudah dipraktekkan sejak beribu tahun yang lalu. Manusia selalu berusaha mencari pengobatan saat sakit dengan memanfaatkan berbagai tanaman meliputi herba, buah, akar, kulit (bytrial and error). Berbagai catatan menunjukkan efek terapi berbagai tanaman ditemukan di: Cina, India, Amerika Selatan, dan sekitar Lautan Tengah (Mediterania).Pada periode pra-saintifik, digunakan produk alam dalam pengobatan tradisional. Hingga saat ini ada beberapa obat alam yang masih digunakan, baik murni maupun turunannya, seperti opium, belladonna, kulit kina, ergot, kurare, dan lain-lain.  

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;

Tanaman—tanaman yang merupakan sumber obat yang hingga kini masih digunakan sebagai obat antara lain:

a. Opium 

• Abad III SM Theophrastus: Penggunaannya sebagai analgesik. 
• Abad X Rhazes (Persia) menggunakan pil opium untuk terapi batuk, gangguan mental, dan nyeri. Kemudian diketahui opium mengandung : morfin (analgetik poten), codein (pereda batuk).

b. Daun koka. 
Daun koka dikunyah oleh pembawa surat (pelari) dan pencari perak suku Inca di pegunungan Andessebagai stimulan dan pemberi efek euphoria. Kemudian diketahui bahwa daun koka mengandung :kokain (anestesi).

c. Akar Rauwolfia serpentina
Akar ini digunakan oleh masyarakat Hindu kuno untuk terapi hipertensi, insomnia. Kemudiandiketahui akar ini mengandung reserpin (obat antihipertensi).

d. Colchicum autumnale
Alexander Tralles pada abad 6 merekomendasikannya untuk mengatasi nyeri sendi. Selain itu jugadigunakan Avicenna (Percia) abad 11 untuk terapi gout. Benyamin Franklin mendengar tentangkhasiat tanaman ini dan membawanya ke Amerika. Kemudian diketahui tanaman ini mengandungcolchicine (alkaloid yang saat ini digunakan untuk terapi gout).

e. Kulit kayu kina
Penduduk asli Amerika Selatan menggunakan kulit kina untuk terapi demam. Pada tahun 1633Calancha berlayar ke Amerika Selatan dan membawanya ke Eropa dan digunakan untuk terapidemam dan malaria. Pada tahun 1820 senyawa aktif berhasil diisolasi, mengandung kuinin (obatantimalaria).

f. Daun Digitalis
Tahun 1542 Dokter Inggris sudah mulai menggunakan esktrak daun ini. Tahun 1785 ekstrakdigunakan untuk terapi gagal jantung. Kemudian diketahui mengandung glikosida steroid, digitoxindan digoxin.

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 : 

1. 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

Kimia medisinal - Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

id.wikipedia.org/wiki/Kimia_medisinal

a book about Medicinal Chemstry