RIWARA.ID – Jauh sebelum pengembangan antivirus memasuki era teknologi molekuler yang semakin maju, para peneliti telah mencari cara memanfaatkan protein alami untuk menghadapi infeksi virus.
Salah satu penelitian yang menarik berasal dari University of Zürich, Swiss. Studi yang diterbitkan dalam jurnal Antiviral Research pada 2003 itu menemukan bahwa sejumlah protein alami yang dimodifikasi secara kimia menunjukkan aktivitas terhadap herpes simplex virus tipe 1 (HSV-1) dalam pengujian laboratorium.
Penelitian tersebut dilakukan Anna Oevermann, Monika Engels, Ursula Thomas dan Antonio Pellegrini. Mereka menguji bovine serum albumin, α-lactalbumin, β-lactoglobulin dan lysozyme yang dimodifikasi menggunakan 3-hydroxyphthalic anhydride (3-HP).
Temuan tersebut kini berusia lebih dari dua dekade. Namun, penelitian itu masih menarik dibaca karena memperlihatkan salah satu pendekatan awal dalam pencarian kandidat antivirus berbasis protein dan fragmen peptida.
Yang perlu digarisbawahi, penelitian ini bukan bukti bahwa protein tersebut dapat menyembuhkan herpes pada manusia. Pengujian dilakukan secara in vitro menggunakan kultur sel.
Protein Biasa Berubah Setelah Dimodifikasi
Hal paling menarik dari penelitian tersebut justru bukan sekadar jenis protein yang digunakan, melainkan perubahan sifat protein setelah dimodifikasi secara kimia.
Para peneliti menemukan bahwa protein dalam bentuk aslinya tidak menunjukkan aktivitas antivirus terhadap virus yang diuji. Sebaliknya, protein yang telah dimodifikasi dengan 3-HP menunjukkan aktivitas terhadap HSV-1.
Dalam penelitian itu, para ilmuwan menguji tiga virus berselubung, yakni HSV-1, bovine parainfluenza virus type 3 (PIV-3) dan porcine respiratory coronavirus (PRCV).
Hasilnya cukup spesifik.
Protein yang telah dimodifikasi menunjukkan aktivitas antivirus terhadap HSV-1, tetapi tidak terhadap PIV-3 maupun PRCV.
Temuan tersebut menjadi salah satu alasan peneliti menilai efeknya bukan sekadar akibat kerusakan umum terhadap selubung virus.
Aktivitas Terlihat Sebelum hingga Setelah Infeksi
Penelitian kemudian menguji protein termodifikasi pada beberapa tahapan infeksi HSV-1.
Senyawa diuji ketika diberikan sebelum infeksi, bersamaan dengan infeksi, maupun setelah virus menginfeksi sel.
Hasilnya, 3-HP-albumin, 3-HP-β-lactoglobulin dan 3-HP-lysozyme mampu menghambat efek sitopatik HSV-1 dalam ketiga kondisi tersebut.
Sementara itu, 3-HP-α-lactalbumin hanya menunjukkan penghambatan minimal ketika diberikan sebelum infeksi, tetapi aktivitasnya terlihat ketika diberikan selama maupun setelah infeksi.
Pengujian berikutnya dilakukan dengan mengukur produksi virus. Hasilnya menunjukkan seluruh protein yang dimodifikasi mampu menghambat replikasi HSV-1 dalam sistem kultur sel yang digunakan.
3-HP-Lysozyme Paling Poten, tetapi Ada Catatan
Dari sejumlah protein yang diuji, 3-HP-lysozyme menunjukkan aktivitas paling kuat dalam beberapa kondisi.
Ketika diberikan selama infeksi, konsentrasi yang dibutuhkan untuk menghasilkan pengurangan 50 persen terhadap produksi virus atau EC50 tercatat sekitar 14 µg/ml.
Ketika diberikan setelah infeksi, EC50-nya sekitar 6 µg/ml.
Namun, angka tersebut tidak boleh dibaca sebagai dosis obat untuk manusia.
EC50 merupakan ukuran yang digunakan dalam eksperimen untuk menggambarkan konsentrasi yang menghasilkan efek tertentu pada sistem pengujian. Nilainya tidak dapat langsung diterjemahkan menjadi dosis terapi.
Selain itu, 3-HP-lysozyme juga menunjukkan efek sitotoksik pada sel Vero. Penelitian mencatat nilai CC50 sekitar 5 mg/ml, sedangkan protein termodifikasi lainnya tidak menunjukkan efek sitotoksik pada konsentrasi hingga 8 mg/ml dalam pengujian tersebut.
Artinya, potensi antivirus dan keamanan merupakan dua persoalan yang berbeda dan harus dinilai secara bersamaan.
Mengapa Modifikasi Kimia Bisa Mengubah Aktivitas Protein?
Para peneliti kemudian mencoba menjelaskan mekanisme yang mungkin berada di balik temuan tersebut.
Modifikasi menggunakan 3-HP terutama menargetkan residu lisin pada rantai protein. Setelah mengalami modifikasi, karakter muatan protein berubah menjadi lebih negatif.
Perubahan itu diduga dapat memengaruhi interaksi antara protein termodifikasi dengan komponen virus.
HSV-1 memiliki sejumlah glikoprotein yang berperan dalam proses virus menempel pada sel dan memasuki sel, antara lain gB, gC dan gD.
Menurut pembahasan peneliti, aktivitas protein termodifikasi ketika diberikan selama infeksi mungkin berkaitan dengan interaksi terhadap glikoprotein virus tersebut.
Dengan demikian, pendekatan penelitian bukan sekadar mencari zat yang “membunuh virus”, tetapi mencoba mengubah karakter suatu protein sehingga dapat mengganggu tahapan tertentu dalam siklus infeksi.
Tidak Hanya Protein, Fragmen Peptida Juga Diteliti
Penelitian tersebut juga mengeksplorasi kemungkinan lain.
Albumin, α-lactalbumin, β-lactoglobulin dan lysozyme dipecah menggunakan enzim trypsin, chymotrypsin dan pepsin. Proses tersebut menghasilkan berbagai fragmen peptida yang kemudian diuji terhadap HSV-1.
Sejumlah fragmen menunjukkan aktivitas antiherpetik.
Namun, hasil tersebut belum dapat langsung dianggap sebagai penemuan kandidat obat baru. Banyak fragmen yang menunjukkan aktivitas antivirus juga memiliki efek toksik terhadap sel Vero.
Pada fragmen hasil pencernaan dengan trypsin, misalnya, beberapa kelompok fragmen menunjukkan aktivitas ketika diberikan selama atau setelah infeksi, tetapi sebagian di antaranya juga sangat toksik terhadap sel yang digunakan dalam penelitian.
Hal serupa ditemukan pada fragmen yang diperoleh melalui chymotrypsin dan pepsin. Beberapa menunjukkan aktivitas terhadap HSV-1, tetapi aktivitas tersebut sering kali disertai tingkat sitotoksisitas tertentu.
Ketika Fragmen Dimodifikasi Lagi
Para peneliti kemudian memodifikasi fragmen-fragmen tersebut dengan 3-HP.
Hasilnya menunjukkan sebagian besar kelompok fragmen termodifikasi tidak aktif atau hanya memiliki aktivitas lemah ketika diberikan selama infeksi.
Aktivitas lebih banyak terlihat ketika fragmen diberikan setelah infeksi. Namun, persoalan toksisitas kembali muncul.
Penelitian mencatat bahwa kelompok fragmen termodifikasi yang menunjukkan aktivitas penghambatan terhadap HSV-1 juga bersifat toksik terhadap sel Vero dalam berbagai tingkat.
Karena peptida individual dalam kelompok tersebut belum berhasil diisolasi, peneliti belum dapat memastikan apakah aktivitas antivirus dan efek toksik berasal dari molekul yang sama atau dari molekul yang berbeda.
Apa Artinya bagi Riset Antivirus?
Penelitian tersebut memberikan gambaran mengenai salah satu pendekatan yang pernah digunakan untuk mencari kandidat antivirus: mengambil protein alami, mengubah sifat kimianya, kemudian menguji apakah perubahan tersebut menghasilkan aktivitas biologis baru.
Dalam kasus penelitian Oevermann dan koleganya, modifikasi residu lisin dengan 3-HP dinilai sebagai pendekatan yang berguna untuk menghasilkan senyawa dengan aktivitas terhadap HSV-1.
Peneliti juga menyimpulkan bahwa fragmen peptida dengan aktivitas antiherpetik dapat dihasilkan melalui proses pencernaan proteolitik terhadap protein.
Namun, perjalanan dari temuan laboratorium menuju obat sangat panjang.
Sebuah senyawa yang mampu menghambat virus dalam kultur sel belum tentu aman bagi manusia, dapat mencapai jaringan yang diperlukan, memiliki stabilitas yang memadai, atau efektif ketika digunakan pada pasien.
Bukan Bukti Obat Herpes
Karena itu, penelitian tahun 2003 tersebut perlu dibaca dalam konteks ilmiahnya.
Studi ini menunjukkan aktivitas antivirus dalam kondisi laboratorium, bukan keberhasilan terapi terhadap pasien.
Bahkan penelitian tersebut menemukan persoalan toksisitas pada sejumlah fragmen dan 3-HP-lysozyme. Para peneliti sendiri menyatakan bahwa masih diperlukan penelitian lebih lanjut untuk memahami molekul mana yang bertanggung jawab terhadap aktivitas antivirus dan apakah efek antivirus serta toksisitas berasal dari komponen yang sama.
Dengan kata lain, tidak tepat jika temuan ini diterjemahkan menjadi klaim bahwa lysozyme, susu, albumin atau protein tertentu dapat menyembuhkan herpes.
Yang dapat dikatakan berdasarkan penelitian adalah bahwa protein yang telah dimodifikasi secara kimia menunjukkan aktivitas penghambatan HSV-1 dalam model laboratorium.
Riset Lama, Pertanyaan yang Tetap Menarik
Lebih dari dua dekade setelah dipublikasikan, penelitian tersebut tetap menarik bukan karena menawarkan obat herpes yang siap digunakan.
Nilainya terletak pada pertanyaan ilmiah yang dibawanya: bisakah protein alami diubah menjadi molekul dengan aktivitas antivirus melalui modifikasi tertentu?
Studi Oevermann dan koleganya menunjukkan bahwa jawabannya, setidaknya dalam sistem laboratorium yang mereka gunakan, adalah mungkin.
Tetapi penelitian tersebut juga memperlihatkan sisi lain yang tidak kalah penting: aktivitas antivirus harus selalu berjalan beriringan dengan persoalan keamanan.
Sebuah molekul yang efektif menghambat virus tetapi juga merusak sel tentu belum dapat dianggap sebagai kandidat terapi yang ideal.
Karena itu, riset 2003 tersebut lebih tepat ditempatkan sebagai bagian dari perjalanan panjang ilmu pengetahuan dalam mencari kandidat antivirus baru—bukan sebagai resep pengobatan herpes.
Dua puluh tiga tahun berlalu, temuan tersebut tetap menarik sebagai pengingat bahwa pencarian obat antivirus tidak selalu dimulai dari senyawa sintetis baru. Kadang, jawabannya justru dicari dari protein yang sudah lama dikenal, lalu para ilmuwan mencoba mengubah sifatnya untuk melihat kemampuan baru yang mungkin muncul.*
Riset 2003 tentang protein alami dan modifikasi kimia menunjukkan potensi menghambat HSV-1. Namun, hasilnya masih sebatas uji laboratorium.