Sintesis kimia otomatis menggunakan “click chemistry” telah menghasilkan kelas senyawa antibiotik baru yang menjanjikan, yang berpotensi menawarkan solusi terhadap krisis bakteri yang resistan terhadap obat yang semakin meningkat. Para peneliti di University of York telah menggunakan sistem robotik untuk dengan cepat membuat dan menguji lebih dari 600 kompleks logam, mengidentifikasi beberapa yang menunjukkan aktivitas antibakteri yang kuat dengan tingkat toksisitas yang dapat diterima. Pendekatan ini mewakili perubahan signifikan dari penelitian antibiotik tradisional, yang sebagian besar berfokus pada molekul berbasis karbon.
Meningkatnya Ancaman Resistensi Antibiotik
Munculnya bakteri yang resisten terhadap obat-obatan yang ada merupakan masalah kesehatan masyarakat yang penting. Antibiotik yang ada saat ini menjadi tidak efektif, sehingga menuntut eksplorasi segera terhadap ruang kimia baru. Selama beberapa dekade, penelitian terkonsentrasi pada senyawa organik, sehingga sebagian besar struktur berbasis logam tidak tersentuh. Kompleks logam ini menawarkan keunggulan tersendiri: bentuk tiga dimensinya yang unik menghadirkan jalur interaksi baru dengan target bakteri, sehingga berpotensi menghindari mekanisme resistensi yang ada.
Bagaimana Terobosan Terjadi: “Klik Kimia” dan Otomatisasi
Tim peneliti, yang dipimpin oleh Angelo Frei, menggunakan strategi sintesis throughput tinggi. Mereka menggunakan robot penanganan cairan untuk melakukan “kimia klik”—reaksi sangat efisien yang dengan cepat menggabungkan molekul azida dan alkuna untuk membentuk cincin nitrogen yang stabil. Metode ini memungkinkan tim untuk menghasilkan perpustakaan kompleks logam yang luas hanya dalam satu minggu. Prosesnya melibatkan penggabungan 192 ligan organik berbeda dengan lima logam berbeda, sehingga menghasilkan 672 senyawa unik.
Temuan Utama: Iridium dan Renium Menunjukkan Janji
Pemeriksaan awal mengungkapkan bahwa senyawa yang mengandung iridium dan renium menunjukkan aktivitas antibakteri terkuat terhadap Staphylococcus aureus, infeksi yang didapat di rumah sakit yang umum dan berbahaya. Lebih dari separuh senyawa iridium dan renium menunjukkan penghambatan pertumbuhan, dengan tingkat toksisitas yang bervariasi. Setelah pemurnian lebih lanjut, satu kompleks iridium menonjol, menunjukkan tingkat aktivitas 50 hingga 100 kali lebih besar daripada toksisitasnya terhadap sel manusia.
Jalan ke Depan: Stabilitas, Keamanan, dan Uji Klinis
Meski menjanjikan, temuan ini masih bersifat awal. Para ahli seperti Mark Blaskovich menekankan perlunya pengujian yang ketat untuk memastikan sifat seperti obat—stabilitas kimia dan efek di luar target yang minimal. Fase berikutnya memerlukan penelitian in vivo (model pada hewan) yang diikuti dengan uji klinis pada manusia untuk memastikan keamanan dan kemanjuran. Tim juga berencana untuk menggabungkan kecerdasan buatan, menggunakan pembelajaran mesin untuk memprediksi struktur yang paling menjanjikan untuk sintesis di masa depan.
Otomatisasi proses ini berpotensi merevolusi penemuan antibiotik, memperpendek jangka waktu pengembangan, dan memperluas pencarian solusi baru terhadap resistensi antibiotik.
Pada akhirnya, penelitian ini menunjukkan kekuatan menggabungkan bahan kimia mutakhir dengan sistem otomatis untuk mengatasi salah satu tantangan paling mendesak dalam pengobatan modern.
