Peran Ilmu Bioinformatika dalam Mengantisipasi Pandemi di Masa Depan
PANDEMI Covid-19 pada akhirnya berhasil dikendalikan oleh otoritas kesehatan dunia (WHO) maupun nasional (Kemkes masing-masing negara).
Walaupun demikian, pandemi ini sudah mengakibatkan lebih dari 7 juta mortalitas di seluruh dunia.
Selama pandemi, selain bidang ilmu kesehatan (health sciences) yang sudah mapan, seperti kesehatan masyarakat, kedokteran, keperawatan dan farmasi.
Ilmu-ilmu baru pun akhirnya mulai berperan penting dalam berjibaku melawan penyebaran penyakit upper respiratory ini. Salah satunya, tentu saja adalah bioinformatika.
Sebagai ilmu baru, ia menggabungkan biologi molekuler, matematika, statistik, dan ilmu komputer untuk menganalisis data biologis, seperti DNA, RNA dan protein.
Instrumen penelitian yang dikembangkan oleh bioinformatika, bersama dengan ilmu lain, telah banyak berperan dalam menghadapi Covid-19.
Sementara itu, sudah banyak pihak, termasuk WHO sendiri, yang meramalkan bahwa Covid-19 tidak akan menjadi pandemi yang terakhir.
Sudah dari tahun 2015, WHO menyusun laporan yang me-list daftar penyakit maupun patogen yang berpotensi menjadi pandemi. Virus Corona, penyebab Covid-19, hanyalah salah satunya.
Oleh karena itu, berkaca dari pandemi Covid-19, menjadi penting untuk mengkaji apa yang bisa bioinformatika lakukan untuk mengantisipasi kemungkinan datangnya pandemi di masa depan.
Artikel ini akan mengkaji, apa saja yang telah kita pelajari selama pandemi, yang dimungkinkan membantu kita di masa depan.
Dalam kacamata bioinformatika, titik berangkat pertama mengapa kita bertahan menghadapi pandemi Covid-19 adalah berhasil dikembangkannya instrumen pemantauan dan deteksi dini virus SARS-CoV-2, penyebab Covid-19.
Sebelumnya, virus Corona sudah pernah menyebabkan epidemi, yaitu dengan SARS di tahun 2003 dan MERS di tahun 2012.
Selama epidemi tersebut terjadi, telah dikembangkan instrumen deteksi dini dengan menggunakan NGS (Next Generation Sequencing) dan RT-PCR (Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction).
Instrumen NGS mampu mendeteksi tipe maupun varian virus yang baru dan belum ada di basis data sebelumnya, sementara itu RT-PCR dapat mendeteksi 'viral load' pada sampel pasien dengan cepat dan akurat.
Belajar dari epidemi yang terjadi sebelumnya, selama pandemi Covid-19 metode NGS dan RT-PCR menjadi ujung tombak di lab untuk deteksi dini Covid-19.
Khusus untuk NGS, instrumen ini digunakan untuk mendeteksi varian SARS-CoV-2 yang baru, seperti varian Delta di akhir tahun 2020 dan varian Omicron setahun kemudian.
Data deteksi dini yang dikumpulkan bioinformatisi di seluruh dunia ini, pada akhirnya diarsip di basis data rujukan seperti GISAID, Genbank dan Nextstrain.
Pemanfaatan NGS dan RT-PCR yang masif telah memberi banyak pelajaran berharga mengenai bagaimana menghadapi pandemi ke depannya.
Baca Juga: Segini Tarif Tol Binjai-Stabat yang Berlaku Pada 18 Juli 2024
Kedua metode pemantauan ini, yang sebelum pandemi penggunaannya hanya terbatas di lab-lab rujukan tertentu, akhirnya menjadi SOP standar.
Diharapkan supaya apa yang kita pelajari dan kuasai selama ini mengenai metode NGS dan RT-PCR maupun pengembangan basis data rujukannya, bisa membuat kita lebih siap menghadapi pandemi berikutnya.
Pengembangan vaksin adalah bagian yang sangat menantang selama pandemi Covid-19.
Terkait vaksin, ada beberapa pendekatan yang digunakan oleh berbagai pihak.
Pendekatan pertama adalah menggunakan virus yang sudah diinaktivasi, dan pihak yang paling awal menggunakan pendekatan ini selama pandemi Covid-19 adalah Sinovac ® dari China.
Vaksin Sinovac adalah vaksin pertama yang diimplementasikan di negara kita.
Kemudian, gelombang berikut datang vaksin dengan teknologi lebih mutakhir, yaitu berbasis mRNA (Pfizer ® dan Moderna ®) dan Vektor Adenovirus (Astra Zeneca ®).
Vaksin ini lebih ekstensif menggunakan pendekatan bioinformatika, yaitu analisis sekuens, untuk pengembangan vaksin berbasis biologi molekuler.
Menariknya, suksesnya aplikasi vaksin mRNA selama Covid-19 mendapatkan perhatian khusus dari komite Nobel di Swedia.
Pada akhirnya mereka memberikan hadiah Nobel Kedokteran di tahun 2023 kepada Katalin Karikó dan Drew Weissman, yang merupakan pioner dalam mengembangkan mRNA sebagai agen terapi.
Keberhasilan teknologi konvensional seperti virus inaktivasi, dan teknologi baru seperti vaksin mRNA dan vektor adenovirus, telah membuat ilmuwan belajar banyak mengenai pengembangan vaksin untuk menghadapi pandemi ke depannya.
Baca Juga: DPR Kecam Insiden Penembakan Donald Trump: Kita Harus Berani Melawan
Telah banyak data analisis sekuens untuk pengembangan vaksin yang dideposit ke basis data rujukan seperti IEDB, yang dapat digunakan oleh bioinformatisi untuk pengembangan vaksin modern di masa depan.
Pengembangan obat juga merupakan salah satu kajian yang banyak dikerjakan oleh pakar bioinformatika struktural.
Namun, di tahap awal, drug repurposing atau penggunaan kembali obat yang sudah ada, merupakan arus utama pengembangan obat Covid-19.
Sebagai contoh, remdesivir dan molnupiravir adalah repurposed drug, yang pada awalnya bukan digunakan untuk Covid-19.
Sementara itu, ada beberapa obat lain yang repurposed, walaupun bukan dalam konteks anti-viral namun lebih untuk anti-peradangan dan anti-pembekuan darah seperti dexamethasone dan heparin.
Di tahap ini, memang peran bioinformatika bisa dibilang minimal. Namun bioinformatika struktural banyak mengkaji kandidat obat berbasis bahan alam, tetapi belum ada yang lolos uji klinis maupun mendapatkan endorsement dari WHO maupun izin dari FDA.
Namun, setelah setahun berlalu dari pengumuman pandemi Covid-19 pada Maret 2020 oleh WHO, ada perkembangan baru.
Pfizer ® mengembangkan dan memproduksi Paxlovid, sebuah obat baru untuk mengobati Covid-19.
Berdasarkan reportasi C&EN, Paxlovid merupakan modifikasi dari senyawa lead yang awalnya digunakan untuk mengobati SARS di tahun 2003.
Baca Juga: Segera Tayang di Bioskop! Sinopsis Film Romeo Ingkar Janji, Terinspirasi dari Ina dan Jeremy Thomas
Senyawa lead tersebut, dengan dibantu tools Structural bioinformatics dan komputasi kimia, pada akhirnya dimodifikasi menjadi Paxlovid.
Di sini, bioinformatisi belajar mengenai bagaimana mengembangkan obat, baik obat yang baru maupun repurposed, untuk menghadapi pandemi yang akan datang.
Basis data eksperimen pengembangan obat tersebut sudah diunggah di berbagai repositori, seperti RCSB. Sehingga bisa dipelajari untuk deterrence pandemi ke depannya.
Walaupun tidak secara langsung berhubungan dengan bioinformatika, misinformasi yang masif terjadi selama pandemi Covid-19.
Banyak berbagai teori, yang sebenarnya lebih tepat disebut spekulasi dan bukan teori, yang menyatakan Covid-19 adalah buatan manusia, vaksin menyebabkan autisme, Covid-19 itu hoaks dan sebagainya.
Spekulasi-spekulasi liar ini sering disebut sebagai "teori konspirasi" dan memang sudah lama paradigma ini beredar sebagai wacana publik.
Hal ini telah mendorong banyak ilmuwan, termasuk para bioinformatisi, akhirnya ikut angkat bicara mengenai Covid-19 di media sosial maupun media populer.
Sering kali, perundungan masif terjadi kepada ilmuwan yang mencoba memaparkan fakta ilmiah kepada publik.
Tetapi, ada juga ilmuwan yang tetap bertahan memberikan pencerahan kepada publik, walaupun resiko perudungan selalu ada. Beredarnya teori konspirasi selama pandemi Covid-19 adalah pelajaran berharga kepada kita semua, bahwa seyogyanya sebisa mungkin ilmuwan yang menguasai permasalahan supaya turun tangan memberikan penjelasan dan pencarahan kepada publik.
Mengapa ini penting? Sebab jika ilmuwan tidak turun memberi pencerahan, maka diskursus publik di media populer dan media sosial akan dikuasai oleh hoaks anti-sains maupun pengikut teori konspirasi.
Baca Juga: Apa Itu MPLS? Begini Penjelasan Serta Manfaatnya Untuk Siswa Baru
Untuk antisipasi pandemi ke depannya, seyogyanya ilmuwan bekerja sama dengan jurnalis sains untuk mempopulerkan sains dan mengarusutamakan pendekatan ilmiah dalam menghadapi masalah pandemi.
Sebagai ilmu baru yang berkembang pesat selama 'perang' kita menghadapi pandemi Covid-19, ilmu bioinformatika tidak akan bisa berbuat apa-apa tanpa kerja sama dengan tenaga kesehatan (nakes) seperti dokter, perawat, apoteker, paramedis, penyuluh kesehatan masyarakat maupun lainnya.
Dalam kasus tertentu, karena bioinformatika adalah kajian multidisiplin, memang tidak ada boundary yang 'hitam-putih' antara bioinformatisi dengan klinik.
Mengapa demikian? Sebab sudah mulai banyak ahli kedokteran dan farmasi misalnya, yang juga mendalami dan menguasai bioinformatika.
Banyak publikasi ilmiah maupun inovasi produk yang dihasilkan dari kerja sama erat antara bioinformatisi yang bergerak di ranah ilmu dasar atau 'basic science' dengan nakes.
Perkataan motivasi Dr Tedros, Direktur Jenderal WHO, yaitu "We are all in this together" merupakan 'elan vital' dari kolaborasi raksasa multidisiplin dari berbagai bidang ilmu untuk menghadapi pandemi Covid-19.
Kita belajar banyak selama pandemi, bahwa hanya dengan kerjasama multidisiplin yang erat, pada akhirnya kita semua bisa bertahan menghadapi semua tantangan yang ada.
Ke depannya, ini bekal yang sangat berharga dalam menghadapi pandemi berikutnya.
Prof. Dr. rer. nat. Arli Aditya Parikesit, S.Si., M.Si.
(Dosen Kajian Bioinformatika Indonesia International Institute for Life Sciences/i3L)
Dilarang mengambil dan/atau menayangkan ulang sebagian atau keseluruhan artikel di atas untuk konten akun media sosial komersil tanpa seizin redaksi.
