Osteoporosis merupakan penyakit tulang sistemik yang ditandai dengan penurunan massa tulang, kerusakan mikroarsitektur jaringan tulang, dan berkurangnya kekuatan tulang. Meskipun osteoporosis dapat dicegah, tetapi berbagai penelitian epidemiologi menunjukkan prevalensi osteoporosis meningkat setiap tahunnya. Peningkatan ini juga seiring dengan bertambahnya populasi usia lanjut. Pada tahun 2022 gangguan tulang ini mempengaruhi sekitar 75 juta orang di Amerika, Eropa dan Jepang. Dampak lebih berat jika penyakit ini dikaitkan dengan risiko terjadinya patah tulang, dialami hampir 8,9 juta orang setiap tahunnya. Diperkirakan jumlah tersebut akan meningkat lebih dari 3 kali lipat selama 50 tahun ke depan. Dengan demikian, selain sektor kesehatan dan kualitas hidup pasien yang terdampak, juga akan berpengaruh pada keadaan ekonomi. Untuk itu, pencegahan dan pengobatan osteoporosis harus menjadi perhatian global.

Obat yang digunakan untuk terapi osteoporosis diklasifikasikan sebagai antiresorpsi dan anabolik mineral dan matriks tulang. Antiresorpsi bekerja dengan menghambat aktivitas osteoklas dalam menyerap matriks tulang, sedangkan aksi anabolik dalam menginduksi osteoblas untuk mensintesis matriks tulang. Obat golongan bifosfonat (contoh : risedronat, aledronat, ibandronate, zoledronate) adalah antiresorptif yang paling banyak digunakan untuk mengobati gangguan tulang yang berkaitan dengan peningkatan resorpsi tulang. Namun, telah dilaporkan bahwa bifosfonat terkait dengan efek samping yang cukup mendapat perhatian berupa nekrosis jaringan tulang yang terjadi pada pasien dengan metastasis kanker tulang. Selain itu, bifosfonat juga menyebabkan efek samping saluran cerna bagian atas dan okular, serta mempengaruhi fisiologi ginjal. Mengingat adanya beberapa efek samping dari obat-obatan tersebut, maka sangat diperlukan pengembangan obat dengan senyawa yang mnempunyai keamanan tinggi dan efektivitas yang baik dalam mencegah dan mengobati osteoporosis.

Berdasarkan kajian yang mendalam terkait dengan remodeling tulang, telah teridentifikasi beberapa protein yang dibutuhkan sel tulang untuk melakukan metabolisme tulang yang normal. Cathepsin K adalah salah satu enzim esensial yang disintesis oleh osteoklas. Enzim ini mendegradasi kolagen tipe 1, protein paling melimpah di jaringan tulang. Karena perannya yang menonjol dalam resorpsi tulang, cathepsin K dan kolagen tipe 1 adalah ukuran sensitif dari resorpsi tulang yang dimediasi osteoklas. Beberapa inhibitor cathepsin K telah menunjukkan selektivitas yang sangat baik terhadap cathepsin K manusia. Untuk itu perlu investigasi dalam upaya mendapatkan senyawa kimiawi yang aman dan efektif. Pada penelitian ini telah melakukan eksplorasi senyawa alamiah yang berasal dari tanaman terutama jahe dengan aksi sebagai penhambat resopsi dan anabolik matriks tulang melalui protein spesifik cathepsin K.

Tanaman obat dan kandungan fitokimianya diakui memiliki efek samping minimal dan menekan katabolisme matriks tulang. Dilaporkan bahwa obat tradisional Rehmanniae Radix terbukti memiliki aktivitas anti osteoporosis dengan mengatur fungsi ginjal dan hati serta meningkatkan sirkulasi darah. Selain itu, senyawa fenolik paradol yang diisolasi dari Aframomum meleguta dapat meningkatkan proliferasi dan diferensiasi sel mirip osteoblas dan menekan penambahan sel osteoklas. Hal ini menunjukkan bahwa tanaman obat dan senyawa bioaktifnya berpotensi digunakan sebagai obat osteoporosis. Zingiber officinale merupakan tumbuhan obat yang telah lama dikenal memiliki beberapa aktivitas farmakologis seperti antioksidan dan antiinflamasi. Sampai saat ini, tidak ada laporan mengenai aktivitas tanaman ini dalam sel tulang atau jaringan tulang. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui senyawa bioaktif dari Zingiber officinale yang berpotensi dikembangkan sebagai inhibitor Cathepsin K dengan menggunakan pendekatan in silico untuk mencari obat anti osteoporosis yang efektif dengan efek samping yang minimal.

Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi metabolit sekunder dari Zingiber officinale yang berpotensi menghambat cathepsin K, enzim kritis penyebab osteoporosis. Pada penelitian ini dilakukan docking molekuler 102 senyawa bioaktif Zingiber officinale terhadap cathepsin K (PDB ID: 4X6I). Persiapan ligan dilakukan menggunakan perangkat lunak JChem dan Schrödinger, dan protein virtual dijelaskan menggunakan AutoDockTools versi 1.5.6. Ligan kokristal dilakukan sebagai ligan kontrol positif. Farmakokinetik senyawa diprediksi dengan alat online SwissADME. Didapatkan sembilan senyawa memiliki afinitas ikatan yang baik terhadap cathepsin K. Senyawa tersebut adalah asam shogasulfonat C, (-)-beta-sitosterol, asam shogasulfonat D, asam shogasulfonat B, asam shogasulfonat A, isogingerenon B, (S)-8 -gingerol, gingerenone A, dan hexahydrocurcumin, dengan afinitas pengikatan berturut-turut -7.2, -7.0, -6.9, -6.8, -6.8, -6.7, -6.7, -6.6, dan -6.4 kkal mol−1. Sebagian besar senyawa memiliki profil farmakokinetik yang memadai dan memenuhi kinetika obat. Dengan demikian, senyawa bioaktif dari Zingiber officinale berpotensi digunakan sebagai agen anti osteoporosis dengan target cathepsin K. Namun, studi in vitro dan in vivo diperlukan untuk membuktikan aktivitas anti osteoporosis dari senyawa tersebut.

Penulis : Junaidi Khotib

Laman: www.rjptonline.org

Judul: Potential Anti-osteoporosis compounds from Zingiber officinale: A Molecular

Docking and Pharmacokinetics Prediction

DOI :  DOI: 10.52711/0974-360X.2022.00948