Uji Ex Vivo dan In Silico Ekstrak Metanol Daun Pisang Hias (Heliconia Collinsiana Griggs) Sebagai Agen Antimalaria

Abstract

Malaria merupakan penyakit infeksi yang disebabkan oleh parasit Plasmodium dan ditularkan melalui gigitan nyamuk Anopheles betina. Penyakit ini menjadi salah satu faktor utama penyebab morbiditas dan mortalitas di berbagai wilayah dunia, termasuk di Indonesia. Berdasarkan Kementrian Kesehatan RI, pada tahun 2023 terdapat sekitar 418.546 kasus malaria di Indonesia. Dengan angka kasus kematian dari tahun 2021-2024 yang terus meningkat. Terdapat lima spesies Plasmodium yang menyebabkan adanya infeksi malaria pada manusia. Pisang Hias (Heliconia collinsiana Griggs) merupakan salah satu tanaman yang dilaporkan sebagai pengobatan antimalaria dalam laporan nasional Riset Tumbuhan Obat dan Jamu (RISTOJA) oleh masyarakat kabupaten Way Kanan Provinsi Lampung. Skrining fitokimia dari genus Heliconiaceae menunjukan terdapat senyawasenyawa seperti flavonoid, alkaloid, tanin, dan glikosida. Golongan flavonoid dan alkaloid merupakan golongan yang berperan sebagai antimalaria. Tujuan penelitian ini yaitu untuk memprediksi potensi senyawa bioaktif dari ekstrak H. collinsiana sebagai alternatif terapi malaria yang diharapkan dapat memvalidasi penggunaan obat tradisional dan berkontribusi terhadap pengembangan terapi malaria yang lebih efektif dan aman. Pembuatan ekstrak metanol daun H. collinsiana menggunakan metode maserasi dengan pengadukan magnetic stirrer tanpa pemanasan. Ekstrak metanol daun H. collinsiana kemudian dilakukan pengujian aktivitas antimalaria terhadap Plasmodium berghei wild type menggunakan uji ex vivo pada mencit Balb-C. Deteksi senyawa dianalisis menggunakan metode GC-MS dengan diawali proses derivatisasi pada sampel ekstrak metanol daun H. collinsiana. Dari data hasil GCMS dilakukan inklusi senyawa dengan memilih senyawa metbolit sekunder untuk kemudian dilakukan uji In Silico dengan menggunakan metode molecular docking terhadap protein (1CET, 2PT9, 7SXL, 3I65, 8CDQ) dengan chloroquine sebagai kontrol positif. Terdapat beberapa tahapan proses uji In Silico yaitu preparasi protein, ligan uji, chloroquine (kontrol positif), penentuan Binding Pocket, validasi metode, dan running molecular docking yang kemudian dianalisis hasil visualisasi dan studi selektivitas terhadap target antimalaria. Hasil ekstraksi daun H. collinsiana didapatkan sebanyak 10.602 gram dengan persen rendemen 10.6%. Kemudian hasil pengujian ex vivo menunjukkan nilai persentase inhibisi parasit sebesar 90,37%. Metabolite profiling menggunakan GC-MS menunjukkan ekstrak metanol daun H. collinsiana terdiri dari 101 metabolit primer dan 41 metabolit sekunder yang mengandung senyawa golongan terpenoid, flavonoid, alkaloid, fenol, asam lemak dan turunannya, karbohidrat dan turunannya. Molecular docking pada senyawa metabolit sekunder menunjukkan bahwa sebagian besar senyawa menunjukkan afinitas pengikatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan chloroquine. Senyawa 10 terbaik pada kelima protein didominasi golongan terpenoid dan alkaloid. Berdasarkan studi selektivitas, terdapat senyawa yang selektif pada protein 3I65 yaitu 2_HCL dan senyawa yang selektif terhadap protein 8CDQ yaitu 4_HCL. Sementara itu, pada senyawa 13_HCL, 26_HCL, dan 35_HCL berkerja secara non selektif. Hasil visualisasi 2D dilihat dari residu asam amino pada active site protein yang berinteraksi dengan ligan. Interaksi yang terjadi yaitu berupa interaksi van der waals, ikatan hidrogen, interaksi hidrofobik (interaksi alkyl-alkyl, pi-alkyl, interaksi pi-sigma pi-pi), interaksi elektrostatis, dan halogen. Senyawa dengan nilai afinitas terbaik pada masing-masing protein memiliki persamaan binding dengan kontrol positif pada residu asam aminonya yang diprediksi mempunyai mekanisme yang sama, kecuali pada protein 2PT9 yang tidak memiliki kesamaan residu asam amino dan diprediksi mempunyai mekanisme yang berbeda yaitu mengikat pada sisi binding site yang berbeda, sehingga memungkinkan dikembangkan sebagai calon obat antimalaria apabila terjadi resistensi chloroquine pada protein 2PT9. Analisis hubungan struktur dan aktivitas menunjukkan dengan penambahan gugus-gugus tertentu seperti rangkap, -OH, dioxaspiro, dan biflavonoid mampu meningkatkan binding affinity. Adapun gugus yang mampu menurunkan binding affinity yaitu penambahan gugus glikosida pada senyawa flavonoid. Beberapa senyawa seperti 26_HCL, 35_HCL, dan 13_HCL juga telah dilaporkan nilai IC50 pada penelitian sebelumnya dengan mekanisme antimalaria secara umum pada setiap golongan senyawa tersebut. Identifikasi kelayakan untuk menjadi obat oral menggunakan Lipinski’s Rule of Five, data sepuluh senyawa terbaik pada protein 8CDQ mayoritas senyawa memenuhi kriteria karena memiliki berat molekul <500 Da yang berada pada rentang 200-400 Da dan LogP <5 yang berada pada rentang 2-4. Adapun data secara keseluruhan Lipinski’s Rule of Five, dari 41 senyawa terdapat 35 senyawa yang memenuhi syarat dan 6 senyawa yang tidak memenuhi syarat yaitu 1_HCL, 11_HCL, 18_HCL, 35_HCL, 36_HCL, dan 38_HCL. Senyawa tersebut masih berpotensi menjadi kandidat obat dengan modifikasi pada strukturnya untuk meningkatkan kelarutan atau permeabilitasnya. Hasil penelitian ini membuktikan bahwa beberapa senyawa ekstrak metanol H. collinsiana berpotensi sebagai alternatif terapi malaria dan mampu memvalidasi penggunaanya secara tradisional.