“AI” Temukan Antibiotik Baru Lawan Bakteri Kebal Obat

DUNIA kesehatan global saat ini menghadapi salah satu ancaman terbesar abad ke-21: meningkatnya resistensi antibiotik atau kondisi ketika bakteri berevolusi menjadi kebal terhadap obat-obatan yang selama puluhan tahun menjadi andalan pengobatan.

Ancaman tersebut bukan sekadar persoalan laboratorium, melainkan krisis kesehatan nyata yang telah menyebabkan jutaan infeksi sulit ditangani setiap tahunnya. Di tengah kekhawatiran tersebut, secercah harapan datang dari arah yang tak terduga: kecerdasan buatan atau Artificial Intelligence (AI).

Teknologi AI yang selama ini identik dengan chatbot, kendaraan otonom, hingga analisis data kini mulai memainkan peran penting dalam penemuan obat. Para ilmuwan berhasil memanfaatkan algoritma pembelajaran mesin untuk mempercepat pencarian antibiotik baru, sebuah proses yang selama ini dikenal sangat lambat, mahal, dan penuh risiko kegagalan.

Hasilnya dari penelitian itu cukup mengejutkan. Dalam hitungan minggu, AI mampu menemukan kandidat antibiotik baru yang efektif melawan bakteri super seperti Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), bakteri mematikan yang dikenal sangat sulit dibasmi dengan antibiotik konvensional.

“AI memungkinkan kami menelusuri ruang kimia yang sangat luas dalam waktu singkat, sesuatu yang hampir mustahil dilakukan manusia secara manual,” kata Profesor James J. Collins, peneliti dari Massachusetts Institute of Technology yang terlibat dalam riset antibiotik berbasis AI, dikutip dari MIT News.

Penemuan ini dianggap sebagai tonggak penting dalam sejarah farmasi modern. Selama beberapa dekade terakhir, penemuan antibiotik baru berjalan sangat lambat. Bahkan banyak perusahaan farmasi bahkan mulai meninggalkan riset antibiotik karena biaya pengembangannya sangat tinggi.

Di sisi lain keuntungan komersialnya relatif dari obat ini cukup rendah dibandingkan obat untuk penyakit kronis seperti diabetes atau hipertensi. Akibatnya, dunia medis semakin bergantung pada antibiotik lama, sementara bakteri terus berevolusi menjadi lebih kuat.

Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) telah lama memperingatkan bahwa resistensi antimikroba dapat menjadi penyebab utama kematian global pada masa depan. Beberapa proyeksi bahkan menyebutkan bahwa pada tahun 2050, kematian akibat infeksi bakteri resisten bisa melampaui angka kematian akibat kanker jika tidak ditemukan solusi baru. Infeksi yang dulunya mudah diobati, seperti infeksi saluran kemih atau luka pascaoperasi, berpotensi kembali menjadi ancaman mematikan.

Salah satu bakteri yang paling dikhawatirkan adalah Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Bakteri ini merupakan varian Staphylococcus aureus yang telah mengembangkan ketahanan terhadap banyak jenis antibiotik, termasuk methicillin dan beberapa obat lini utama lainnya.

Bakteri MRSA kerap ditemukan di rumah sakit dan fasilitas kesehatan, menyerang pasien dengan daya tahan tubuh lemah, serta dapat menyebabkan infeksi serius mulai dari abses kulit hingga pneumonia berat dan sepsis.

Di sinilah AI mulai menunjukkan kemampuannya. Berbeda dengan pendekatan tradisional yang mengharuskan peneliti menguji ribuan senyawa satu per satu di laboratorium, AI mampu menyaring jutaan bahkan miliaran kemungkinan molekul secara virtual.

Sistem itu dilatih menggunakan data tentang struktur kimia dan aktivitas biologis senyawa yang telah diketahui sebelumnya. Dari situ, algoritma mempelajari pola-pola kompleks untuk memprediksi senyawa mana yang berpotensi menjadi antibiotik efektif.

Salah satu terobosan terbesar datang dari tim peneliti Massachusetts Institute of Technology (MIT). Pada tahun 2020, mereka memperkenalkan antibiotik baru bernama halicin, yang ditemukan sepenuhnya melalui bantuan AI.

Menariknya, halicin awalnya bukan dikembangkan sebagai antibiotik, melainkan sebagai kandidat obat diabetes. Namun algoritma AI mengidentifikasi pola kimia unik pada molekul tersebut yang menunjukkan potensi kuat melawan bakteri.

“Kami menemukan bahwa AI dapat mengidentifikasi struktur molekul yang sebelumnya tidak pernah dipertimbangkan sebagai antibiotik,” ujar Collins.

Ketika diuji di laboratorium, halicin terbukti mampu membunuh berbagai bakteri resisten obat, termasuk Clostridioides difficile, Mycobacterium tuberculosis, dan beberapa strain bakteri kebal antibiotik lainnya. Penemuan ini membuka mata dunia ilmiah bahwa AI dapat menemukan potensi tersembunyi dari senyawa yang sebelumnya terabaikan.

Terobosan berikutnya datang dari McMaster University di Kanada. Pada 2024, tim penelitinya mengumumkan penemuan antibiotik baru bernama synthecin setelah menggunakan model AI untuk menganalisis sekitar 46 miliar struktur molekul kimia. Jumlah ini mustahil diteliti secara manual oleh manusia dalam waktu singkat.

Profesor Jonathan Stokes mengatakan pendekatan ini membuka babak baru dalam riset farmasi. “Dengan AI, kami bisa menyaring miliaran molekul dan memfokuskan eksperimen laboratorium hanya pada kandidat paling menjanjikan. Ini mempercepat proses penemuan secara dramatis,” ujarnya.

Dari miliaran kandidat tersebut, AI menyaring molekul-molekul paling menjanjikan berdasarkan prediksi efektivitasnya terhadap bakteri tertentu, tingkat toksisitas rendah, serta kemampuannya menembus dinding sel bakteri. Setelah diuji lebih lanjut, synthecin menunjukkan hasil yang sangat menjanjikan terhadap bakteri resisten, termasuk beberapa strain MRSA.

Yang membuat pencapaian ini luar biasa adalah kecepatan prosesnya. Jika menggunakan metode konvensional, penyaringan miliaran senyawa dapat memakan waktu puluhan tahun dan biaya miliaran dolar. Dengan AI, proses awal tersebut bisa dilakukan dalam hitungan minggu.

AI bekerja layaknya “detektif molekuler.” Teknologi ini mampu mengenali pola hubungan antara struktur kimia dan efek biologis yang terlalu rumit untuk dianalisis manusia. Bahkan, dalam beberapa kasus, AI menemukan molekul dengan struktur yang sama sekali berbeda dari antibiotik yang pernah ada.

Hal ini sangat penting karena bakteri sering kali telah mengembangkan mekanisme pertahanan terhadap struktur antibiotik lama. Dengan menemukan molekul baru yang memiliki mekanisme kerja berbeda, peluang mengalahkan bakteri resisten menjadi jauh lebih besar.

Selain menemukan molekul baru, AI juga membantu memprediksi bagaimana bakteri mungkin berevolusi menghadapi obat tersebut. Dengan begitu, ilmuwan dapat merancang antibiotik yang lebih tahan terhadap potensi resistensi di masa depan.

Meski demikian, para peneliti menekankan bahwa perjalanan dari laboratorium menuju rumah sakit masih panjang. Kandidat antibiotik hasil AI tetap harus melalui tahapan ketat, mulai dari pengujian toksisitas pada sel manusia, uji praklinis pada hewan, hingga uji klinis bertahap pada manusia.

“AI bukan pengganti eksperimen biologis, tetapi alat yang sangat kuat untuk mempercepat tahap awal penemuan obat,” kata Stokes.

Proses ini bisa memakan waktu bertahun-tahun. Namun AI telah memangkas tahap paling awal dan paling sulit dalam pengembangan obat: menemukan kandidat molekul yang benar-benar menjanjikan.

Keberhasilan ini juga menunjukkan perubahan besar dalam cara dunia menemukan obat. Jika dahulu penemuan obat sangat bergantung pada intuisi ilmuwan dan eksperimen laboratorium panjang, kini data dan komputasi menjadi senjata utama.

Banyak perusahaan farmasi besar mulai berinvestasi besar dalam platform AI untuk riset obat. Selain antibiotik, teknologi ini kini digunakan untuk mencari terapi kanker, penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer, hingga vaksin generasi baru.

Dalam konteks kesehatan global, penemuan antibiotik berbasis AI memberi optimisme baru. Dunia sempat khawatir memasuki era pasca-antibiotik, ketika prosedur medis sederhana seperti operasi caesar, transplantasi organ, atau kemoterapi menjadi sangat berisiko akibat infeksi yang tak dapat diobati.

Kini, dengan dukungan AI, harapan untuk mencegah skenario tersebut semakin nyata. Teknologi ini bukan sekadar mempercepat riset, tetapi berpotensi mengubah secara fundamental cara manusia melawan penyakit menular.

Lebih dari itu, keberhasilan ini menjadi contoh nyata bagaimana kolaborasi antara ilmu komputer, biologi molekuler, kimia, dan kedokteran dapat menghasilkan solusi revolusioner.

Bagi masa depan kesehatan dunia, AI bukan lagi sekadar alat bantu, melainkan mitra strategis dalam menghadapi ancaman biologis yang terus berkembang. hay