Tanpa
memandang sumber atau gagasan utama yang mengarah pada suatu molekul kandidat
obat, uji obat melibatkan serangkaian eksperimen dan penelitian pada makhluk
hidup yang dilaksanakan secara konsisten. Proses ini dinamakan skrining obat.
Beragam uji (assay) biologik pada
hewan percobaan baik pada tingkat molekular, selular, organ, maupun holistik
digunakan untuk menentukan aktivitas dan selektivitas obat. Jenis dan jumlah
uji skrining awal bergantung pada tujuan farmakologi dan terapeutik. Berbagai
obat anti-infeksi akan diuji terhadap berbagai organisme penyebab infeksi,
beberapa diantaranya menunjukkan resitensi terhadap obat standar, dan berbagai
obat hipoglikemik akan diuji kemampuannya untuk menurunkan gula darah, dan
sebagainya. Selain itu, kumpulan berbagai kerja lainnya dari satu molekul juga
akan diteliti untuk menentukan mekanisme kerja dan selektivitas obat. Hal ini
mempunyai keuntungan karena dapat memperlihatkan berbagai efek toksik baik yang
diduga maupun yang tidak diduga. Terkadang, seorang pengamat yang cukup teliti
dapat menemukan suatu efek terapeutik yang tidak diduga sebelumnya. Pemilihan
molekul-molekul yang akan diteliti lebih lanjut paling efisien dilakukan
melalui model penyakit manusia pada hewan percobaan. Pada umumnya, manusia
memiliki obat-obatan yang adekuat untuk berbagai keadaan dengan model perkiraan
pra klinis yang baik (contohnya obat antibakterial, penyakit hipertensi atau
trombotik). Untuk penyakit yang memiliki model pra klinis yang buruk atau yang
sama sekali belum memiliki model pra klinis, seperti pada penyakit Alzheimer, obat-obatan
yang adekuat umumnya belum tersedia dan jarang terdapat terobosan baru dalam
peningkatan terapi. 7
Selama skrining obat berlangsung, berbagai penelitian
dilakukan untuk mendapatkan profil farmakologis obat tersebut pada tingkat
molekular, selular, sistem, organ, dan orgnisme. Sebagai contoh, serangkaian
uji akan dilakukan terhadap suatu obat yang dirancang sebagai antagonis
adrenoseptor-α pembuluh darah untuk pengobatan hipertensi. 7
Pada tingkat molekuler, skrining akan dilakukan
terhadap senyawa tersebut untuk menentukan afinitas ikatan dengan reseptor pada
membran sel yang mengandung berbagai reseptor α (jika memungkinkan, pada
reseptor yang terdapat pada manusia), pada berbagai reseptor lainnya, dan pada
tempat pengikatan enzim. Jika struktur kristal obat beserta targetnya tersedia,
analisis struktur biologi atau skrining virtual dengan menggunakan komputer
(computer-assisted virtual screening) dapat dilakukan untuk lebih memahami
interaksi obat dengan reseptor. Berbagai penelitian awal dapat dilakukan untuk
memperkirakan efek-efek yang mungkin akan menyebabkan metabolisme obat yang
tidak diinginkan atau komplikasi toksikologik. Sebagai contoh, penelitian
terhadap enzim sitokrom P450 hati dilakukan untuk menentukan apakah obat
tersebut berfungsi sebagai substrat atau inhibitor enzim tersebut atau akan
mempengaruhi metabolisme obat lain. Pengaruhnya terhadap kanal ion jantung
seperti kanal kalium hERG, yang diperkirakan dapat menyebabkan aritmia yang
mengancam jiwa, dapat dipertimbangkan. 7
Pengaruhnya terhadap fungsi sel akan diteliti untuk
menentukan apakah obat tersebut bersifat agonis, agonis parsial, atau antagonis
reseptor α. Suatu jaringan terpisah (isolated tissue), terutama jaringan otot
polos pembuluh darah, digunakan untuk melihat aktivitas farmakologis dan
selektivitas senyawa baru dibandingkan dengan senyawa referensi. Pembandingan
dengan obat-obatan lain juga dilakukan pada preparat in vitro lain seperti otot
polos saluran cerna dan bronkus. Pada tiap tahapan proses ini, senyawa harus
memenuhi persyaratan spesifik untuk dapat maju ke tahapan selanjutnya. 7
Penelitian pada hewan secara holistik umumnya
diperlukan untuk menentukan efek obat pada sistem organ dan model penyakit.
Penelitian pengaruh semua obat baru terhadap kardiovaskular dan ginjal umumnya
pertama kali dilakukan pada hewan normal. Jika memenuhi standar kelayakan,
penelitian juga dapat dilakukan pada model penyakit. Suatu kandidat obat antihipertensi
akan diujikan pada hewan percobaan dengan hipertensi untuk melihat apakah
terjadi penurunan tekanan darah sesuai dosis (dose-related manner) dan untuk mengetahui efek lain senyawa tersebut.
Berbagai bukti mengenai lama kerja dan efektivitas senyawa tersebut baik pada
pemberian oral maupun parenteral kemudian akan dikumpulkan. Jika terbukti
berpotensi, zat ini akan diteliti lebih lanjut mengenai kemungkinan adanya efek
samping terhadap berbagai sistem organ utama, termasuk pernapasan,
gastrointestinal, endokrin, dan sistem saraf pusat (SSP). 7
Berbagai penelitian ini dapat memberikan anjuran
mengenai perlu tidaknya dilakukan modifikasi kimiawi lebih lanjut untuk
memperoleh sifat-sifat farmakokinetik dan farmakodinamik yang lebih diinginkan.
Sebagai contoh, penelitian pada pemberian obat secara oral dapat memperlihatkan
bahwa obat ini sukar diabsorpsi atau cepat dimetabolisme dalam hati; modifikasi
untuk meningkatkan bioavailabilitas mungkin diindikasikan. Jika obat
direncanakan untuk digunakan secara menahun, perlu dilakukan kajian mengenai
perkembangan toleransi. Untuk berbagai obat yang berhubungan dengan atau
memiliki mekanisme kerja yang serupa dengan berbagai obat yang diketahui
menyebabkan ketergantungan fisik, potensi penyalahgunaannya juga perlu
diteliti. Mekanisme farmakologik untuk tiap kerja utama obat juga akan dicari. 7
Hasil yang diinginkan dari prosedur skrining ini (yang
mungkin perlu diulang beberapa kali dengan analog atau kongener molekul
aslinya) disebut sebagai senyawa utama (lead compound), yaitu kandidat utama
untuk obat baru yang diperkirakan akan berhasil. Senyawa tersebut umumnya akan
didaftarkan dan dipatenkan baik sebagai senyawa baru (paten mengenai komposisi
suatu materi) yang bermanfaat maupun sebagai pengobatan yang baru dan berbeda
dengan zat kimiawi yang telah dikenal sebelumnya untuk suatu penyakit (paten
mengenai penggunaan). 7
