Paul Ehrlich

Lis 11, 2021
admin

Německý biochemik Paul Ehrlich (1854-1915) vytvořil chemickou teorii vysvětlující imunitní reakci organismu a vykonal důležitou práci v oblasti chemoterapie, přičemž vymyslel termín „magic bullet“. Ehrlich obdržel v roce 1908 Nobelovu cenu za fyziologii nebo lékařství.

V roce 1906 Ehrlich prorokoval úlohu moderního farmaceutického výzkumu a předpověděl, že chemici budou ve svých laboratořích brzy schopni vyrábět látky, které budou vyhledávat konkrétní původce nemocí. Tyto látky nazval „kouzelnými kulkami“. Sám Ehrlich se setkal se signálními úspěchy v nově vznikajících oborech sérových antitoxinů a chemoterapie.

Raná práce s barvivy

Ehrlich se narodil nedaleko Breslau – tehdy v Německu, ale dnes známého jako Vratislav v Polsku. Vystudoval medicínu na tamní univerzitě a dále ve Štrasburku, Freiburgu im Breisgau a Lipsku. V Breslau pracoval v laboratoři svého bratrance Carla Weigerta, patologa, který byl průkopníkem používání anilinových barviv jako biologických barviv. Ehrlich se začal zajímat o selektivitu barviv pro určité orgány, tkáně a buňky a ve svých výzkumech pokračoval v nemocnici Charité v Berlíně. Poté, co prokázal, že barviva reagují specificky s různými složkami krevních buněk a buněk jiných tkání, začal tato barviva testovat na terapeutické vlastnosti, aby zjistil, zda mohou ničit mikroby způsobující nemoci. Se slibnými výsledky se setkal při použití methylenové modři, která zabíjela parazita malárie.

bio-ehrlich-painting.jpg

Portrét Paula Ehrlicha, autor H. Hinkley. Dvacáté století. Ehrlich drží v ruce dokument, pravděpodobně označený jako „Salvarsan“, který byl známý jako kouzelná kulka proti syfilidě.

Ústav dějin vědy/Will Brown

Antitoxiny z krevních sér

Po onemocnění tuberkulózou a následném vyléčení pomocí tuberkulinové terapie, kterou vyvinul jeho německý kolega Robert Koch, zaměřil Ehrlich svou pozornost na bakteriální toxiny a antitoxiny. Nejprve pracoval v malé soukromé laboratoři, ale poté byl přizván k práci v Kochově Ústavu pro infekční choroby v Berlíně. Doba po Pasteurovi byla vzrušující pro hledání léků a preventivních prostředků a Kochův ústav byl jedním z nejlepších míst. Mezi Ehrlichovy nové kolegy patřili Emil von Behring a Shibasaburo Kitasato, kteří nedávno vyvinuli „sérové terapie“ proti záškrtu a tetanu. Zatímco vakcíny Louise Pasteura a Kochův tuberkulin byly vyrobeny z oslabených bakterií, tyto nové sérové terapie používaly k navození imunity krevní sérum neboli bezbuněčnou krevní tekutinu získanou z krve přirozeně nebo uměle imunizovaných zvířat. Von Behring a Kitasato vytvořili pojem „antitoxin“, aby vysvětlili imunizační vlastnosti sér. Jedním z Ehrlichových úkolů v ústavu bylo vyrábět von Behringův difterický antitoxin ve velkém množství a později kontrolovat kvalitu produktu vyráběného chemicko-farmaceutickou společností Hoechst. Při této práci zjistil, jak systematicky posilovat imunitu a jak vyrábět vysoce kvalitní séra.

V uznání Ehrlichových úspěchů a jeho slibného vědeckého působení mu byl v roce 1896 na berlínském předměstí zřízen Ústav pro výzkum a zkoušení sér. V roce 1899 se ústav přestěhoval do Frankfurtu do vhodnějších prostor a byl přejmenován na Královský pruský ústav pro experimentální terapii.

Nobelova cena a kouzelné kulky

V roce 1908 se Ehrlich podělil o Nobelovu cenu za fyziologii nebo lékařství s Élie Metchnikoffem za jejich samostatné cesty k pochopení imunitní reakce: Ehrlich předložil chemickou teorii vysvětlující tvorbu antitoxinů neboli protilátek, které bojují proti toxinům uvolňovaným bakteriemi, zatímco Metchnikoff studoval úlohu bílých krvinek (fagocytů) při ničení samotných bakterií. V té době se již většina vědců shodla, že obě vysvětlení imunitního systému jsou nezbytná.

bio-ehrlich_nlm.jpg

Paul Ehrlich.

National Library of Medicine, Images from the History of Medicine (IHM) Collection

Na počátku své kariéry začal Ehrlich rozvíjet teorii chemické struktury, aby vysvětlil imunitní odpověď. Na toxiny a antitoxiny pohlížel jako na chemické látky v době, kdy se o jejich přesné povaze vědělo jen málo. Do té doby vědci, kteří syntetizovali terapeutické látky, přicházeli ke svým úkolům s několika málo hypotézami o tom, kde a jak tyto látky interagují s živými systémy. Ehrlich předpokládal, že živé buňky mají postranní řetězce – kratší řetězce nebo skupiny atomů připojené k hlavnímu řetězci v molekule – podobně jako bylo známo, že molekuly barviv mají postranní řetězce, které souvisejí s jejich barevnými vlastnostmi. Tyto postranní řetězce se mohou spojovat s určitými toxiny. Podle Ehrlicha si buňka ohrožená cizími tělesy vypěstuje více postranních řetězců, více, než je nutné k uzamčení cizích těles v jejím bezprostředním okolí. Tyto „přebytečné“ postranní řetězce se odštěpí a stanou se protilátkami a kolují po celém těle. Právě tyto protilátky při hledání toxinů Ehrlich poprvé popsal jako kouzelné kulky.

Chemoterapie

Sérová terapie byla pro Ehrlicha ideální metodou boje s infekčními chorobami. V případech, kdy se nepodařilo objevit účinná séra, se však Ehrlich obracel k syntéze nových chemických látek, veden svou teorií, že účinnost léčebného prostředku závisí na jeho postranních řetězcích. Tyto „chemoterapeutika“ měla být novými zázračnými kulkami.

Ve Frankfurtu se Ehrlich od své práce na sérumoterapii obrátil k chemoterapeutikům a barvivům. Nejprve se zaměřil na prvoky, o nichž bylo známo, že jsou zodpovědní za některé nemoci, například spavou nemoc, a spolu s japonským bakteriologem Kiyoshi Shigou syntetizoval trypanovou červeň jako vysoce účinný lék na tuto nemoc. V roce 1906 byl pod Ehrlichovým vedením založen Georg-Speyer-Haus, výzkumný ústav pro chemoterapii s vlastními zaměstnanci. Brzy tento ústav a chemické společnosti Hoechst a Cassella uzavřely dohodu, která těmto společnostem poskytla právo patentovat, vyrábět a prodávat přípravky objevené Ehrlichem a jeho kolegy. Společnosti dále souhlasily s dodávkami chemických meziproduktů pro syntézy, které budou pracovníci ústavu provádět.

bio-ehrlich-salvarsan-crop.jpg

Záběr salvarsanu z roku 1936. Salvarsan se používal k léčbě syfilis až do 40. let 20. století.

Ústav dějin vědy

Salvarsan

Výzkumníci, mezi nimiž byl nyní i organický chemik Alfred Bertheim a bakteriolog Sahashiro Hata, rozšířili cílové mikroorganismy o spirochety, které byly nedávno identifikovány jako příčina syfilis. Začali se sloučeninou arsenu, atoxylem, a po třech letech a třech stovkách syntéz – na tehdejší dobu úžasně velké množství – objevili salvarsan (1909). Salvarsan byl nejprve vyzkoušen na králících, kteří byli infikováni syfilidou, a poté na pacientech s demencí spojenou s posledními stádii nemoci. Překvapivě se několik z těchto „terminálních“ pacientů po léčbě uzdravilo. Další testy ukázaly, že Salvarsan je ve skutečnosti úspěšnější, pokud je podáván v časných stadiích nemoci. Salvarsan a Neosalvarsan (1912) si udržely roli nejúčinnějších léků na léčbu syfilis až do nástupu antibiotik ve 40. letech 20. století.

Informace obsažené v tomto životopise byly naposledy aktualizovány 5. prosince 2017.

.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.