Paul Ehrlich

Nov 11, 2021
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Il biochimico tedesco Paul Ehrlich (1854-1915) sviluppò una teoria chimica per spiegare la risposta immunitaria del corpo e fece un lavoro importante nella chemioterapia, coniando il termine magic bullet. Ehrlich ricevette il premio Nobel per la fisiologia o la medicina nel 1908.

Nel 1906 Ehrlich profetizzò il ruolo della moderna ricerca farmaceutica, prevedendo che i chimici nei loro laboratori sarebbero stati presto in grado di produrre sostanze che avrebbero cercato agenti specifici che causavano malattie. Chiamò queste sostanze “proiettili magici”. Ehrlich stesso incontrò dei successi importanti nei campi emergenti delle antitossine del siero e della chemioterapia.

Primo lavoro con i coloranti

Ehrlich nacque vicino a Breslau – allora in Germania, ma ora conosciuto come Wrocław, in Polonia. Ha studiato per diventare un medico all’università lì e a Strasburgo, Friburgo in Brisgovia e Lipsia. A Breslau lavorò nel laboratorio di suo cugino Carl Weigert, un patologo che fu pioniere nell’uso di coloranti all’anilina come macchie biologiche. Ehrlich si interessò alla selettività dei coloranti per specifici organi, tessuti e cellule, e continuò le sue indagini all’ospedale Charité di Berlino. Dopo aver dimostrato che i coloranti reagiscono specificamente con vari componenti delle cellule del sangue e le cellule di altri tessuti, iniziò a testare i coloranti per le proprietà terapeutiche per determinare se potevano uccidere i microbi che causano le malattie. Ottenne risultati promettenti usando il blu di metilene per uccidere il parassita della malaria.

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Ritratto di Paul Ehrlich, di H. Hinkley. XX secolo. Ehrlich ha in mano un documento, forse etichettato “Salvarsan”, che era conosciuto come il proiettile magico contro la sifilide.

Science History Institute/Will Brown

Antitossine dai sieri di sangue

Dopo un attacco di tubercolosi e la sua successiva cura con la terapia tubercolinica, sviluppata dal collega tedesco Robert Koch, Ehrlich concentrò la sua attenzione sulle tossine batteriche e le antitossine. All’inizio lavorò in un piccolo laboratorio privato, ma poi fu invitato a lavorare all’Istituto di malattie infettive di Koch a Berlino. L’era post-Pasteur era un momento eccitante per la ricerca di cure e di prevenzione, e l’Istituto Koch era uno dei posti migliori in cui stare. Tra i nuovi colleghi di Ehrlich c’erano Emil von Behring e Shibasaburo Kitasato, che avevano recentemente sviluppato “sieroterapie” per la difterite e il tetano. Mentre i vaccini di Louis Pasteur e la tubercolina di Koch erano fatti da batteri indeboliti, queste nuove terapie del siero usavano il siero di sangue, o liquido di sangue senza cellule, estratto dal sangue di animali immunizzati naturalmente o artificialmente per indurre l’immunità. Von Behring e Kitasato svilupparono il concetto di “antitossina” per spiegare le proprietà immunizzanti dei sieri. Uno dei lavori di Ehrlich all’istituto era quello di fare l’antitossina difterica di von Behring in quantità e più tardi di rivedere la qualità del prodotto prodotto prodotto dalla società chimico-farmaceutica Hoechst. Nello svolgimento di questo lavoro, egli determinò come potenziare sistematicamente l’immunità e come produrre sieri di alta qualità.

In riconoscimento dei risultati di Ehrlich e della sua promessa come ricercatore, nel 1896 fu fondato per lui l’Istituto per la ricerca sul siero e la sperimentazione del siero in un sobborgo di Berlino. Nel 1899 l’istituto si trasferì a Francoforte in locali più adatti e fu rinominato Istituto Reale Prussiano per la Terapia Sperimentale.

Un Premio Nobel e proiettili magici

Nel 1908 Ehrlich condivise il Premio Nobel in Fisiologia o Medicina con Élie Metchnikoff per i loro percorsi separati verso la comprensione della risposta immunitaria: Ehrlich presentò una teoria chimica per spiegare la formazione di antitossine, o anticorpi, per combattere le tossine rilasciate dai batteri, mentre Metchnikoff studiò il ruolo dei globuli bianchi (fagociti) nella distruzione dei batteri stessi. A quel tempo la maggior parte degli scienziati concordava sulla necessità di entrambe le spiegazioni del sistema immunitario.

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Paul Ehrlich.

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

Al principio della sua carriera Ehrlich cominciò a sviluppare una teoria della struttura chimica per spiegare la risposta immunitaria. Vedeva le tossine e le antitossine come sostanze chimiche in un momento in cui si sapeva poco sulla loro esatta natura. Fino a quel momento, gli scienziati che sintetizzavano agenti terapeutici arrivavano ai loro compiti con poche ipotesi su dove e come questi agenti interagissero con i sistemi viventi. Ehrlich suppose che le cellule viventi avessero catene laterali – una catena più corta o un gruppo di atomi attaccati a una catena principale in una molecola – proprio come le molecole di colorante erano note per avere catene laterali che erano legate alle loro proprietà coloranti. Queste catene laterali possono collegarsi con particolari tossine. Secondo Ehrlich, una cellula minacciata da corpi estranei cresce più catene laterali, più del necessario per bloccare i corpi estranei nelle sue immediate vicinanze. Queste catene laterali “extra” si staccano per diventare anticorpi e circolano in tutto il corpo. Furono questi anticorpi, alla ricerca di tossine, che Ehrlich descrisse per la prima volta come proiettili magici.

Chemotherapy

La sieroterapia era per Ehrlich il metodo ideale per combattere le malattie infettive. In quei casi, tuttavia, in cui non era possibile scoprire sieri efficaci, Ehrlich si sarebbe rivolto alla sintesi di nuove sostanze chimiche, informato dalla sua teoria che l’efficacia di un agente terapeutico dipendeva dalle sue catene laterali. Queste “chemioterapie” sarebbero state le nuove pallottole magiche.

A Francoforte, Ehrlich passò dal suo lavoro sulla sieroterapia alle chemioterapie e ai coloranti. In primo luogo, prendendo di mira i protozoi che erano noti per essere responsabili di alcune malattie, come la malattia del sonno, lui e il batteriologo giapponese Kiyoshi Shiga sintetizzarono il rosso trypan come una cura molto efficace per questa malattia. Nel 1906 Georg-Speyer-Haus, un istituto di ricerca per la chemioterapia, fu fondato con un proprio staff sotto la direzione di Ehrlich. Presto questo istituto e le aziende chimiche Hoechst e Cassella raggiunsero un accordo che dava alle aziende il diritto di brevettare, produrre e commercializzare i preparati scoperti da Ehrlich e dai suoi colleghi. Le aziende accettarono inoltre di fornire intermedi chimici per le sintesi che il personale dell’istituto avrebbe intrapreso.

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Un campione di Salvarsan del 1936. Il Salvarsan fu usato per trattare la sifilide fino agli anni ’40.

Science History Institute

Salvarsan

I ricercatori, che ora includevano un chimico organico, Alfred Bertheim, e un batteriologo, Sahashiro Hata, ampliarono i microrganismi bersaglio per includere le spirochete, che erano state recentemente identificate come causa della sifilide. Partendo da un composto dell’arsenico, l’atossile, in tre anni e trecento sintesi più tardi – per quel giorno un numero incredibilmente grande – scoprirono il Salvarsan (1909). Il Salvarsan fu provato prima sui conigli che erano stati infettati dalla sifilide e poi su pazienti con la demenza associata alle fasi finali della malattia. Sorprendentemente, molti di questi pazienti “terminali” guarirono dopo il trattamento. Altri test hanno rivelato che Salvarsan aveva effettivamente più successo se somministrato durante le prime fasi della malattia. Salvarsan e Neosalvarsan (1912) mantennero il loro ruolo come i farmaci più efficaci per il trattamento della sifilide fino all’avvento degli antibiotici negli anni ’40.

Le informazioni contenute in questa biografia sono state aggiornate l’ultima volta il 5 dicembre 2017.

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