Paul Ehrlich

nov 11, 2021
admin

De Duitse biochemicus Paul Ehrlich (1854-1915) ontwikkelde een chemische theorie om de immuunrespons van het lichaam te verklaren en verrichtte belangrijk werk op het gebied van chemotherapie, waarbij hij de term magic bullet bedacht. Ehrlich ontving de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde in 1908.

In 1906 voorspelde Ehrlich de rol van het hedendaagse farmaceutisch onderzoek door te voorspellen dat chemici in hun laboratoria spoedig in staat zouden zijn stoffen te produceren die specifieke ziekteverwekkers zouden opsporen. Hij noemde deze stoffen “magische kogels”. Ehrlich zelf boekte belangrijke successen op de opkomende gebieden van serum antitoxinen en chemotherapie.

Early Work with Dyes

Ehrlich werd geboren in de buurt van Breslau – toen in Duitsland, maar nu bekend als Wrocław, Polen. Hij studeerde medicijnen aan de universiteit aldaar en in Straatsburg, Freiburg im Breisgau en Leipzig. In Breslau werkte hij in het laboratorium van zijn neef Carl Weigert, een patholoog die pionierde met het gebruik van aniline kleurstoffen als biologische kleurstof. Ehrlich raakte geïnteresseerd in de selectiviteit van kleurstoffen voor specifieke organen, weefsels en cellen, en hij zette zijn onderzoek voort in het Charité Ziekenhuis in Berlijn. Nadat hij had aangetoond dat kleurstoffen specifiek reageren met verschillende bestanddelen van bloedcellen en cellen van andere weefsels, begon hij de kleurstoffen te testen op hun therapeutische eigenschappen om na te gaan of zij ziekteverwekkende microben konden doden. Hij behaalde veelbelovende resultaten met het gebruik van methyleenblauw om de malariaparasiet te doden.

bio-ehrlich-schilderij.jpg

Portret van Paul Ehrlich, door H. Hinkley. 20e eeuw. Ehrlich houdt een document vast, mogelijk met het opschrift “Salvarsan”, dat bekend stond als de magische kogel tegen syfilis.

Science History Institute/Will Brown

Antitoxines from Blood Sera

Na een aanval met tuberculose en zijn daaropvolgende genezing met tuberculinetherapie, ontwikkeld door zijn Duitse collega Robert Koch, richtte Ehrlich zijn aandacht op bacteriële toxines en antitoxines. Aanvankelijk werkte hij in een klein privé-laboratorium, maar daarna werd hij uitgenodigd om te komen werken aan het Instituut voor Infectieziekten van Koch in Berlijn. Het post-Pasteur tijdperk was een opwindende tijd om op zoek te zijn naar genezing en preventie, en Koch’s Instituut was een van de beste plaatsen om te zijn. Onder Ehrlichs nieuwe collega’s bevonden zich Emil von Behring en Shibasaburo Kitasato, die kort daarvoor “serumtherapieën” voor difterie en tetanus hadden ontwikkeld. Terwijl de vaccins van Louis Pasteur en de tuberculine van Koch gemaakt waren van verzwakte bacteriën, gebruikten deze nieuwe serumtherapieën bloedserum, of celvrije bloedvloeistof, geëxtraheerd uit het bloed van natuurlijk of kunstmatig geïmmuniseerde dieren om immuniteit op te wekken. Von Behring en Kitasato ontwikkelden het begrip “antitoxine” om de immuniserende eigenschappen van sera te verklaren. Een van Ehrlichs taken aan het instituut was het in grote hoeveelheden vervaardigen van Von Behring’s difterie-antitoxine en later het beoordelen van de kwaliteit van het door het chemisch-farmaceutisch bedrijf Hoechst geproduceerde produkt. Bij de uitvoering van dit werk stelde hij vast hoe de immuniteit systematisch kon worden gestimuleerd en hoe hoogwaardige sera konden worden geproduceerd.

Als erkenning voor Ehrlichs prestaties en voor zijn belofte als onderzoeker werd in 1896 voor hem in een Berlijnse buitenwijk het Instituut voor Serumonderzoek en Serumproeven opgericht. In 1899 verhuisde het instituut naar Frankfurt naar een geschikter onderkomen en kreeg het de naam Koninklijk Pruisisch Instituut voor Experimentele Therapie.

Een Nobelprijs en Magische Kogels

In 1908 deelde Ehrlich de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde met Élie Metchnikoff voor hun afzonderlijke wegen naar een beter begrip van de immuunrespons: Ehrlich presenteerde een chemische theorie om de vorming van antitoxinen, of antilichamen, te verklaren ter bestrijding van de toxinen die door de bacteriën worden vrijgemaakt, terwijl Metchnikoff de rol van witte bloedlichaampjes (fagocyten) bestudeerde bij het vernietigen van de bacteriën zelf. Tegen die tijd waren de meeste wetenschappers het erover eens dat beide verklaringen van het immuunsysteem noodzakelijk waren.

bio-ehrlich_nlm.jpg

Paul Ehrlich.

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

Al vroeg in zijn carrière begon Ehrlich een chemische structuurtheorie te ontwikkelen om de immuunrespons te verklaren. Hij zag toxinen en antitoxinen als chemische stoffen in een tijd dat er nog weinig bekend was over hun precieze aard. Tot op dat moment kwamen de wetenschappers die therapeutische middelen synthetiseerden tot hun taak met weinig hypotheses over waar en hoe deze middelen interageerden met levende systemen. Ehrlich veronderstelde dat levende cellen zijketens hebben – een kortere keten of groep atomen die aan een hoofdketen in een molecuul vastzitten – op dezelfde wijze als bekend was dat kleurstofmoleculen zijketens hebben die verband houden met hun kleureigenschappen. Deze zijketens kunnen zich verbinden met bepaalde toxines. Volgens Ehrlich kweekt een cel die bedreigd wordt door lichaamsvreemde stoffen meer zijketens, meer dan nodig zijn om lichaamsvreemde stoffen in zijn onmiddellijke omgeving op te sluiten. Deze “extra” zijketens breken af tot antilichamen en circuleren door het lichaam. Het waren deze antilichamen, op zoek naar toxines, die Ehrlich voor het eerst beschreef als magische kogels.

Chemotherapie

Serumtherapie was voor Ehrlich de ideale methode om besmettelijke ziekten te bestrijden. In de gevallen waarin echter geen doeltreffende sera konden worden ontdekt, ging Ehrlich over tot de synthese van nieuwe chemische stoffen, waarbij hij zich baseerde op zijn theorie dat de doeltreffendheid van een therapeutisch middel afhing van de zijketens ervan. Deze “chemotherapieën” zouden de nieuwe magische kogels worden.

In Frankfurt richtte Ehrlich zich van zijn werk aan serumtherapie op chemotherapieën en kleurstoffen. Eerst richtte hij zich op de protozoa waarvan bekend was dat zij verantwoordelijk waren voor bepaalde ziekten, zoals de slaapziekte, en samen met de Japanse bacterioloog Kiyoshi Shiga synthetiseerde hij trypanrood als een zeer effectief geneesmiddel voor die ziekte. In 1906 werd het Georg-Speyer-Haus, een onderzoeksinstituut voor chemotherapie, opgericht met een eigen staf onder leiding van Ehrlich. Al snel sloten dit instituut en de chemische bedrijven Hoechst en Cassella een overeenkomst die de bedrijven het recht gaf de door Ehrlich en zijn collega’s ontdekte preparaten te patenteren, te fabriceren en op de markt te brengen. De bedrijven stemden er verder mee in chemische tussenproducten te leveren voor de syntheses die het personeel van het instituut zou uitvoeren.

bio-ehrlich-salvarsan-gewas.jpg

Een monster van Salvarsan uit 1936. Salvarsan werd tot in de jaren veertig gebruikt voor de behandeling van syfilis.

Science History Institute

Salvarsan

De onderzoekers, onder wie nu een organisch scheikundige, Alfred Bertheim, en een bacterioloog, Sahashiro Hata, breidden de beoogde micro-organismen uit met spirocheten, die onlangs waren geïdentificeerd als de veroorzakers van syfilis. Beginnend met een arseenverbinding, atoxyl, ontdekten zij in drie jaar tijd en driehonderd syntheses later – in die tijd een verbazingwekkend groot aantal – Salvarsan (1909). Salvarsan werd eerst uitgeprobeerd op konijnen die besmet waren met syfilis en vervolgens op patiënten met de dementie die hoort bij de laatste stadia van de ziekte. Verbazingwekkend genoeg herstelden verschillende van deze “terminale” patiënten na behandeling. Meer tests wezen uit dat Salvarsan meer succes had als het werd toegediend in de vroege stadia van de ziekte. Salvarsan en Neosalvarsan (1912) behielden hun rol als de meest effectieve geneesmiddelen voor de behandeling van syfilis tot de komst van antibiotica in de jaren 1940.

De informatie in deze biografie is voor het laatst bijgewerkt op 5 december 2017.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.