Paul Ehrlich

lis 11, 2021
admin

Niemiecki biochemik Paul Ehrlich (1854-1915) opracował teorię chemiczną w celu wyjaśnienia odpowiedzi immunologicznej organizmu i wykonał ważną pracę w dziedzinie chemioterapii, ukuwając termin „magiczna kula”. Ehrlich otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 1908 r.

W 1906 r. Ehrlich przepowiedział rolę współczesnych badań farmaceutycznych, przewidując, że chemicy w swoich laboratoriach będą wkrótce w stanie produkować substancje, które będą szukać konkretnych czynników wywołujących choroby. Substancje te nazwał „magicznymi pociskami”. Sam Ehrlich odniósł znaczące sukcesy w rozwijających się dziedzinach antytoksyn surowicy i chemioterapii.

Wczesna praca z barwnikami

Ehrlich urodził się w pobliżu Breslau – wówczas w Niemczech, ale obecnie znanego jako Wrocław, Polska. Studiował medycynę na tamtejszym uniwersytecie oraz w Strasburgu, Freiburgu im Breisgau i Lipsku. We Wrocławiu pracował w laboratorium swojego kuzyna Carla Weigerta, patologa, który był pionierem w stosowaniu barwników anilinowych jako barwników biologicznych. Ehrlich zainteresował się selektywnością barwników w stosunku do konkretnych organów, tkanek i komórek, a swoje badania kontynuował w szpitalu Charité w Berlinie. Po wykazaniu, że barwniki reagują specyficznie z różnymi składnikami komórek krwi i komórek innych tkanek, zaczął testować barwniki pod kątem właściwości terapeutycznych, aby ustalić, czy mogą one zabijać drobnoustroje wywołujące choroby. Spotkał się z obiecującymi wynikami, stosując błękit metylenowy do zabijania pasożyta malarii.

bio-ehrlich-painting.jpg

Portret Paula Ehrlicha, autorstwa H. Hinkleya. XX w. Ehrlich trzyma dokument, prawdopodobnie oznaczony jako „Salvarsan”, który był znany jako magiczna kula przeciw syfilisowi.

Science History Institute/Will Brown

Antytoksyny z surowicy krwi

Po przebytej gruźlicy i późniejszym wyleczeniu za pomocą terapii tuberkulinowej, opracowanej przez Niemca Roberta Kocha, Ehrlich skupił swoją uwagę na toksynach bakteryjnych i antytoksynach. Początkowo pracował w małym prywatnym laboratorium, ale potem został zaproszony do pracy w Instytucie Chorób Zakaźnych Kocha w Berlinie. Era po Pasteurze była ekscytującym okresem w poszukiwaniu lekarstw i środków zapobiegawczych, a Instytut Kocha był jednym z najlepszych miejsc do tego. Wśród nowych współpracowników Ehrlicha byli Emil von Behring i Shibasaburo Kitasato, którzy niedawno opracowali „terapie surowicowe” na błonicę i tężec. Podczas gdy szczepionki Ludwika Pasteura i tuberkulina Kocha były produkowane z osłabionych bakterii, te nowe terapie surowicowe wykorzystywały surowicę krwi, czyli bezkomórkowy płyn krwiopochodny, ekstrahowany z krwi naturalnie lub sztucznie uodpornionych zwierząt w celu wywołania odporności. Von Behring i Kitasato rozwinęli pojęcie „antytoksyny”, aby wyjaśnić immunizacyjne właściwości surowic. Jednym z zadań Ehrlicha w instytucie była produkcja antytoksyny błoniczej von Behringa w dużych ilościach, a później kontrola jakości produktu wytwarzanego przez firmę chemiczno-farmaceutyczną Hoechst. Wykonując te prace, ustalił, jak systematycznie wzmacniać odporność i jak produkować wysokiej jakości surowice. W uznaniu osiągnięć Ehrlicha i jego obietnicy jako naukowca, w 1896 roku na przedmieściach Berlina założono dla niego Instytut Badania Surowic i Testowania Surowic. W 1899 roku instytut przeniósł się do Frankfurtu do bardziej odpowiednich pomieszczeń i został przemianowany na Królewsko-Pruski Instytut Terapii Eksperymentalnej.

Nagroda Nobla i magiczne pociski

W 1908 roku Ehrlich podzielił Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny z Élie Metchnikoffem za ich odrębne drogi do zrozumienia odpowiedzi immunologicznej: Ehrlich przedstawił teorię chemiczną wyjaśniającą powstawanie antytoksyn, czyli przeciwciał, zwalczających toksyny uwalniane przez bakterie, natomiast Metchnikoff badał rolę białych ciałek krwi (fagocytów) w niszczeniu samych bakterii. Do tego czasu większość naukowców zgodziła się, że oba wyjaśnienia układu odpornościowego są konieczne.

bio-ehrlich_nlm.jpg

Paul Ehrlich.

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

Wcześniej w swojej karierze Ehrlich zaczął rozwijać teorię struktury chemicznej, aby wyjaśnić odpowiedź immunologiczną. Postrzegał toksyny i antytoksyny jako substancje chemiczne w czasie, gdy niewiele było wiadomo o ich dokładnej naturze. Do tego czasu naukowcy, którzy syntetyzowali środki terapeutyczne, stawiali sobie zadania, mając niewiele hipotez na temat tego, gdzie i jak te środki oddziałują na żywe układy. Ehrlich przypuszczał, że żywe komórki mają łańcuchy boczne – krótsze łańcuchy lub grupy atomów dołączone do głównego łańcucha w cząsteczce – podobnie jak w przypadku cząsteczek barwników, o których wiadomo było, że mają łańcuchy boczne związane z ich właściwościami barwiącymi. Te łańcuchy boczne mogą łączyć się z konkretnymi toksynami. Według Ehrlicha, komórka zagrożona przez ciała obce rozrasta więcej łańcuchów bocznych, więcej niż jest to konieczne do zablokowania ciał obcych w jej bezpośrednim sąsiedztwie. Te „dodatkowe” łańcuchy boczne odrywają się, stając się przeciwciałami i krążą po całym organizmie. To właśnie te przeciwciała, w poszukiwaniu toksyn, Ehrlich po raz pierwszy opisał jako magiczne kule.

Chemoterapia

Seroterapia była dla Ehrlicha idealną metodą walki z chorobami zakaźnymi. Jednak w przypadkach, w których nie można było odkryć skutecznych surowic, Ehrlich zwracał się ku syntezie nowych związków chemicznych, kierując się swoją teorią, że skuteczność środka leczniczego zależy od jego łańcuchów bocznych. Te „chemoterapie” miały być nowymi magicznymi pociskami.

We Frankfurcie, Ehrlich przestawił się ze swojej pracy nad terapią surowicami na chemoterapie i barwniki. Najpierw zajął się pierwotniakami, o których wiedziano, że są odpowiedzialne za niektóre choroby, takie jak śpiączka, a następnie wraz z japońskim bakteriologiem Kiyoshi Shiga zsyntetyzował czerwień trypanową jako wysoce skuteczne lekarstwo na tę chorobę. W 1906 roku pod kierownictwem Ehrlicha powstał Georg-Speyer-Haus, instytut badawczy zajmujący się chemioterapią, z własnym personelem. Wkrótce instytut ten oraz firmy chemiczne Hoechst i Cassella zawarły porozumienie, które dawało im prawo do patentowania, produkcji i wprowadzania na rynek preparatów odkrytych przez Ehrlicha i jego współpracowników. Firmy zgodziły się ponadto dostarczać półprodukty chemiczne do syntez, które podejmowałby personel instytutu.

bio-ehrlich-salvarsan-crop.jpg

Próbka salwarsanu z 1936 roku. Salwarsan był stosowany w leczeniu kiły do lat czterdziestych XX wieku.

Instytut Historii Nauki

Salvarsan

Badacze, wśród których znajdowali się teraz chemik organiczny Alfred Bertheim i bakteriolog Sahashiro Hata, poszerzyli grupę docelowych mikroorganizmów o spirochety, które niedawno zidentyfikowano jako przyczynę kiły. Zaczynając od związku arsenu, atoksylu, w ciągu trzech lat i trzystu syntez później – jak na tamte czasy była to zadziwiająco duża liczba – odkryli salwarsan (1909). Salwarsan został wypróbowany najpierw na królikach zarażonych kiłą, a następnie na pacjentach z demencją związaną z końcowym stadium choroby. Co zadziwiające, kilku z tych „terminalnych” pacjentów wyzdrowiało po leczeniu. Dalsze badania wykazały, że Salwarsan był bardziej skuteczny, jeśli był podawany we wczesnych stadiach choroby. Salwarsan i Neosalwarsan (1912) zachowały swoją rolę jako najskuteczniejsze leki w leczeniu kiły aż do pojawienia się antybiotyków w latach 40-tych XX wieku.

Informacje zawarte w tej biografii zostały ostatnio zaktualizowane 5 grudnia 2017 r.

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.