Какие открытия в области химии, биологии и медицины действительно привели к тому, что найденное лекарство изменило качество жизни тысяч людей?
Какие открытия в области химии, биологии и медицины действительно привели к тому, что найденное лекарство изменило качество жизни тысяч людей?
Давным-давно люди заметили, что ивовая кора помогает при лихорадке. Лечебные свойства коры объясняются наличием в ней солей салициловой кислоты. В 1897 году в лаборатории химического концерна «Байер» молодой немецкий химик Феликс Хоффман синтезировал ацетилсалициловую кислоту в химически чистой и устойчивой форме. Хоффман пытался найти действенное средство против болей в суставах, которыми страдал его отец. В клиническую практику аспирин был введен немецким врачом Германом Дрессером, приятелем Хоффмана.
Лекарство оказалось весьма эффективным, и 6 марта 1899 года Императорское патентное ведомство в Берлине внесло его в регистр торговых марок под номером 36433 с названием «Аспирин».
Его тоннами продавали по всему миру, но только в 1971 году английский биохимик Джон Вейн расшифровал механизмы его действия. Оказалось, что аспирин угнетает синтез физиологически активных веществ — простагландинов, участвующих в воспалительных процессах, регуляции температуры, свертывании крови. В 1982 году Джон Вейн и его шведские коллеги Суне Бергстрем и с Бенгт Самуэльсон получили за это открытие Нобелевскую премию.
В 1907 году австрийский врач Пауль Эрлих (получивший вместе с Мечниковым Нобелевскую премию за работы по иммунитету) синтезировал препарат для лечения сифилиса — сальварсан, который быстро получил распространение по всему миру. Это было первое в истории лекарственное средство, созданное для решения конкретной задачи.
Эрлих мечтал о «магической пуле», которая бы избирательно поражала возбудителей того или иного заболевания и в то же время была безвредной для организма. Чтобы получить лекарство от сифилиса, Эрлих синтезировал 605 разных веществ. И только 606−й эксперимент принес удачу (альтернативное название сальварсана — «препарат 606»).
Так зародилась химиотерапия — лечение с помощью химических веществ, созданных специально для борьбы с той или иной болезнью. После сальварсана были синтезированы тысячи новых препаратов. Химиотерапию при злокачественных новообразованиях впервые применил в 1941 году американский хирург и онколог Чарльз Хаггинс. Предложенный им метод лечения рака предстательной железы препаратами, обладавшими эстрогенными свойствами (женские половые гормоны), получил всемирное признание и положил начало гормонотерапии, одной из разновидностей химиотерапии рака. В 1966 году Хаггинс совместно с П. Роусом был удостоен Нобелевской премии.
В 1901 году русский ученый Леонид Соболев впервые экспериментально установил, что островковые клетки поджелудочной железы выделяют гормон, регулирующий уровень сахара в крови, и указал пути его получения.
Через 20 лет молодым канадским исследователям — хирургу и физиологу Фредерику Бантингу и студенту-медику Чарльзу Бесту после трехмесячных экспериментов удалось получить инсулин из островковой ткани поджелудочной железы собак.
Экстрагированный инсулин Бантинг ввел под кожу собаке, угасавшей от сахарного диабета. Собака выздоровела: уровень глюкозы в крови снизился до нормы, а в анализах мочи ее не было вообще. Удача вдохновила молодого ученого. К концу 1921 года Бантинг усовершенствовал технологию и начал готовить инсулин из вытяжки поджелудочных желез неродившихся телят. В январе 1922 года в детской больнице Торонто впервые в клинической практике было проведено успешное лечение инсулином 14−летнего мальчика, страдавшего тяжелой формой сахарного диабета. Жизнь больному удалось спасти.
Далее последовали клинические испытания, в ходе которых удалось разработать основные рекомендации по применению и дозированию инсулина. Окрыленный успехом, Бантинг решил помочь своему бывшему соученику доктору Джо Джилкрайсту, заболевшему сахарным диабетом в тяжелой форме и добровольно согласившемуся на проведение эксперимента. После нескольких дозированных подкожных инъекций инсулина больному стало значительно лучше: он почувствовал прилив сил, а анализы показали снижение содержания сахара в крови. Таким образом, гормон инсулин, открытый Бантингом, оказался действенным оружием против сахарного диабета, одним из немногих лекарств, быстро принесших облегчение множеству людей. И до сих пор для большинства диабетиков он равносилен жизни.
В конце 1922 года новый препарат уже появился на лекарственном рынке. Патент на инсулин был продан Торонтскому университету за один доллар, и вскоре лекарство начали производить в промышленных масштабах.
А в 1923 году Фредерик Бантинг и Джон Маклеод, в лаборатории которого велись исследования, получили за это открытие Нобелевскую премию. Бантинг был возмущен тем, что в числе награжденных не оказалось его помощника Чарльза Беста, который во время экспериментов был еще студентом, но при этом очень хорошо умел определять содержание глюкозы в крови и моче, что сыграло ключевую роль в открытии. Бантинг пригрозил вообще отказаться от премии. Его все-таки убедили принять награду, но половину суммы он честно отдал своему ассистенту. Точно так же поступил и Маклеод, разделивший свою премию с биохимиком Джеймсом Коллипом, который разработал технологию очистки инсулина.
Это не единственная Нобелевская премия, присужденная за инсулин. В 1958 году высшая научная награда была присуждена британскому молекулярному биологу Фредерику Сенгеру за определение последовательности аминокислот, из которых состоит инсулин.
Еще в начале прошлого века люди даже в самых развитых странах жили в среднем по сорок лет. Ужасающая детская смертность, эпидемии инфекционных заболеваний, выкашивавшие целые регионы, бесконечные войны, после которых даже относительно легкие ранения нередко вызывали неизлечимый сепсис — заражение крови… Переворот в борьбе с инфекциями наступил благодаря появлению антибиотиков.
Зеленая плесень издавна зарекомендовала себя злейшим врагом микробов. Еще в XV веке лекари использовали ее для лечения гнойных ран. В конце XIX века выделением антибиотиков занимался итальянский врач Б. Гозио, но результаты его опытов не сохранились. Первыми целебное действие зеленой плесени описали в 1871–1872 годах русские ученые Вячеслав Манассеин и Алексей Полотебнов. Но до создания конкретного лекарства тогда дело не дошло.
Прошло полвека. В 1929 году профессор микробиологии Лондонского университета Александер Флеминг как-то раз забыл помыть чашку Петри с ненужной бактериальной культурой — он терпеть не мог мыть лабораторную посуду сразу после опытов. Через несколько дней Флеминг обнаружил в чашке зеленую плесень и внимательно ее изучил. Выяснилось, что плесень выделяет особое антибиотическое вещество, которое переходит в питательную среду и угнетает рост многих бактерий.
Флеминг назвал чудодейственное средство «пенициллин», так как вырабатывающая его плесень принадлежит к грибам рода Penicillium. Ученый выяснил, что обнаруженное им вещество действует только на патогенные микробы, не оказывая негативного воздействия на лейкоциты и другие клетки человеческого организма. Флеминг опубликовал сообщение об открытии в научном журнале и вскоре получил пенициллин в чистом виде. Однако радость ученого была омрачена тем, что ему никак не удавалось выделить его устойчивую форму, готовую для практического применения.
Лишь в 1940 году эта нелегкая задача была решена группой молодых оксфордских ученых под руководством Эрнста Чейна и Говарда Флори. В 1942 году пенициллин был получен и советским микробиологом Зинаидой Ермольевой. Так появилось лекарство, спасшее во время Второй мировой войны и после миллионы человеческих жизней. В 1944 году английская королева возвела в рыцарское достоинство и пожаловала баронский титул троим создателям пенициллина. В 1945 году Александер Флеминг, Говард Флори и Эрнст Чейн были удостоены Нобелевской премии.
Безусловно, антибиотики произвели подлинную революцию в медицинской практике. И открытие пенициллина, первого из антибиотиков, явилось началом новой эры в истории медицины.
Поскольку компании по производству лекарственных препаратов не откликнулись на предложение Кэтрин МакКормик и Маргарет Санджер и проигнорировали их таблетку, предотвращающую беременность, то партнеры решили профинансировать исследования группы специалистов во главе с биологом Грегори Пинкасом из средств МакКормик (она унаследовала компанию International Harvester). Пинкас разработал таблетку прогестерона, которая предупреждала овуляцию. Управление по контролю над продуктами и лекарствами США одобрило это средство в 1960-м, а через 2 года уже 1,2 млн женщин принимали противозачаточные таблетки. Сегодня 16 млн американок предпочитают контролировать рождаемость с помощью противозачаточных таблеток.
Энри Лабориа (1914–1995), хирург, француз по происхождению, много лет искал способ уменьшения страданий пациентов после анестезии. Он нашел выход: больным перед операцией стали давать хлорпромазин (торговая марка — торазин). Он также убедил зятя одного из коллег, психиатра, применить это средство для лечения психически больных пациентов. В результате пациенты, которые долгое время только ходили, смогли общаться с людьми. Препарат блокирует допамин (дофамин), вызывающий шизофрению, и пациенты могут жить вне психиатрической больницы. Управление по контролю над продуктами и лекарствами США одобрило это средство в 1952-м.
В 1952-м Джонас Солк (1914–1995) и Альберт Сабин (1906–1993) усиленно работали над вакциной против полиомиелита — вируса, который вызывает воспаление нервных клеток спинного мозга и может вызвать паралич, атрофию мышечной ткани и смерть. В том же году полиомиелитом заразились 52 тыс. американцев, из которых около 3 тыс. умерли. Солк, эксперт по гриппозным заболеваниям, воспользовался знакомством с Д. Бэзил О’Коннор, президентом Национального фонда, для создания антивирусной вакцины посредством введения вируса в организм в количестве достаточном для выработки им антител. Солк проверил действие вакцины на себе и членах своей семьи и в марте 1953-го объявил о результатах по радио «Си-Би-эС». Через год приступили к вакцинации населения, в результате случаи паралитического исхода от полиомиелита упали с 13,9 на 100 тыс. в 1954-м до 0,5 в 1961-м. Солк стал героем. Позднее он участвовал в работе над вакциной от ВИЧ-инфекции.
Сабин считал пероральную вакцинацию более эффективной. В 1957-м провели полевые испытания вакцины. В июне 1961-го Американская медицинская ассоциация одобрила вакцину Сабина. С 1962-го по 1964-й более 100 млн американцев прошли вакцинацию, и к середине 1960-х легкая в применении вакцина Сабина стала основной. Болезнь была искоренена.
Роберт Свансон, 29-летний предприниматель, и Герберт Бойер, профессор Калифорнийского университета (Сан-Франциско), объединились в целях коммерциализации крупных достижений Бойера в области «рекомбинантной ДНК»-технологии — создание комбинаций молекул ДНК, способных принести большую пользу человечеству, подобно инсулину для диабетиков, гормонам роста для детей и антителам для больных раком. Двое участников основали первую биотехнологическую компанию Genentech. Компания получила известность в 1980-м, когда ее прибыли составили $35 млн. Свансон умер в 1999-м. Сегодня рыночная стоимость компании составляет $17 млрд, а объем продаж — $2,2 млрд.
Более 35 лет понадобилось ученым из Merck на создание Mevacor, препарата, сокращающего содержание холестерина в организме. Таблетка блокирует фермент, который отвечает за образование мевалоновой кислоты, кислота не воздействует на печень, и холестерин не вырабатывается. Под руководством П. Рой Вагелоса, руководителя Merck, ученые создали средство Zocor, препарат второго поколения, и доказали, что прием всех препаратов, снижающих содержание холестерина, уменьшает риск сердечного приступа. В 1995-м Управление по контролю за продуктами и лекарствами США одобрило Zocor в качестве средства по предупреждению сердечных приступов, что значительно повысило спрос на препарат со стороны людей, которые уже перенесли сердечный приступ.
Рэй Фуллер, исследователь в Eli Lilly, разработал препарат, который изменяет уровень серотонина и контролирует депрессию. Prozac – популярный во всем мире антидепрессант, который употребляют более 40 млн пациентов в 90 странах. Препарат стал вызовом традиционным понятиям психологии и личности.
В декабре 1995-го фармацевтическая компания Hoffmann-La-Roche получила одобрение на препарат Invirase, первый замедлитель протеазы для ВИЧ-инфицированных пациентов. Препарат нового класса прекращал действие фермента протеазы в клетках организма человека, тем самым появились проблески надежды на излечение от СПИДа. Позднее врачи применили препарат в трехсоставном растворе, который уменьшал содержание ВИЧ-инфекции у большинства пациентов.
Английские исследователи Питер Эллис и Ник Терретт заметили, что у пациентов, принимающих sildenafil citrate (силденафил цитрат), наблюдался такой побочный эффект, как вздымание, хотя препарат разрабатывался как средство от ангины. Они запатентовали Viagra, чем вынесли дисфункцию эрекции на общенациональное обсуждение и лишили Боба Доула права представлять известных людей. В марте 1998-го Управление по контролю над продуктами и лекарствами США одобрило препарат, и в течение 3 месяцев было выписано 3 млн рецептов. С тех пор около 16 млн мужчин воспользовались препаратом, то есть средние темпы потребления составили 9 таблеток в секунду. Объем продаж составил $5,8 млрд. В настоящее время разрабатываются варианты препарата и другие лекарства для лечения женской половой дисфункции.
