Nobelova cena za medicínu 2015 Ostré zbrane proti trom obávaným parazitom

Grunert, Dustin; Zylka-Menhorn, Vera

Avermektín a artemisinín: lieky na choroby spojené s chudobou

Ľudstvo bolo vystavené parazitárnym chorobám už tisíce rokov a sú jedným z hlavných zdravotných problémov sveta. Drogové terapie, ktoré sú ľahko dostupné a majú málo vedľajších účinkov, preto zachránia život miliónom ľudí. Tohtoročná Nobelova cena za fyziológiu alebo medicínu oceňuje vývoj liekov, ktoré sa vo veľkej miere používajú proti riečnej slepote (onchocerciasis), lymfatickej filariáze (elefantiáza) a malárii.

Ír C. William C. Campbell a Japonec Satoshi Omura sú ocenení za objav avermektínu, ktorý podľa Nobelovho výboru „radikálne zmenil“ liečbu tropickej riečnej slepoty a elefantiázy. Dostanete polovicu prize money okolo 850 000 eur. Druhá polovica patrí čínskemu farmakológovi Youyou Tuovi za objav artemisinínu, dnes štandardného lieku na liečbu malárie.

Po zvážení základného výskumu za posledné štyri roky sa Výbor pre Nobelovu cenu rozhodol opäť v prospech aplikačne orientovanej vedy. Zlepšenie globálneho zdravia a znižovanie utrpenia miliónov ľudí pomocou aktívnych zložiek avermektínu a artemisinínu je podľa vyhlásenia Nobelovho výboru nemerateľné.

Antibakteriálny účinok pre "sebaobranu"

Avermektín patrí do skupiny neurotoxínov, ktoré sa produkujú ako konečné produkty fermentácie „radiačnej huby“ Streptomyces avermitilis. Chemicky sú to makrolidy. Japonský mikrobiológ Omura sústredil svoj výskum na baktérie rodu Streptomyces, ktoré žijú v pôde a bolo známe, že produkujú množstvo látok s antibakteriálnymi účinkami na „sebaobranu“ (vrátane streptomycínu, za objav ktorého dostal Selman Waksman Nobelovu cenu v roku 1952). Týmto spôsobom eliminujú konkurenčné typy baktérií a získavajú konkurenčnú výhodu z hľadiska výživných látok a biotopu.

Omura svojimi inovatívnymi metódami kultivácie a charakterizácie týchto baktérií izoloval nové kmene Streptomyces zo vzoriek pôdy a úspešne ich choval v laboratóriu. Z niekoľkých tisíc takýchto kultúr vybral 50 najsľubnejších, aby ich mohol ďalej testovať na svoju aktivitu proti patogénnym mikroorganizmom. Jednou z týchto kultúr, ako sa neskôr ukázalo, bola Streptomyces avermitilis.

Biochemik, biológ a parazitológ William C. Campbell, ktorý pracuje v USA, dostal od Omury bakteriálne kultúry a testoval ich proti rôznym parazitom. Campbell ukázal, že jedna zložka kultúr bola výnimočne účinná proti parazitom u domácich a hospodárskych zvierat. Účinná látka avermektín bola izolovaná a chemicky upravená za vzniku ešte účinnejšieho ivermektínu.

Ivermektín prišiel na trh ako liečivá látka na liečbu a prevenciu chorôb spôsobených ektoparazitmi alebo nematódami (parazitózy, helmintiózy). „Mimochodom“ sa zistilo, že ivermektín je tiež účinný proti parazitom u ľudí. Medzi ne patrili pôvodcovia riečnej choroby a elefantiázy. Liečba je taká úspešná, že tieto choroby sú podľa Nobelovho výboru dnes takmer odstránené.

U bezstavovcov zvyšujú neurotoxíny avermektínu membránovú permeabilitu nervových a svalových buniek pre chloridové ióny. To vedie k hyperpolarizácii bunkovej membrány a blokovaniu vedenia excitácie - a tým k paralýze parazitov. Okrem toho vyššie dávky avermektínov ovplyvňujú aj receptory pre kyselinu y-aminomaslovú (GABA) v synapsiách, ktoré používajú GABA ako neurotransmiter. Postihnutí škodcovia sú paralyzovaní.

Aj keď v Nemecku nie je ivermektín schválený perorálne, účinná látka má v tejto krajine dokonca aktuálny význam. Ako povedal prof. Dr. med. Emil C. Reisinger, riaditeľ Katedry tropickej medicíny a infekčných chorôb na univerzite v Rostocku, pre Deutsches Дrzteblatt uviedol, že účinná látka sa používa mimo označenia na liečbu napadnutia vší medzi utečencami v núdzových prístreškoch.

Zaujímavým kandidátom bol extrakt z Artemisia annua

Malária sa tradične liečila chlorochínom alebo chinínom, ale s klesajúcim úspechom bolo toto ochorenie opäť na vzostupe. V 60. rokoch sa Youyou Tu v mene čínskej vlády obrátil na naturopatiu s cieľom nájsť nové formy liečby proti malárii. Testovala početné bylinné lieky na zvieratách infikovaných Plasmodium. Ako zaujímavý kandidát sa ukázal výťažok z rastliny Artemisia annua (mugly ročné). Výsledky však neboli konzistentné, takže čínska výskumníčka zintenzívnila svoj literárny výskum; v tomto procese objavila stopy, ako je možné úspešne extrahovať aktívnu zložku druhu Artemisia annua.

Následne ako prvá dokázala, že táto zložka, ktorá sa neskôr nazývala artemisinín, bola účinná u infikovaných zvierat aj u ľudí. Artemisinín tak predstavoval novú triedu antimalarických liekov. Celosvetovo sa používa na liečbu infekcií multirezistentnými kmeňmi Plasmodium falciparum, pôvodcom tropickej malárie. Ako takzvaná terapia na báze artemisinínu liek znížil úmrtnosť na maláriu o viac ako 20 percent a u detí o viac ako 30 percent.

Obsah artemisinínu v odrodách rastlín je obsah aktívnej zložky až do 1,4 percenta. Artemisinín sa získava zo odpareného surového extraktu, žltého, viskózneho oleja, rekryštalizáciou, ale tento proces je pomerne drahý a v dôsledku toho je vysoká cena. Biosyntéza v geneticky modifikovaných baktériách (Escherichia coli) a kvasinkách (Saccharomyces cerevisiae) sa skúma experimentálne.

3,4 miliardy ľudí vo viac ako 100 krajinách vrátane najchudobnejších krajín sveta užíva drogy, ktoré sú založené na vynálezoch tohtoročných nositeľov Nobelovej ceny.
Nobelov výbor poukázal na to, že všetci traja vedci pracovali iba v záujme ľudí. Aj keď vyvinuli lieky, žiaden z nich nevlastní patent na účinné látky používané po celom svete.
Svetová zdravotnícka organizácia WHO a mnoho ďalších organizácií dnes pomáha zabezpečiť, aby sa tieto lieky dostali aj k pacientom v odľahlých regiónoch.
Samotné lieky podávajú farmaceutické spoločnosti buď za zvláštnych podmienok (v prípade malárie), alebo darované (v prípade riečnej slepoty a lymfatickej filariózy).

DR. med. Vera Zylka-Menhorn

Youyou Tu je dvanásta žena, ktorá získala Nobelovu cenu za medicínu. Narodila sa v roku 1930. Študovala v rokoch 1951 až 1955 na farmaceutickej fakulte na pekinskej lekárskej univerzite. Potom pracovala na Čínskej akadémii tradičnej čínskej medicíny. V roku 2011 získala cenu Alberta Laskera za klinický lekársky výskum.

Satoshi Omura, narodený v roku 1935, bol prezidentom Kitasato Institute v Tokiu v rokoch 1990 až 2008. Vyštudoval chémiu na tokijskej univerzite prírodných vied (1963) a následne získal doktorát z farmácie (1968) a chémie (1970). Farmakológ a chemik je od roku 1992 členom Leopoldiny v sekcii mikrobiológie a imunológie. V roku 1997 získal medailu Roberta Kocha za vynikajúce celoživotné dielo. Omura prijal poctu s veľkou pokorou. „Pomyslela som si, môžem naozaj byť!? Pretože som sa veľa naučil od mikroorganizmov. Osemdesiatnik povedal japonskej televíznej stanici NHK, že cena je pre nich primeraná.

William Cecil Campbell, narodený v roku 1930, študoval na Trinity College v Dubline, kde v roku 1952 získal bakalársky titul. S podporou Fulbrightovho štipendia odišiel do Spojených štátov, kde v roku 1954 získal magisterský titul na Wisconsinskej univerzite v Madisone a doktorát v roku 1957 s diplomovou prácou o pečeňovej motolici. Potom pracoval viac ako 30 rokov (do roku 1990) v Merckovom inštitúte pre terapeutický výskum, počas ktorého sa zaslúžil o vývoj avermektínu. V roku 2002 bol zvolený za člena Národnej akadémie vied USA. Campbell v súčasnosti učí a skúma ako emeritný profesor na Drew University v Madisone v New Jersey.

Komentáre čitateľov

Aby ste mohli komentovať články, novinky alebo blogy, musíte byť registrovaní. Ak ste už zaregistrovaní na odber bulletinu alebo trhu práce, môžete sa zaregistrovať priamo tu.