Антибіотики
- Історія далека і не дуже
І.Е. Лалаянц,
кандидат біологічних наук
Мудрий цар Соломон, ім'я
якого перекладається як «істина», божественне знання, казав, що три речі непідвладні
його розуму: шлях орла в небі, змії на камені та чоловіка до серця жінки. Також
важко буває прослідкувати і шлях наукової істини і знання. Недарма на Заході
відкриття називають «серендіпом» - на честь якоїсь принцеси Серендіпи, яка
володіла дивовижною здатністю прозрівати приховані мотиви і вчинки, але не
могла дати їм логічного пояснення. Історія антибіотиків, особливо
пеніциліну, повна подібних серендіпов.
Хто б міг подумати, що
талановитий єврейський хлопчик-музикант, батько якого був вихідцем з Росії, а
мати німкенею, в кінцевому підсумку кине шлях професійного піаніста і знайде
зовсім інший шлях до всесвітньої слави. Мова йде про Ернеста Каїна, якого ми
знаємо під його англіцірованним ім'ям Чейн. Важко сказати, чи мають рацію ті, хто
бачить долю людини в її імені, але в даному випадку ім'я Ернест, яке
перекладається як «щирий, правдивий», повністю відповідало характеру і
моральним достоїнств його носія.
Батько Ернеста був талановитим
хіміком, які організували в Берліні власне виробництво. І хоча син закінчив
гімназію і університет, батьки бачили його за роялем. Він став талановитим
концертуючих піаністом, а також музичним критиком берлінської газети,
проте любов до науки перемогла. У проміжках між концертами і репетиціями
молода людина пропадав у лабораторії хімічної патології відомої
берлінської клініки «Шаріте» - «Милосердя».
У квітні 1933р. Е. Чейн був
змушений залишити Німеччину, щоб більше ніколи не повертатися на батьківщину. Його
друг, знаменитий англійський біолог Дж.Холдейн, влаштував його в Кембридж, де в
ході своєї роботи над дисертацією Е. Чейн довів, що нейротоксин зміїної отрути
є травним ферментом. Робота зробила йому ім'я, тому в 1935р. він
був запрошений професором патології Г. Флорі в Оксфорд, щоб розгорнути роботу
по лізоциму - антибактеріальному ферменту. Так уперше в 1921р. виникає ім'я
А. Флемінга, який відкрив лізіцім - «лізує ензим». Природно, що вже
Е. Чейн пропонує Г. Флорі сконцентруватися на більш обіцяє пеніциліну,
порушену тим же А. Флемінгом сімома роками пізніше.
Сам А. Флемінг був скептично
налаштований до свого дітища, заявивши, що «цим не варто займатися». Не тільки
йому, а й більш відомому біохіміку Дж.Рейстріку не вдалося виділити
досить стабільний «екстракт». «Мабуть, він не дуже хороший біохімік»,
- Відгукнувся про цю невдачу Чейн, коли все ж таки домігся успіху. Ентузіазм
Е. Чейна уразив Г. Флорі, який не міг дочекатися перевірки дії антибіотика
на мікроби. Саме Флорі дістав перших 35 фунтів (!) Урядових фондів
для фінансування роботи, яка була підтримана Е. Мелланбі з Ради медичних
досліджень.
25 травня 1940р. під гуркіт бомб,
падаючих на вулиці Лондона, було завершено перший тест антибактеріальної
«Протекції» пеніциліну на мишах. Потім настав біохімічний тріумф Е. Чейна,
показав, що пеніцилін має структуру беталактама. Залишалося тільки
налагодити виробництво нового чудо-ліки.
Його чудодійні властивості
були доведені в тому ж Оксфорді, в одну з клінік якого 15 жовтня того ж
року вступив місцевий поліцейський, що скаржилися на непроходячій «заїду» в кутку
рота (ранка була інфікована золотистим стафілококом і нагноівшіеся).
До середини січня інфекція
захопила обличчя чоловіка, шию і перекинулася на руку й легке. І тоді лікарі
наважилися уколоти бідоласі нечуваний до цього моменту пеніцилін. Протягом
місяці хворий відчував себе непогано: але дорогоцінні кристали, отримані з
Оксфорда, скінчилися, і 15 березня 1941р. колишній поліцейський помер.
Е. Чейн вимагав патентування
пеніциліну - досвід його батька доводив необхідність цієї юридичної операції.
Але Г. Флорі і Е. Мелланбі не послухалися його; останній довів, що на тлі
військових зусиль союзників неетично «закривати» пеніцилін патентними рогатками.
Г. Флорі, в таємниці від Е. Чейна, зібрався до Америки в пошуках комерційної
допомоги в налагодженні масового виробництва продукту.
По інший бік Атлантики
події розвивалися не менш драматично. Відома фармацевтична компанія
«Мерк» із міста Рауей штат Нью-Джерсі, спонсорувала роботи С. Ваксмана з
університету Руттерса, який, починаючи з 1939р, вів роботи з вивчення
«Антібіозіса» стрептоміцетов. Його перша робота була опублікована 24 серпня
1940р. в найзначнішому «Ланцет», що виходить у Лондоні.
Тому приїзд Г. Флорі з
готовими напрацюваннями був подібний манну небесну. «Американці вкрали пеніцилін
у британців! »Це вірно лише частково, оскільки Англія внаслідок військового
виснаження ресурсів, не змогла б швидко налагодити промислове виробництво
антибіотиків, за допомогою яких лікували і британських солдатів. Недарма ж на
вручення Нобелівської премії з медицини за 1945р. говорили, що «Флемінг зробив
для перемоги над фашизмом більше, ніж 25 дивізій ».
Перше застосування пеніциліну
США було не менш драматичним, ніж у Британії, але, проте, з типовим
американським «хеппі ендом». Разом з Г. Флорі за океан відправився Н. Хетлі,
Екперт-технолог, який своїми очима бачив дію пеніциліну в Оксфорді.
Навесні 1942р. він вже працював у «Мерк», підказуючи американцям тонкощі
напрацювання пеніциліну. Технологи «Мірко» ввели до того часу технологію
«Глибинних культур» в гігантських ферменти, до чого не додумалися в Оксфорді,
де працювали на поверхневих культурах з їх невеликим виходом продукту.
14 лютого 1942р. на день
Св.Валентина раптово захворіла Анна Міллер, молода 33-річна дружина
адміністратора Єльського університету, мати трьох дітей. Будучи медсестрою
освітою, вона сама лікувала чотирирічного сина від стрептококової ангіни. До
свята хлопчик був здоровий, але ось у його мами раптово стався викидень,
ускладнилися лихоманкою з високою температурою. Жінка була доставлена в
головний госпіталь Нью-Хейвена в тому ж штаті Нью-Джерсі з діагнозом
стрептококовий сепсис: у мілілітрі її крові бактеріологи нарахували 25 колоній
мікроба! Але що могли зробити в ті дні лікарі проти грізного сепсису? Якщо б
не диво в особі Дж.Фултона, друга Флорі, що лежав в іншій палаті, який
підхопив якусь легеневу інфекцію, обстежуючи солдатів у Каліфорнії. 12 березня
лікуючий лікар розповів Дж.Фултону про що наближається смерть Анни, у якої
температура 41 ° трималася вже протягом 11 днів! «А чи не можна отримати
ліки у Флорі », - висловив він боязку надію. Дж.Фултон вважав, що він
має право звернутися до одного. Зрештою, саме він допомагав йому в 1939р.
отримати грант фонду Рокфеллера на 5 тисяч доларів. (Гроші відпускалися на
дослідження бактерицидної дії пеніциліну).
Дж.Фултон подзвонив в «Мерк»,
дозвіл було отримано, і перші дози пеніциліну були послані в госпіталь
Нью-Хейвена. Безцінний вантаж супроводжувала поліція. О 3 годині пополудні Ганні
зробили перший укол, що містить фантастичну дозу в 850 одиниць, потім ще 3,5
тисячі. До 9 години наступного ранку її температура стала нормальною? У листопаді
1942р. «Мерк» провела вже масові випробування пеніциліну на людях, коли
одержувачами антибіотика стали півтисячі людей, що постраждали під час пожежі у нічному
клубі Бостона.
A в травні 1942р. Анна Міллер,
втратила у вазі 16 кг, але щаслива і здорова, виписалася з лікарні. У
серпні свою «хрещеницю» відвідав А. Флемінг, що здійснював «турне» по Америці. У
1990р. її, 82-річну, вшановували в Смітсоніанською музеї природничих наук у
Вашингтоні.
Так починалася ера антибіотиків.
У 1943р. американці висадилися на Сицилії, де місцеві мафіозі «Стир» у них
цілий автомобільний конвой з дорогоцінним пеніциліном. У фільмі «Стара рушниця»
французький доктор влітку 1944р. говорить, що скоро прийдуть союзники і за допомогою
чудодійних ін'єкцій зможуть вилікувати всіх поранених.
У жовтні 1952р. Дж.Коннор,
голова Комісії з наукових досліджень, завершуючи давню суперечку, заявив, що
«Тільки зловмисність або нерозуміння може привести людей до заяви про те,
що Америка «вкрала пеніцилін у Британії». Це був щасливий приклад
англо-американського наукового і технічного співробітництва ».
На закінчення хотілося б
розповісти про абсолютно нову роботу канадських і панамських вчених з
університету Торонто та Інституту тропічних досліджень в г.Бальбоа. Мова
йде про відкриття антібіотіковой захисту «садів» і грибних делянок від знаменитих
мурах-листорізи. Вони роблять з пережовує шматочків зеленого листя
«Пульпу», на якій потім вирощуються гриби-базидіоміцети. Їх плодові тіла
йдуть потім в їжу мурашкам, нічого іншого в якості їжі не вживають.
Але у цих мурашиних садів є
грізний ворог в особі грибка - аскоміцети Есковопсіса, який при бурхливому
несдержіваемом розмноженні просто «зжирає» сади і культивуються в них гриби,
прирікаючи колонію мурах на голодну смерть. Причому, паразит вноситься (природно
його спори) самими ж комахами на їх лапках. Як же мурашки борються з цією
напастю?
Довгий час вчені вважали,
що біло-сірий «наліт» на черевній поверхні грудних сегментів мурах
являє собою таку собі «пил», на яку раніше просто не звертали
уваги. Проте, канадці та панамців, що зробили відкриття, вирішили більше
уважно подивитися, що ж це таке насправді. І на свій подив
виявили, що це мікроб «стрептоміцес», давно використовується промисловістю
для отримання всім відомого стрептоміцину - потужного антибіотика, за відкриття
якого С. Ваксман був удостоєний Нобелівської премії в 1952р.
Таким чином, до двох симбіонтом
- Мурашкам і грибків - додався третій, а саме продуцент антибіотика,
стримуючий спорообразованіе у паразитичного грибка та припиняє
зростання його гіф (ниток). Залишається одне питання: а навіщо це потрібно фармакології і
фармацевтам?
Грибкові цвілі використовувалися
на Далекому Сході ще в доісторичні часи, а також у стародавніх Елладі і
Римі. Наприкінці минулого століття Ернст Дюшенна в Парижі у 1897р. захистив дисертацію про
«Життєвої конкуренції мікроорганізмів», на яку потім посилався А. Флемінг.
Але у антибіотиків, як це
з'ясувалося, досить скоро після початку їх широкого використання, є властивість
викликати появу резистентних штамів, нечутливих до їх дії
(пригадайте, які сміховинно малі дози пеніциліну вводили Анні Міллер).
Таким чином, використовуючи антибіотики трохи більше півстоліття, медики зіткнулися з
проблемою гена пеніцилінази, переносимого особливої плазміди стійкості.
А як же мурашки, які
користуються «послугами» стрептоміцеса більше 50 мільйонів років! Тепер нам треба
дізнатися, які молекулярні механізми попередження антібіотіковой
резистентності у їх продуцентів.
Список літератури
Для підготовки даної роботи
були використані матеріали з сайту http://www.antibiotic.ru/
