Стрептомицин - първият антибиотик, лекуващ успешно туберкулозата

От 1943г.

Акценти

Туберкулозата от векове нанася сериозни поражения на човечеството и дълго време срещу нея няма никакво противодействие. На учените коства много усилия първо да идентифицират причинителя на болестта и след това да открият ефективното лекарство, което да я победи.

Първата цел е постигната през 1882 г. от Роберт Кох, който установява, че заболяването се провокира от бактерията Mycobacterium tuberculosis. Втората цел се превръща в реалност чак през 1943 г., когато Селман Ваксман и Алберт Шац изолират първия антибиотик, който успешно лекува туберкулоза. Неговото име е стрептомицин и е синтезиран от почвения организъм Streptomyces griseus.

Пътят до откриването на стрептомицина

Селман Ваксман е почвен микробиолог, който е убеден, че в земния слой се крият микроби, които могат да се използват за медицински цели. По-точно той се интересува от актиномицетите, които произвеждат антимикробни агенти - химични съединения, които се използват за унищожаването или предотвратяването на развитието на микроорганизми.

Ваксман за първи път се сблъсква с актиномицетите през 1915 г., когато е студент в университета "Рътгърс" (Rutgers). В продължение на десетки години той изучава таксономията им, тяхното изобилие в почвата, участието им в процеси като разлагането на животински и растителни остатъци, в образуването на хумуса и връзката им с гъбичките и бактериите. Ученият, а по-късно и неговите студенти проследяват антагонистичните ефекти, които тези организми имат върху бактериите и гъбичките. Те разбират, че актиномицетите имат свойството да потиска растежа на други микроорганизми.

При работата си с актиномицетите Ваксман и колегите му попадат на организма Streptomyces griseus, от който се извлича стрептомицина, но дълги години той няма да бъде тестван дали може да произвежда антибиотици.

Две събития изместват фокуса му от почвените микроби към болестотворните организми и по-специално към използването на микробите в почвата за целите на медицината. Първото събитие е Втората световна война, появата на инфекциозни болести и епидемии и съответно нуждата от нови агенти за тяхното контролиране. Второто събитие е успехът на бившия студент на Ваксман Рене Дюбо, който изолира тиротрицин, унищожаващ болестотворни бактерии. Дюбо демонстрира, че може да се открият бактерии, които потискат растежа на други бактерии, извлича агент от почвата и го използва за борба с инфекциозни заболявания.

В тази ситуация е естествено Ваксман да промени своя подход и да започне да търси агенти, способни да унищожават патогенни бактерии. И тук на помощ му идват познанията, които има за актиномицетите.
Начинът на действие на учения и на неговите студенти е да търсят зони на потискане на растежа, които се намират около единични колонии от серия изолирани почвени микроби върху агарови плочи (петриеви блюда). Хиляди култури от различни микроби са изолирани и тествани за антибактериална активност. След това се извършват допълнителни проби, за да се намерят кои микроорганизми съдържат вещества, борещи се с болестотворните микроби, в големи количества и нетоксични за употреба. По този начин са идентифицирани близо 20 нови естествени агента, повечето от които идват от актиномицетите.

Стрептомицин - първият антибиотик, лекуващ туберкулоза

След сериозната и продължителна работа, която извършват Ваксман и неговите студенти, се стига до първия агент, който е активен срещу широк кръг от бактерии. През 1940 г. Бойд Уудръф изолира актиномицина, който дава вид, че може да е ефективен срещу туберкулозната бактерия. Оказва се, че е прекалено токсичен за хората.

>>> Жълта светлина с дължина 565 nm унищожава огнища на туберкулоза

През 1942 г. Уудръф изолира друг антибиотик - стрептотрицин, който въздейства на грам-положителните и грам-отрицателните бактерии. Първоначално учените са много обнадеждени, че това естествено химично съединение ще е ефективно срещу грам-отрицателните бактерии, които не се влияят от пеницилина, открит случайно през 1928 г. В началото тестовете сочат, че той не е отровен за животните, но по-сериозни проучвания показват, че токсичният ефект на агента има забавено действие и така отпада като възможност за терапевтична употреба при хората.

През 1943 г. към екипа на Ваксман се присъединява неговият студент Алберт Шац. Той открива два щама на Streptomyces griseus, които произвеждат стрептомицин. Друг студент - Дорис Джоунс, тества трахеална флора на здрави пилета и наблюдава зони на антагонизъм в няколко петриеви блюда. Културите са предадени на Шац и от едната той успява да изолира активния щам. Произведеният от нея антибиотик кара учените да ликуват, тъй като той потиска както грам-положителните, така и грам-отрицателните бактерии. Другата голяма изненада за тях е, че in vitro (в епруветка, извън жив организъм) стрептомицинът въздейства и на Mycobacterium tuberculosis, бактерията, причиняваща туберкулоза.

Изпитванията на антибиотика

Селман Ваксман е наясно, че лабораторията му в "Рътгърс" няма капацитета да прави допълнителни проучвания, особено тестове in vivo (вътре в жив организъм). Той се свързва с Уилям Х. Фелдман и Х. Коруин Хиншоу от клиниката "Майо" с молба да проведат тестове с морски свинчета с новооткрития агент. На 7 март 1944 г. Фелдман връща отговор, че могат да направят тестовете, ако Ваксман предостави достатъчно проби от антибиотика.

Ваксман сключва споразумение с Merck & Company в края на 1939 г., според което фармацевтичната фирма му осигурява химическа помощ, оборудване за постигането на всякакви обещаващи открития, както и експериментални животни за фармакологична оценка на антибиотици. От своя страна ученият се задължава да предостави всички патенти, които произлязат от проведените в лабораторията изследвания. Също така ако някой от тях постигне търговски успех, Merck е длъжна да заплати хонорар на фондация "Рътгърс".

Така Merck осигурява достатъчно проби, с които изследователите от "Майо" започват тестването на стрептомицина. През цялата 1944 г. те го прилагат върху туберкулозни морски свинчета, като периодично променят дозировката, за да намалят страничните ефекти. През септември приключва 60-дневният in vivo тест и Фелдман докладва, че "определени признаци на туберкулоза липсват в почти всеки случай". През следващата година изпитванията затвърждават положителните резултати.

Пускане в търговската мрежа

Изпитванията на стрептомицина доказват, че антибиотикът е първото ефективно лекарство срещу туберкулоза. Оказва се, че може да се прилага и срещу холера, коремен тиф, туларемия, бубонна чума, инфекция на пикочните пътища и други заболявания. Ваксман разбира, че антибиотика е огромно постижение и ще се превърне в основен фармацевтичен продукт. Не е сигурен дали Merck ще е в състояние да поеме предстоящото голямо търсене на лекарството, както и дали цената му няма да е прекалено висока, ако само една компания го предлага. Затова се обръща към Merck да отпадне споразумението им от 1939 г. Сключват ново, в което компанията преотстъпва патентните права на "Рътгърс" и приема неизключителен лиценз за производството на антибиотика. Приспада си и от хонорарите заради вложените в разработването на стрептомицина средства.

Лекарството е ефикасно освен срещу туберкулоза и срещу много други заболявания. Затова то започва да се прилага масово от лекарите и още в началото продажбите му са огромни.

Споровете около откриването на стрептомицина

След като стрептомицина излиза на пазара и генерира големи печалби, фондация "Рътгърс" прехвърля близо половината от възнагражденията, получени от Merck, на Селман Ваксман. Притеснен от крупната сума, той намалява дела си на една пета.

След изменението на споразумението през 1946 г. Merck предоставя патентите на фондацията. Четири години по-късно делът на Ваксман пак е редуциран до 10%, като ученият прави така, че половината от парите да послужат за създаването на Фондация по микробиология.

В научните среди Ваксман е откривателят на стрептомицина, той печели вниманието на пресата, получава награди и признание. Това провокира бившия му студент Алберт Шац да пожелае да му бъде отдадена съответната заслуга. Той завежда дело срещу Ваксман и фондация "Рътгърс" през 1950 г. Мотивите му са, че се смята за съоткривател на антибиотика и желае да му бъдат изплатени полагащите му се възнаграждения, спечелени от лицензи.

Претенциите на Шац почиват на това, че той свършва основната лабораторна работа при изолирането на агента, името му и написано на първо място в оригиналния документ, съобщаващ за откритието, както и че името му фигурира на второ място в патента. Друго доказателство, което Шац прилага е, че докторската му дисертация е на тема стрептомицин.

Част от екипа на Ваксман и самият учен смятат, че Шац няма толкова големи заслуги за откриването на антибиотика. Той е направил рутинен скрининг по протоколи, изготвени от Ваксман години преди това. Също така изолирането на стрептотрицина помага за насоката, в която трябва да се търси - антибиотик с подобни качества и нетоксичен.

В крайна сметка се стига до споразумение, в което Шац се съгласява да получи 3% от възнагражденията и е признат за съоткривател.

Статията е част от историята на:

• История на туберкулозата
• История на антибиотиците