Από την πενικιλλίνη στη χλωροκίνη – Η έρευνα του νομπελίστα Κουν

Από τις αρχές της δεκαετίας του 1950 η πενικιλλίνη αποτελεί το θαύμα της σύγχρονης φαρμακολογίας, επιδεικνύοντας μία μοναδική αποτελεσματικότητα κατά των διαφόρων βακτηριακών μολύνσεων και καταργώντας κυριολεκτικά μέσα, σε μία νύκτα, δεκάδες θειούχα σκευάσματα, κυρίαρχα έως τότε στην καταπολέμηση των βακτηρίων.

Διασώζοντας εκατομμύρια ζωές, ο θαυματουργός κατώτερος μύκητας, ωθεί ολόκληρη την ανθρωπότητα στον αιώνα των αντιβιοτικών, διατηρώντας, παρά την εμφάνιση πολλών νέων σκευασμάτων, μεγάλο μέρος της αρχικής του αίγλης. Στις δεκαετίες που ακολουθούν την πρώτη της εμφάνιση, τα αντιβιοτικά υπερσυνταγογραφούνται, ενώ από την άλλη πλευρά ιοί και βακτήρια αποδεικνύονται εξαιρετικά ευπροσάρμοστα.

Εμφανίζουν μεταλλάξεις που επιδεικνύουν πρωτοφανή αντίσταση στα αντιβιοτικά και επιβάλλουν την σχεδίαση νέων αντίστοιχων σειρών, ώστε η φαρμακολογία να διατηρεί συνεχώς το προβάδισμα απέναντί τους. Δυστυχώς όμως κάθε νέα γενεά αυτών των ισχυρών φαρμάκων κυκλοφορεί σε υψηλές τιμές, με συνέπεια σε πολλά μέρη του κόσμου η πενικιλλίνη να αποτελεί το έσχατο καταφύγιο του μεγαλύτερου μέρους του πληθυσμού.

Όμως αυτή η μάλλον θλιβερή εξέλιξη, δεν συνιστά μοιρολατρικά μία αναπόφευκτη στροφή στην ιστορία την φαρμακολογίας και της Ιατρικής. Υπήρξε, στην εποχή της πειραματικής εφαρμογής της πενικιλλίνης, μία άλλη προσπάθεια προς την κατεύθυνση της αναζήτησης χημειοθεραπευτικών αντιβακτηριακών και αντιικών αγωγών, χωρίς την χρήση αντιβίωσης, εξίσου αποτελεσματικών ή ακόμα και αποτελεσματικότερων σε σχέση με τα αντιβιοτικά, στις οποίες είναι αδύνατον να προσαρμοσθούν και να επιβιώσουν ιοί και βακτήρια.

Η πορεία του Ρίτσαρντ Κουν

Υπεύθυνος για τη συγκεκριμένη εναλλακτική προσέγγιση είναι ένας από τους διασημότερους ερευνητές της Γερμανίας, ο δρ. Ρίτσαρντ Κουν, τιμημένος με το βραβείο Νόμπελ του 1938 στην χημεία για την ανακάλυψη της δομής της βιταμίνης B2 (ριβοφλαβίνη) και την απομόνωση της βιταμίνης B6 (πυριδοξίνη).

Το 1929, σε ηλικία μόλις 29 ετών, ο γεννημένος στην Βιέννη, Κουν, αναλαμβάνει το νέο ερευνητικό κέντρο του Ινστιτούτου Χημικών Ερευνών για ιατρικές εφαρμογές (Kaiser Wilhelm Institut – KWImF), με κύρια προσόντα του την πρωτοτυπία και την αντισυμβατική νοοτροπία του στην έρευνα, όπως και τις θαυμαστές ικανότητές του στους πειραματισμούς με την εισαγωγή νέων διαδικασιών και ριζοσπαστικών τεχνικών σε ανεξερεύνητα πεδία, διαγράφοντας μία μετεωρική σταδιοδρομία στον τομέα των χημικών ερευνών.

Τον Μάρτιο του 1934 αναλαμβάνει ανεπίσημα την διεύθυνση και των τεσσάρων ινστιτούτων Ιατρικών Ερευνών της Χαϊδελβέργης που απαρτίζουν το ερευνητικό συγκρότημα Kaiser Wilhelm Institut (KWI), λόγω μακροχρόνιας ασθενείας του μόνιμου γενικού διευθυντή. Η διάκρισή του οριστικοποιείται και επίσημα το 1938, φθάνοντας να ελέγχει έως το 1945 πολλούς τομείς χημικών ερευνών, συμπεριλαμβανομένων και οκτώ προγραμμάτων ανάπτυξης χημικών όπλων.

Αν και οι πληροφορίες των Συμμάχων και του κλιμακίου των Αμερικανών χημικών μηχανικών της CIOS (Combined Intelligence Objectives Subcommittee) υπό τον Βρετανό D. W. Adamson είναι αποσπασματικές, παραμένουν αρκετές για θέσουν τον ερευνητή στο στόχαστρο. Γνωρίζουν πως ο Κουν είναι από το 1939 ο επικεφαλής (Fachspartenleiter) του κλάδου οργανικής χημείας του Συμβουλίου Ερευνών του Κράτους (Reichsforschungsrat) και από το 1942 γερουσιαστής του Reichsfachgruppe Chemie, του χημικού τμήματος του Εθνικοσοσιαλιστικού Συνδέσμου Γερμανικής Τεχνολογίας, παρά το γεγονός ότι δεν είναι καν μέλος του κόμματος.

Η έρευνα στη συνθετική πενικιλλίνη

Ταυτόχρονα έχουν ενημερωθεί πως, από τον Σεπτέμβριο του 1944, ο διακεκριμένος χημικός κατέχει ανώτατη θέση στην Wehrforschungs-Gemeinschaft, μία υπηρεσία που συντονίζει την έρευνα σε χημικά όπλα και αντίμετρα σε συνάρτηση με το Υπουργείο Εξοπλισμών του Albert Speer, όπως και σε συνεργασία με τις υπηρεσίες επεξεργασίας και προγραμματισμού των τετραετών σχεδίων.

Μεταξύ των αποκαλύψεων που αφήνουν αποσβολωμένο τον Adamson και τους Αμερικανούς είναι οι έρευνες σε χημειοθεραπευτικές αγωγές ευρέος φάσματος και η ανακάλυψη, από τον ίδιο τον Κουν, της συνθετικής πενικιλλίνης 3065, μετά από εξαντλητικές έρευνες στα απλά παράγωγα του βενζυλίου.

Η ουσία έχει ακριβώς την ίδια αντιβακτηριακή και αντιική δράση και σε ορισμένες περιπτώσεις αποδεικνύεται ισχυρότερη από την πενικιλλίνη έως και 300 (!) φορές, με κατασκευάστρια την φαρμακοβιομηχανία I.G. Wuppertal–Elberfeld, που ήδη προχωρεί σε κλινικές δοκιμές με εξαιρετικά θετικά αποτελέσματα.

Αποκαλύπτει παράλληλα και την ύπαρξη στερεοχημικού αναλόγου της συνθετικής πενικιλλίνης, του 3214, με αντικατάσταση του βρωμίου από το χλώριο. Η έρευνα για την φυσιολογική λειτουργία της σύνθεσης 3065 πραγματοποιείται με την έκθεσή της σε ραδιενεργό βρώμιο στα εργαστήρια του καθηγητή Walter Bothe στην Χαϊδελβέργη, όπου είναι εγκατεστημένο κύκλοτρο παραγωγής ιχνοστοιχείων που αξιοποιούνται στην τεχνική της ραδιενεργούς ανίχνευσης. Ο Κουν εξηγεί επίσης την πορεία των ερευνών στους ακόρεστους κυκλικούς (αρωματικούς) υδρογονάνθρακες, όπως το κυκλο-οκτάνιο και το κυκλο-δεκάνιο που αποδεικνύονται εξαιρετικά δραστικά στην αντιμετώπιση μολύνσεων από το βακτήριο B. Coli και φλεγμονών.

Η σημασία των παραγώγων του βενζυλίου

Η έρευνα του Κουν στην χημειοθεραπευτική αντιμετώπιση των βακτηρίων και των ιών εστιάζεται στην σύνθεση απλών παραγώγων του βενζυλίου (διφενυλαιθανεδιόνη [C6H5CO2]), με το παράγωγο 3065 να ανταποκρίνεται στην μορφή 2:2′ διυδροξει- 5:5′-διβρωμο βενζύλιο. Η 3065 παραμένει σταθερή στις μεταβολές θερμοκρασίας, δεν διαλύεται με ευκολία στο νερό, αλλά αντίθετα είναι ευδιάλυτη σε ασθενή αλκάλια, όπως τελικά και στο νερό όταν σχηματίζει ένα σύμπλοκο με βορικό οξύ. Το ανάλογό της, η 3214 είναι υδατοδιαλυτή και εμφανίζει παρόμοιες κλινικές ιδιότητες.

Οι Σύμμαχοι αποκτούν, χάρη στην προθυμία του Κουν, λεπτομερείς πληροφορίες για την διαδικασία σύνθεσης της 3065 και της 3214, τις συνθήκες διατήρησης των σκευασμάτων, δείγματα και πλήρεις αναφορές για την πορεία των κλινικών δοκιμών. Σύνθεση της 3065 επιχειρείται στη Βρετανία μετά τις επίμονες παρεμβάσεις του D. W. Adamson και δοκιμάζεται στο Ιατρικό Κέντρο Ερευνών (Medical Research Centre). Μετατρέπεται σε ελαφρά ραδιενεργή για τις κλινικές δοκιμές ώστε να ανιχνεύεται η ακριβής διαδρομή της στον οργανισμό και να ανιχνεύεται η επίδρασή της στα βακτήρια και στους ιούς.

Παράλληλα αποκτούν στοιχεία για τη θεραπευτική αξία ακόρεστων κυκλικών υδρογονανθράκων, όπως το 1,3,5,7 κυκλοοκτατετραίνιο (C8H8) που συνθέτει για πρώτη φορά το 1905 στο Μόναχο ο μέντορας του Κουν, δρ. Ρίτσαρντ Βιλστέτερ. Το κυκλοδεκάνιο πενταίνιο, ένα βαθυκύανο υγρό, παραμένει σταθερό για αρκετούς μήνες, αν και με την παρουσία φαινολών η σταθερότητά του μετατρέπεται σε πολυετούς διάρκειας.

Εμφανίζεται εξαιρετικά δραστικό κατά των μολύνσεων B. Coli (Balantidium Coli, ένα παρασιτικό πρωτόζωο που προκαλεί οξύτατες διάρροιες και πόνους στο υπογάστριο). Χρησιμοποιείται προληπτικά ή ένα δίωρο μετά την μόλυνση και αποδεικνύεται ιδιαίτερα αποτελεσματικό σε περιπτώσεις εγκαυμάτων από αέρια μουστάρδας.

Από την πενικιλλίνη στο εμβόλιο της πολυομυελίτιδας

Ο D. W. Adamson θα προσπαθήσει με την επιστροφή του στη Βρετανία να ωθήσει την φαρμακοβιομηχανία προς το πεδίο ερευνών του Κουν, χωρίς όμως να επιτύχει κάποια απτά αποτελέσματα, καθώς ο κλάδος βιώνει την μονομανία των αντιβιοτικών, περιθωριοποιώντας κάθε άλλη προσπάθεια. Απογοητευμένος, εγκαταλείπει τον ιδιωτικό τομέα και αναλαμβάνει το 1953 την διεύθυνση ερευνών του Ιδρύματος Wellcome.

Ο επιχειρηματίας, χημικός, φαρμακοποιός και φιλάνθρωπος Σερ Χένρι Γουέλκαμ (1853-1936), ιδρύει το 1880 το συγκεκριμένο ίδρυμα, που αποτελεί έναν ιδιωτικό φιλανθρωπικό φορέα, χρηματοδοτούμενο από το καταπίστευμα του ιδρυτή του με σκοπό την προάσπιση της δημόσιας υγείας. Το ίδρυμα απασχολεί περισσότερους από 500 εργαζόμενους και ο φορέας περισσότερους από 18.000 επιστήμονες και τεχνικούς που ασχολούνται με βιοϊατρικές έρευνες, με το μεγαλύτερο μέρος των εσόδων να προέρχεται από τα δικαιώματα των ευρεσιτεχνιών του. Ο Adamson, αναπτύσσει με την ομάδα του μια διετία αργότερα ένα άλλο θαυματουργό δισκίο στο ίδρυμα Wellcome, που καταργεί την ανάγκη χορήγησης του συγκεκριμένου σκευάσματος σε ενέσιμη μορφή, σώζοντας εκατομμύρια ζωές στον πλανήτη. Το δισκίο δεν είναι άλλο από το εμβόλιο κατά της πολιομυελίτιδας.