606 – jak odkryto pierwsze leki antybakteryjne?

Istnienie bakterii wywołujących u ludzi choroby przez wiele lat pozostawało tajemnicą, choć co jakiś czas pojawiał się na świecie śmiałek, który sugerował, że problemy ze zdrowiem nie muszą być tylko i wyłącznie skutkiem kar boskich. Takim był chociażby kolega Mikołaja Kopernika ze studiów w Padwie Girolamo Fracastoro, który w swoim dziele z 1546 r. „De Contagione et Contagiosis Morbis" („O zakażeniu i chorobach zakaźnych") stwierdził, że za choroby odpowiadają zarodki. Z zapisków Włocha nie wynikało jednak, czym dokładnie są owe zarodki i skąd się biorą w ciele człowieka.

Dopiero 140 lat później, pod własnoręcznie wykonanym mikroskopem, bakterie zaobserwował Holender Antonie van Leeuwenhoek. Nazwał je animalcules, a swoje obserwacje i wnioski zawarł w serii listów kierowanych do Towarzystwa Królewskiego w Londynie. To wystarczyło, by ten przyrodnik i przedsiębiorca, niemający jednak żadnego formalnego wykształcenia uniwersyteckiego, nazywany był ojcem współczesnej mikrobiologii.

Animalcules przekształciło się w „bakterie" blisko dwa stulecia później, w 1838 r. Samo słowo „bakteria" pochodziło od greckiego bakt?rion, które znaczy mniej więcej tyle, co „pałeczka".

Wiedza na temat tego, co nazwane, zaczęła pogłębiać się dużo szybciej niż na przestrzeni minionych wieków. Już w 1859 r. Ludwik Pasteur wykazał, że przyrost bakterii i innych mikroorganizmów powoduje proces fermentacji. Badania te zaowocowały opracowaniem metody konserwacji żywności poprzez obróbkę termiczną. Pasteur obalił również mającą swoje korzenie jeszcze w starożytności teorię samorództwa drobnoustrojów. Wedle jej założeń np. mszyce miały powstawać z rosy opadającej na rośliny, pchły z gnijącej materii, a muchy z mięsa.

Jakiś czas później niemiecki lekarz Robert Koch w trakcie badań nad prątkami gruźlicy ostatecznie potwierdził swoją teorię na temat rozwoju chorób bakteryjnych, ich rozprzestrzeniania się i leczenia, za co w 1905 r. nagrodzono go medycznym Noblem. Pięć lat później tę samą nagrodę otrzymał Paul Ehrlich. Wyróżniono go za opracowanie pierwszego w historii antybakteryjnego leku, który skutecznie zwalczał krętki blade wywołujące kiłę. Był to właśnie jeden z sulfonamidów.

Ehrilch wyróżniał się na tle swoich kolegów już wiele lat wcześniej. Na przykład wtedy, kiedy stwierdził, że infekcja wywołana przez mikroorganizm może zostać zwalczona, jeśli zastosuje się lek, który specyficznie w niego uderzy. Tym przekonaniem kierował się też podczas poszukiwań substancji antybakteryjnych. A było ono jak na tamte czasy niemal rewolucyjne, bo sto lat wcześniej w medycznym świecie dominowało przekonanie o konieczności stosowania leczenia ogólnoustrojowego.

By potwierdzić swoje przekonania i poglądy, Ehrlich poddał przesiewowym testom ponad 600 związków chemicznych. To wtedy, pracując ramię w ramię z japońskim bakteriologiem Sahachiro Hatą, odkrył substancję o numerze 606, zabójczą właśnie dla bakterii powodującej kiłę – chorobę weneryczną, która w ówczesnych czasach była bardzo powszechna i groźna. Kiła, znana też jako syfillis, nękała ludność Europy od czasów średniowiecza, a jej pierwsza epidemia wybuchła w 1494 r. podczas bitwy o Neapol.

Zidentyfikowanie skutecznego specyfiku zwalczającego tę przypadłość było ogromnym osiągnięciem. Dlatego niespełna rok po tym jak Ehrilch odebrał swojego Nobla, substancję 606 wprowadzono na rynek w formie leku nazwanego salwarsan. Nazwa nie była przypadkowa. Po łacinie salvator znaczy zbawiciel.

W ciągu pięciu kolejnych lat zachorowalność na kiłę w krajach europejskich spadła o połowę. Lek powodował jednak wiele skutków ubocznych, a przy tym nie działał na inne bakterie chorobotwórcze. Dlatego trzeba było szukać dalej.

Poszukiwania prowadził m.in. Gerhard Domagk, niemiecki patolog i mikrobiolog, który w 1927 r. został zatrudniony w niemieckiej firmie chemicznej I.G. Farbenindustrie w Wuppertalu-Elberfeld. To tu Domagk zaczął eksperymentować na zwierzętach – laboratoryjne myszy zarażał paciorkowcem, a następnie podawał im nowe barwniki, otrzymywane przez naukowców pracujących w zakładach w Eberfeld i obserwował reakcje gryzoni.

W ten sposób zidentyfikował sulfanilamid, czerwony barwnik z grupy sulfonamidów, który wkrótce trafił na rynek pod nazwą prontosil. Środek ten miał mieć szerokie działanie antybakteryjne, w co Domagk wierzył na tyle mocno, że prontosil podał nawet swojej córce – kilkuletniej dziewczynce, u której wdała się sepsa po tym, jak mała ukłuła się w palec igłą. Nie zawiódł się. Wystarczyło kilka dni, by dziecko poczuło się lepiej i wyzdrowiało.

Eksperymenty podobne do tych z Eberfeld rozpoczęły się także w 1932 r. w laboratoriach firmy Bayer. I tu, jak pisze Sara Janowska w artykule „Sulfonamidy – wskazania, przeciwwskazania, działania niepożądane", zespół badawczy zakładał, że barwniki smołowe, które mają zdolność do wiązania się z bakteriami, mogą być wykorzystywane do zwalczania ich w ludzkim ciele.

Leki ogólnie określane mianem sulfonamidów stosowano coraz chętniej, m.in. przy powodowanym przez paciorkowce zakażeniu połogowym. Ale nie tylko, bo i zakres działania tych syntetyków był szeroki. Sulfonamidy skutecznie zwalczały także pneumokoki, dwoinkę rzeżączki, pałeczkę okrężnicy, pałeczki Shigella i Salmonella, promieniowce, chlamydie, gronkowce i wiele innych.

Światowy rozgłos przyniósł prontosilowi jednak dopiero epizod amerykański. Ten miał miejsce w 1936 r., gdy jeden z synów prezydenta Stanów Zjednoczonych Ameryki Franklina Delano Roosevelta zachorował na anginę, chorobę wywoływaną przez paciorkowce. W ramach leczenia młodego Roosevelta również zastosowano prontosil, a szybki powrót pacjenta do zdrowia opisał „New York Times".

Rozsławiony na całym świecie prontosil zyskał niezwykłą popularność, którą skrzętnie wykorzystali medycy. Ci ostatni nie ustawali w wysiłkach i prowadzeniu kolejnych badań laboratoryjnych, których celem było wciąż lek ulepszać. To również wtedy sulfonamidy weszły do kanonu leków antybakteryjnych. Tym bardziej że oprócz bakterii działają one także przeciw pierwotniakom, pasożytom i grzybom. Ich popularność była tak duża, że w czasie II wojny światowej proszek sulfonamidowy sypano praktycznie na wszystkie otwarte rany u żołnierzy.

Sam Domagk za swoje odkrycie również dostał Nobla – w 1939 r. Nagrodę odebrał jednak dopiero po zakończeniu wojny, w 1947 r. Sulfonamidy stosowano powszechnie aż do lat 80. XX wieku, kiedy na rynku pojawiły się specyfiki, które wywoływały mniej skutków ubocznych.