Борцы с паразитами: кто получил Нобелевские премии по физиологии и медицине

Даниил Кузнецов Forbes Contributor
Уильям Кэмпбелл REUTERS/Brian Snyder
Почему открытия этого года могут изменить мир

По традиции в первый понедельник октября в Стокгольме назвали лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине за 2015 год. Секретарь Нобелевского комитета профессор Урбан Лендаль (Urban Lendahl) объявил, что в этом году половину премии поделят Уильям Кэмпбелл (William C. Campbell) и Сатоси Омура (Satoshi Ōmura) за разработку «новых методов лечения заболеваний, вызываемых паразитическими круглыми червями – нематодами», а вторую половину получает китаянка Юю Ту (Youyou Tu) «за создание нового вида терапии против малярии». Это первая с 1988 года премия, врученная за открытия в области разработки лекарственных препаратов.

Кэмпбелл и Омура обнаружили, что авермектины – продукт ферментации почвенных бактерий стрептомицетов (Streptomyces avermitilis) имеют высокую активность и широкий спектр антипаразитарного действия. На основе одного из открытых авермектинов был получен препарат Ивермектин, нарушающий передачу нервных импульсов у паразитов (прежде всего нематод) и приводящий к их параличу и гибели.

Благодаря лекарствам на основе авермектинов удалось значительно снизить заболеваемость элефантиазом (слоновой болезнью) и онхоцеркозом (речной слепотой) в странах Африки.

Юю Ту в свою очередь на основе изучения старинных рецептов китайской традиционной медицины обнаружила, что еще в XVI веке малярию в Китае лечили при помощи чая из полыни. Ей удалось выделить из однолетней полыни (Artemisia annua) вещество артемизинин, ставшее основой комбинированных препаратов против малярии, которые способны излечить пациентов (по заявлению ВОЗ) в 95% случаев.

С поля для гольфа в лабораторию

В 1976 году Сатоси Омура – специалист в области микробиологии, химии и фармацевтики из Университета имени Китасато в Токио исследовал образцы почвы, взятые с полей для гольфа близ города Ито в префектуре Сидзуока. Сатоси исполнился 41 год, и он лишь недавно стал профессором в знаменитом университете, созданном на основе Института Китасато Сибасабуро – одного из первооткрывателей (наряду с Александром Йерсеном) возбудителя чумы. Внимание Сатоси привлекли бактерии стрептомицеты (Streptomyces), уже давно известные как источник антибиотика стрептомицина, за который Зельман Ваксман получил Нобелевскую премию еще в 1952 году.

Сатоси решил проверить, будут ли стрептомицеты (точнее говоря, продукты их жизнедеятельности) столь же эффективны против гельминтов (паразитических червей), как ранее против бактерий и грибов. Японскому ученому удалось выделить новый штамм стрептомицетов из образцов почвы и успешно вырастить его в лаборатории. Исследовав несколько тысяч бактериальных культур (искусственно выращенных колоний бактерий на питательных средах, являющихся потомками одной бактериальной клетки), Сатоси Омура отобрал пятьдесят, обладающих наибольшим антигельминтным потенциалом, после чего в 1978 году отправил их в лабораторию фармацевтической корпорации Мерк энд Ко, где были изучены продукты их биологической активности.

У бактерий в одной из культур, впоследствии получивших название Streptomyces avermitilis, был обнаружен продукт ферментации, оказывающий, в контрольных экспериментах на мышах, разрушительное воздействие на паразитического червя-нематоду Heligmosomoides polygyrus и не имеющий ярко выраженных побочных эффектов. Это вещество получило название авермектин. Статья с описанием авермектинов вышла в 1979 году под авторством группы биохимиков из лаборатории Мерк энд Ко во главе с Ричардом Бергом и Бринтоном Миллером, а также Сатоси Омура.

От авермектинов к ивермектину

В дальнейшем Ричард Берг продолжил изучение авермектинов в сотрудничестве со вторым нобелевским лауреатом этого года Уильямом Кэмпбеллом – еще одним сотрудником фармацевтических лабораторий Мерк энд Ко. Как уже было известно, Streptomyces avermitilis продуцировала четыре основные формы авермектинов – А1, А2, В1 и В2, каждый из которых имел по два изомера (всего 8 форм). К 1984 году одна из них (В1) уже применялась в сельском хозяйстве как эффективный пестицид и получила название абамектин, однако, несмотря на доказанный антигельминтный потенциал, препаратов против паразитических червей на основе авермектинов так и не было создано.

Берг и Кэмпбелл, в то время проработавший на фармацевтическую компанию уже почти 27 лет, наметили две программы дальнейших исследований авермектинов – выведение новых штаммов Streptomyces avermitilis и химическую модификацию уже существующих авермектинов. Главной целью ученых стало снижение токсичности препарата для крупных теплокровных животных, что открывало возможность его применения скотоводами, а в дальнейшем и для лечения людей. Вторая программа увенчалась успехом. В 1984 году соавторы опубликовали статью с описанием новой химической модификации абамектина – ивермектина (22,22-дигидроавермектин B1a и B1b). Он отличался пониженной токсичностью, хорошей растворимостью и широким спектром антипаразитарного действия.

Препарат был протестирован и рекомендован к применению для крупного рогатого скота, лошадей и овец, в ближайшем будущем ожидалось, что он станет пригоден также для свиней и собак. Ивермектин ингибировал синапсы нейромедиаторов у гельминтов, что нарушало проведение нервных импульсов, приводило к параличу и последующей смерти паразитов. На основе ивермектина были разработаны препараты против онхоцеркоза (с 1987 года), элефантиаза (применяется в отдельных африканских регионах, так как чаще в лечение используется диэтилкарбамазин) и стронгилоидоза (с 1997 года) – трех главных паразитарных заболеваний на Африканском континенте.

Онхоцеркоз или речная слепота вызывается червем Onchocerca volvulus. Переносчиком паразитов являются мошки, а хозяином – человек. Взрослые паразитические черви поселяются в лимфоузлах пораженных заболеванием людей, где начинают активно размножаться. Личинки червя – микрофилярии мигрируют под кожу и в глазные яблоки своих хозяев, вызывая сильнейшее воспаление, глазное кровотечение и последующую слепоту.

Заболевание встречается на всей планете, однако в странах Центральной Африки оно носит эпидемический характер.

Продолжение читайте на сайте N+1.

Новости партнеров