Nobel 2015

W 2015 r. nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny przypadła trzem naukowcom, zajmującym się badaniami nad terapią chorób pasożytniczych – malarii – To Youyou oraz onchocerkozy, zwanej ślepotą rzeczną, i filariozy limfatycznej – Williamowi C. Campbell i Satoshiemu Ōmura.

Prof. dr hab. Brygida Knysz

Badania prowadzone przez tegorocznych laureatów doprowadziły do wprowadzenia leków przeciwpasożytniczych, które uratowały życie milionom ludzi zamieszkującym kraje rozwijające się, w strefie tropikalnej i subtropikalnej.

W Polsce malaria dotyczy tylko kilkudziesięciu osób rocznie, powracających z rejonów endemicznego występowania tej choroby, natomiast na świecie stanowi poważny problem. Wg CDC około 3,4 mld ludzi żyje w rejonach, w których istnieje ryzyko zarażenia zarodźcami malarii, tylko w 2012 r. odnotowano 207 milionów objawowych postaci tej choroby, a 627 000 osób zmarło, głównie w Afryce.

Ślepota rzeczna występuje głównie w Afryce subsaharyjskiej i na niektórych obszarach Ameryki Południowej oraz w Jemenie. Światowa Organizacja Zdrowia podaje, że około 25 mln ludzi na świecie jest zarażonych przez Onchocerca volvulus, u 300 000 występuje ślepota, a aż u 123 mln istnieje ryzyko zarażenia tym nicieniem.

Na szczęście, dzięki iwermektynie w Kolumbii, Ekwadorze, Meksyku i Gwatemali udało się zahamować chorobę i nadal trwają wysiłki, aby ograniczyć onchocerkozę w Brazylii i Wenezueli. Ryzyko zarażenia dotyczy osób przebywających powyżej trzech miesięcy w rejonach endemicznych.

Do zarażenia najczęściej dochodzi w wyniku licznych ukłuć czarnej muchy, w rejonach rolniczych Afryki subsaharyjskiej. Słoniowacizna (filarioza limfatyczna) wywoływana m.in. przez nicienia Wuchereria bancrofti, wg CDC dotyczy 120 mln osób, zamieszkujących rejony tropikalne i subtropikalne Azji, Afryki, zachodniego Pacyfiku, Karaibów i Ameryki Południowej.

Zarażenie może doprowadzić do znacznego obrzęku limfatycznego głównie w obrębie kończyn, utrudniającego normalne funkcjonowanie, a także być przyczyną tropikalnej eozynofilii płucnej.

Tu Youyou jest chińskim naukowcem, zajmującym się chińską medycyną tradycyjną. Nagrodę Nobla otrzymała za odkrycie artemizyny stanowiącej wyciąg z bylicy rocznej (Artemisia annua). Kierowała zespołem pracującym w ramach tajnego militarnego Projektu 523, którego celem było m.in. zwalczanie malarii.

Projekt został wprowadzony podczas wojny wietnamskiej, kiedy wiele osób (głównie żołnierzy) umierało tam z powodu malarii opornej na chlorochinę, to samo obserwowano w południowych regionach Chin. Dlatego istniała duża potrzeba odkrycia nowego, skutecznego leku przeciwmalarycznego.

W tym celu rząd Wietnamu Północnego zwrócił się z prośbą o pomoc do Chin. Tu Youyou wraz z zespołem odkryła artemizynę i opracowała sposób pozyskiwania czynnej substancji z bylicy rocznej (1971 r.). Przeanalizowała około 2000 roślin stosowanych w tradycyjne chińskiej medycynie, ale jej uwagę zwróciła tylko jedna, już wcześniej stosowana w leczeniu tzw. gorączki przerywanej, objawu charakterystycznego również dla malarii.

Aktualnie Światowa Organizacja Zdrowia rekomenduje leczenie malarii przy jednoczesnym zastosowaniu kilku leków, w tym zawsze pochodnej artemizyny (ACT – artemisinin-based combination therapies), co zostało wprowadzone przez wiele państw ze strefy tropikalnej.

Artemizyna i jej pochodne działają na formy krwinkowe, gametocyty zarodźca sierpowatego, a co najważniejsze – na postacie oporne na chininę. Po ogłoszeniu laureatów nagrody Nobla wywiązała się dyskusja, czy rzeczywiście w przypadku artemizyny powinna ją otrzymać tylko Tu Youyou.

Wielu naukowców zwraca uwagę na fakt, że odkrycie artemizyny jest zasługą, na równi, dwóch innych członków zespołu (Li Guoqiao i Li Ying), a nie tylko Tu Youyou, na co uczona odpowiada, że to właśnie ona kierowała zespołem i ona ustaliła sposób pozyskiwania artemizyny w wyniku ekstrakcji, a nie gotowania. Za odkrycie artemizyny w 2011 r. przyznano prestiżową nagrodę Laskera, jednak dla całego zespołu, a nie tylko Tu Youyou.

Należy wspomnieć, że w przeszłości nagrodę Nobla z parazytologii otrzymali m.in. Ronald Ross w 1902 r. za odkrycie cyklu rozwojowego zarodźców malarii i sposobu szerzenia się tej choroby i Charles Louis Alphonse Laveran w 1907 r. za odkrycie zarodźca malarii i za całokształt prac dotyczących roli pierwotniaków w powstawaniu chorób, co stworzyło podwaliny do dalszych badań nad tak ciężką i wyniszczającą chorobą, jaką jest malaria.

Dzięki temu nastąpił postęp w zakresie profilaktyki malarii, opracowano również szereg leków stosowanych w profilaktyce i leczeniu tej choroby. Niestety, nie udało się dotychczas opracować skutecznej szczepionki, a pierwotniaki wytworzyły oporność na większość ze stosowanych leków przeciwmalarycznych.

Pojawienie się artemizyny w istotny sposób poprawiło skuteczność leczenia malarii. Ōmura Satoshi jest japońskim biochemikiem, który zajmował się badaniem bakterii rzędu Streptomyces, bytujących w glebie, oraz wyizolował Streptomyces avermectinius, który jest jedynym znanym drobnoustrojem wytwarzającym awermektynę.

Z kolei Campbell wyizolował z substancji wytwarzanych przez te bakterie makrolidowy antybiotyk przeciwrobaczy – awermektynę. Następnie została opracowana jego szeroko stosowana pochodna – iwermektyna.

William C. Campbell jest irlandzkim biochemikiem, obecnie emerytowanym profesorem i pracownikiem naukowym Drew University w Madison w stanie New Jersey. Przez wiele lat pracował dla koncernu farmaceutycznego Merck Sharp & Dohme, specjalizując się przede wszystkim w medycynie weterynaryjnej.

Jego największe osiągnięcie stanowią badania nad zastosowaniem iwermektyny u ludzi. Preparat ten stosowany był w weterynarii od lat 80. ubiegłego stulecia, z dużym zyskiem finansowym dla koncernu.

Campbell zwrócił uwagę szefom MSD na możliwość jego zastosowania jako skutecznego leku w terapii ślepoty rzecznej i namówił ich do prowadzenia badań, a po wykazaniu skuteczności, biorąc pod uwagę korzyści uzyskane ze sprzedaży weterynaryjnej, do przekazania leku za darmo ludziom zagrożonym zarażeniem, których nie stać na jego zakup.

Działania te doprowadziły do wyleczenia milionów ludzi i stanowią jedno z większych przedsięwzięć prozdrowotnych w skali świata. W ciągu 20 lat przeprowadzono 100 mln kuracji.

Jak wspomniałam wcześniej, pasożyty są przenoszone przez czarne muchy, których eradykacja nie powiodła się. Robaki umiejscowione w oku prowadzą do stopniowej utraty wzroku aż do całkowitej ślepoty. Onchcerkoza jest drugą pod względem częstości, po jaglicy, przyczyną ślepoty na świecie.

W. bancrofti, jedna z przyczyn słoniowacizny, przenosi się podczas ukłucia moskita. W większości przypadków inwazje mają przebieg bezobjawowy, ale u części zarażonych osób po latach rozwija się obrzęk znaczących rozmiarów, który może ulegać wtórnym nadkażeniom bakteryjnym.

Aktualnie pod kierunkiem Światowej Organizacji Zdrowia prowadzony jest program, przy udziale koncernu MSD i Instytutu Kitasato, przekazujących nieodpłatnie lek, którego celem jest szerokie stosowanie iwermektyny podawanej rocznie około 300 mln ludzi. Uważa się, że w ten sposób uda się wyeliminować onchocerkozę do 2025 r., a filariozę do 2020 r.

Prof. dr hab. Brygida Knysz
Kierownik Katedry Chorób Zakaźnych, Chorób Wątroby i Nabytych Niedoborów Odpornościowych,
Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu

Źródło: „Gazeta Lekarska” nr 11/2015

Za jakie odkrycia przyznawano Nagrodę Nobla w poprzednich latach? Więcej na ten temat tutaj.