Miliony chorych na świecie

25 milionów ludzi na całym świecie jest zakażonych wywołującym ślepotę rzeczną nicieniem Onchocerca volvulus, z czego 300 tys. osób już nie widzi. Choroba jest jedną z głównych przyczyn utraty wzroku na świecie. Wywołujący ją pasożyt wnika do organizmu człowieka wraz z ukąszeniem żyjącej głównie w okolicach strumieni meszki. Wprowadzone przez nią larwy tworzą podskórne guzki, w których dojrzewają. Dorosłe osobniki po zapłodnieniu produkują potężne ilości larw (mikrofilarii), które przemieszczają się w organizmie i wywołują różnego rodzaju zmiany w skórze, a także stany zapalne rogówki prowadzące do jej bliznowacenia i ostatecznie do ślepoty.

Inne wywoływane przez nicienie choroby — filariozy limfatyczne — przenoszone są przez komary. Pasożyty zagnieżdżają się w układzie limfatycznym i z czasem wywołują unieruchamiające, stygmatyzujące zmiany, takie jak słoniowacizny i wodniaki jąder. Zakażonych jest 120 mln ludzi, 25 mln mężczyzn ma zmiany w narządach płciowych, 15 mln osób, głównie kobiet, cierpi z powodu obrzęku limfatycznego albo słoniowacizny nóg.

Bakteriami w pasożyty

Dzięki pracom ÝOmury i Campbella choroby te można już skutecznie leczyć. Japoński mikrobiolog prof. Satoshi ÝOmura, związany z Instytutem Kitasato, nawiązał na początku lat 70. XX w. współpracę z firmą Merck w celu opracowania nowych substancji antybakteryjnych, produkowanych przez mikroorganizmy. Interesowały go trudne w hodowli, ale znane z wytwarzania takich substancji bakterie z rodzaju Streptomyces. ÝOmura opracował oryginalne metody pracy nad tymi mikroorganizmami, dzięki czemu udało mu się uzyskać tysiące hodowli, z których wybrał 50 najbardziej obiecujących.

Pracami Japończyka zainteresował się dr William Campbell, ekspert biologii pasożytów z firmy Merck Sharp and Dohme Research Laboratories. Naukowiec zmieszał liofilizowany materiał uzyskany przez ÝOmurę z karmą dla zakażonych pasożytami myszy. Zwierzęta wyzdrowiały. Współpracujący z badaczem Tomas W. Miller wyizolował obecne w hodowli aktywne substancje, w tym awermektynę B1. Campbell odkrył, że zabija ona różnorodne pasożyty zwierząt domowych. Po chemicznej modyfikacji skuteczność nowej substancji — iwermektyny — się zwiększyła.

W latach 1981-1982 przeprowadzono pierwsze testy na ludziach pod kątem leczenia ślepoty rzecznej. Związek nie niszczył co prawda dorosłych pasożytów, ale wystarczała jedna dawka, aby całkowicie lub prawie całkowicie usunąć wszystkie mikrofilaria z organizmu. Substancja utrudniała też produkcję nowych larw.
Leczenie polega na przyjmowaniu przez pacjenta jednej dawki co rok lub co pół roku. Pozwala to na prowadzenie terapii nawet w odległych od cywilizacji zakątkach.
Uważa się, że nie do końca poznany mechanizm działania leku jest oparty na jego oddziaływaniu z kanałami glutaminowymi dla jonów chlorkowych i kanałami przepuszczającymi kwas gammaaminomasłowy (GABA), które występują w komórkach mięśniowych i włóknach nerwowych bezkręgowców. W ten sposób dochodzi do hiperpolaryzacji błony tych komórek, co z kolei prowadzi do paraliżu i zniszczenia pasożyta. Związek jest bezpieczny dla człowieka, ponieważ ssaki nie mają odpowiednich dla niego kanałów na błonie komórkowej i lek nie przenika przez barierę krew-mózg. Do 2012 roku iwermektyną leczonych było ponad 200 mln ludzi na świecie. Firmy Merck i GlaxoSmithKline przekazują wszystkim potrzebującym leki za darmo. Wysiłki naukowców i lekarzy zmierzają do całkowitego wyeliminowania ślepoty rzecznej i filarioz limfatycznych.

Postęp w badaniach nad malarią

Według Światowej Organizacji Zdrowia, ponad 3 miliardy ludzi na świecie jest zagrożonych malarią. W tym roku zachorowało na nią ponad 200 mln osób i prawie 450 tys. zmarło, głównie dzieci. Badania związane z tą chorobą już kilkakrotnie były nagradzane przez Komitet Noblowski — w 1902 r. nagrodą wyróżniono Ronalda Rossa za odkrycie, że malarię przenoszą komary; w 1907 r. uhonorowany został Charles Laveran za znalezienie zarodźców malarii w krwinkach; w 1948 r. Paul Hermann Müller został nagrodzony za odkrycie skuteczności DDT w zwalczaniu niektórych stawonogów, w tym przenoszących malarię komarów.
W latach 60. XX w. komary wykazywały już oporność na DDT, pojawiła się też oporność zarodźców malarii na stosowaną od końca lat 40. chlorochininę. Wtedy właśnie zespół Youyou Tu z Akademii Chińskiej Medycyny Tradycyjnej rozpoczął (w ramach państwowego projektu) poszukiwania nowych sposobów leczenia malarii, zgłębiając starożytne receptury chińskiej medycyny. W testach na zwierzęcym modelu malarii skuteczna okazała się roślina bylica roczna (Artemisia annua). Problemem było tylko to, że czasami działała lepiej, czasami gorzej.

Doskonalenie metody

Youyou Tu ponownie postanowiła skorzystać z dawnej wiedzy medycznej i przygotowała roztwór z rośliny z pomocą zimnej wody, bez gotowania. Dalszym usprawnieniem w otrzymywaniu ekstraktu z rośliny było użycie eteru zamiast alkoholu i wysokiej temperatury. Efektem była stuprocentowa skuteczność roztworu w leczeniu zakażonych myszy i małp. Obiecujące badania z udziałem ludzi skłoniły odkrywców do wyizolowania aktywnej substancji, nazwanej artemizyną, która zabija zarodźca malarii na wczesnym etapie rozwoju, kiedy zakaża krwinki.

Choć jeszcze dzisiaj trwa dyskusja nad mechanizmem jej działania, artemizyna stała się jednym z najważniejszych leków przeciwmalarycznych. WHO szacuje, że częściowo dzięki zastosowaniu artemizyny, od 2000 roku liczba zgonów z powodu malarii spadła o 60 proc., co przekłada się na 60 mln istnień.

Tegoroczną Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny przyznano po wielu latach od dokonania wyróżnionych odkryć. Oryginalne zasady nagradzania, ustalone przez Alfreda Nobla, stanowiły co prawda, że prace musiały być przeprowadzone w roku przed przyznaniem wyróżnienia. Przestrzeganie tej reguły okazało się jednak niewykonalne, chociażby z tego powodu, że wyniki muszą zostać opublikowane i potwierdzone przez inne zespoły. Komisja rozwiązała ten problem przez przyjęcie zasady, że w roku poprzedzającym przyznanie Nagrody Nobla muszą się ujawnić wyjątkowe korzyści, jakie przyniosło światu wyróżnione odkrycie.