Ανακάλυψη φαρμάκων: η συμβολή της φύσης

Αποτελεί κοινή παραδοχή ότι η ανακάλυψη φαρμάκων για την θεραπεία ασθενειών είναι άμεσα συνυφασμένη με το ανθρώπινο είδος. Από τα σκοτεινά βάθη της προϊστορίας μέχρι και σήμερα, διεξάγονται διαρκώς προσπάθειες για την ανακάλυψη ή βελτιστοποίηση φαρμάκων που έχουν ήδη ανακαλυφθεί. Εντούτοις, δεν είναι συνήθως αντιληπτό ότι η πλειοψηφία των φαρμάκων αποδίδεται στην συμβολή της φύσης.

 

Προϊστορία

 

Νεολιθική εποχή:

Κατά την νεολιθική εποχή, χρησιμοποιούταν μεταξύ άλλων ουσίες όπως:

  • το όπιο,
  • τo αλκοόλ,
  • η εχινάκεια,
  • ο γουνίπερος,
  • το λιβάνι,
  • το κύμινο,
  • το μανιτάρι της σημύδας (τσάγκα) κλπ.

Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα εκείνης της περιόδου αποτελεί το μουμιοποιημένο από τον πάγο σώμα ενός κυνηγού που ανακαλύφθηκε τυχαία το 1991, ο οποίος είχε μολυνθεί από το παράσιτο τρίχουρους (Trichuris trichiura). Στο παντελόνι του βρέθηκαν βολβοί σημύδας, ένα είδος μύκητα με αντιβιοτικές και αντιαιμορραγικές ιδιότητες. Το σώμα χρονολογήθηκε το 3300 π.Χ..

Είναι φανερό, λοιπόν, ότι η ανακάλυψη φαρμάκων δεν ήταν τίποτα παραπάνω από την τυχαία εφαρμογή και παρατήρηση του αποτελέσματος. Αυτό το αποτέλεσμα βέβαια θα ήταν άλλοτε θεραπευτικό και άλλοτε επιβλαβές, όπως συμβαίνει στην περίπτωση των δηλητηρίων.

Η περίπτωση του οπίου:

Τα φυσικά γιατρικά ανακαλύφθηκαν και τιθασεύτηκαν από τους προϊστορικούς γεννήτορές μας, παρόλο που η αντίληψη τους ήταν πολλές φορές στηριζόμενη στην μαγεία. Το αξιοσημείωτο είναι ότι πολλά από τα γιατρικά της Λιθικής Εποχής παραμένουν σε ευρεία χρήση μέχρι και σήμερα. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι το όπιο.

Το όπιο προέρχεται από την παπαρούνα του οπίου Papaver somniferum, η οποία ενδημεί στη Μικρά Ασία. Το όπιο χρησιμοποιούνταν ήδη από το 3400 π.Χ. από τους Σουμέριους. Οι γνώσεις τους για τις δράσεις του φυτού μεταβιβάστηκαν στους Βαβυλώνιους και έπειτα στους Αιγύπτιους και τους Άραβες. Οι τελευταίοι εισήγαγαν το όπιο στην Ασία, που χρησιμοποιήθηκε πέρα από τις ναρκωτική του δράση και για την θεραπεία της δυσεντερίας. Η πρώτη γραπτή αναφορά του οπίου βρέθηκε στα κείμενα του Θεόφραστου (Αρχαίος Έλληνας φιλόσοφος), όπου αναφέρεται ως “οπός” .

Το όπιο, γνωστό τότε ως “χαλ γκιλ” (φυτό της χαράς), απομονώνεται εύκολα από τον χυμό που περιέχεται στον καρπό του φυτού, κατόπιν ξήρανσης και τριβής σε σκόνη. Όμως, το μειονέκτημα της κόνεως είναι η μικρή διαλυτότητα στο νερό. Για το σκοπό αυτό, παρασκευάστηκε το λάβδανο, με τη βοήθεια μορφοποιητών, όπως ο Παράκελσος. Αποτελούταν από όπιο διαλυμένο σε οινόπνευμα, το οποίο αποκαλούσε ως «λίθο της αθανασίας».

Το όπιο αποτέλεσε αφετηρία για την ανακάλυψη και χρήση των φυσικών οπιοειδών, όπως η μορφίνη και η κωδεΐνη αλλά και ημισυνθετικών και συνθετικών οπιοειδών, όπως η οξυκωδόνη και η ηρωίνη. Τα οπιοειδή αναλγητικά χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα στην κλινική πράξη.

Αν θες να μάθεις περισσότερα για τα οπιοειδή, πάτησε εδώ!

 

Μεσαίωνας

 

Την περίοδο της αρχαιότητας διαδέχεται ο μεσαίωνας, κατά τον οποίο σημειώθηκε ραγδαία πρόοδος με την ανακάλυψη φαρμάκων, ιδίως φυτικής προέλευσης, δηλαδή δρογών και την καταγραφή τους σε εγχειρίδια.

Στη λίστα καταγραφόμενων δρογών οι οποίες χρησιμοποιούνται μέχρι και σήμερα περιλαμβάνονται:

  • το κακάο για την θεραπεία της κατάθλιψης και κόπωσης,
  • η κινίνη,
  • το κουράριο ως παραλυτικό,
  • η ιπεκακουάνα για την πρόκληση εμετού.

Παράλληλα, πραγματοποιήθηκαν και προσπάθειες συστηματικής καταγραφής των χημικών τους ιδιοτήτων και φαρμακευτικών εφαρμογών από βοτανολόγους, όπως ο Κόρντους.

 

Από το βιτριόλι στα σύγχρονα αναισθητικά:

Ο Κόρντους περιέγραψε το «γλυκό έλαιο του βιτριολίου», που καθιερώθηκε ως ο σύγχρονος αιθέρας. Το oleum vitrioli (από αιθανόλη και θειικό οξύ) ήταν αιθέρας που χρησιμοποιήθηκε ως αναισθητικό και επιδρούσε στην έκκριση βλέννας και ανακούφιζε από τον ξηρό βήχα. Ο αιθέρας όμως προκαλούσε και ερεθισμό των πνευμόνων, με συνέπεια στην πορεία να αντικατασταθεί από ένα διαφορετικό αναισθητικό, το ευρέως γνωστό χλωροφόρμιο.

Ωστόσο, με τη χρήση σύντομα διαπιστώθηκε η ανάγκη προσδιορισμού της κατάλληλης δόσης για επίτευξη του επιθυμητού αποτελέσματος. Η χαμηλή δόση χλωροφορμίου συνεπάγεται μικρό χρόνο αναισθησίας, ενώ υψηλή δόση δύναται να προκαλέσει μέχρι και θάνατο λόγω καταστολής της αναπνευστικής λειτουργίας.

Επίσης, διαπιστώθηκε η ανάγκη εύρεσης μιας συνταγής, δηλαδή μιας τυποποιημένης μεθόδου παρασκευής, ώστε να εξασφαλιστούν η σταθερή σύσταση και το θεραπευτικό αποτέλεσμα. Οι λύσεις σε αυτά τα ζητήματα δόθηκαν χρόνια αργότερα, στις απαρχές του κλάδου της Συνθετικής Χημείας.

 

Το δέντρο του πυρετού:

Προς τα τέλη του μεσαίωνα, καθώς επεκτάθηκαν οι Ευρωπαίοι με τα ταξίδια του Κολόμβου, πραγματοποιήθηκε μια από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις στην ιστορία των φαρμάκων.

Εκείνα τα χρόνια, η ελονοσία ήταν μία συνηθισμένη και θανατηφόρος λοίμωξη. Στον διαλείποντα πυρετό, που είναι χαρακτηριστικός της ασθένειας, το παράσιτο της ελονοσίας (πλασμώδιο), πολλαπλασιάζεται στα ερυθρά αιμοσφαίρια του ανθρώπου ξενιστή, έως ότου να ολοκληρωθεί ένας κύκλος πολλαπλασιασμού. Όταν προσβάλλουν καινούργιο πληθυσμό, ξεκινάει καινούργιος κύκλος μόλυνσης ο οποίος χαρακτηρίζεται από αυτά τα επαναλαμβανόμενα επεισόδια πυρετού με περιοδικότητα 48 ωρών.

Τότε λοιπόν, στις ζούγκλες της Βολιβίας και του Περού, βρέθηκε το «δέντρο του πυρετού» δηλαδή η κιγχόνη. Από τον φλοιό του δέντρου αυτού τελικά απομονώθηκε η κινίνη, που χρησιμοποιήθηκε για τη θεραπεία του τριταίου πυρετού.

 

Σύγχρονη εποχή

 

Η ανακάλυψη της σαλβαρσάνης:

Παράλληλα με την πανδημία της ελονοσίας, είχαν ξεσπάσει και ασθένειες όπως η σύφιλη και τρυπανοσωμίαση. Το 1905, εντοπίστηκε για πρώτη φορά το παθογόνο βακτήριο της σπειροχαίτης Treponema pallidum το οποίο προκαλεί τη σύφιλη. Σύντομα, άρχισε η αναζήτηση μιας συνθετικής «χρωστικής» η οποία θα στοχεύει επιλεκτικά το πρωτόζωο, καθώς οι φυσικές χρωστικές που είχαν δοκιμαστεί, ήταν αναποτελεσματικές για τον σκοπό αυτό. Έτσι ανακαλύφθηκε η σαλβαρσάνη, γνωστή ως «ένωση 606», που αποτέλεσε την πρώτη αποτελεσματική θεραπεία για τη σύφιλη.

Οι πρόδρομοι της αντισύλληψης:

Ένα ακόμη ζήτημα αποτελούσε η πρόληψη των γεννήσεων, καθώς τότε οι συνεχόμενες εγκυμοσύνες απόβαιναν μέχρι και θανατηφόρες για τις γυναίκες. Αφετηρία για την ανακάλυψη του σημερινού αντισυλληπτικού χαπιού, ήταν η σύνθεση της προγεστερόνης.

Η απομόνωση της ορμόνης in vivo ήταν εμφανώς ένα δύσκολο εγχείρημα. Επομένως, χρειάστηκε να βρεθεί κάποια άλλη λύση. Για τον σκοπό αυτό, πραγματοποιήθηκαν επί 14 χρόνια ερευνητικές προσπάθειες αντίστροφης σύνθεσης. Το αρχικό μόριο αποτέλεσε η διοσγενίνη, ένα φυτικό στεροειδές που προέρχεται από τις ρίζες σαρσαπαρίλλας.

Εν τέλει, την δεκαετία του 1960 κατάφερε να παρασκευαστεί η προγεστερόνη σε μαζικές ποσότητες και λίγο αργότερα δημιουργήθηκε το πρώτο αντισυλληπτικό χάπι, παρά τις αντίθετες απόψεις της καθολικής κοινωνίας εκείνη την εποχή.

 

Τα πρώτα αντιμυκητιασιακά:

Λίγα χρόνια αργότερα, την δεκαετία του 1970, αναδύθηκε η ανάγκη ανακάλυψης ενός φαρμάκου για την αντιμετώπιση κοινών μυκητιάσεων, όπως το «πόδι του αθλητή». Η πρώτη αντιμυκητιασιακή ένωση για τη θεραπεία τους, ονομάστηκε ραπαμυκίνη καθώς ανακαλύφθηκε στην Νήσο του Πάσχα (ή «Ράπα Νούι»). Ωστόσο, εμφάνιζε ως ανεπιθύμητη ενέργεια την καταστολή του ανοσοποιητικού συστήματος.

Μετά από 25 χρόνια, αυτή η ιδιότητα αξιοποιήθηκε με τρόπο αντίστοιχο του ανοσοκατασταλτικού κυκλοσπορίνη, ως αγωγή κατά της απόρριψης στην μεταμόσχευση οργάνων. Φαίνεται λοιπόν, ότι πολλά φάρμακα χρησιμοποιούνται τελικά για διαφορετικές θεραπείες από τις αρχικά αναμενόμενες.

 

Από την ιτιά στην ασπιρίνη:

Ένα γνωστό και αξιοσημείωτο παράδειγμα αποτελεί η περίπτωση της ασπιρίνης. Τα σαλικυλικά που προέρχονται από τον φλοιό της ιτιάς, αρχικά προορίζονταν ως αντιπυρετικά. Έπειτα από κατάλληλες τροποποιήσεις, συντέθηκε το ακετυλοσαλικυλικό οξύ. Παρόλο που ακόμη χρησιμοποιείται ως αντιπυρετικό, διαθέτει και ιδιότητες κατά της συσσώρευσης των αιμοπεταλίων και αποτέλεσε ένα από τα πρώτα φάρμακα για την θεραπεία καρδιαγγειακών νόσων.

 

 

Συνοψίζοντας, η φύση αποτελεί ένα ατέρμονο βασίλειο φαρμακευτικών ενώσεων. Είναι ιδιαίτερα εντυπωσιακό το γεγονός ότι φυσικές ενώσεις οι οποίες έχουν κυρίως αμυντικό ρόλο στα φυτά, προσδένονται σε κατάλληλους υποδοχείς στον ανθρώπινο οργανισμό και ασκούν θεραπευτική δράση. Πρόκειται για ένα γεγονός το οποίο δεν μπορεί να ερμηνευτεί εξελικτικά, παρά μόνο να αποδοθεί σε καθαρή τύχη.

Εν τέλει, η τύχη είναι καθοριστικός παράγοντας στην ανακάλυψη φαρμάκων, σε συνδυασμό με την επιμονή και υπομονή, την ανθρώπινη εφευρετικότητα και φυσικά την χρηματοδότηση του ερευνητικού έργου.

 

Πηγές: Κυνηγοί Φαρμάκων, Trends in Parasitology