Chemie začíná léčit

Leckdo jistě zná příběh půvabné Weberovy opery Čarostřelec, ve které myslivečtí mládenci Max a Kašpar odlévají magické kulky pro střelecké závody. Takové střely pak vždycky trefí to, pro co jsou začarovány. V umění to možné je. Ale v medicíně?

Přitom už v 16. století iatrochemici snili o substanci, která by dokázala zasáhnout přímo srdce nemoci. Hledali ji v přírodě – podle zásady, že pokud příroda „vyprodukuje“ nemoc, nabízí současně i lék. Na víc než na zbožné přání však tehdejší znalosti nestačily.

První střela na mikroba

Není žádným tajemstvím, že chemii na svět přivedly tisícovky bezejmenných felčarů, mastičkářů a kořenářek, kteří odpradávna vařili, extrahovali či destilovali různé přírodní zdroje, aby svým dryákům dodali sílu či alespoň chutnost. Chemie, dcera mnoha otců a matek, dlouho rostla jako dříví v lese. Rozum začala brát ve století devatenáctém. Badatelé objevovali nové prvky a sloučeniny, poznávali jejich strukturu i zákonitosti chemické vazby a nakonec se naučili syntetizovat libovolné – tenkrát pouze jednoduché – látky. Chemie se od lékařství odtrhla a začala žít vlastním životem.

K velkému návratu do medicíny ji přiměl počátkem 20. století veselý a poživačný syn slezského hostinského, náruživý kuřák doutníků a pijan piva Paul Ehrlich.

Už jako chemií okouzlený vratislavský medik místo biflování raději experimentoval s umělými barvivy z anilinu, která právě začal chrlit německý chemický průmysl. Brzy se naučil barevně zvýrazňovat všechny možné tkáně a bakterie pro mikroskopování. A přitom ho napadlo: „Když na určitého mikroba dokážeme navěsit určité barvivo, proč bychom na něj nezkusili navěsit specifický jed?“ A tak ani nemusel znát Weberova Čarostřelce, aby – proti všem, poněvadž jeho kolegové tehdy propadli zázraku imunizace – snil o chemotherapia magna sterilisans (velké léčbě chemikáliemi hubícími mikroorganismy). Začal hledat zauberkugeln – kouzelné kuličky, které by uvnitř těla trefovaly právě a jen určené „bacily“.

Jako ředitel Ústavu experimentální terapie ve Frankfurtu nad Mohanem a současně soukromého ústavu založeného z daru a brzy i jako nositel Nobelovy ceny (1908, právě za práce o „chemii“ imunity) vrhl tedy všechny své síly na vývoj chemických léků. Vyšel ze tří zdánlivě nesouvisejících skutečností. Ve zkratce:

1. Na spavou nemoc léčivě působí sloučenina arzenu jménem atoxyl.

2. Jednu z nejničivějších chorob v dějinách, syfilis, už lze poměrně dobře prokazovat (Wassermann, 1906).

3. Mikroby, které způsobují spavou nemoc a syfilidu, jsou si podobné (Schaudin, 1905; tato informace se později ukázala mylnou).

Ehrlichův závěr zněl: Proč nezačít s atoxylem na lues? Mělo to ale háček – atoxyl navzdory svému jménu („nejedovatý“) sice chorobné spáče léčil, zároveň však ochromil jejich oční nerv. A tady přichází Ehrlichův nejobdivuhodnější myšlenkový vzmach: Coby biolog a chemik v jedné osobě vůbec první důsledně propojil vitální procesy s chemickými a vydedukoval, že atoxyl (anilinový derivát kyseliny arzeničné) musí chemicky obměňovat tak dlouho, dokud nedostane látku, která co nejmíň škodí a co nejvíc pomáhá.

Ehrlichův hlavní chemik Alfred Bertheim (později zahynul při explozi v laboratoři) a jeho deset asistentů znovu a znovu „vařili“ sloučeniny atoxylu podobné, a přesto trochu jiné, a šéf se svým japonským spolupracovníkem Sahaširo Hatou je potom neúnavně zkoušel na infikovaných zvířatech. Teprve preparát číslo 606, poprvé aplikovaný v létě 1909, syfilidou nakažené králíky netrávil, nýbrž léčil. Neuškodil dokonce ani dvěma Ehrlichovým asistentům, kteří se dobrovolně podrobili testu na jedovatost.

Díky na tehdejší poměry až zázračným terapeutickým účinkům dostal preparát číslo 606 jméno salvarsan (česky „zdráv buď, arzene“ nebo také „léčivý arzen“). Při prezentaci před odbornou veřejností (březen 1910) vzbudil senzaci. Od dubna do prosince 1910, kdy se ocitl na trhu, lékaři dostali zdarma k vyzkoušení asi 65 000 dávek preparátu.

Nicméně tak jednoduché to nebylo. Salvarsan, první racionálně cílený, v chemické laboratoři syntetizovaný lék světa, sice kurýroval dosud neléčitelné, avšak vyvolával i řadu nepříjemných stavů, někdy dokonce smrt. Autor prvního chemoterapeutika na světě Paul Ehrlich pak za svůj epochální objev zaplatil svou „libru masa“. Sužován tehdy ještě neléčitelnou cukrovkou, uštval se ve snaze salvarsan dále vylepšit a objasnit mechanismus jeho působení.

Léčivům chemie vládne

Paul Ehrlich zemřel jedenašedesátiletý v roce 1915. Jeho idea cílení léků na vybranou populaci buněk vazbou preparátu na jejich specifické receptory je osou moderního farmakologického výzkumu. (Tady si připomeňme alespoň dva světově proslulé české farmaceutické chemiky – Miroslava Protivu a Antonína Holého.)

Na několik tisícovek schválených léků a dalších biologicky účinných látek bylo dodnes syntetizováno a vyzkoušeno asi dvacet milionů chemických sloučenin. Proto by bylo nesmírně užitečné umět už předem vytipovat pro určitý účel ty nejnadějnější látky a syntetizovat pak už jen je. Před lety tak vznikl celý vědní obor o kvantitativních vztazích mezi strukturou a biologickou aktivitou sloučenin, přičemž potenciálně účinné struktury se modelují na superpočítačích metodami kvantové chemie.