داروهای شیمیایی چگونه کشف شدند؟

باکتری ها

چیزی حدود پنج میلیون تریلیون تریلیون باکتری در روی زمین وجود دارد،یعنی 5 با سی تا صفر در جلوی آن،یک عدد عجیب و غریب،باکتری ها تقریباً در هر جایی از زمین می توانند زندگی کنند،در خاک،در اقیانوس،در سنگ های اعماق زمین،در یخ های قطبی،در آب جوش آبفشان ها،روی پوست ما،درون بدن ما و …

تصویر بزرگنمایی شده از باکتری استرپتوکوکوس

باکتری ها همه جور کار مفیدی انجام می دهند،بدون آنها بر سر آن همه آت و آشغالی که هضم می کنند،چه می آمد؟ خود ما نیز از ترفند هضم آنها بهره می بریم،باکتری هایی که در روده های ما زندگی می کنند،غذایی را که می خوریم می شکنند و پروتئین ها و ویتامین های آن را آزاد می کنند،بعضی باکتری ها،همراه با بعضی موجودات زنده میکروسکوپی دیگر،یعنی قارچ ها،حتی به داروهای مفیدی تبدیل شده اند،تقریباً برای همه ی ما،از این آنتی بیوتیک ها تجویز شده است.

پرونتوسیل

دانشمندان در قرن نوزدهم کشف کردند که بعضی از باکتری ها مضر هستند و باعث بیماری و عفونت زخم ها می شوند،بعد از آن بود که آنها به سرعت شروع کردند به جست و جوی داروهایی که این باکتری های مهاجم را بدون آسیب زدن به سلول های بدن از بین ببرند،به قول پُل اِلریش (1915-1854 میلادی) پزشک آلمانی،جست و جو برای یافتن گلوله های جادویی بود،او به دارویی برای درمان سفلیس (سفلیس نوعی عفونت مقاربتی (STI) است که توسط نوعی باکتری به نام ترپونما پالیدوم ایجاد می شود) دست یافت،اما این دارو حاوی آرسنیک بود که ماده ای سمی است،بنابراین عوارض جانبی اش جدی بود و باید با دقت و احتیاط استفاده می شد.

در میانه ی دهه ی 1930 میلادی،گِرهارد دُماک (1964-1895 میلادی) داروشناس آلمانی استفاده از عنصر شیمیایی گوگرد را شروع کرد.

گِرهارد دُماک،داروشناس آلمانی و برنده جایزه نوبل پزشکی

او ترکیبی تولید کرد به نام پِرونتوسیل که برای مقابله با چند بیماری که عاملشان باکتری بود،به کار می رفت،از اولین بیماران تجربی وی،دختر خودش بود که دستش به باکتری استرپتوکوکوس،باکتری خطرناکی که باعث عفونت پوست می شود،آلوده شده بود،پزشکان گفته بودند که قطع دست دخترش،تنها راه نجات او از آن عفونت مهلک است،پرونتوسیل عفونت را با موفقیت از بین برد،همچنین برای درمان تب سرخ و عفونت باکتریایی کشنده ای که تب زایمان نامیده می شد و زنان را بعد از زایمان،می کشت،موثر واقع شد،مصرف پرونتوسیل از سال 1936 میلادی،رواج یافت و مرگ و میر را به میزان زیادی کاهش داد،این دارو و یک داروی دیگر حاوی گوگرد،در میان بهترین داروهایی بودند که پزشکان برای مقابله با باکتری های خاصی تجویز می کردند،دماک در سال 1939 میلادی،برنده ی جایزه ی نوبل فیزیولوژی و پزشکی شد (البته در آن زمان نازی ها مانع می شدند که آلمانی ها جایزه را بپذیرند)

پنی سیلین

دومین جایزه ی نوبل برای کشف دارو در سال 1945 میلادی،داده شد،سه مرد به نام های اَلِکساندِر فِلِمینگ اسکاتلندی (1955-1881 میلادی) هاوارد فلوری استرالیایی (1968-1898 میلادی) و اِرنِست چِین پناهنده ی آلمانی (1979-1906 میلادی) در جایزه ی کشف آنتی بیوتیک پنی سیلین،با هم شریک بودند،آنتی بیوتیک ماده ای است که از موجود زنده ی میکروسکوپی تولید می شود و می تواند موجود میکروسکوپی دیگر را نابود کند،آنتی بیوتیک به نفع ما،چیزی را که همواره در طبیعت روی می دهد،تحت کنترل درمی آورد،پنی سیلین از منبعی طبیعی،یعنی میکروارگانیسم پنی سیلیوم نوتاتوم که نوعی کپک یا قارچ است،به دست می آمد،شما میتوانید حلقه های کوچک قارچ را روی نان مانده ی کپک زده ببینید،البته اگر قارچ دوست داشته باشید،نوع دیگری از آنها را می توانید بخورید،باور بر این است که حدود یک و نیم میلیون گونه ی قارچ در روی کره زمین وجود دارد،چرخه ی زندگی آنها پیچیده و شامل مرحله ی هاگی است که شبیه به بذر گیاهان است،امروزه آنتی بیوتیک ها به جای آنکه از منابع طبیعی فرآوری شوند،در آزمایشگاه تولید می شوند،اما روند کار،اساساً همان است.

الکساندر فلمینگ،پزشک اسکاتلندی

هاوارد فلوری،دانشمند استرالیایی

ارنست چین،دانشمند زیست شیمیدان

داستان پنی سیلین از دهه ی 1920 میلادی شروع شد،این داستان هم مانند همه ی داستان های خوب،چند روایت دارد،در یکی از این روایت ها آمده است که در سال 1928 میلادی،از پنجره ی باز آزمایشگاه الکساندر فلمینگ در بیمارستان سن مِری در لندن،هاگ نوعی از کپک وارد شد،فلمینگ متوجه شد که رشد بعضی از باکتری های موجود در ظرف پتری،که هاگ وارد آن شده بود،متوقف شده است،او شناسایی کرد که هاگ پنی سیلیوم بوده و تحقیق بیشتری روی آن انجام داد و نتایجش را برای به اشتراک گذاشتن با سایر باکتری شناسان،منتشر کرد،او نمی دانست چگونه می تواند از آن چیزی که هاگ تولید کرده است،آن قدر بسازد که مفید واقع شود،برای همین کار را به صورت مشاهده ی آزمایشگاهی نویدبخش و عجیبی کنار گذاشت.

یک دهه بعد،جنگ جهانی دوم سرتاسر اروپا را فراگرفت،جنگ همیشه باعث شیوع بیماری های عفونی هم در میان نظامیان و هم غیرنظامیان می شود،برای همین از هاوارد فلوری،آسیب شناس،که در لندن ساکن شده بود،خواسته شد تا دنبال داروهای موثری برای مقابله با عفونت ها بگردد،یکی از دستیارانش،به نام ارنست چین،شروع کرد به خواندن هر آنچه که مربوط به این موضوع بود،از جمله مقاله ی قدیمی فلمینگ،سپس سعی کرد ماده ی فعالی که کپک پنی سیلیوم تولید می کند را استخراج کند،در مارس 1940 میلادی،نورمن هیتلی (2004-1911 میلادی) دستیار آزمایشگاهی آنها،راه بهتری برای به دست آوردن این ماده ی اسرارآمیز یافت.

نورمن هیتلی،دانشمند انگلیسی

آنها با شرایط دشوار کار در زمان جنگ،ناچار بودند با امکانات اندک،تحقیقاتشان را جلو ببرند،بنابراین از لگن بیماران و دبه های شیر،به جای ظرف رشد محلول های کپک،استفاده می کردند،با این اوضاع،توانستند مقدار نسبتاً خالصی از پنی سیلین به دست بیاورند،آزمایش روی موش ها نشان داد که این دارو در کنترل عفونت ها بسیار موثر است،اما خالص سازی این ماده ی معجزه آسا بسیار سخت بود،یک تن محلول کپک لازم بود تا فقط دو گرم از این دارو تهیه شود،اولین بیمار،پلیسی بود که بر اثر خار گل سرخ دچار عفونت شده بود،وقتی این دارو را به او دادند،بیماریش در زمان کوتاهی بهتر شد،آنها ادرارش را تصفیه کردند تا داروی با ارزش را دوباره به دست بیاورند اما هنگامی که پنی سیلین تمام شد،بیمار هم درگذشت.

بریتانیای جنگ زده،از منابع صنعتی برای تولید پنی سیلین کافی،برخوردار نبود،بنابراین در ژوئیه 1941 میلادی،فلوری و هیتلی،با پرواز به ایالات متحده رفتند تا شرکت های داروسازی را ترغیب کنند که این کار مهم را انجام دهند،فلوری دانشمندی سنتی بود و عقیده داشت که کشفیاتی از نوع کشف آنها،متعلق به همه است و نباید حق ثبت بگیرند (حق ثبت اختراع یا کشف،راهی است برای محافظت از ایده های مخترع و اطمینان از اینکه هیچ کس از روی آنها کپی برداری نکند) آمریکایی ها فکر دیگری داشتند،به خصوص دو شرکت،روش های خاصی برای تولید پنی سیلین در مقیاس وسیع پیدا کردند،برای آنکه پولی را که در تحقیقات،سرمایه گذاری کرده بودند،دوباره به دست آورند،حق ثبت اختراع را از آن خود کردند و معنایش این بود که هیچ کس دیگری نمی تواند از روش های آنها برای ساخت این دارو استفاده کند،پنی سیلین در سال 1943 میلادی،برای استفاده ی نظامیان و برخی غیرنظامیان،در دسترس قرار گرفت،معلوم شد که این دارو برای مقابله با باکتری استرپتوکوکوس،همچنین بعضی باکتری ها که باعث ذات الریه می شوند،شماری از زخم های عفونی و بعضی از عفونت های انتقالی جنسی،موثر است،به زودی مقدار کافی دارو تهیه شد تا کسانی که تحت درمان قرار می گرفتند،زنده بمانند،چرا که در غیر اینصورت بسیاری از بیماران از بین می رفتند،به خصوص سربازانی که قرار بود تا آخر جنگ مبارزه کنند.

پنی سیلین در طول جنگ جهانی دوم،جان بسیاری از سربازان را نجات داد

استرپتومایسین

در مدتی که فلوری و گروهش مشغول ساختن پنی سیلین بودند،سِلمان وِکسمَن(1973-1888 میلادی) روی خواص آنتی بیوتیکی باکتری ها،کار می کرد،او در سال 1910 میلادی،از اوکراین به ایالات متحده آمده بود،وی شیفته ی میکروارگانیسم هایی شده بود که در خاک زندگی می کردند و نشان داده بود که چگونه بعضی از این موجودات زنده میکروسکوپی،سایر باکتری های موجود در خاک را می کشند.

سلمان وکسمن،دانشمند اوکراینی و کاشف داروی استرپتومایسین

از اواخر دهه ی 1930 میلادی،او سعی کرد ترکیباتی از باکتری هایی را که مثل آنتی بیوتیک عمل می کردند،جدا کند،وکسمن به همراه دانشجویانش،بعضی از مواد موثر را جدا کرد،اما آنها سمی تر از آن بودند که برای انسان ها استفاده شوند،سپس در سال 1943 میلادی،یکی از دانشجویانش،استرپتومایسیس را جداسازی کرد و داروی استرپتومایسین از آن ساخته شد،ثابت شد این ماده نه تنها برای بیماران ضرری ندارد،بلکه خیلی هم مفید است،شگفت آنکه این ماده با باکتری مولد بیماری سِل نیز مقابله می کرد،همان بیماری مهلکی که بیش از هر مریضی دیگری،مردم را در قرن نوزدهم کشته بود،شیوع این بیماری از دهه ی 1940 میلادی،در غرب کمتر شده است،اما هنوز هم جان انسان ها را در جاهای دیگر دنیا،می گیرد،قربانیانش اغلب مردان و زنان جوانی هستند که یکدیگر را تنها می گذارند و فرزندان را بی مادر یا پدر.

پنی سیلین و استرپتومایسین،شروع گستره ی وسیعی از آنتی بیوتیک ها و سایر مواد شیمیایی بودند که بیماری های عفونی را درمان می کردند،در سال های پس از جنگ جهانی دوم،مردم درباره ی قدرت دارو در مبارزه و حتی ریشه کنی بیماری ها،بسیار خوشبین شدند،مردم در غرب دیگر به ندرت در اثر عفونت از بین می رفتند و این روند،جز در مورد چند عفونت جدید مانند ایدز،همچنان ادامه داشته است،بدون شک بسیاری از مردم در قرن بیست و یکم،زندگی سالمتری از مادرها و پدرها و مادربزرگ ها و پدربزرگ هایشان دارند.

انسولین

اما اگر خوشبینان دهه ی 1960 میلادی،با دقت به ماجرای دارویی معجزه آسا نگاه می کردند،شاید می فهمیدند که معجزه چندان هم محتمل نیست،آن دارو انسولین بود که از دهه ی 1920 میلادی،برای درمان دیابت تجویز می شد،دیابت بیماری وحشتناکی است،اگر درمان نشود،بیمار کم کم تحلیل می رود،قربانی دیابت،به طرز دردناکی لاغر می شود،همیشه تشنه است،به دفعات ادرار می کند و نهایتاً پیش از مرگ به کما می رود،عمدتاً جوانان گرفتار آن می شدند و بعد از چند سال می مردند (منظور از این نوع دیابت،دیابت نوع 1 است) دیابت بیماری پیچیده ای است که در آن سلول های مخصوصی که انسولین را به طور طبیعی در لوزالمعده (پانکراس یا لوزالمعده،اندامی در پشت معده است) می سازند،از کار می افتند،انسولین نوعی هورمون است،پیام آور شیمیایی که کارش حفظ مقدار مناسب قند(گلوکز)در خون است.

پنی سیلین تصادفی پیدا شد،اما کشف انسولین داستان تحقیقات پرمشقت،درباره ی چگونگی کارکردن بخش هایی از بدن بود،پژوهشگران از مدتی پیش،با بیرون آوردن لوزالمعده سگ ها (یا حیوانات دیگر) نقش آن را در ایجاد بیماری شبیه به دیابت،نشان داده بودند،پروفسور جان جیمز ریکارد مک لود (1935-1876 میلادی) در تابستان 1921 میلادی،در دانشگاه تورنتوی کانادا حضور نداشت،اما جراح جوانی به نام فِرِدریک بِنتینگ (1941-1891 میلادی) همراه دستیار دانشجوی پزشکی اش،چارلِز بِست (1978-1899 میلادی) مجموعه ای از آزمایشها را انجام دادند،آنها به همراه جِیمز کولیپ (1965-1892 میلادی) زیست شیمیدان،توانستند انسولین را از لوزالمعده ی سگ ها استخراج و تصفیه کنند،وقتی آن انسولین را به حیوانات آزمایشگاهی،که لوزالمعده شان را برداشته بودند،دادند،علائم دیابتشان رفع شد.

پروفسور جان جیمز ریکارد مک لود

دکتر فردریک بنتینگ

دکتر جیمز کولیپ

دکتر چارلز بست

انسولین را نیروی فعالیت جادویی توصیف می کنند،انسولین به معنای واقعی کلمه می تواند،بیمارانی را که به نوع خاصی از دیابت دچارند،از مرگ قطعی بازگرداند،یکی از آنها لئونارد تامپسون چهارده ساله بود،اولین کسی که در سال 1922 میلادی،با تزریق انسولین درمان شد،لئونارد به شدت کمبود وزن داشت و چون بیش از اندازه ضعیف بود،در بیمارستان بستری شده بود،تزریق انسولین،قند خونش را به سطح طبیعی برگرداند،وزن گرفت و با در دست داشتن سرنگ و انسولین،بیمارستان را ترک کرد.

لئونارد تامپسون،اولین بیمار دریافت کننده انسولین

بنتینگ و پروفسور مک لود،سال بعد جایزه ی نوبل فیزیولوژی و پزشکی را دریافت کردند و مبلغ جایزه را با بست و کولیپ،سهیم شدند،این سرعت در اهدای جایزه،نشان از آن داشت که همگان چقدر این دارو را مهم می دانستند،انسولین خیلی حیاتی بود،بسیاری از جوانانی که در صورت نبودن آن می مردند،توانستند سال ها زندگی کنند،گرچه زندگیشان کاملاً عادی نبود،دیابتی ها هنوز هم باید مواظب غذایشان باشند،به طور منظم انسولین تزریق کنند و مرتباً قند خونشان را کنترل کنند،البته این بهتر از هیچ بود،اما یک یا دو دهه بعدتر،بسیاری از این دیابتی های اولیه (نوع 1)،گرفتار مشکلات سلامتی دیگری شدند: از کار افتادن کلیه ها،بیماری های قلبی،مشکلاتی در بینایی و زخم های دردناک روی پاها که خوب نمی شدند،در واقع انسولین،بیماری مهلکِ حادی را به مسئله ی تمام عمر تبدیل کرده بود که همیشه باید کنترل می شد،همین مشکلات در نوع دیگری از دیابت که عمدتاً در بزرگسالان دچار اضافه وزن روی می دهد و دیابت نوع دو نامیده می شود نیز اتفاق می افتد،دیابت نوع دو،امروزه شایع ترین نوع دیابت است و تعداد افراد مبتلا به آن روز به روز بیشتر می شود،رژیم های غذایی امروزی شامل قند بیش از اندازه و خوراکی جات فرآوری شده هستند،به این دلیل افراد دچار اضافه وزن و چاقی می شوند که در عصر ما،یک مشکل جهانی شده است،علم پزشکی در این زمینه کمک کرده است،قرص های ضد دیابت می توانند قند خون را کاهش دهند،اما مبتلایان به دیابت نوع دو با همان مشکلات،در ادامه ی زندگیشان مواجه هستند،داروها نمی توانند به خوبی سیستم طبیعی بدن،قند خونمان را تنظیم کنند.

امروزه انسولین در انواع مختلفی تولید می شود

طبیعت به ما نشان داده است که نمی توانیم روی پنی سیلین و سایر آنتی بیوتیک ها تکیه کنیم،این داروها هنوز هم مفیدند اما باکتری هایی که باعث بیماری می شوند با آن سازگار می گردند،نظریه ی انتخاب طبیعی چارلز داروین،در سراسر طبیعت عمل می کند و بسیاری از باکتری ها در برابر آنتی بیوتیک هایی که آنها را می کشند،مقاوم شده اند،به خصوص معلوم شده است که استافیلوکوک و باسیل سل(که باعث بیماری سل می شوند) بسیار سازگارپذیرند،ژن های آنها نیز،مانند سایر موجودات زنده،جهش پیدا می کنند،جهش هایی که به زنده ماندن آنها کمک می کند و کاری می کند به نسل های بعدی انتقال پیدا کنند،درمان عفونت اکنون به بازی موش و گربه تبدیل شده است؛یافتن داروهای جدید برای حمله به میکروب هایی که تکامل پیدا می کنند تا در برابر هرآنچه به سویشان پرتاب می کنیم،مقاوم شوند،مرسا ( MRSA) (استافیلوکوک اورئوس مقاوم به متی سیلین) یکی از مشکلات جدید است،این باکتری یکی از آنهایی است که به طور طبیعی در بدنمان زندگی می کند و حتی ممکن است باعث عفونت های خیلی جزئی،بعد از زخم یا خراش های پوستی بشود،اما نوع مقاوم به آنتی بیوتیک آن،خطرناک است،معمولاً در بیمارستان ها پیدا می شود،چون در آنجا آنتی بیوتیک زیادی مصرف می شود و باکتری هایی که زنده می مانند،اغلب آنهایی هستند که مقاوم شده اند.

باکتری عامل سل

البته فقط باکتری ها نیستند که در برابر تلاش های ما در کنترل بیماری ها می جنگند،بعضی از انگل هایی که باعث مالاریا می شوند نیز تقریباً در برابر همه ی داروهایی که داریم،مقاومت می کنند،اکنون می دانیم که این امر معمولاً وقتی اتفاق می افتد که بیمار دوره ی درمانش را کامل نکرده یا وقتی که دوز اشتباهی از دارو،تجویز شده باشد،همچنین وقتی روی می دهد که دارو به اشتباه استفاده شده باشد،خیلی وقت ها آنتی بیوتیک های نامناسبی برای بیماران تجویز می شود،برای عفونت ها،سرماخوردگی ها یا گلودردهای ناشی از ویروس ها (آنتی بیوتیک ها با باکتری ها می جنگند و در برابر ویروس ها هیچ کاری انجام نمی دهند) اگر دوز آنتی بیوتیک،برای کشتن باکتری عامل بیماری کافی نباشد،درمان در عوض به باکتری مقاوم شده کمک می کند که زنده بماند،آن باکتری ها در آینده ممکن است باعث بیماری های درمان ناپذیر شوند،اما پزشکان به رغم همه ی این مشکلات،بسیار بیشتر از گذشته،داروهای موثر و قدرتمند در اختیار دارند،بعضی مانند انسولین بیماری را به جای درمان،کنترل می کنند،اما همه ی این درمان های جدید به مردم کشورهای توسعه یافته،امکان زندگی طولانی تر داده اند،در بسیاری از کشورهای در حال توسعه نیز،طول عمر بیشتر شده است،اما هنوز هم مشکلاتی جدی باقی مانده اند،مراجعه به پزشک همیشه راحت نیست،داشتن غذای کافی،نوشیدن آب پاک یا زندگی در خانه ای راحت و مناسب،از اوایل دهه ی 1990 میلادی،شکاف بین فقیر و غنی،در کشورهای پیشرفته،بزرگتر شده است،همچنین بین کشورهای فقیر و کشورهای غنی،نباید این وضعیت باشد.

امروزه مراقبت های پزشکی هزینه ی زیادی دارند،ما از فناوری های پیچیده و هوشمندانه ای برای تشخیص و درمان بیماری ها استفاده می کنیم،تهیه و آزمودن داروهای جدید اکنون نسبت به زمانی که پنی سیلین تولید شد،به پول بیشتری نیاز دارد،بنابراین باید بیشتر مواظب خودمان باشیم،پزشکی هر چقدر هم پیشرفت کند،هنوز هم «پیشگیری بهتر از درمان است.»

باید از خوددرمانی پرهیز کرده و برای درمان بیماری به پزشک مراجعه کنیم