Slovensko
Médiá

Priekopnícky mysliteľ – vtedy a dnes: metylénová modrá

Pioneer_thinker.jpg

Nemecký chemik Heinrich Caro po prvý raz syntetizoval metylénovú modrú v roku 1876. Vedec Claude Wischik francúzskeho pôvodu objavil potenciál tohto syntetického farbiva pri liečbe Alzheimerovej choroby.

1868_Forschungsleiter_Heinrich.jpg
Heinrich Caro. Nemecký chemik prvý raz syntetizoval metylénovú modrú v roku 1876.

Výroba farbív je jednou z najstarších ľudských činností. Recepty na farbivá sa tradujú a odovzdávajú z generácie na generáciu od dávnych čias. Až do polovice 19. storočia pochádzali základné zložky farbív z rastlín. S nástupom priemyselnej revolúcie a prudkým rozmachom textilného priemyslu však prírodné farbivá už nedokázali uspokojovať narastajúci dopyt.

Bol to svet, v ktorom začal svoju kariéru Heinrich Caro. Chémia bola vzrušujúcim, rýchlo sa rozvíjajúcim odvetvím. Po tom, ako sa v roku 1856 podarilo Williamovi Perkinovi v Anglicku získať prvé syntetické svetlofialové farbivo z uhoľného dechtu, chemici po celej Európe začali objavovať obrovské množstvo syntetických farbív, ktorých žiarivé farby priťahovali vysoké ceny. Na začiatku ich úzkej a výnosnej spolupráce stála veda a priemysel.

Caro sa narodil v roku 1834 v pruskom meste Posen (dnes poľská Poznaň). Učil sa na komerčnom inštitúte Gewerbeinstitut v Berlíne za textilného koloristu a zároveň chodil na univerzitu na prednášky z chémie. Svoje prvé zamestnanie získal v roku 1855 ako kolorista v spoločnosti pre textilnú tlač v meste Mülheim an der Ruhr, kde sa stále používali prírodné farbivá. Firma ho vyslala do Anglicka, kde sa mal naučiť najmodernejšie techniky, vrátane najnovších postupov v oblasti využívania pary. Nakoniec sa tam zamestnal a začal pracovať pre chemickú spoločnosť Roberts, Dale & Co v Manchestri. Postupne sa vypracoval na plnohodnotného priemyselného organického chemika a urobil niekoľko objavov, medzi ktorými bola aj efektívnejšia syntéza lilavého farbiva.

Cara to časom ťahalo späť do Nemecka, kde nové chemické firmy ponúkali zaujímavé príležitosti. Vrátil sa sem v roku 1866 a zo svojho pôsobenia v Anglicku so sebou priniesol koncepciu, ktorá v sebe spájala akademickú vedu opierajúcu sa o výskum a zároveň znalosti komerčných potrieb priemyslu. Tento prístup sa ukázal ako mimoriadne plodný a Caro ho zužitkoval v novej funkcii prvého šéfa výskumu vo výrobnom závode Badische Anilin- & Sodafabrik (BASF) v Ludwigshafene.

A práve tu, v roku 1876, pri experimentovaní s novým medziproduktom, sa mu podarilo syntetizovať čisté modré farbivo pre bavlnu, metylénovú modrú. Rok nato bol spoločnosti BASF udelený prvý patent v Nemecku na farbivo z uhoľného dechtu pre metylénovú modrú.

Caro sa stal hlavným hovorcom nemeckého chemického priemyslu a pomáhal pri vývoji patentového práva na ochranu chemických objavov, pričom jeho priekopnícka práca v spoločnosti BASF zohrala kľúčovú úlohu pri vzniku nemeckého priemyslu na výrobu farbív z uhoľného dechtu. V roku 1884 sa stal v spoločnosti BASF členom Správnej rady a o šesť rokov neskôr prešiel do Dozornej rady. Zomrel v roku 1910 v Drážďanoch vo veku 76 rokov.

A metylénová modrá, ktorá hrala dovtedy významnú úlohu ako farbivo, sa začala hojne používať aj v širokej škále aplikácií v oblasti medicíny a hygieny.

Prof Claude M. Wischik and TAU
Claude Wischik. Vedec francúzskeho pôvodu objavil potenciál metylénovej modrej pri liečbe Alzheimerovej choroby.

Keď Claude Wischik prišiel v roku 1980 na Cambridgeskú univerzitu, aby si tu urobil doktorát (PhD.) pod vedením Profesora Sira Martina Rotha, vedci na celom svete sa usilovne snažili prísť na príčinu Alzheimerovej choroby – ochorenia, ktoré postihuje desiatky miliónov ľudí, no na ktoré neexistuje žiadna účinná liečba.

Doktor Alois Alzheimer, ktorý ako prvý popísal toto ochorenie v roku 1906, objavil v mozgu postihnutých husté spleti vlákien. O niekoľko desaťročí Sir Roth vytvoril koreláciu medzi tvorbou spletí a stupňom demencie. Wischikovi dal za úlohu zistiť, čo tieto spleti vlastne sú.

Wischik, ktorý sa narodil vo Francúzsku a vyrastal v Austrálii, nemal v úmysle hrať hlavnú úlohu vo výskume Alzheimerovej choroby. Svoj prvý vysokoškolský titul mal z matematiky a filozofie. Na medicínu išiel podľa vlastných slov len preto, že keď spoznal svoju budúcu manželku, uvedomil si, že „potrebuje poriadnu prácu“. „Problém bol,“ hovorí, „že ma to začalo čoraz viac baviť.“

Pri práci v laboratóriu v Cambridgi musel Wischik spleť najprv izolovať, aby mohol identifikovať, o čo ide. Kolegovia navrhovali použiť pre vzorky farbivá alciánovú modrú a dimetyl-metylénovú modrú. Na Wischikovo prekvapenie farbivá tieto spleti okamžite rozdelili. Aj keď to bolo nečakané, vnuklo mu to nápad – ak by sa dal vyrobiť liek, ktorý by rozpustil túto spleť, mohol by to byť základ liečby Alzheimerovej choroby? „Zaujalo ma to,“ hovorí. „Celú noc som strávil v knižnici a vyhľadával som zlúčeniny. Vtedy som narazil na metylénovú modrú. Podstatné bolo, že rozpúšťala tieto spleti, a pritom sa už používala v psychiatrii – čo znamenalo, že sa dokáže dostať do mozgu.“

Wischik zistil, že spleti sa skladajú z proteínu tau, ktorý je bežne prítomný v mozgu, no u pacientov s Alzheimerovou chorobou sa stočí naspäť do seba a zhlukne sa do oligomérov, ktoré sa začnú rozširovať. Dúfal, že našiel spôsob, ako zabrániť zhlukovaniu proteínu tau. Jeho teóriu bolo teraz treba podrobiť skúške.

Spolu s investormi založil spoločnosť TauRx a pustil sa do druhej fázy klinických testov. V tomto čase už zastával funkciu predsedu Komisie pre duševné zdravie na Univerzite v Aberdeene v Škótsku. Tu spoznal organického chemika, profesora Johna Storeyho. „Storeyho úloha bola rozhodujúca,“ vysvetľuje Wischik. „Metylénová modrá je totiž pomerne nečisté farbivo. Aj keď sa používala ako liečivo, nevyrábala sa v súlade s normami pre dlhodobé podávanie. So Storeyho pomocou sme dokázali vyrobiť dostatočne čistú formu, ktorá dostala názov rember®.“

Výsledky druhej fázy klinických skúšok boli pozoruhodné: liek zastavil postup Alzheimerovej choroby na dva roky. Tím vedcov teraz vykonáva tretiu fázu klinickej skúšky v celosvetovom meradle, tento raz pomocou novej stabilnej, redukovanej formy lieku pod názvom LMTX™, ktorá sa ľahšie vstrebáva a lepšie znáša.

„Metylénová modrá je lešenie, ktoré sme použili na to, aby sme sa dostali tam, kde sme dnes,“ hovorí Wischik. „Dúfame, že LMTX™ bude prvým modulačným liekom, ktorý ovplyvní priebeh Alzheimerovej choroby.“

Metylénová modrá: mnohostranné syntetické farbivo

Metylénová modrá odhalila svoj talent na medicínu v roku 1886, keď si začínajúci lekár Paul Ehrlich počas experimentov všimol zaujímavý jav: metylénová modrá, farbivo nedávno syntetizované spoločnosťou BASF, menila živé neuróny na modré – a rovnaký efekt mala v ľudskej krvi na plasmodium (parazita, ktorý spôsobuje maláriu). Ehrlich z toho vyvodil záver, že farbivo by sa mohlo použiť na selektívne cielenie malárie v ľudskom tele. O niekoľko rokov neskôr testoval metylénovú modrú ako liek na liečbu leptospirózy, tzv. bahennej zimnice – úspešne. Po prvý raz v histórii Ehrlich vyliečil infekčné ochorenie pomocou syntetickej látky. Avšak v tom čase už bol ako antimalarikum zavedený chinín, takže farbivo upadlo do zabudnutia. A tak to zostalo až dovtedy, kým malária nezačala byť čoraz rezistentnejšia voči vtedy používaným liekom. V tom čase, čo bolo pred niekoľkými rokmi, začal profesor Olaf Müller z Univerzity v Heidelbergu bližšie skúmať modré farbivo. Zistil, že metylénová modrá je lepšia než všetky známe antimalariká vďaka dôležitým vlastnostiam. Vlastne je zrejme najúčinnejším liekom na zastavenie prenosu infekcie. Tento projekt na Univerzite v Heidelbergu financuje spoločnosť BASF.