Нобелевский лауреат Омура Сатоси: открытие, спасшее от слепоты 300 миллионов человек
Наука Общество Здоровье- English
- 日本語
- 简体字
- 繁體字
- Français
- Español
- العربية
- Русский
Микроорганизмы на страже здоровья
Бактерии, обнаруженные учёным Омура Сатоси в почве полуострова Идзу, избавили от слепоты 300 миллионов людей во всём мире. За огромный вклад в человечество в 2015 году Омура был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине.
Онхоцеркоз, или речная слепота, распространена во многих районах Африки. Во время поездки в Африку Омура встречал пациентов, потерявших зрение в результате онхоцеркоза. «Я рад, что мне удалось обнаружить это вещество. Моя заслуга невелика, ведь это бактерии его производят». Лекарство, разработанное Омурой на основе открытого им вещества, изменило жизнь людей в Африке.
Уникальные свойства ферментации
Омура родился в 1935 году в городе Нирасаки (префектура Яманаси). Он был старшим сыном в семье фермера. После окончания школы Омура должен был унаследовать семейный бизнес, однако отец одобрил его стремление получить образование и юноша стал изучать химию в университете Яманаси. После окончания вуза Омура преподавал в токийском муниципальном техническом колледже Сумида и одновременно обучался в магистратуре Токийского технологического университета, где занимался опытами по органической химии. Через пять лет он закончил магистратуру и был принят на работу ассистентом инженерного факультета Университета Яманаси.
Именно тогда Омура впервые обратил внимание на потенциал микроорганизмов. В префектуре Яманаси расположено множество винокуренных заводов, и университет занимался исследованиями местного вина. Омура узнал, что под воздействием дрожжевой палочки в глюкозе начинается процесс ферментации и всего за одну ночь она превращается в алкоголь. «Человеку такое не под силу. Мне пришло в голову, что, скомбинировав микроорганизмы с достижениями химии, можно вывести исследования на новый уровень», – вспоминает Омура. Он решил посвятить себя науке и в 1965 году поступил на работу в Институт Китасато, основанный отцом японской бактериологии Китасато Сибасабуро. Он занимал должность технического ассистента, для которой достаточно иметь степень бакалавра. Сначала он писал чистовики научных работ для директора Института, но постепенно накопил специальные знания и заслужил доверие коллег.
Научно-производственное партнёрство
В 1971 году Омура стал приглашённым профессором в Уэслианском университете (США). Его пригласил Марк Тишлер, президент Американского химического общества и бывший президент фармацевтической компании «Merck». Омура погрузился в научную работу и познакомился с известными исследователями. Однако через полтора года он получил приказ вернуться на родину. В то время японский бюджет на исследования составлял всего 1/20 часть американского, поэтому учёный занялся поисками спонсора, чтобы продолжать исследования после возвращения на родину.
Омура решил предлагать фармацевтическим компаниям совместные исследования. Он будет изучать микроорганизмы и вырабатываемые ими вещества в Институте Китасато, и, если в результате лабораторных исследований обнаружит вещество с перспективными биологическими свойствами, после получения патента он предоставляет это вещество фармацевтической компании.
Производитель проводит все остальные этапы испытаний, и в случае, если вещество будет одобрено для производства лекарств, компания выплатит Институту Китасато лицензионный платёж.
В то время к сотрудничеству между учёными и частным сектором относились скептически. Однако Омура сумел убедить оппонентов: «Чтобы найти эффективное лекарство, необходимо сотрудничать с производителями». Омура понимал, что крохотной группе исследователей будет сложно соперничать с мировыми гигантами, конкурирующими друг с другом в разработке медицинских препаратов для человека, и решил заняться исследованиями лекарств для животных. Стратегия Омуры оказалась успешной – ему удалось получить финансирование от таких крупных фармацевтических компаний, как «Merck» и «Pfizer».
Почва с поля для гольфа
После возвращения в Японию в 1973 году Омура возглавил лабораторию по исследованиям антибиотиков в Институте Китасато. Он приказал подчинённым собирать образцы почвы по дороге на работу и во время командировок. Один грамм почвы содержит более ста миллионов бактерий, и среди них могут быть образцы, способные пригодиться при производстве лекарств. Он изучал более трёх тысяч бактерий в год, но перспективные виды никак не попадались. В 1974 году в образце почвы, взятой рядом с полем для гольфа на полуострове Идзу в сотне километров от Токио, была найдена новая бактерия Streptomyces avermectinius. Обнаружив, что применение данной культуры бактерий у заражённых паразитическими гельминтами мышей резко сокращает число паразитов, Омура отправил бактерию компании «Merck». Полученное вещество получило название авермектин.
Бактерия, вырабатывающая авермектин. Найдена в почве в местечке Кавана, префектура Сидзуока (фотография предоставлена Институтом Китасато)
Авермектин показал высокую эффективность против паразитов, живущих в кишечнике коров и лошадей, устраняя их практически на 100%. Группа исследователей компании «Merck», среди которых был Уильям Кэмпбелл, разделивший Нобелевскую премию с Омурой, синтезировала вещество на основе авермектина – ивермектин. В 1981 году ивермектин («Ивомек») поступил в продажу в качестве антипаразитарного препарата для скота и домашних животных. Уничтожение паразитов в пищеварительном тракте скота позволяло значительно повысить эффективность применения кормов. В 1983 году «Ивомек» стал лидером по выручке от продаж среди ветеринарных лекарств. Его применение увеличило производство продуктов питания и натуральной кожи во всём мире. Кроме того, препарат стали использовать для профилактики филяриоза у собак и других домашних животных.
Лечение тропических заболеваний у людей
Применение авермектина в ветеринарии принесло человечеству огромную пользу, но впоследствии оказалось, что препарат эффективен и для человека. Онхоцеркоз – это тропическая болезнь, распространённая преимущественно на африканском континенте. Она поражает кожу и глаза и передаётся от человека к человеку через мошек, переносящих личинок нематод. Личинки вырастают в организме человека и интенсивно размножаются, а новые личинки перемещаются под кожей и умирая, вызывают сильное воспаление. Около 20% пациентов теряет зрение. Онхоцеркоз являлся второй после трахомы причиной слепоты в Азии и Африке.
Ивермектин эффективно воздействует на личинок, но против взрослых нематод он бессилен. Однако это стало ещё одним достоинством препарата – внезапная смерть взрослых нематод может вызвать у человека анафилактический шок. Взрослые нематоды могут жить в организме человека до 14 лет, поэтому в течение этого периода пациенты раз в год должны принимать лекарство. Кроме того, уничтожение личинок сокращает передачу заболевания от человека к человеку. Постепенно число носителей взрослых личинок сокращается, и в конце концов болезнь исчезнет.
Впервые ивермектин («Мектизан») был одобрен для применения на людях во Франции в 1987 году. В 1988 году компания «Merck» начала бесплатное предоставление препарата через Всемирную организацию здравоохранения. Оказалось, что ивермектин эффективен и против лимфатического филяриоза, – заболевания, при котором распространяемые комарами нематоды проникают в лимфатическую систему человека. В 2012 году более 300 миллионов человек во всём мире получили лекарство, большая часть препарата предоставлялась безвозмездно в рамках программы по борьбе с тропическими заболеваниями.
Предполагается, что онхоцеркоз будет побеждён в 2025 году, а лимфатический филяриоз – в 2020 году. Эта цель объявлена ЮНЕСКО «одним из лучших результатов общественного здравоохранения в развивающихся странах».
Системный подход
Исследования Омуры внесли вклад и в Институт Китасато. Когда Омура начинал совместные исследования с «Merck», Институт страдал от дефицита финансов, а лаборатория Омуры находилась на грани закрытия. Во время посещения крупнейших фармацевтических компаний Омура был потрясён известностью и уважением, которым пользовался основатель Института Китасато Сибасабуро, и решил сохранить Институт во что бы то ни стало. Препарат для людей распространялся бесплатно, поэтому Институт получал лицензионные платежи только за использование лекарства в ветеринарии. Тем не менее, это принесло Институту более 22 миллиардов йен дохода и помогло восстановить баланс. Однако достижения лаборатории Омуры не ограничивались ивермектином. Группа исследователей обнаружила около 500 производимых бактериями веществ, 26 из которых стали применяться в медицинских препаратах, сельскохозяйственных удобрениях и реагентах.
Подобные достижения стали возможны в том числе благодаря системному подходу. Найти вещество с определёнными характеристиками не так-то просто. Омура внедрил новый метод – сначала выявлять новые органические соединения, а затем исследовать их биологическую активность. Одна группа выделяла бактерии из почвы (в одном грамме почвы содержатся тысячи бактерий) и изучала их функции, другая группа занималась синтезом. В команде Омуры работало около сотни человек, включая студентов. Это была беспрецедентная система поиска новых веществ, обладающих биологической активностью.
Китасато Сибасабуро считался одним из кандидатов на первую Нобелевскую премию 1901 года. Через сто с лишним лет Омура удостоился Нобелевской премии за открытия, сделанные в стенах Института, основанного Китасато. Полученные Омурой результаты воплощают стремление Китасато к победе над инфекциями во всём мире.
Фотография к заголовку: люди приветствуют Омуру Сатоси (справа), входящего в Институт Китасато после объявления о присуждении ему Нобелевской премии по физиологии и медицине (© Jiji)
(Статья на японском языке опубликована 13 октября 2015 г.)