From Weapon to Wonder Drug

Gaz! Gaz! Szybko, chłopcy! A ecstasy of fumbling, Fitting the cludless helmets just in time; But someone still was scream out and stumbling And flound’ring like a man in fire or lime.

-Wilfred Owen, Dulce et Decorum Est (1917)

W praktycznie każdym szpitalu na całym świecie pacjenci onkologiczni są leczeni przy użyciu stale ewoluujących protokołów ratujących życie i kończyny. Rak nęka ludzkość od tysięcy lat. Zapisy o raku istnieją już od czasów starożytnego Egiptu. Słynny Papirus Chirurgiczny Edwina Smitha, datowany na 1600 r. p.n.e., opisuje mężczyznę z „guzem na piersi”. W tłumaczeniu leczenia tego przypadku czytamy po prostu: „Nie ma żadnego leczenia”. Niestety, historia chemioterapii pozostaje w tyle za historią choroby, którą leczy, o co najmniej 4000 lat. I jak na ironię, pierwszy współczesny lek przeciwnowotworowy powstał dzięki śmiercionośnej broni z czasów I wojny światowej.

Musztarda siarkowa, czyli gaz musztardowy, ma wątpliwy zaszczyt być jedną z oryginalnych broni chemicznych. Siarczek bis-(2-chloroetylowy) został po raz pierwszy zsyntetyzowany przez współzałożyciela Londyńskiego Instytutu Fizyki Fredericka Guthrie w 1860 roku. Guthrie, głęboko wierzący w rozwój nauki poprzez eksperymenty, a nie dyskusje, po raz pierwszy udokumentował toksyczne działanie gazu musztardowego, stosując mieszaninę etylenu i dichlorku siarki na własnej skórze, dołączając tym samym do innych notabli w salach samodoświadczeń.

Gaz musztardowy był masowo produkowany pod nazwą LOST (akronim utworzony od nazwisk jego twórców) dla niemieckiej firmy Bayer AG w pierwszej dekadzie XX wieku. Niestety, okazało się to idealnym momentem na wprowadzenie wojny chemicznej przez armię niemiecką w 1917 roku. Pierwsze uderzenie skierowane było przeciwko wojskom kanadyjskim. Rok później Brytyjczycy użyli tego samego środka do zniszczenia „niepokonanej” Linii Hindenburga. Ta kulminacyjna część słynnej 100-dniowej ofensywy sił alianckich doprowadziła ostatecznie do zakończenia I wojny światowej.

W ciągu następnych 25 lat różne odmiany tego związku były sporadycznie używane przez liczne światowe mocarstwa. Podłe użycie gazu musztardowego może być odpowiedzialne za blisko 100 000 ofiar śmiertelnych i około pięć razy więcej rannych w czasie wojny. W rzeczywistości gaz musztardowy siarkowy – nie będący ani gazem, ani musztardą, lecz raczej żółtawo-brązową cieczą w postaci oparów o zapachu przypominającym gorczycę – jest znany przede wszystkim jako środek obezwładniający, a nie jako broń śmiercionośna. Skutki tej trucizny mogą pozostać ukryte przez dwie do 24 godzin po ekspozycji.

Musztarda siarkowa jest środkiem obezwładniającym. Wywiera swoje działanie na błony śluzowe organizmu. Skóra i oczy są jednymi z pierwszych narządów, które ulegają uszkodzeniu. Toksyczność tego środka jest zależna od dawki. Podczas gdy niższe stężenia mogą powodować tak niewielkie objawy, jak podrażnienie skóry i zapalenie spojówek, wyższe miana mogą prowadzić do poważnych konsekwencji, takich jak martwicze owrzodzenia skóry i ślepota. Przy jeszcze wyższych stężeniach wdychane opary mogą uszkadzać błony śluzowe wyściełające drogi oddechowe, prowadząc do krwotocznego obrzęku płuc.

Musztarda siarkowa powoduje również przewlekłe następstwa. Po ekspozycji ofiary, które przeżyły, mogą wykazywać mdłości, wymioty, łysienie i zwiększoną podatność na infekcje. Te późniejsze objawy wynikają ze zdolności trucizny do działania jako środek alkilujący, sieciujący DNA i uniemożliwiający normalną sekwencję replikacji DNA. Narządy, na które trucizna wywiera największy wpływ, to wyściółka przewodu pokarmowego i szpik kostny, ze względu na ich nieodłączną wysoką aktywność mitotyczną.

Mimo złowrogiej historii, gaz musztardowy odegrał kluczową rolę w rozwoju chemioterapeutyków przeciwnowotworowych i może być słusznie nazywany jajkiem, z którego wykluła się onkologia medyczna. Historia medycyny zawiera wiele opowieści o przypadkowych odkryciach, ale w jaki sposób śmiercionośny gaz stał się pierwszym skutecznym środkiem chemioterapeutycznym?

Przedział czasu o 30 lat do II wojny światowej. Okres międzywojenny zaowocował licznymi postanowieniami – w tym Protokołem Genewskim z 1929 roku – zakazującymi stosowania broni chemicznej. Był to również czas, w którym wiele narodów – zarówno celowo, jak i przypadkowo – opracowywało i gromadziło zapasy środków chemicznych. Na szczęście broń chemiczna, w tym gaz musztardowy, nie została użyta na szeroką skalę przez żadną ze stron podczas II wojny światowej. Był to jednak okres intensywnej – i uzasadnionej – paranoi. Generał Dwight D. Eisenhower przewidział zapas 100 ton gazu musztardowego na okręcie S.S. John Harvey, który stacjonował we włoskim porcie Bari. W grudniu 1943 roku nazistowskie ataki lotnicze zniszczyły John Harvey, a także inne okręty, co przyniosło zaskakująco mało ofiar, mimo imponującej ilości pożarów i zniszczeń.

W ciągu kilku dni i tygodni po tej katastrofie u ocalałych zaczęły pojawiać się znajome oznaki działania gazu musztardowego. Podpułkownik Stewart Francis Alexander, ekspert w dziedzinie wojny chemicznej, podejrzewał kontakt ze słynnymi oparami. Autopsje ofiar wykazały głęboką limfopenię oraz supresję linii komórek mieloidalnych. Skłoniło to Stany Zjednoczone do zniesienia zakazu publikacji przez Biuro Badań Naukowych i Rozwoju w 1946 roku. W tym czasie ujawniono liczne doniesienia o zastosowaniu gazu musztardowego i jego pochodnych w badaniach eksperymentalnych z udziałem ludzi i sklonowanych myszy.

Pierwsza próba kliniczna, przeprowadzona przez Louisa Goodmana i Alfreda Gilmana, polegała na zastosowaniu musztardy azotowej u pacjenta z zaawansowanym mięsakiem limfatycznym. Po zaledwie czterech dniach terapii masa guza u pacjenta znacznie się zmniejszyła. Niestety, odstawienie leku z powodu głębokiej neutropenii spowodowało gwałtowny nawrót nowotworu. Drugi, krótszy kurs spowodował mniejszą redukcję masy guza, a trzecia próba nie przyniosła żadnego efektu.

Frederick Guthrie

Co ciekawe, ten chwilowy cud i jego późniejsze niepowodzenie ilustrują dwa paradygmaty, z którymi muszą się dziś zmierzyć onkolodzy. Środki chemioterapeutyczne wywierają toksyczne żniwo na gospodarza, a komórki nowotworowe w końcu rozwijają odporność, aby obejść skutki tych samych leków. To właśnie dlatego w leczeniu pacjentów z rakiem stosuje się skomplikowane protokoły.

Goodman i Gilman, autorzy słynnego podręcznika farmakologii medycznej The Pharmacological Basis of Therapeutics, wykorzystali w swoim eksperymencie musztardę azotową, pochodną musztardy siarkowej. Związek ten, znany również jako mechloretamina, jest pierwszym w swojej klasie środkiem alkilującym i jest nadal stosowany jako maść miejscowa w leczeniu chłoniaków skórnych. Inne środki alkilujące, takie jak cyklofosfamid, ifosfamid i cisplatyna, są stosowane w protokołach leczenia nowotworów na całym świecie.

Nie widzieliśmy jeszcze ostatniego gazu musztardowego, który po raz ostatni pojawił się w wojnie irańsko-irackiej. Często to, co najbardziej niszczycielskie, może być oswojone do celów medycznych.

Następnym razem, gdy będziesz miał pacjenta poddawanego chemioterapii, wróć myślami do korzeni tego lekarstwa. TH

  1. Pratt WB, Ruddon RW, Ensminger WD, et al. The Anticancer Drugs. 2nd ed. New York: Oxford University Press; 1994.
  2. Faguet GB. The War on Cancer: Anatomia niepowodzeń, plan na przyszłość. Dordrecht, Holandia: Springer Press; 2005.
  3. Baguley BC, Kerr DJ, eds. Anticancer Drug Development. New York: Academic Press; 2002.
  4. Goodman LS, Wintrobe MM, Dameshek W, et al. Landmark article Sept. 21, 1946: Azotowa terapia musztardowa. Use of methyl-bis(beta-chloroethyl)amine hydrochloride and tris(beta-chloroethyl)amine hydrochloride for Hodgkin’s disease, lymphosarcoma, leukemia and certain allied and miscellaneous disorders. JAMA. 1984;251:2255-2261.
  5. Kazin RA, Lowitt NR, Lowitt MH. Update in dermatology. Ann Intern Med. 2001;135:124-132.

.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *