Гертруда Белл Элайон ( англ. Gertrude Belle Elion ; 23 января 1918 года, Нью-Йорк , США — 21 февраля 1999 года, Чапел-Хилл , Северная Каролина , США) — американская ученая — биохимик и фармаколог . В 1988 году Элайон получила Нобелевскую премию по физиологии и медицине вместе с Джеймсом Блэком и её многолетним руководителем Джорджем Хитчингсом «За открытие важных принципов лекарственной терапии», и была первой, кто не был при этом ни врачом, ни обладателем докторской степени.

Член Национальной академии наук США (1990) и (1991), иностранный член Лондонского королевского общества (1995) . Удостоена Национальной научной медали США (1991).

Биография

Гертруда Элайон родилась 23 января 1918 г. в еврейской иммигрантской семье (её отец иммигрировал в 12 лет из Литвы , мать в 14 лет — из России ). Окончила Хантерский колледж , бакалавриат, в 1937 году. Затем она в течение семестра преподавала в Нью-Йоркской больничной школе медсестер и только в 1939 г. смогла продолжить обучение в аспирантуре Нью-Йоркского университета, где в 1941 г., будучи единственным кандидатом женского пола, получила степень магистра наук по химии.

В 1941—42 гг. работала преподавателем химии и физики, затем химиком-лаборантом в фирме по производству пищевых продуктов «Quaker Maid» (1942—43). В 1943—44 занималась синтезом органических соединений в компании « Джонсон энд Джонсон » в Нью-Джерси. В 1944 г. Элайон перешла в фармацевтическую компанию «Веллкам» (сейчас GlaxoSmithKline ), а затем и в «Барроуз Велкам» в Северной Каролине, где работала до 1984 г. Элайон была ассистентом-биохимиком (1944—50), заместителем директора по научной работе (1955—62), директором по научной работе (1963—66) и руководителем отдела экспериментальной терапии (1966—83), в котором проводились направленные на создание новых лекарственных препаратов исследования по химии, биохимии, фармакологии, иммунологии, вирусологии; отдел включал также лабораторию культуры клетки. Элайон сотрудничала и с Национальным американским онкологическим институтом, с 1970 г. была профессором фармакологии в Дюкском университете. Элайон была консультантом службы общественного здоровья США (1960—64), председателем Гордоновской биохимической конференции (1966), членом научного совета Американского онкологического института (1980—84).

Элайон не смогла поступить в аспирантуру, потому что женщинам это было запрещено и никогда формально не защищала диссертацию на степень доктора философии , но несмотря на это, позже она получила почётные докторские степени от Университета Джорджа Вашингтона , Политехнического института Нью-Йоркского университета (1989) и Гарвардского университета (1998).

Среди лекарственных препаратов, найденных Элайон, меркаптопурин (антилейкемический препарат), иммуносупрессор азатиоприн , аллопуринол (применяемый при подагре ), антималярийный препарат , триметоприм , ацикловир (антивирусный препарат, применяемый для лечения герпеса ).

Член Американской академии искусств и наук (1991) и Американской ассоциации содействия развитию науки. Подписала « Предупреждение учёных человечеству » (1992) .

Г. Элайон никогда не была замужем, хотя во время учебы в Нью-Йоркском университете она хотела выйти замуж за статистика Леонарда, но он умер от инфекционной болезни сердца. Элайон умерла в возрасте 81 года 21 февраля 1999 г. в Чапел-Хилле (Северная Каролина).

Награды

• (1968)
• Нобелевская премия по физиологии и медицине ( 1988 )
• Национальная научная медаль США (1991)
• Национальный зал славы изобретателей США (1991)
• Премия Лемельсона (1997)

Научная деятельность

Желание связать свою жизнь с медициной возникло у Элайон под влиянием трагического события, произошедшего в ее жизни. В Нобелевской речи Гертруда рассказала:

«одним из решающих факторов, повлиявшим на выбор профессии, стала болезнь и смерть любимого дедушки, скончавшегося от рака, когда мне было всего 15 лет. Я решила тогда, что, когда вырасту, сделаю всё возможное, чтобы научиться лечить людей от этой страшной болезни».

Научную деятельность Элайон начала в «Барроуз Велкам», в лаборатории Дж. Хитчингса. За 10 лет до открытия двойной спирали ДНК она стала изучать модификаторы метаболизма нуклеиновых кислот. Элайон и ее коллеги испытывали большие трудности с оборудованием — физико-химические приборы были самыми простыми, а современного спектроскопического и радиологического оборудования не было совсем. Несмотря на это, в лаборатории велась активная работа по созданию новых препаратов.

Лекарства против лейкемии

В начале 1950-х годов метотрексат , который относится к антиметаболитам и является антагонистом фолиевой кислоты , был практически единственным доступным препаратом против лейкемии. Ожидаемая продолжительность жизни ребёнка, больного лейкозом , составляла всего три-четыре месяца после постановки диагноза, и только 30 процентов детей проживали более года. Дж. Хитчингс был убежден, что можно остановить рост быстро делящихся клеток (например, клеток бактерий или раковых клеток ) с помощью антагонистов азотистых оснований нуклеиновых кислот , от которых зависит их деление, к таким, например, относятся производные пуринов . В качестве целей исследования могли быть выбраны различные ферменты нуклеиновых кислот , известных на тот момент: нуклеазы , , , , ксантиноксидаза и уриказа . Хитчингс и Элайон начали с изучения гуаназы и ксантиноксидазы , чтобы понять, пурины выступают в качестве субстратов или ингибиторов этих ферментов. В 1948 году они обнаружили, что 2,6-диаминопурин является мощным ингибитором роста Lactobacillus casei . Он оказался эффективным и против раковых клеток — его воздействие на опухолевые клетки in vitro показало его сильную ингибирующую активность. В 1951 г. он был впервые опробован на людях, при этом наблюдались ремиссии хронического миелолейкоза. К сожалению, из-за чрезмерной токсичности 2,6-диаминопурина пришлось прекратить его клиническое применение. В 1951 г. Элайон и Хитчингс синтезировали и оценили возможность применения более чем 100 производных пурина, выяснив при этом, что замена атома кислорода атомом серы в положении 6 гуанина и гипоксантина позволяет получить пурины с ингибирующей активностью, а именно 6-тиогуанин (6-ТГ) и 6 -меркаптопурин (6-МП) . В результате, в 1953 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило использование 6-МП для лечения острого лейкоза.

Лекарства от подагры и гиперурикемии

Элайон и Хитчингс заинтересовались лечением подагры и гиперурикемии , когда занимались изучением средств против лейкемии. Они начали исследование ксантиноксидазы , которая отвечает за образование мочевой кислоты из ксантина и гипоксантина , и ее ингибиторов. Выяснилось, что лечение 4-гидроксипиразол-(3,4-d) пиримидином ( аллопуринолом ) приводит к значительному снижению содержания мочевой кислоты в крови и моче . Аллопуринол, как оказалось, может быть как конкурентным ингибитором , так и субстратом ксантиноксидазы. При его окислении образуется соответствующий аналог ксантина, оксипуринол (или аллоксантин ), который также является мощным ингибитором ксантиноксидазы. Период полувыведения аллопуринола из плазмы крови составляет 90-120 минут, а оксипуринола — 18-30 часов: то есть, при введении одинарной суточной дозы аллопуринола, возможно в течение нескольких дней поддерживать относительно постоянную концентрацию оксипуринола. Путём регулирования дозировки, концентрацию мочевой кислоты можно поддерживать на нужном уровне .

Иммуносупрессия и трансплантация

В 1958 г. бостонскому ученому Роберту Шварцу и Г. Элайон с помощью иммунологического скрининг-теста удалось идентифицировать новое вещество — 1-метил-4-нитро-5-имидазолил или азатиоприн (Имуран), пролекарство для 6-меркаптопурина , вырабатываемое эритроцитами под действием глутатиона . Вещество оказалось чрезвычайно эффективным в исследованиях трансплантации почек у собак. В 1962 г. трансплантация почек от неродственных доноров стала возможной и у людей, благодаря применению иммуносупрессивных препаратов на основе азатиоприна и производных кортизона . Иммуносупрессивные свойства азотиоприна также были использованы в лечении различных аутоиммунных заболеваний .

Противобактериальные средства

В 1966 году путём химических модификаций бензольного кольца 5-бензил-2,4-диаминопиримидина Элайон и сотрудниками было получено производное, действующее против . Вещество было названо «триметоприм» , оно является антагонистом фолиевой кислоты и ингибитором бактериальной дигидрофолатредуктазы , в пятьдесят тысяч раз более сильной, чем человеческий фермент. При этом он избирательно действует только на дигидрофолатредуктазу бактерий, не затрагивая фермент человека. Сочетание триметоприма с сульфонамид сульфаметоксазолом (ко-тримоксазолом) было предложено «Бароуз Вэлкам».

Противовирусные препараты

в 1968 г. Элайон и Хитчингс вновь обратились 2,6-диаминопурину, который не получил распространения из-за своей токсичности. Они начали исследование недавно синтезированного вещества, производного диаминопурина, — 2,4-диаминопурина-арабинозида. Он оказался эффективным не только против вируса коровьей оспы (также, как и 2,6-диаминопурин), но и против простого герпеса , вызывающего различные патологии кожи и слизистых оболочек . В течение нескольких лет Элайон и Хитчингс работали с пуриновыми арабинозидами, изучая взаимосвязь между их структурой и действием, подбирая оптимальные условия синтеза и анализируя их противовирусную эффективность. Среди наиболее перспективных производных диаминопурина-арабинозида (arа-DAP) был гуанин-арабинозид (arа-G). Группа Элайон исследовала механизмы действия различных производных и проводила энзимологические и метаболические испытания in vivo . Именно тогда выявилась высокая эффективность ациклогуанозина (ацикловира) . Вскоре вышла самая знаменитая статья Элайон, которая была опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) в декабре 1977 года, всего через два месяца после ее подачи. Появление ациклогуанозина произвело настоящую терапевтическую революцию. Ацикловир оказался эффективным в отношении простого герпеса, также как и аналог 2,6-диаминопурина, и причем он был в сто раз более активным. Выяснилось, что спектр действия ацикловира распространяется на вирус простого герпеса типа 1 и 2 и вирус ветряной оспы . Он также проявлял интересные свойства по отношению к вирусу Эпштейна-Барр (ВЭБ) . Ацикловир оказался явно более эффективным, чем все ранее предложенные противовирусные препараты. Отличительным свойством нового ингибитора была не только его эффективность, но и его очень высокая селективность, так как он не был цитотоксичным для клеток млекопитающих , в которых развиваются вирусы герпеса. Фармакокинетические и метаболические исследования ацикловира на нескольких видах животных и на людях показали, что он обладает хорошей метаболической стабильностью. Поскольку период полувыведения ацикловира из плазмы крови составляет около трех часов, внутривенное введение ацикловира (торговое название — «зовиракс») обычно назначается с восьмичасовым промежутком. С середины 1990-х годов препарат широко применяется для лечения различных заболеваний, которые вызывает вирус герпеса: генитальный герпес, опоясывающий лишай , герпетическая инфекция у иммунодепрессивных пациентов, герпетический энцефалит и др. . Введение ацикловира в фармакологию, несомненно, стало кульминацией карьеры Элайон.

Ссылки

• от 4 октября 2001 на Wayback Machine

Примечания