تاريخ العلاج الكيميائي واكتشاف المضادات الحيوية

يربط معظم الناس مصطلح العلاج الكيميائي بعلاجات السرطان. ومع ذلك ، فإن العلاج الكيميائي هو في الواقع مصطلح أوسع يشير إلى أي استخدام للمواد الكيميائية أو الأدوية لعلاج المرض. قد يشمل العلاج الكيميائي الأدوية التي تستهدف الخلايا أو الأنسجة السرطانية ، أو قد تشمل الأدوية المضادة للميكروبات التي تستهدف الكائنات الحية الدقيقة المعدية. تعمل الأدوية المضادة للميكروبات عادةً عن طريق تدمير الهياكل والإنزيمات الميكروبية أو التدخل فيها ، إما عن طريق قتل الخلايا الميكروبية أو تثبيط نموها. سنستكشف بإيجاز تاريخ استخدام البشر لمضادات الميكروبات لغرض العلاج الكيميائي.

استخدمت مضادات الميكروبات في المجتمعات القديمة على الرغم من أن اكتشاف مضادات الميكروبات واستخدامها على نطاق واسع يرتبط بالطب الحديث ، إلا أن هناك أدلة على أن البشر قد استخدموا المركبات المضادة للميكروبات لآلاف السنين. أظهرت التحليلات الكيميائية لبقايا الهياكل العظمية لأشخاص من النوبة (الموجودة في السودان حاليًا، والتي يعود تاريخها إلى ما بين 350 و 550 بعد الميلاد) بقايا التتراسيكلين المضاد للميكروبات بكميات عالية بما يكفي للإشارة إلى التخمير المقصود للستربتوميسات المنتجة للتتراسيكلين خلال عملية صنع البيرة. تم استخدام البيرة الناتجة ، والتي كانت سميكة وشبيهة بالعصيدة ، لعلاج مجموعة متنوعة من الأمراض لدى كل من البالغين والأطفال ، بما في ذلك أمراض اللثة والجروح. قد تكون الخصائص المضادة للميكروبات لنباتات معينة قد تم التعرف عليها أيضًا من قبل ثقافات مختلفة حول العالم ، بما في ذلك الأعشاب الهندية والصينية الذين استخدموا النباتات منذ فترة طويلة لمجموعة متنوعة من الأغراض الطبية. لقد أدرك المعالجون في العديد من الثقافات الخصائص المضادة للميكروبات للفطريات ، وقد تم توثيق استخدامهم للخبز المتعفن أو غيره من المنتجات المحتوية على العفن لعلاج الجروح جيدًا لعدة قرون. اليوم ، بينما لا يزال حوالي 80٪ من سكان العالم يعتمدون على الأدوية المشتقة من النباتات يكتشف العلماء المركبات النشطة التي تمنح الفوائد الطبية الموجودة في العديد من هذه النباتات المستخدمة تقليديًا.

اعتمدت المجتمعات على الطب التقليدي لآلاف السنين. ومع ذلك ، جاء النصف الأول من القرن العشرين بحقبة من الاكتشافات الدوائية الاستراتيجية. في أوائل القرن العشرين ، شرع الطبيب والعالم الألماني بول إيرليش (1854-1915) في اكتشاف أو تصنيع مركبات كيميائية قادرة على قتل الميكروبات المعدية دون الإضرار بالمريض. في عام 1909 ، بعد فحص أكثر من 600 مركب يحتوي على الزرنيخ ، وجد مساعد إيرليش ساشيرو هاتا (1873-1938) الرصاصة السحرية. استهدف المركب 606 بكتيريا Treponema pallidum ، العامل المسبب لمرض الزهري. تم العثور على المركب 606 لعلاج مرض الزهري بنجاح في الأرانب وبعد فترة وجيزة تم تسويقه تحت اسم سالفارسان كعلاج للمرض في البشر. يظل نهج إيرليش المبتكر في الفحص المنهجي لمجموعة متنوعة من المركبات استراتيجية شائعة لاكتشاف عوامل جديدة مضادة للميكروبات حتى اليوم.

بعد بضعة عقود ، اكتشف العلماء الألمان جوزيف كلارر ، وفريتز ميتش ، وجيرهارد دوماك النشاط المضاد للبكتيريا لصبغة اصطناعية ، برونتوسيل ، يمكن أن تعالج عدوى المكورات العقدية والمكورات العنقودية في الفئران. كانت ابنة Domagk واحدة من أوائل المتلقين للعقار من البشر ، مما شفيها تمامًا من عدوى شديدة بالمكورات العقدية نتجت عن وخز بإبرة تطريز. حصل غيرهارد دوماك (1895–1964) على جائزة نوبل في الطب عام 1939 لعمله مع البرونتوسيل والسلفانيلاميد ، وهو منتج التكسير النشط للبرونتوسيل في الجسم. استخدم السلفانيلاميد ، وهو أول مضاد جرثومي اصطناعي تم إنشاؤه ، كأساس للتطوير الكيميائي لعائلة من عقاقير السلفا. مضادات الميكروبات الاصطناعية هي دواء يتم تطويره من مادة كيميائية غير موجودة في الطبيعة. أدى نجاح عقاقير السلفا إلى اكتشاف وإنتاج فئات إضافية مهمة من مضادات الميكروبات الاصطناعية ، بما في ذلك الكينولين وأوكسازوليدينون. قبل بضع سنوات من اكتشاف البرونتوسيل ، قام العالم ألكسندر فليمنج (1881-1955) باكتشافه العرضي الذي اتضح أنه هائل.

في عام 1928 ، عاد فليمنج من العطلة وفحص بعض الأطباق القديمة من المكورات العنقودية في مختبر أبحاثه في مستشفى سانت ماري في لندن. لاحظ أن نمو العفن الملوث (الذي تم تحديده لاحقًا على أنه سلالة من Penicillium notatum) يثبط نمو المكورات العنقودية على صفيحة واحدة. لذلك ، يعود الفضل إلى Fleming في اكتشاف البنسلين ، أول مضاد حيوي طبيعي. أظهرت التجارب الإضافية أن البنسلين من العفن كان مضادًا للجراثيم ضد المكورات العقدية والمكورات السحائية والخناق الوتدية ، العامل المسبب لمرض الدفتيريا. يعود الفضل لفليمينغ وزملائه في اكتشاف وتحديد البنسلين ، لكن عزله وإنتاجه بكميات كبيرة تم إنجازهما بواسطة فريق من الباحثين في جامعة أكسفورد تحت إشراف هوارد فلوري (1898-1968) وإرنست تشين (1906-1979). في عام 1940 ، قام فريق البحث بتنقية البنسلين وأبلغ عن نجاحه كعامل مضاد للميكروبات ضد عدوى المكورات العقدية في الفئران. كما أظهر عملهم اللاحق مع البشر أن البنسلين فعال للغاية. بسبب عملهم المهم ، حصل فليمنج وفلوري وتشاين على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء والطب في عام 1945. في أوائل الأربعينيات من القرن الماضي ، استخدمت العالمة دوروثي هودجكين (1910-1994) ، التي درست علم البلورات في جامعة أكسفورد ، الأشعة السينية لتحليل بنية مجموعة متنوعة من المنتجات الطبيعية.

في عام 1946 ، حددت بنية البنسلين ، وحصلت على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1964. بمجرد فهم الهيكل ، يمكن للعلماء تعديله لإنتاج مجموعة متنوعة من البنسلينات شبه المصنعة. مضادات الميكروبات شبه الاصطناعية هي مشتق معدل كيميائيًا من مضاد حيوي طبيعي. تم تصميم التعديلات الكيميائية بشكل عام لزيادة نطاق البكتيريا المستهدفة ، أو زيادة الاستقرار ، أو تقليل السمية ، أو منح خصائص أخرى مفيدة لعلاج العدوى. البنسلين هو مثال واحد فقط من المضادات الحيوية الطبيعية. أيضًا في الأربعينيات من القرن الماضي ، قاد سلمان واكسمان (1888-1973) ، وهو عالم ميكروبيولوجي بارز في التربة في جامعة روتجرز ، فريقًا بحثيًا اكتشف العديد من مضادات الميكروبات ، بما في ذلك الأكتينومايسين والستربتومايسين والنيومايسين. نشأت اكتشافات هذه مضادات الميكروبات من دراسة واكسمان للفطريات والبكتيريا الشعاعية ، بما في ذلك بكتيريا التربة في جنس Streptomyces ، المعروف بإنتاجه الطبيعي لمجموعة متنوعة من مضادات الميكروبات. أكسبه عمله جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء والطب في عام 1952. تعد الفطريات الشعاعية مصدر أكثر من نصف جميع المضادات الحيوية الطبيعية وتستمر في العمل كمستودع ممتاز لاكتشاف عوامل جديدة مضادة للميكروبات. يجادل بعض الباحثين بأننا لم نقترب بعد من الاستفادة من الإمكانات الكاملة لمضادات الميكروبات لهذه المجموعة.

طباعة المقال