Як українець врятував людство від туберкульозу

Туберкульоз виносив вирок кожному четвертому хворому: смертність від нього сягала 25% у перші 5 років після зараження. 22 лютого 1946 року виходець з України Зельман Абрахам Ваксман представив світу антибіотик стрептоміцин. Завдяки його широкому використанню смертність від туберкульозу знизилася майже на 90%. 

Портрет Зельмана Ваксмана свого часу прикрашав обкладинку журналу The Times і поштові марки. Його називали «благодійником людства» та зараховували в список «Сто найвизначніших особистостей світу». У 1952 році науковець став лауреатом Нобелівської премії з фізіології та медицини за відкриття стрептоміцину — першого антибіотика, який довів свою ефективність у боротьбі з туберкульозом.

Нашого цвіту – по цілому світу

Майбутній науковець народився 22 липня 1888 року в селі Нова Прилука Липовецького повіту Київської губернії (нині Вінниччина). Дитячі роки минули на фермі, і, як згодом згадував сам Ваксман, саме близькість до природи та робота із землею стали підґрунтям для його наукових здобутків.

Ще змалку він піклувався про тих, хто потребував підтримки. До того, як йому виповнилось 16, Зельман організував у селі школу для дітей із незаможних родин, в якій сам викладав. Згодом зібрав і очолив гурт хлопців, які доглядали за хворими. А під час революційних подій 1905 року, коли відбувалися єврейські погроми за участі поліції та козаків, Ваксман став ініціатором створення загону самооборони з місцевої молоді, яка мала навички поводження зі зброєю.

У 22 роки Зельман вирушив до США до родичів. Спочатку мешкав у Філадельфії в сестер, вчився в сільськогосподарському коледжі, де спеціалізувався на мікробіології ґрунтів. У 1915 році здобув ступінь магістра природничих наук та став громадянином США. У Каліфорнійському університеті в Берклі він захистив докторську дисертацію в 1918 році, після чого викладав у Рутгерському університеті.

Із землі прибуде ваш порятунок

У Рутгерському університеті, під впливом знаного бактеріолога Джекоба Г. Ліпмана та фахівця з ботаніки і генетики Байрона Девіда Халстеда, Ваксман вирішив обрати сільськогосподарський напрям навчання. Стартом його наукової діяльності вважають магістерське дослідження, присвячене вивченню ґрунтових грибів і актиноміцетів, виконане на Нью-Джерській сільськогосподарській дослідній станції.

Його перші самостійні наукові проєкти були зосереджені на продовженні досліджень актиноміцетів, а також мікроорганізмів, що беруть участь в окисненні сірки. Він також був науковим консультантом для низки компаній, які виготовляли ферменти, вітаміни та інші продукти на основі грибів і бактерій.

Глибоке розуміння Зельманом Ваксманом різноманіття мікроорганізмів, особливо актиноміцетів, дало змогу розробити прості й водночас надзвичайно ефективні методи скринінгових досліджень. «З власного досвіду я зрозумів, що гриби й актиноміцети можуть виявитися значно перспективнішими джерелами антибактеріальних засобів, ніж типові бактерії», — згадував він згодом.

Як поховати паличку Коха? Є ідея!

Ще на початку своєї наукової діяльності Ваксман звернув увагу на те, що збудники хвороб гинуть у ґрунті. Мільйони людей помирали від туберкульозу, їхні збудники потрапляли в землю, однак з часом зникали. Чому? Ці спостереження стали важливим поштовхом до його подальших досліджень у пошуку агентів, здатних пригнічувати такі бактерії.

Можливо, він і надалі займався б виключно мікробіологією ґрунтів, однак у 1932 році до нього звернулась Американська національна асоціація з боротьби проти туберкульозу з проханням дослідити, як саме зникає туберкульозна паличка в ґрунтовому середовищі.

Другим вагомим фактором, який пришвидшив роботу в цьому напрямі, стала Друга світова війна. Як згодом писав сам Ваксман, війна створила нагальну потребу у створенні нових засобів для боротьби з інфекціями та епідеміями, які могли виникати у воєнних умовах.

Для реалізації масштабного дослідницького проєкту були потрібні кошти. Ваксман звернувся до Комітету медичних досліджень у Вашингтоні, але отримав відмову: «Ми перебуваємо в стані війни, і всі ресурси мають бути спрямовані на перемогу. Ваша робота занадто наукова й не дає негайних практичних результатів». Проте голова комітету А.Н. Річардс визнав перспективність дослідження і порадив вченому звернутись до Фонду Співдружності Націй, який і погодився надати фінансування.

У 1940 році команда дослідників активно працювала над пошуком мікроорганізмів-антагоністів: вони висівали зразки ґрунту на агарове середовище та вирощували культури в різних умовах. Загалом дослідили близько 10 тисяч штамів мікробів, щоб знайти антибіотики, здатні знищувати патогени, не шкодячи при цьому людині.

У процесі досліджень вчені поступово вдосконалювали методику кожного етапу. Наполеглива праця принесла перші результати: у 1940 році вдалося виділити червону речовину з антибактеріальними властивостями, яку назвали актиноміцином. Однак через його високу токсичність використовувати антибіотик для лікування людей було надто небезпечно, тому пошуки продовжили.

У 1943 році вчені, досліджуючи штам Streptomyces griseus, відкрили стрептоміцин. Перші тести підтвердили його ефективність у лікуванні багатьох небезпечних захворювань, зокрема бруцельозу, чуми, туляремії та кишкових інфекцій. Але найважливішим залишалося питання: чи зможе цей антибіотик побороти збудника туберкульозу? У 1944 році в лабораторії Ваксмана були проведено перші експерименти, які довели активність стрептоміцину проти мікобактерій туберкульозу в пробірці.

Клінічні випробування проходили в клініці Майо. Перше тестування стрептоміцину на пацієнтах розпочалося в листопаді 1944 року у туберкульозному санаторії в Мінеральних Джерелах (штат Міннесота). А вже 12 травня 1945 року препарат вперше успішно застосували для лікування хворого.

Після кількох місяців тестувань і вдосконалень, з 1946 року стрептоміцин почав масово використовуватись у всьому світі. Це був перший справді ефективний препарат проти туберкульозу — на той час смертельно небезпечної і невиліковної хвороби. Окрім того, стрептоміцин виявився ефективним навіть проти тих бактерій, які були стійкими до сульфаніламідів і пеніциліну.

Патент на стрептоміцин увійшов в список «десяти патентів, що сформували світ» — поряд з найважливішими науковими досягненнями з моменту заснування Патентного відомства США у 1823 році.

Застосовуючи відпрацьовану методику, Зельман Ваксман разом зі своєю командою зумів виділити ще кілька нових антибіотиків: клавацин (1942 рік), гризеїн (1946 рік), неоміцин (1948 рік), а також фразидін, кандицидин і кандидін. Усього за кілька років колектив під керівництвом Ваксмана відкрив понад 70 природних сполук з антибактеріальними властивостями, більшість із яких були отримані з актиноміцетів. Із них близько 40–60% продемонстрували здатність до синтезу антибіотиків.

Один з найбільших благодійників людства

Список нагород і почесних відзнак, які отримав Зельман Ваксман, надзвичайно великий і різноманітний. Уже в 1942 році, у розпал роботи над антибіотиками, його обрали членом Національної академії наук США — це стало визнанням його вагомого внеску у вивчення ґрунтових мікроорганізмів. Згодом Ваксман став також членом Французької академії наук.

Йому присудили звання почесного доктора медицини, природничих наук та аграрних наук провідними університетами світу — серед них виші Льєжа, Афін, Павії, Мадрида, Страсбурга, Єрусалима, Готінгема, Перуджі, а також низки американських університетів і коледжів.

Його наукова діяльність відзначена численними преміями та нагородами в різних країнах світу — США, Данії, Нідерландах, Канаді, Швеції, Японії, Ізраїлі, Італії, Іспанії та Туреччині.

Та, мабуть, найціннішою для нього відзнакою було щире і вдячне визнання тисяч людей, яких вдалося врятувати завдяки стрептоміцину. У 1950 році, під час перебування в Італії, Ваксману подарували бронзову фігурку вершника на коні — символ Верони. На підставці був викарбуваний напис: «Зельману Ваксману — благодійнику людства. Хворі госпіталю Верони з найкращими побажаннями. 26 травня 1950 року».

Раніше ми розповідали, що спільного в опіуму, морфіну і «Кока-Коли».