Historia e blusë së metilenit: nga ngjyrues në ilaç dhe kërkime

Bluja e metilenit arriti te një pacient para se të arrinte në një farmaci.

Raporti i vitit 1891 nga Paul Guttmann dhe Paul Ehrlich mbi përdorimin e ngjyruesit në malarie përmban dy grafikë temperature. I dyti shtrihet nga 13 July deri më 5 August, me trajtimin të shënuar përgjatë margjinës ditë pas dite. Shënimet më 18 dhe 19 July lexojnë "1 × 0,05 Methylenblau". Ditët në vijim rendisin pesë dhe shtatë doza të së njëjtës sasi, dhe deri më 22 July në regjistër është shtuar një sasi e vogël kinine. Vija e temperaturës, e cila luhatet midis 37 °C dhe 39.5 °C gjatë gjysmës së parë të grafikut, rrafshohet pasi shfaqet ngjyruesi dhe qëndron midis rreth 36 °C dhe 37.5 °C për tre javët e mbetura.

Pacienti ishte njëri nga dy personat, të përshkruar në artikull si një shërbëtor shtëpie dhe një marinar. Përbërja që morën kishte qenë një ngjyrues komercial tekstilesh për pesëmbëdhjetë vjet, dhe këta dy burra janë ndër njerëzit e parë të dokumentuar si të trajtuar me një ilaç plotësisht sintetik të drejtuar ndaj një organizmi specifik.

Fillimisht erdhi ngjyruesi

Ngjyruesi i parë sintetik me sukses tregtar u krijua nga William Henry Perkin në 1856. Perkin ishte tetëmbëdhjetë vjeç, punonte në një laborator në shtëpi gjatë pushimeve të Pashkëve dhe po përpiqej të sintetizonte kininë. Në vend të saj përftoi një mbetje të zezë, e treti dhe zbuloi një ngjyrë që fiksohej shkëlqyeshëm në mëndafsh. Ai e patentoi në August 1856 dhe deri në fund të 1857 kishte një fabrikë që furnizonte një punishte ngjyrosjeje mëndafshi në Londër.

Në 1875 Adolf von Baeyer sintetizoi një ngjyrues të kuq dhe e quajti eosin, nga Eos, fjala greke për agimin. Në 1876 Heinrich Caro, në atë kohë drejtor i laboratorit në Badische Anilin- und Soda-Fabrik, zhvilloi blunë e metilenit së bashku me Baeyer si një ngjyrues me bazë aniline për pambuk. Struktura e saj kimike nuk u përcaktua përfundimisht deri rreth nëntë vjet më vonë.

Kjo prejardhje është ende e dukshme në mënyrën se si emërtohet substanca. "Blu metileni" është një emër tregtar nga katalogu i ngjyruesve, jo një përshkrim kimik. Përbërja së cilës i referohet është kloruri i metiltioniniumit, dhe dallimet midis emrit, kripës dhe hidrateve të saj bëhen të rëndësishme sapo dikush peshon materialin ose lexon një specifikim.

Ngjyrosja ishte ura lidhëse

Rruga nga fabrikat e ngjyruesve drejt spitalit kaloi përmes mikroskopit dhe nisi para se të ekzistonte bluja e metilenit. Wilhelm Erb ishte personi i parë që aplikoi një ngjyrues sintetik në gjak, duke përdorur acid pikrik në 1865, dhe pa një strukturë retikulare brenda disa qelizave të kuqe.

Teza e doktoraturës e Paul Ehrlich në 1878 krahasoi ngjyrosjen histologjike me ngjyrosjen e tekstileve dhe argumentoi se të dyja ishin reaksione kimike. Duke punuar nën drejtimin e Robert Koch mbi bacilin e tuberkulozit, ai i ndau ngjyruesit e anilinës në klasa acide dhe bazike dhe përcaktoi se secila klasë ngjyroste pjesë të ndryshme të një qelize. Në 1880 ai i përzieu të dyja: një tretësirë e ngopur e blusë së metilenit u hodh në fuksinë acide derisa supernatanti u kthjellua. Rezultati, të cilin ai e quajti neutralen Farbkörper ose ngjyrues neutral, prodhoi tre ngjyra në vend të një, zbuloi granula në qelizat polimorfonukleare që më parë nuk ishin të dukshme dhe bëri të mundur numërimin e parë diferencial të leukociteve. Meqenëse këto granula përthithnin të dy përbërësit e përzierjes, Ehrlich krijoi termin neutrofil për qelizat që i përmbanin ato.

Dy vjet më vonë Koch përdori blunë e metilenit për të gjetur bacilin e tuberkulozit, dhe në 1883 Ehrlich e përmirësoi metodën. Në 1886 ai botoi një lloj tjetër vëzhgimi: injektoi ngjyruesin në kafshë të gjalla dhe krahasoi sa fort e përthithte secili organ, duke përfunduar se ai kishte afinitet të theksuar për indin e trurit dhe të nervave. Ai ia atribuoi këtë afinitet ciklimit oksidim-reduktim të ngjyruesit, të cilin e kishte vëzhguar vitin e mëparshëm. Ky ciklim është gjithashtu arsyeja pse një tretësirë e blusë së metilenit humbet ngjyrën kur oksigjeni i saj konsumohet dhe e rifiton atë kur rikthehet ajri. Eksperimentet që matën për herë të parë pasojat e këtij ciklimi i përkasin një dekade të mëvonshme, dhe vetë mekanizmi është një temë e veçantë nga historia.

Paraziti dhe bërthama vjollcë

Alphonse Laveran zbuloi parazitin e malaries në 1880 duke ekzaminuar gjak të freskët, të pangjyrosur. Për ta parë rregullisht në një strisho të tharë nevojitej një ngjyrues, dhe ngjyruesit e asaj kohe prodhonin vetëm të kuqe dhe blu.

Në 1888 patologu polak Czesław Cheçinski zëvendësoi fuksinën acide me eosin, duke krijuar një përzierje të blusë së metilenit dhe eosinës. Rasti mbi të cilin bazohej metoda e tij ishte një ushtar që kishte vdekur nga malaria më 30 September 1887. Në preparatet e gjakut Cheçinski pa forma blu të ngjashme me margarita, që sot njihen si Plasmodium malariae, dhe forma në trajtë drapëri, që sot njihen si gametocitet e Plasmodium falciparum. Rezultati hodhi poshtë njëherësh dy shpjegime konkurruese të sëmundjes: teorinë e miazmës dhe pretendimin e Edwin Klebs dhe Corrado Tommasi-Crudeli se malaria shkaktohej nga një bakter.

Paraziti ishte i dukshëm. Bërthama e tij jo, çka e linte të hapur çështjen e natyrës së tij. Ernst Malachowski, një mjek në Breslau, e zgjidhi këtë problem fillimisht rastësisht dhe më pas me qëllim. Në 1889 ai vuri re ngjyrosje diferenciale të bërthamës plazmodiale në një preparat dhe nuk mundi ta riprodhonte. Acidifikimi i blusë së metilenit nuk ndihmoi. Alkalinizimi i saj me boraks e prodhonte efektin çdo herë. Ai e demonstroi teknikën publikisht më 15 June 1890 dhe e botoi po atë vit, me një metodë më të plotë në August 1891.

Dmitri Romanowsky botoi versionin e vet në September 1891. Rezultatet e tij më të mira erdhën nga një shishe e lënë pas dore dhe e mykur me tretësirë blu metileni, më shumë se dy muaj e vjetër. Përshkrimi i Malachowski ishte i qëllimshëm dhe, sipas fjalëve të tij, lehtësisht i riprodhueshëm; ai i Romanowsky ishte një rrugë pa krye që funksionoi një herë. Megjithatë, eponimi iu dha Romanowsky, dhe mosmarrëveshja se kush e prodhoi ngjyrën vjollcë që e bëri bërthamën të dukshme është një histori më vete me dokumentet e saj.

Figura: grafiku i dytë i temperaturës nga raporti i Guttmann dhe Ehrlich i vitit 1891. Paneli i sipërm mbulon 13 deri më 24 July dhe paneli i poshtëm 25 July deri më 5 August; shënimet në margjinë tregojnë dozat e dhëna dhe temperatura qëndron pranë normales gjatë tre javëve të fundit të regjistrimit. Riprodhuar nga raporti siç është skanuar për Krafts, Hempelmann dhe Skórska-Stania, Parasitology Research 111:1–6 (2012), PMID 22411634.

Doli se maturimi ishte demetilim

Askush i përfshirë në vitet 1890 nuk e dinte se çfarë i bënte "maturimi" blusë së metilenit. Përgjigjja erdhi nga kimia industriale. Heinrich August Bernthsen kishte sintetizuar përbërjen mëmë phenothiazine në 1883, përcaktoi në 1885 se bluja e metilenit i përkiste asaj familjeje dhe tregoi në të njëjtën periudhë se kushtet alkaline heqin grupet metil nga ngjyruesi, duke prodhuar përbërjet që sot quhen azuret.

Bernard Nocht izoloi fraksionin aktiv në 1898 dhe 1899 dhe mundi ta quante vetëm Rot aus Methylenblau, e kuqe nga bluja e metilenit. Michaelis e identifikoi si azure I në 1901. Jenner futi metanolin absolut si tretës për precipitatin e ngjyruesit në 1899, çka hoqi nevojën për fiksimin me nxehtësi të preparateve të gjakut; Leishman dhe Reuter i kombinuan të dy përparimet; Wright botoi një metodë të thjeshtuar në 1902. Kontributi i Giemsa, gjithashtu në 1902, ishte të mos mbështetej më në një tretësirë të maturuar në mënyrë të rastësishme dhe, në vend të kësaj, të përdorte sasi të matura ngjyruesish të njohur. Më pas ai refuzoi të publikonte mënyrën se si prodhonte methylene azure të pastër dhe ia shiti metodën laboratorit të Dr. Grübler, i cili e tregtoi produktin si azure I dhe pretendoi se vetëm versioni i tij ishte ngjyrues autentik Giemsa.

Dy luftëra botërore e përfunduan punën rastësisht. Kur ngjyruesit gjermanë u bënë të paarritshëm, Lillie, Roe dhe Wilcox punuan me zëvendësuesit amerikanë dhe zbuluan se ngjyrosja më e mirë vinte nga tre përbërës të ndarë: blu metileni e pastër, produkti i saj i zbërthimit Azure B, dhe eosina. Këta të tre mbeten përbërësit kryesorë të ngjyruesit që përdoret sot për diagnostikimin e malaries, nën një emër që tani bashkon Malachowski, Wright dhe Giemsa.

Figura: format unazore të Plasmodium falciparum në qelizat e kuqe njerëzore, të ngjyrosura me një metodë të tipit Romanowsky. Struktura vjollcë brenda unazës është kromatina që bluja e metilenit e trajtuar me boraks nga Malachowski e bëri të dukshme për herë të parë. Imazh nga Ernst Hempelmann, i lëshuar në domenin publik.

Një emër, disa materiale

Vitet që i ndanë këta përbërës lanë pas një problem që zgjati më shumë se vetë kimia. Ralph Lillie e përcaktoi qartë dallimin në 1969 midis ngjyruesve biologjikë, "të prodhuar sipas specifikimeve rigoroze në përputhje me përdorimet e tyre delikate dhe kërkuese", dhe ngjyruesve jobiologjikë për ngjyrosjen e tekstileve, të cilët "kërkojnë standarde prodhimi më pak rigoroze dhe kërkuese". Të dy llojet e produktit mbanin të njëjtin emër, dhe dallimi midis tyre nuk ishte kurrë thjesht dallim shkalle. Një specifikim i shkruar për pambuk dhe një specifikim i shkruar për një reagent diagnostik nuk janë të këmbyeshëm, dhe një material i prodhuar sipas specifikimit për tekstile nuk ishte menduar për t'u gëlltitur.

Azure B është ilustrimi më i qartë. Është forma e monodemetiluar e blusë së metilenit, ka aktivitet farmakologjik të matshëm më vete dhe ishte e pranishme si përbërës i pakontrolluar në preparatet klinike të blusë së metilenit për më shumë se një shekull para se dikush t'i ndante të dyja. Një grup zbuloi se indi njerëzor i marrë në autopsi pas administrimit të blusë së metilenit përmbante 5 deri 14 per cent blu metileni të pandryshuar dhe 86 deri 95 per cent Azure B. Nëse një preparat i caktuar duhet të përmbajë Azure B, dhe deri në çfarë kufiri, është çështje specifikimi, dhe kërkimi mbi Azure B si papastërti dhe metabolit vazhdon prej aty.

Specifikimi është gjithashtu vendi ku qëndron pasoja praktike. Përputhshmëria me USP është rruga drejt pastërtisë më të lartë që ofron tregu, sepse është një standard i plotë dhe i publikuar testimi, jo një matje e vetme. Ai mbulon identitetin, assay, papastërtitë organike duke përfshirë ngjyruesit azure, tretësit e mbetur, papastërtitë elementare, mbetjen pas ndezjes, kufijtë mikrobikë dhe endotoksinat bakteriale. Një certifikatë që raporton një rezultat për metalet e rënda dhe e quan atë përputhshmëri me USP ka raportuar vetëm një rresht të kësaj liste.

Blupreme e siguron blunë e saj të metilenit nga një prodhues farmaceutik dhe publikon certifikatën e plotë të analizës, duke testuar të gjithë specifikimin USP dhe jo vetëm metalet e rënda. Udhëzuesi për leximin e një certifikate analize dhe çfarë përcakton dhe çfarë nuk përcakton emërtimi USP shpjegojnë si të kontrollohet dokumenti kundrejt pretendimit.

Çfarë lejon historia të thuhet dhe çfarë jo

Prejardhja është reale dhe është më e gjatë nga sa lënë të kuptohet shumica e faqeve të produkteve. Bluja e metilenit u përdor për trajtimin e malaries në 1891, u raportua si qetësues në psikozë të agjituar në 1899 dhe zinxhiri i saj anësor vazhdon përmes quinacrine, chloroquine, promethazine dhe chlorpromazine. Artikulli i Ehrlich në 1890 me Arthur Leppmann përshkroi lehtësim të dhimbjes neuralgjike dhe reumatike, dhe më pas shqyrtoi, por vendosi të mos testonte ngjyruesin në sëmundje mendore.

Asgjë nga kjo nuk përcakton një përdorim modern. Rezultati i vitit 1891 për malarien përfshinte dy pacientë dhe një grafik temperature. Njohja afatgjatë me një molekulë është arsye për ta studiuar, jo një rezultat. Historia e përbërjes si ilaç dhe studimet moderne mbi malarien u përgjigjen pyetjeve të ndryshme nga ato që bënte Ehrlich, dhe endpoint-et duhet të lexohen sipas kushteve të tyre.

Në dokumentacion ka një hollësi që i përket së tashmes dhe jo së kaluarës. Kur studiuesit zhvilluan prova me blu metileni për malarien në Burkina Faso në vitet 2000, ata u gjendën duke konkurruar për material të gradës farmaceutike dhe raportuan se çmimi i lëndës së parë ishte rritur me një faktor rreth njëqind pasi kishte marrë validimin GMP. Një ngjyrues mund të zëvendësohej. Një ilaç jo. Dallimi që Lillie përcaktoi në 1969 është i njëjti që përcakton se çfarë përmban një shishe sot. :::