Historia ya bluu ya methylene: kutoka rangi hadi dawa na utafiti

Bluu ya methylene ilimfikia mgonjwa kabla haijafika kwenye duka la dawa.

Ripoti ya 1891 ya Paul Guttmann na Paul Ehrlich kuhusu matumizi ya rangi hiyo katika malaria ina chati mbili za joto la mwili. Ya pili inaanzia 13 July hadi 5 August, huku matibabu yaliyopewa yakiwa yameandikwa pembezoni siku baada ya siku. Maandishi ya 18 na 19 July yanasema "1 × 0,05 Methylenblau". Siku zilizofuata zinaorodhesha dozi tano na saba za kiasi hicho hicho, na kufikia 22 July kiasi kidogo cha quinine pia kinaonekana kwenye rekodi. Mstari wa joto, unaobadilika kati ya 37 °C na 39.5 °C katika nusu ya kwanza ya chati, unatulia baada ya rangi hiyo kuanza kutumiwa na kubaki kati ya takribani 36 °C na 37.5 °C kwa wiki tatu zilizobaki.

Mgonjwa huyo alikuwa mmoja wa wawili, walioelezwa katika makala hiyo kama mtumishi wa nyumbani na baharia. Kiwanja walichopewa kilikuwa kimetumika kama rangi ya nguo ya kibiashara kwa miaka kumi na mitano, na wanaume hao wawili ni miongoni mwa watu wa kwanza waliorekodiwa kutibiwa kwa dawa iliyosanisishwa kikamilifu iliyolenga kiumbe mahususi.

Rangi ilitangulia

Rangi ya kwanza ya sintetiki iliyofanikiwa kibiashara iliundwa na William Henry Perkin mwaka 1856. Perkin alikuwa na umri wa miaka kumi na minane, akifanya kazi katika maabara ya nyumbani wakati wa likizo ya Pasaka, na akijaribu kusanisi quinine. Badala yake alipata mabaki meusi, akayayeyusha, na kugundua rangi iliyoshikamana vizuri sana na hariri. Aliipatia hati miliki mnamo August 1856 na kufikia mwisho wa 1857 alikuwa na kiwanda kilichokuwa kikisambaza rangi kwa kiwanda cha kutia hariri rangi mjini London.

Mwaka 1875 Adolf von Baeyer alisanisi rangi nyekundu na kuiita eosin, kutoka Eos, neno la Kigiriki linalomaanisha mapambazuko. Mwaka 1876 Heinrich Caro, aliyekuwa wakati huo mkurugenzi wa maabara katika Badische Anilin- und Soda-Fabrik, alitengeneza bluu ya methylene pamoja na Baeyer kama rangi inayotokana na aniline kwa ajili ya pamba. Muundo wake wa kikemia haukukubaliwa kikamilifu hadi takribani miaka tisa baadaye.

Asili hiyo bado inaonekana katika namna dutu hii inavyoitwa. "Methylene blue" ni jina la biashara kutoka kwenye katalogi ya rangi, si maelezo ya kikemia. Kiwanja kinachorejelewa na jina hilo ni methylthioninium chloride, na tofauti kati ya jina, chumvi, na hidrati zake huwa muhimu mara tu mtu anapopima nyenzo hiyo au kusoma vipimo vyake.

Upakaji rangi kwenye sampuli ulikuwa daraja

Njia kutoka kiwanda cha rangi hadi hospitali ilipitia kwenye darubini, na ilianza kabla hata bluu ya methylene haijakuwepo. Wilhelm Erb alikuwa mtu wa kwanza kutumia rangi ya sintetiki kwenye damu, akitumia picric acid mwaka 1865, na akaona muundo wa kimiani ndani ya baadhi ya seli nyekundu za damu.

Tasnifu ya udaktari ya Paul Ehrlich ya 1878 ililinganisha upakaji rangi wa histolojia na utiaji rangi wa nguo na kudai kuwa yote mawili yalikuwa athari za kikemia. Akifanya kazi chini ya Robert Koch kuhusu bacillus wa kifua kikuu, alipanga rangi za aniline katika makundi ya asidi na besi na kuthibitisha kwamba kila kundi lilitia rangi sehemu tofauti za seli. Mwaka 1880 alichanganya makundi hayo mawili: myeyusho ulioshiba wa bluu ya methylene ulimiminwa kwenye acid fuchsin hadi kioevu cha juu kikawa safi. Matokeo hayo, aliyoyaita neutralen Farbkörper au rangi neutral, yalitoa rangi tatu badala ya moja, yakafichua chembechembe katika seli za polymorphonuclear ambazo hazikuwa zimeonekana hapo awali, na kuwezesha hesabu ya kwanza ya tofauti za leukocyte. Kwa sababu chembechembe hizo zilichukua vipengele vyote viwili vya mchanganyiko, Ehrlich alibuni neno neutrophil kwa seli zilizokuwa nazo.

Miaka miwili baadaye Koch alitumia bluu ya methylene kutambua bacillus wa kifua kikuu, na mwaka 1883 Ehrlich akaboresha mbinu hiyo. Mwaka 1886 alichapisha aina tofauti ya uchunguzi: aliingiza rangi hiyo kwa sindano katika wanyama hai na kulinganisha kiwango ambacho kila kiungo kiliichukua, kisha akahitimisha kuwa ilikuwa na mvuto mkubwa kwa tishu za ubongo na neva. Alihusisha mvuto huo na mzunguko wa oksidesheni-upunguzaji wa rangi hiyo, ambao alikuwa ameuchunguza mwaka uliotangulia. Mzunguko huo pia ndio sababu myeyusho wa bluu ya methylene hupoteza rangi yake oksijeni yake inapotumika na kuipata tena hewa inaporudi. Majaribio ya kwanza yaliyopima matokeo ya mzunguko huo yalifanyika katika muongo uliofuata, na utaratibu wenyewe ni mada tofauti na historia.

Kimelea na kiini cha zambarau

Alphonse Laveran aligundua kimelea cha malaria mwaka 1880 kwa kuchunguza damu mbichi isiyotiwa rangi. Kukiona mara kwa mara katika smear iliyokaushwa kulihitaji rangi, na rangi zilizokuwepo wakati huo zilitoa nyekundu na bluu pekee.

Mwaka 1888 mwanapatholojia wa Poland Czesław Cheçinski alibadilisha acid fuchsin na eosin, na kutengeneza mchanganyiko wa bluu ya methylene na eosin. Kesi iliyosababisha mbinu yake ilikuwa ya mwanajeshi aliyefariki kwa malaria tarehe 30 September 1887. Katika filamu za damu Cheçinski aliona maumbo ya bluu yaliyofanana na maua ya daisy, ambayo sasa yanatambuliwa kama Plasmodium malariae, na maumbo ya mundu, ambayo sasa yanatambuliwa kama gametocyte za Plasmodium falciparum. Matokeo hayo yalimaliza kwa wakati mmoja maelezo mawili yaliyokuwa yakishindana kuhusu ugonjwa huo: nadharia ya miasma, na dai la Edwin Klebs na Corrado Tommasi-Crudeli kwamba malaria ilisababishwa na bakteria.

Kimelea kilionekana. Kiini chake hakikuonekana, jambo lililoacha asili yake ikiwa haijafafanuliwa. Ernst Malachowski, daktari huko Breslau, alitatua tatizo hilo kwa bahati kisha kwa makusudi. Aliona upakaji rangi tofauti wa kiini cha plasmodium katika maandalizi ya mwaka 1889 lakini hakuweza kurudia matokeo hayo. Kuifanya bluu ya methylene kuwa na asidi zaidi hakukusaidia. Kuifanya kuwa ya alkali kwa borax kulitoa athari hiyo kila mara. Alionyesha mbinu hiyo hadharani tarehe 15 June 1890 na kuichapisha mwaka huo huo, kisha akaeleza mbinu kamili zaidi mnamo August 1891.

Dmitri Romanowsky alichapisha toleo lake mwenyewe mnamo September 1891. Matokeo yake bora yalitokana na chupa ya myeyusho wa bluu ya methylene iliyokuwa imesahaulika, yenye ukungu na yenye umri wa zaidi ya miezi miwili. Maelezo ya Malachowski yalikuwa ya makusudi na, kwa maneno yake, yaliweza kurudiwa kwa urahisi; ya Romanowsky yalikuwa njia isiyo na mwendelezo iliyofanya kazi mara moja. Hata hivyo jina la eponimu lilienda kwa Romanowsky, na mzozo kuhusu nani alitengeneza rangi ya zambarau iliyofanya kiini kionekane ni simulizi tofauti lenye nyaraka zake.

Kielelezo: chati ya pili ya joto kutoka ripoti ya Guttmann na Ehrlich ya 1891. Paneli ya juu inahusu 13 hadi 24 July na paneli ya chini 25 July hadi 5 August; maandishi ya pembezoni yanataja dozi zilizotolewa, na joto linabaki karibu na kiwango cha kawaida kwa wiki tatu za mwisho za rekodi. Imetolewa tena kutoka kwenye ripoti kama ilivyochanganuliwa kwa Krafts, Hempelmann na Skórska-Stania, Parasitology Research 111:1–6 (2012), PMID 22411634.

“Ripening” ilibainika kuwa demethylation

Hakuna mtu aliyehusika katika miaka ya 1890 aliyejua “ripening” ilifanya nini kwa bluu ya methylene. Jibu lilitoka katika kemia ya viwandani. Heinrich August Bernthsen alikuwa amesanisi kiwanja mama phenothiazine mwaka 1883, akathibitisha mwaka 1885 kwamba bluu ya methylene ilikuwa ya familia hiyo, na katika kipindi hicho hicho akaonyesha kuwa hali za alkali huondoa vikundi vya methyl kutoka kwenye rangi hiyo, na kutengeneza viwanja vinavyoitwa azures leo.

Bernard Nocht alitenga sehemu tendaji mwaka 1898 na 1899 na aliweza tu kuiita Rot aus Methylenblau, nyekundu kutoka bluu ya methylene. Michaelis aliitambua kama azure I mwaka 1901. Jenner alianzisha matumizi ya methanol safi kabisa kama kiyeyusho cha mashapo ya rangi mwaka 1899, jambo lililoondoa hitaji la kufunga filamu za damu kwa joto; Leishman na Reuter waliunganisha maendeleo yote mawili; Wright alichapisha mbinu iliyorahisishwa mwaka 1902. Mchango wa Giemsa, pia mwaka 1902, ulikuwa kuacha kutegemea myeyusho uliokuwa umefanyiwa “ripening” kwa nasibu na badala yake kutumia kiasi kilichopimwa cha rangi zinazojulikana. Kisha alikataa kuchapisha jinsi alivyotengeneza methylene azure safi na akauza mbinu hiyo kwa maabara ya Dr. Grübler, ambayo iliuza bidhaa hiyo kama azure I na kudai kwamba toleo lake pekee ndilo lilikuwa rangi halisi ya Giemsa.

Vita viwili vya dunia vilikamilisha mchakato huo bila kukusudiwa. Rangi za Kijerumani ziliposhindikana kupatikana, Lillie, Roe na Wilcox walifanya kazi na mbadala za Marekani na kugundua kuwa upakaji bora zaidi wa rangi ulitokana na vipengele vitatu vilivyotenganishwa: bluu ya methylene safi, bidhaa yake ya kuvunjika azure B, na eosin. Vipengele hivyo vitatu bado ni sehemu kuu za rangi inayotumiwa kutambua malaria leo, chini ya jina ambalo sasa linaunganisha Malachowski, Wright na Giemsa.

Kielelezo: maumbo ya pete ya Plasmodium falciparum katika seli nyekundu za binadamu, yaliyotiwa rangi kwa mbinu ya aina ya Romanowsky. Muundo wa zambarau ndani ya pete ni chromatin ambayo bluu ya methylene ya Malachowski iliyotibiwa kwa borax iliifanya ionekane kwa mara ya kwanza. Picha na Ernst Hempelmann, iliyotolewa katika milki ya umma.

Jina moja, nyenzo kadhaa

Miaka iliyotenganisha vipengele hivyo iliacha tatizo lililodumu zaidi ya maendeleo ya kemia yenyewe. Ralph Lillie aliweka mpaka mwaka 1969 kati ya rangi za kibaolojia, “zilizotengenezwa kwa vipimo madhubuti vinavyoendana na matumizi yake nyeti na yenye mahitaji makali”, na rangi zisizo za kibaolojia kwa ajili ya kutia nguo rangi, ambazo “zinahitaji viwango vya utengenezaji visivyo vikali na vyenye mahitaji machache”. Aina zote mbili za bidhaa zilibeba jina lilelile, na tofauti kati yao haikuwa kamwe tofauti ya kiwango tu. Vipimo vilivyoandikwa kwa ajili ya pamba na vipimo vilivyoandikwa kwa reagent ya uchunguzi haviwezi kubadilishana, na nyenzo iliyotengenezwa kwa vipimo vya nguo haikukusudiwa kumezwa.

Azure B ndiyo mfano ulio wazi zaidi. Ni umbo la bluu ya methylene lililoondolewa kundi moja la methyl, lina shughuli yake ya kifamasia inayoweza kupimwa, na lilikuwepo kama kiambato kisichodhibitiwa katika maandalizi ya kliniki ya bluu ya methylene kwa zaidi ya karne moja kabla ya mtu yeyote kutenganisha viwili hivyo. Kundi moja liligundua kuwa tishu za binadamu zilizochukuliwa wakati wa uchunguzi wa maiti baada ya kupewa bluu ya methylene zilikuwa na asilimia 5 hadi 14 ya bluu ya methylene ambayo haikubadilika na asilimia 86 hadi 95 ya azure B. Kama maandalizi fulani yanapaswa kuwa na azure B, na kwa kikomo gani, ni suala la vipimo, na utafiti kuhusu azure B kama uchafu na metabolite unaendeleza suala hilo kutoka hapo.

Vipimo pia ndivyo vinapoweka athari ya kiutendaji. Kuzingatia USP ndiyo njia ya kufikia usafi wa juu zaidi unaotolewa na soko, kwa sababu ni kiwango kamili cha upimaji kilichochapishwa badala ya kipimo kimoja. Kinajumuisha utambulisho, assay, uchafu wa kikaboni ikiwa ni pamoja na rangi za azure, viyeyusho vilivyobaki, uchafu wa elementi, mabaki baada ya kuchomwa, viwango vya vijidudu, na endotoxin za bakteria. Cheti kinachoripoti matokeo ya metali nzito na kuyaita uzingatiaji wa USP kimeripoti mstari mmoja tu wa orodha hiyo.

Blupreme hupata bluu yake ya methylene kutoka kwa mtengenezaji wa dawa na huchapisha cheti kamili cha uchambuzi, ikipima vipimo vyote vya USP badala ya metali nzito pekee. Mwongozo wa kusoma cheti cha uchambuzi na kile ambacho hadhi ya USP inathibitisha na isichothibitisha vinaeleza jinsi ya kulinganisha hati hiyo na dai linalotolewa.

Kile ambacho historia inaruhusu kuhitimisha, na kile ambacho hairuhusu

Mfuatano wa kihistoria ni halisi, na ni mrefu kuliko kurasa nyingi za bidhaa zinavyoashiria. Bluu ya methylene ilitumika kutibu malaria mwaka 1891, iliripotiwa kama sedative katika psychosis yenye msisimko mwaka 1899, na mnyororo wake wa pembeni unaendelea kupitia quinacrine, chloroquine, promethazine na chlorpromazine. Makala ya Ehrlich ya 1890 pamoja na Arthur Leppmann ilieleza kupungua kwa maumivu ya neuralgia na rheumatism, kisha ikafikiria lakini ikaamua kutojaribu rangi hiyo katika ugonjwa wa akili.

Hakuna jambo lolote kati ya hayo linalothibitisha matumizi ya kisasa. Matokeo ya malaria ya 1891 yalihusisha wagonjwa wawili na chati ya joto. Kufahamika kwa molekuli kwa muda mrefu ni sababu ya kuichunguza, si matokeo ya utafiti. Historia ya kiwanja hiki kama dawa na majaribio ya kisasa katika malaria yanajibu maswali tofauti na yale ambayo Ehrlich alikuwa akiuliza, na vipimo vya matokeo vinapaswa kusomwa kwa masharti yake yenyewe.

Kuna undani mmoja katika rekodi unaohusiana zaidi na wakati wa sasa kuliko uliopita. Watafiti walipofanya majaribio ya bluu ya methylene dhidi ya malaria nchini Burkina Faso katika miaka ya 2000, walijikuta wakishindania nyenzo ya daraja la dawa, na wakaripoti kwamba bei ya malighafi ilikuwa imeongezeka kwa takribani mara mia moja baada ya kupata uthibitishaji wa GMP. Rangi ingeweza kubadilishwa. Dawa haingeweza. Tofauti aliyoweka Lillie mwaka 1969 ndiyo hiyo hiyo inayoamua kilicho ndani ya chupa leo.