Шлях до великих відкриттів — це години копіткої марудної праці. Принаймні так уявляє його собі людство, і з цим важко не погодитися, але іноді успіх приходить не звідти, де його шукали.
1. «Ці маленькі тварини…»
1676 рік: торговець тканинами Антоні ван Левенгук уперше побачив у мікроскоп, зроблений власноруч для перевірки якості одягу, бактерії. Про свою знахідку він повідомив листом найавторитетнішу наукову установу того часу — Лондонське королівське товариство. У листі він зазначав: «Ці маленькі тварини перед моїм оком були в десятки тисяч разів менші, ніж… водяна блоха (дафнія) чи водяний ослик (Asellus aquaticus), рух яких ви можете побачити у воді неозброєним оком». Хоча Левенгук сконструював мікроскоп з прагматичною метою, природна цікавість все ж змусила його розглядати не тільки шерсть із льоном — він почав активно вивчати інші субстанції: стоячу дощову воду, випорожнення, листки чаю, сім’яну рідину барана, зрізи свинячого язика, бліх тощо. Він описав коків («круглі»), бацил («у формі паличок») та спірохет («спіральної форми»).
Випадкове відкриття Левенгука поклало початок мікробіології й протозоології. І, як згадують біографи, на момент смерті в 1723 році у видатного голландця було близько 500 мікроскопів з різними лінзами.
2. «Поглинало існування»
1799 рік: Гемфрі Деві, піонер у галузі електрохімії, експериментував з газами ще замолоду (і досить успішно — із часом винайшов безпечну шахтарську лампу). Уже зробивши неабияку кар’єру, він взявся винайти інгаляційний препарат від сухот. У процесі Деві провів на собі чимало експериментів, які ретельно описував, і це також допомогло йому здобути значний авторитет у колег. У пошуках ліків вчений вдихнув закис азоту й винайшов майбутню анестезію: «Приємне відчуття було спочатку локальним і сприймалося в губах і на щоках; однак воно поступово розливалося по всьому тілу й посеред експерименту на певний момент стало настільки інтенсивним і чистим, що поглинуло саме існування — й у цей момент я знепритомнів…»
Деві передбачав, що закис азоту може застосовуватися для знеболювання: у нього N2O тамував, наприклад, біль у яснах. Але лікарі оцінили винахід лише в 1863 році завдяки Джозефу Прістлі, а протягом півстоліття звеселяючий газ застосовували, як то кажуть, не за призначенням — це був модний на світських вечірках рекреаційний наркотик.
3. «Я не думав, я розслідував!»
1895 рік: Вільгельм Рентген вмикав і вимикав струм у вакуумній катодній трубці, вимірюючи в процесі різні параметри й автоматично записуючи отримані результати (коли він потому згадував про цей випадок, то зізнався: «Я не думав, я розслідував!»). Десь опівночі вчений відчув втому й почав збиратися додому. Професор погасив світло і… побачив таємниче зелене світіння. Поекспериментувавши зі струмом та обладнанням, Рентген зрозумів його природу.
Так було відкрито раніше невідомий тип випромінювання, а трохи згодом лікарі отримали можливість візуалізувати внутрішню частину тіла пацієнтів без хірургічного втручання.
Цікаво, що Рентген показав своє відкриття спершу не колегам, а дружині Берті. Знімок саме її руки з обручкою на пальці супроводжував наукову статтю Рентгена «Про новий рід променів». Невдовзі вона вийшла друком у вигляді окремої брошури, і Вільгельм Рентген розіслав її провідним фізикам Європи — так знімок жіночої руки з обручкою став хрестоматійним. Відтоді почалася нова ера в історії медицини — епоха дослідження внутрішньої структури об’єкта за допомогою рентгенівських променів.
4. Наслідок бажання та… спроби суїциду
1916 рік: гепарин відкрив не сформований вчений, а зелений студент медичного факультету Балтиморського університету Джей Маклін.
Утім, цей винахід лише почасти можна назвати випадковим: як заявив сам автор, «гепарин з’явився внаслідок мого бажання виконати щось, що відповідало б моїм власним можливостям». І, як описував Маклін у статті «Відкриття гепарину», він працював усупереч важкій долі й спротиву вітчима, який не підтримував пасинка. Проте відкриття гепарину було його лише «технічно».
Вільям Ховелл, викладач Макліна, на той час другокурсника, займався дослідженням з очищення та визначення ефективності препаратів цефаліну, компонента клітинних мембран, наявного у великій кількості в клітинах мозку, та давав своїм студентам різні завдання на тему коагулянтів. Макліну, одному з-поміж інших, було доручено вилучати і досліджувати сполуки з властивостями коагулянтів, тобто завдання було абсолютно протилежне відкриттю. У процесі його виконання Маклін екстрагував із собачої печінки фосфатиди (зараз вони відомі нам як фосфоліпіди). In vitro ці жиророзчинні сполуки продемонстрували антикоагулянтні властивості й закономірно призвели до надмірної кровотечі у піддослідних тварин. Маклін не оцінив знахідку (все ж таки тривала Перша світова війна) й надалі продовжував пошуки дієвих коагулянтів під керівництвом вже іншого викладача в іншому університеті.
При цьому робота з антикоагулянтами тривала і в лабораторіях Ховелла. Разом з іншим своїм студентом Ховелл виділив ще один жиророзчинний антикоагулянт, який дещо відрізнявся від ізольованого Макліном кілька років тому. Термін «гепарин», який натякав на походження речовини з печінки, також був запропонований Ховеллом. Крім того, він згодом розробив схему вилучення водної форми цієї сполуки та протокол її очищення. Проте минуло ще майже 10 років, перш ніж водорозчинну форму гепарину почали застосовувати в клінічній практиці. І, на жаль, це випадкове відкриття стало причиною суперечок між вчителем і учнем.
Ще один славетний антикоагулянт, уже непрямої дії — варфарин — також важко назвати результатом чітких цілеспрямованих зусиль. Варфарин з’явився у 1940 році внаслідок серії подій, яка розпочалася із зустрічі молодого агрохіміка Карла Пауля Лінка з фермером із Вісконсину. Останній переймався серйозною проблемою: його породисті корови з биками масово гинули від кровотеч. Розслідування з’ясувало, що причиною геморагій були сполуки із зіпсованого корму для худоби на основі конюшини (Melilotus alba і Melilotus officinalis). Річ у тім, що грибки плісняви вкупі з бродінням перетворювали природні рослинні кумарини на дикумарол, котрий і спричиняв геморагії, втручаючись в агрегатну дію вітаміна К як антагоніст. Загалом на досліди, які допомогли встановити істину, Лінк витратив 7 років й переважно проводив їх разом із Марком Стахманом. За цей час вони синтезували кілька варіантів молекул кумаринів, з яких Стахман згодом кристалізував і запатентував один, як… отруту для щурів. Оскільки останні роботи фінансувалися Вісконсинським дослідницьким фондом випускників (Wisconsin Alumni Research Foundation), то його абревіатура, WARF, лягла в основу назви запатентованого родентицида.
Карл Лінк рекламував варфарин як отруту для щурів. А те, що це може бути препарат, ефективний у людей із ризиком тромбозів, виявили зовсім несподівано. Так, один моряк намагався покінчити життя самогубством, прийнявши високу дозу варфарину. Він залишився живим і здоровим, і після низки випробувань варфарин почали застосовувати як лікарський засіб під назвою «Кумадин». Порівняно з гепарином і дикумаролом він мав вагомі переваги, передусім, високу розчинність у воді та високу біодоступність при пероральному застосуванні. Так химерно й бурхливо почалася ера пероральних антикоагулянтів. Й варфарин досі очолює їх списки.
5. Задав темп
1958 рік: пейсмейкер. Американський інженер і професійний винахідник, автор близько 150 патентів Вільсон Грейтбатч намагався створити пристрій, який міг би записувати звук биття серця. Після того, як він неправильно зібрав прототип пристрою, Грейтбатч зауважив, що той видавав «пульсацію серця»: ритм, який генерував апарат, повністю відповідав нормі.
На той час вже існували моделі кардіостимуляторів, але вони були надто великими. Вільсон Грейтбатч через два роки вдосконалення свого винаходу та вивчення кардіології запропонував чудову альтернативу. У 1960 році його запатентований імплантований кардіо-стимулятор було схвалено для використання у людей. Того самого року пейсмейкер імплантували першому пацієнтові. Через десять років автор вдосконалив його, подовживши строк служби акумулятора.
Так Вільсон Грейтбатч увійшов в історію саме як рятівник тисяч людей із порушеннями сердечного ритму. (Варте уваги те, що коло його наукових інтересів було надзвичайно широким; наприклад, у 80-ті та 90-ті роки минулого століття він зареєстрував три патенти на методи пригнічення реплікації ВІЛ та подібного вірусу у котів.)
Підготувала Любомира ПРОТАСЮК, спеціально для «ВЗ»
