Organiczne armamentarium onkologa, czyli od rośliny do leku

Ponad 60% współcześnie używanych leków przeciwnowotworowych to substancje pochodzenia naturalnego. Nie wszystkie jednak znajdują zastosowanie dokładnie w takiej formie w, jakiej zostały pierwotnie wyizolowane. Częściej używamy dziś ich pochodnych otrzymywanych w laboratoriach. Głównej broni do walki z najgroźniejszym zabójcą XXI wieku, czyli nowotworami, wciąż dostarcza nam jednak natura. Przyszłe chemioterapeutyki odnaleźliśmy w lasach Ameryki Północnej, a także Chin i Tybetu. Wykryliśmy je w korzeniach mandragory i wytwarzane przez bakterie występujące w glebie w okolicy Castel del Monte we włoskiej Apulii i na oddalonej od niej o ponad 12 tysięcy kilometrów Wyspie Wielkanocnej. Znaleźliśmy je nawet na dnie Morza Karaibskiego.

Napar przyrządzany z liści Vinca rosea spożywany był pierwotnie w wielu kulturach jako lek o potencjalnym działaniu przeciwcukrzycowym. W latach 50. naukowcy z University of Western Ontario wzięli preparaty barwinka różyczkowego pod lupę i stwierdzili, że przyjmowane drogą doustną są całkowicie bezskuteczne. Okazały się właściwie pozbawione właściwości hipoglikemizujących. Nie zniechęcając się, badacze podali je szczurom dożylnie. Ponownie nie zaobserwowali spadku poziomu cukru. Zwierzęta zmarły jednak w ciągu tygodnia po iniekcji z powodu supresji szpiku powikłanej ciężkimi infekcjami. To odkrycie doprowadziło do wyizolowania z Vinca rosea związków, które jako pierwsze spośród substancji pochodzenia naturalnego utorowały sobie drogę do powszechnie stosowanej chemioterapii - winblastyny i winkrystyny. 

Nie wszystkie odkrycia były jednak dziełem przypadku. Przeczucie, że w zasobach natury drzemie niewykorzystany potencjał, pchnęło naukowców do dalszych poszukiwań. W latach 60. z kory endemicznie występującego w lasach Ameryki Północnej cisu krótkolistnego wyizolowano paklitaksel, obecnie powszechnie używany m.in. w leczeniu raka piersi i jajnika. Dawka paklitakselu stosowana w leczeniu okołooperacyjnym raka piersi to 80 mg/m2 powierzchni ciała podawane co 12 tygodni, co dla przeciętnej kobiety daje łącznie ponad 1,5 g leku. Kora Taxus brevifolia zawiera jednak na tyle mało czystej substancji, że aby uzyskać tą ilość, trzeba by ściąć ponad 100 stuletnich drzew. Zarówno paklitaksel, jak i docetaksel (jego półsyntetyczny analog) produkowane są obecnie także ze związków pozyskiwanych z liści bardziej rozpowszechnionego cisu europejskiego (Taxus baccata).

Chociaż przykładów roślin, które podzieliły los barwinka różyczkowego i cisu jest więcej, to nie tylko wśród flory znajdowano substancje wzbogacające onkologiczne armamentarium. Do powstawania leków przeciwnowotworowych przyczyniły się także zwierzęta, a dokładnie żyjące w morzu karaibskim gąbki. Tethya crypta, stworzenia wielkości ludzkiej dłoni zamieszkujące płytkie (do 20 m głębokości) wody u wybrzeży Karaibów, okazały się zawierać spongotymidynę i spongourydynę, związki, które stały się podstawą do syntezy cytarabiny. Lek ten, będący antymetabolitem cytozyny, nie wykazuje aktywności w terapii guzów litych, ale odgrywa ważną rolę w leczeniu nowotworów hematologicznych.

Naszymi sprzymierzeńcami w walce z rakiem okazały się także najmniejsze spośród organizmów, czyli bakterie. Żyjące w glebie w pobliżu Castel del Monte we Włoszech bakterie gatunku S. peucetius okazały się wytwarzać substancję o silnym działaniu przeciwnowotworowym o charakterystycznym czerwonym kolorze. To właśnie z jego powodu nazwano ją daunorubicyną. Antracykliny, którym początek dało jej odkrycie, nie są jedynymi lekami przeciwnowotworowymi, do powstania których przyczyniły się bakterie z rodzaju Streptomyces. Pierwszym antybiotykiem o działaniu przeciwnowotworowym była odkryta już w latach 40. daktynomycyna, a dwadzieścia lat później Japończycy dzięki bakteriom tego samego rodzaju natrafili na kolejny związek- bleomycynę.

Natura niewątpliwie może być naszym sojusznikiem w wojnie z rakiem. Topotekan i drzewa gatunku Camptotheca acuminata, etopozyd i Podophyllum peltatum, aurystatyna E i mięczaki Dolabella auricularia… podobnych przykładów znaleźć można znacznie więcej.

“Możliwe, że nie doceniamy roli przypadkowych obserwacji w rozważaniach o drogach poszukiwań nowych substancji aktywnych”, przyznali Noble, Beer i Cutts w publikacji opisującej ich eksperymenty z alkaloidami Vinca rosea.

I chociaż współcześnie znaczną częścią leków pochodzenia naturalnego dysponujemy dzięki systematycznym poszukiwaniom, to niektóre substancje rzeczywiście trafiły w nasze ręce przez czysty przypadek.