Medizinnobelpreis 1988: James Whyte Black — Gertrude Belle Elion — George Herbert Hitchings


Medizinnobelpreis 1988: James Whyte Black — Gertrude Belle Elion — George Herbert Hitchings
Medizinnobelpreis 1988: James Whyte Black — Gertrude Belle Elion — George Herbert Hitchings
 
Die Wissenschaftler wurden für wegweisende Entdeckungen wichtiger biochemischer Prinzipien der Arzneimitteltherapie ausgezeichnet.
 
 Biografien
 
Sir (seit 1981) James Whyte Black, * Uddingston (Schottland) 14. 6. 1924; 1947-59 als Medizindozent in Singapur, anschließend in Schottland, 1958-64 beim Pharmakonzern Imperial Chemical Industries (ICI) in London.; ab 1973 Professor in London; ab 1978 an den Wellcome-Labors in Beckenham (Kent).
 
Gertrude Belle Elion, * New York 23. 1. 1918, ✝ Chaeppel Hill (North Carolina) 21. 2. 1999; 1940-42 Physik- und Chemielehrerin, dann Forschungsassistentin in mehreren wissenschaftlichen Laboratorien, ab 1966 Abteilungsleiterin an den Wellcome Laboratorien in Triangle Park (New York); seit 1970 zwei Professuren, 1983 Emeritierung.
 
George Herbert Hitchings, * Hoquiam (Washington) 18. 4. 1905, ✝ Chapel Hill (North Carolina) 27. 2. 1998; nach dem Chemiestudium 1927-39 Forschungen an der Harvard University, 1942-75 Forschungstätigkeit bei Burroughs Wellcome Co in Triangle Park New York, ab 1967 Vizepräsident des Konzerns.
 
 Würdigung der preisgekrönten Leistung
 
Black, Elion und Hitchings wurden für die Entwicklung neuer Wirkstoffe ausgezeichnet, die für die Behandlung einer ganzen Reihe sehr unterschiedlicher Krankheiten sehr wichtig sind. Dazu zählen vor allem die myokardiale Ischämie, Bluthochdruck, Zwölffingerdarmgeschwüre, Leukämie, Gicht und infektiöse Krankheiten. Die Forschungsleistungen der drei Wissenschaftler haben jedoch eine darüber hinausgehende fundamentale Bedeutung. Während die Wirkstoffentwicklung bis dahin meist auf der chemischen Modifikation von Naturstoffverbindungen beruhte, haben sie einen wesentlich rationaleren Ansatz entwickelt, der auf dem Verständnis grundlegender biochemischer und physiologischer Prozesse beruht. Lange Zeit blieb es ein Rätsel, wie die Signalsubstanzen Adrenalin und Noradrenalin auf die weiche Muskulatur sowohl eine zusammenziehende als auch eine entspannende Wirkung ausüben können. Nach der Rezeptortheorie sollten die offensichtlich gegensätzlichen Wirkungen der beiden Catecholamine durch die so genannten Alpha- beziehungsweise Beta-Rezeptoren in den Zielorganen vermittelt werden. Stoffe, die diese Rezeptoren selektiv stimulieren, waren ebenso bekannt wie solche Verbindungen, die die Wirkung verhinderten.
 
 Durchbruch mit Betablockern
 
Black ließ sich durch diese Vorstellung dazu anregen, systematisch nach Substanzen mit den Beta-Rezeptor blockierenden Eigenschaften zu suchen. Er hatte als Erster erkannt, dass ein geeigneter den Beta-Rezeptor blockierender Wirkstoff ein neues pharmakotherapeutisches Prinzip bei der Behandlung koronarer Herzkrankheiten (Angina Pectoris) darstellen muss. Herkömmliche Wirkstoffe erhöhten den Sauerstofftransport zum Herzen. Im Gegensatz dazu versuchte Black den Sauerstoffbedarf des Herzens zu senken, indem er die Beta-Rezeptoren blockierte und dadurch die Arbeitslast des Herzens minderte. Zwar war bereits 1958 eine den Beta-Rezeptor blockierende Verbindung entwickelt worden. Sie eignete sich jedoch nur für experimentelle Studien an Tieren. 1964 fand Blacks Arbeitsgruppe schließlich mit dem Propranolol den ersten klinisch einsetzbaren Beta-Rezeptorantagonisten. Betablocker haben in der Folge eine weite Verbreitung bei der Behandlung von Angina Pectoris, der Tachykardie (gesteigerte Herzfrequenz) und der Tachyarhythmie (besondere Form der Herzrhythmusstörung) gefunden. Die weitere Forschung ergab, dass der Betablocker auch gegen Bluthochdruck wirkt und die Sterblichkeit bei myokardialen Infarkten senken kann.
 
Danach wandte sich Black dem Histamin zu, einer Mediatorsubstanz, die bei allergischen Reaktionen ausgeschüttet wird. Histamine ließen sich bis dahin durch Antihistamine nur teilweise blockieren. Die stimulierende Wirkung des Histamins auf die Bildung von Magensäure konnte damit verhindert werden. Black vermutete zwei Typen von Histaminrezeptoren, H1 und H2. Auch hier behielt er recht. 1972 charakterisierte er eine neue Gruppe von Histaminrezeptoren, die H2-Rezeptoren und entwickelte den ersten klinisch einsetzbaren H2-Rezeptorantagonisten, das Cimetidin.
 
 Elion und Hitchings forschen gemeinsam
 
Gertrude Elion und George Hitchings arbeiteten seit 1945 zusammen. Ihre ursprüngliche Idee war es, nach Unterschieden im Nucleinsäure-Stoffwechsel zwischen normalen menschlichen Zellen, Krebszellen, Protozoen, Bakterien und Viren zu suchen. Solche Unterschiede wollten sie nutzen, um geeignete Medikamente zu entwickeln, die das Wachstum von Krebszellen und von giftigen Organismen stoppen konnten, ohne die gesunden Zellen zu beeinträchtigen. Im Lauf der Zeit bildete diese Philosophie eine stabile Grundlage für die erfolgreiche Entwicklung von Wirkstoffen gegen eine ganze Reihe von Krankheiten.
 
Als die beiden Wissenschaftler Ende der 1940er-Jahre ihre Idee vorstellten, war das Wissen über den Nucleinsäure-Stoffwechsel noch sehr begrenzt. Man wusste jedoch, dass die Nucleinsäuren Purine und Pyrimidine enthalten. Elion und Hitchings untersuchten deshalb das Wachstum von Lactobacillus casei, einem Milchsäurebakterium, das zu seinem Wachstum auf das Vitamin Folsäure oder auf die Kombination von Purinen — Hypoxanthin und Guanin — und Pyrimidinen angewiesen ist. Ziel war es, die an der Nucleinsäuresynthese beteiligten Stoffwechselwege zu entschlüsseln und Antimetabolite im Nucleinsäure-Stoffwechsel zu identifizieren.
 
1948 entdeckten sie mit dem Diaminopurin einen Adeninantagonisten, der das Wachstum von Lactobacillus casei blockieren konnte. Doch klinische Studien deuteten auf toxische Nebenwirkungen hin. Elion und Hitchings waren deshalb nicht entmutigt, sondern von dem ersten Erfolg sogar beflügelt. Schon zwei Jahre später fanden sie mit dem Thioguanin und 1951 mit 6-Mercaptopurin zwei neue chemotherapeutische Wirkstoffe, die noch heute gegen Leukämie eingesetzt werden.
 
Um die therapeutischen Eigenschaften des Mercaptopurins zu verbessern, versuchten die beiden Forscher, den enthaltenen Schwefel zu ersetzen. Auch das gelang ihnen. 1957 präsentierten sie das Azathioprin. Es war lange Zeit das einzige Medikament, das die Abstoßungsreaktion transplantierter Organe verhindert. 1963 fanden sie im Allopurinol einen Wirkstoff, der die Bildung von Harnsäure verhindern kann und deshalb bei primärer und sekundärer Gicht eingesetzt wird.
 
Hitchings Arbeitsgruppe entwickelte ohne Beteiligung von Elion 1950 das Pyrimethamin gegen Malaria und 1956 das Trimethoprim gegen bakterielle Infektionen. Eine Entwicklung auf der Basis der Forschungsphilosophie von Elion und Hitchings ist das Acyclovir — das erste Medikament gegen Herpesvirus-Infektionen. Acyclovir ist 1977 von Elion beschrieben worden. Mitarbeiter von ihr haben die Philosophie weitergetragen. 1985 gelang es, mit dem Azidothymidin einen Wirkstoff gegen Aids zu präsentieren.
 
U. Schulte

Universal-Lexikon. 2012.

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