Nem csak az elhivatott tudományos kutatómunkának, a véletlennek is jelentős szerep jutott az áttörő orvosi felfedezésekben, különösen az utóbbi évszázadokban. Hogy mi vezetett az antibiotikumok felfedezéséhez vagy a megelőző orvostudomány kialakulásához, és mi formálta a jelenlegi kutatások irányát, abban a szerencse is kivette a részét.
A véletlen, ahogy az életben, úgy a tudományban is meghatározó erővel bír. Elég csak arra gondolni, hogy a Newton fejére pottyant alma ihlette a gravitáció és a tömegvonzás törvényét. És még mennyi mindent!
Egészen másnak indult, orvosi áttörés lett belőle
Többek között a diagnosztikában jó ideje alapvetőnek számító röntgengép sem jöhetett volna létre, ha nem hoz a Crooks vákuumcsöves kísérlet váratlan fordulatot az 1800-as évek végén. A történet szerint, amikor a német fizikus egy speciális gázzal töltötte meg a katódsugárcsöveket, egy furcsa izzást (sugárzást) látott, amit tovább vizsgált. Ekkor jött rá, hogy ez a sugárzás képes áthatolni szilárd tárgyakon és az emberi bőrön is. Ezzel Wilhelm Conrad Röntgen 1895-ben felfedezte a röntgensugarakat, melyek segítségével hamarosan meg is született az első röntgenfelvétel a tudós feleségének kezéről.
A röntgengépek elterjedése és a hatékonyabb vákuumcsövek feltalálása már a 20. századra maradt, a többi már történelem. A felfedezéssel számos elváltozást képesek kimutatni, így a csonttöréseket vagy fogbetegségeket, de a lágyszövetek problémáinak feltárásában, például a tüdőbetegségek, vesekő vagy bizonyos ráktípusok diagnosztizálásában is meghatározó szerepet játszik.
A véletlen szerepe a kemoterápia esetében felemásan sült el, hiszen az első terápiás alkalmazások alapjait az I. világháborúban használt mustárgáz vizsgálata hozta el. Egy 1919-es kutatás alapján a szakemberek már tisztában voltak vele, hogy a gázmérgezés csontvelő-károsodást okoz, drasztikusan károsítja a fehérvérsejteket. A következő világháború alatt az USA Tudományos Kutatás és Fejlesztés Hivatala a mustárgáz vegyi hadviselési lehetőségeivel foglalkozott. Ennek részeként a Yale és a Chicago Egyetemen dolgoztak kutatócsoportok, melyek egymástól függetlenül is letesztelték a mustárgáz orvosi alkalmazási lehetőségeit. A Yale-en HN3 vegyülettel, a Chicagói Egyetemen pedig a HN2 hatóanyaggal kísérleteztek. A két kutatócsoport csak a II. világháború után tudta egyeztetni az eredményeit, így végül megszületett az első kemoterápiás gyógyszer, a mustine, avagy a klórmetin.
Az 1950-as években Wilson Greatbatch mérnök egy olyan oszcillátort tervezett, amivel a szívverését szerette volna monitorozni, de rossz ellenállást épített be, ezért a szerkezet ritmikus szívveréshez hasonló impulzust adott ki. Greatbatch ennek nyomán haladt tovább, és 1960-ban engedélyezték is találmányát, az első beépíthető pacemakert.
Szórakozott professzorok?
Az 1900-as évek hozott áttörést a bakteriális fertőzések és betegségek kezelésében, amikor Alexander Fleming skót orvos hosszabb szabadsága után visszatért a laborjába, és csodálkozva vette észre, hogy a staphylococcus aureus (gennykeltő baktérium) tenyészetét elpusztította egy penészgomba. Fleming nem sokat szomorkodott a petricsészéi felett, inkább felfedezte az első antibiotikumot, a Penicilint. Ennek ellenére antibiotikumként Fleming nem tudta alkalmazni felfedezését. Csak 10 évvel később, az oxfordi kutatók, Howard Florey és Ernst Chain tudták izolálni és nagy mennyiségben előállítani a penicilint, amikor az ehhez szükséges technológia már elérhető volt. A felfedezésért Alexander Fleming 1945-ben, Howard Florey-jel és Ernst Boris Chainnal közösen vehette át az orvosi Nobel-díját.
A 20. század jelentős invenciói közé tartozik a vitaminok felfedezése, melyek szükségszerűségét Frederick Gowland Hopkins angol biológus kísérletei bizonyították 1912-ben.
Amikor a lakosság étrendjét bizonyos vitaminokkal kiegészítették, sorra tűntek el az olyan hiánybetegségek, mint az angolkór (D-vitamin), a skorbut (C-vitamin) vagy a túlzott hántolatlan rizs miatt fellépő beri-beri (B1-vitamin). A B12 vitamin hozott megoldást az úgynevezett vészes vérszegénység kezelésére, ami a vitamin felfedezése előtt akkoriban a cukorbetegséggel egyenértékű halálos kórnak számított.
Véletlenek is közrejátszottak ugyanakkor a vitaminok felfedezésében. Szentgyörgyi Albert – bár már sikeresen izolálta az aszkorbinsavat citrusfélékből, illetve káposztából –, nem tudott megfelelő mennyiséget előállítani. Az áttörést a legenda szerint a felesége paprikasalátája hozta meg, amit levitt a laborba, Szentgyörgyi pedig meglepődve tapasztalta, hogy a paprika „működik”. Később Szegeden vásárolt földeket és paprikatermesztésbe kezdett. 1937-ben orvosi és fizikai Nobel-díjjal ismerték el a C-vitaminnal kapcsolatos felfedezését.
A genetika és rákkutatás véletlen hozadékai
A század egyik legizgalmasabb felfedezésének tartják a DNS szerkezetének megfejtését. James D. Watson és Francis Crick 1953-as eredményei Nobel-díjat érdemeltek, de az emberi genom feltérképezése csak majd egy fél évszázaddal később, 1990-ben indult el, 2003-ban fejeződött be, a projektet pedig csak idén véglegesítették. Eközben megszámlálhatatlan kutatás zajlott a témában.
1984 szeptemberében például Sir Alec Jeffreys professzor, akit ma a genetikai ujjlenyomatvétel és a DNS-profilozás technikáinak kifejlesztőjeként tartanak számon, véletlenül felfedezett egy furcsaságot a mintáiban. Ahogy később az unokája leírja, „A nagyapám egy nap a laboratóriumában babrált, amikor felfedezte a genetikai ujjlenyomatot”. A történet szerint a professzor és csapata DNS miniszatelit vizsgálatokat végzett, és az aktuális kísérlet során, amikor az egyik labortechnikus és szülei által adományozott mintákat tanulmányozta, rájött, hogy a DNS-ben egyedi és öröklődő vonások is ismétlődnek, így alkalmas arra, hogy egy személyt kétséget kizáróan azonosítson.
A genetika mellett a rákkutatás szintén meghatározó irány, a tudósok rendületlenül dolgoznak rákellenes terápiákon. Sokáig a cél egy univerzális gyógyszer megalkotása volt, és mivel a tudósok úgy gondolták, hogy a rákot retrovírusok okozzák, a 70-es évekig ebben az irányban folytak a kísérletek.
Ennek részeként Jerome Horwitz 1964-ben kifejlesztette az AZT-nek keresztelt azidotimidint. A szer hatástalan volt a tumorok ellen, de 10 évvel később kiderült, hogy a retrovírus okozta T-sejtes limfóma esetében viszont hatékony. A ’80-as években kezdődő AIDS-járvány során ismét előtérbe került az AZT, mint lehetséges gyógyszer a HIV retrovírus ellen. Módosított hatóanyaggal 1987-ben, alig 25 hónap alatt engedélyezték is az alkalmazását.
Némileg hasonló a története az mRNS-alapú COVID-19 védőoltásnak is. 2013-tól Karikó Katalin és Hiromi Muramatsu az mRNS rák- és fertőzőbetegségek immunterápiás lehetőségeit kutatták. A klinikai kísérletek során kiderült, hogy a véráramba injekciózott mRNS molekulák vírusfertőzések megelőzésére, oltóanyagként is hatásosak. Ezt a tulajdonságát használták fel koronavírus járvány megelőzését támogató mRNS vakcinák kifejlesztésekor.
Az mRNS területén tovább zajlanak a kutatások: védőoltások, valamint a tumorok immunterápiás lehetőségei témájában egyaránt. Középpontba kerültek a célzott terápiák, génterápiák és a nanomedicinák, de egy új antibiotikum-rezisztens szuperbaktériumokra specializálódott hatóanyaggal, a teixobaktinnal is kísérleteznek.
Hogy ezek alapul szolgálhatnak-e véletlen felfedezéseknek a jövőben, azt természetesen nem lehet sem megjósolni, sem kizárni. Annyi biztos, hogy a szerencsésen felbukkanó eredményekből több újabb kutatás nőtte ki magát, hatásukat a mai napig kifejtik.
A cikket a Pfizer Kft. támogatta
