Wenn eine allergische Reaktion auf ein Medikament oder ein Lebensmittel auftritt oder wenn ein Insekt sticht oder beißt, greifen Sie oder jemand, den Sie kennen, vielleicht zu einem EpiPen. Durch einen kurzen Stich in den äußeren Oberschenkel wird ein federbelasteter Kolben aktiviert, eine Hohlnadel wird in den Muskel gestoßen und Adrenalin freigesetzt. Ohne Epinephrin kann eine Person, bei der das Risiko eines anaphylaktischen Schocks besteht, an einem erheblichen Blutdruckabfall sterben, da das Blut aus lebenswichtigen Organen wie Herz und Gehirn abfließt, oder an einer Schwellung, die die Atemwege verschließt.

Ein mächtiger Stift – EpiPen Diagramme

Sheldon Kaplans Patentdiagramme für seinen verbesserten automatischen Injektor. Der Injektor, allgemein EpiPen genannt, wird zur Behandlung eines anaphylaktischen Schocks verwendet.

U.S. Patent Office

EpiPen ist der gebräuchlichere Handelsname für einen Epinephrin-Autoinjektor. Das Gerät, das nicht größer als eine Zigarre ist, ist ein Ableger des Kalten Krieges und basiert auf der Innovation der Hohlnadelinjektion aus dem 19. Jahrhundert. Während des Kalten Krieges suchte das Militär nach einer schnellen Möglichkeit für die Truppen, sich selbst ein Gegenmittel für Nervengas zu injizieren. In den 1970er Jahren erkannte der Erfinder Sheldon Kaplan, dass Modifikationen des Pens ihn zu einem Lebensretter für Zivilisten machen könnten, insbesondere für diejenigen, die für einen anaphylaktischen Schock anfällig sind, bei dem eine schnelle Reaktion den Unterschied zwischen Leben und Tod bedeuten kann.

Der EpiPen ersetzte nach und nach eine Innovation aus dem Zweiten Weltkrieg, das Ana-Kit, das abgemessene Dosen von Epinephrin enthielt, die mit Spritze und Nadel verabreicht werden konnten. Vor dem Zweiten Weltkrieg musste Epinephrin aus einem Fläschchen aufgezogen und abgemessen werden, eine zeitaufwändige und fehleranfällige Methode.

Epinephrin – auch bekannt als Adrenalin – ist ein Hormon. Beide Wörter bedeuten „an der Spitze der Nieren“. Die Substanz wurde in den 1890er Jahren entdeckt, nachdem der Engländer George Oliver begann, mit Extrakten aus verschiedenen tierischen Drüsen zu experimentieren. Ein Extrakt aus dem inneren Teil der Nebenniere steigerte den Blutdruck eines Hundes. Fast unmittelbar nach seiner Entdeckung begannen Ärzte und pharmazeutische Unternehmer, nach Verwendungsmöglichkeiten für diese Substanz zu suchen.

Unter diesen Unternehmern gilt Solomon Solis-Cohen aus Philadelphia als der erste, der Epinephrin bei Patienten mit Heuschnupfen und bestimmten Arten von Asthma ausprobierte. 1898 probierte Solis-Cohen eine „Suprarenalinsubstanz“ aus, die ein örtlicher Apotheker aus den Nebennieren von Schafen hergestellt hatte, um seinen eigenen und den relativ leichten saisonalen Heuschnupfen seines Bruders zu lindern. Solis-Cohen war der Meinung, dass Heuschnupfen letztlich durch eine Schwäche der Nerven und Muskeln, die die Erweiterung und Verengung der Blutgefäße kontrollieren, verursacht wird und „vielleicht durch ein etwas fleißiges Leben verschlimmert wird“. Das Epinephrin half, aber nicht aus den Gründen, die Solis-Cohen erwartet hatte. Spätere Untersuchungen zeigten, dass seine Erfolge in erster Linie auf die entspannende Wirkung des Adrenalins auf die glatte Muskulatur der Atemwege zurückzuführen waren.

Um 1900 hatte Solis-Cohen damit begonnen, eine Substanz aus der Nebenniere zur Behandlung von Patienten mit einigen Arten von Asthma zu verwenden, ein Zustand, der damals noch nicht definiert war. Er gab seinen Patienten Tabletten, beschwerte sich aber über die unnötigen tierischen Substanzen, die sie enthielten und die Durchfall verursachen konnten. Er schloss sich dem Ruf nach Reinheit an. „

In einem Artikel aus dem Jahr 1906 nannte Solis-Cohen die Wissenschaftler, die auf dieses Bedürfnis reagierten: „Wenn wir den Wirkstoff allein hätten, wäre unsere Therapie viel sicherer. Er beschrieb die Verwendung „sowohl der Adrenalinchloridlösung von Takamine als auch des Epinephrins von Abel“, wobei letzteres als Pulver – Suprarenalin – vermarktet wurde, das zu Tabletten verarbeitet werden konnte. Erst ganz am Ende von Solis-Cohens Artikel, als er beschreibt, was zu tun ist, wenn diese versagen und „asthmatische Paroxysmen“ auftreten, erwähnt er die Injektion als die schnellste Art der Anwendung der Medikamente.

John Jacob Abel und Jokichi Takamine arbeiteten zu dieser Zeit beide in den Vereinigten Staaten. Abel war der erste Professor für Pharmakologie an der Johns Hopkins Medical School. Im Jahr 1897 gelang es ihm, mit Hilfe verschiedener Trenntechniken ein kristallines Produkt aus der Nebenniere von Schafen zu gewinnen, das er Epinephrin nannte. Er hatte jedoch nicht die reine Substanz isoliert, sondern wahrscheinlich ein leicht verunreinigtes Derivat davon. (Der heutige EpiPen enthält im Labor synthetisiertes Epinephrin.)

Takamine war ein Chemiker mit unternehmerischer Veranlagung, der in seiner Heimat Japan und in Schottland ausgebildet worden war. Im Jahr 1900, als Takamine in seinem Labor in Clifton, New Jersey, mit der Adrenalinforschung begann, hatte er bereits Enzyme aus Aspergillus oryzae isoliert – einem Pilz, der für die Herstellung von Sojasauce und Miso unerlässlich ist – und das Produkt als Taka-Diastase, ein Mittel gegen Verdauungsstörungen, patentieren lassen. Er verkaufte das Patent an Parke-Davis and Company, ein Pharmaunternehmen in Detroit. Als es ihm und seinem Assistenten gelang, Adrenalin zu reinigen, verkaufte Takamine diese Patente ebenfalls an Parke-Davis, das das Produkt als Adrenalin patentieren ließ.

Ab Ende der 1960er Jahre arbeiteten die Forscher Robert J. Lefkowitz und Brian K. Kobilka daran, die Rezeptormoleküle in den Zellwänden zu identifizieren, die sich mit den Adrenalinmolekülen verbinden, um verschiedene physiologische Reaktionen wie z. B. einen erhöhten Blutdruck auszulösen. Für die Entdeckung, wo und wie Adrenalin im Körper wirkt, erhielten die beiden Männer 2012 den Nobelpreis für Chemie.

Im Laufe der Jahre wurde Adrenalin zur Behandlung von leichtem Asthma und Allergien sowie als Mittel zur Wiederbelebung von Herzstillständen eingesetzt. Heute wird es offiziell nur noch zur Behandlung eines anaphylaktischen Schocks eingesetzt, wenn der Körper in kürzester Zeit viele seiner Systeme wiederherstellen muss.