Quando una reazione allergica a un farmaco o a un cibo colpisce, o quando un insetto morde o punge, tu o qualcuno che conosci può prendere un EpiPen. Un rapido colpo nella parte esterna della coscia attiva uno stantuffo a molla, un ago cavo viene spinto nel muscolo e l’epinefrina viene rilasciata. Senza l’epinefrina, una persona a rischio di shock anafilattico può morire a causa di un calo significativo della pressione sanguigna mentre il sangue defluisce dagli organi vitali, come il cuore e il cervello, o per il gonfiore che chiude le vie respiratorie.

Una penna potente – Diagrammi EpiPen

I diagrammi del brevetto diheldon Kaplan per il suo iniettore automatico migliorato. L’iniettore, comunemente chiamato EpiPen, è usato per trattare lo shock anafilattico.

U.S. Patent Office

EpiPen è il nome commerciale più comunemente usato per un autoiniettore di epinefrina. Non più grande di un sigaro, il dispositivo è uno spin-off della guerra fredda basato sull’innovazione del XIX secolo delle iniezioni con ago cavo. Durante la guerra fredda i militari volevano un modo rapido per le truppe di autoiniettare antidoti al gas nervino. Negli anni ’70 l’inventore Sheldon Kaplan ha riconosciuto che le modifiche nella penna potrebbero trasformarla in un salvavita per i civili, soprattutto quelli suscettibili di shock anafilattico, dove una risposta veloce può significare la differenza tra la vita e la morte.

L’EpiPen ha gradualmente sostituito un’innovazione della seconda guerra mondiale, l’Ana-Kit, che conteneva dosi misurate di epinefrina pronta per essere consegnata tramite siringa e ago. Prima della seconda guerra mondiale, il trattamento richiedeva l’estrazione e la misurazione dell’epinefrina da una fiala, un metodo che richiedeva molto tempo ed era soggetto a errori.

L’epinefrina, nota anche come adrenalina, è un ormone. Entrambe le parole significano “sopra i reni”. La sostanza fu scoperta negli anni 1890 dopo che l’inglese George Oliver iniziò a sperimentare con estratti di varie ghiandole animali. Un estratto dalla parte interna della ghiandola surrenale aumentò la pressione sanguigna di un cane. Quasi non appena fu scoperta, medici e imprenditori farmaceutici cominciarono a cercare usi per questa sostanza.

Tra questi imprenditori Solomon Solis-Cohen di Filadelfia ha il merito di essere stato il primo a provare l’epinefrina su pazienti con diagnosi di febbre da fieno e alcuni tipi di asma. Nel 1898 Solis-Cohen provò la “sostanza surrenalina” preparata dalle surrenali di pecora da un farmacista locale come palliativo per la febbre da fieno stagionale relativamente lieve sua e di suo fratello. Solis-Cohen pensava che il raffreddore da fieno fosse in definitiva causato da una debolezza dei nervi e dei muscoli che controllano la dilatazione e la costrizione dei vasi sanguigni ed era “forse aggravato da una vita un po’ studiosa”. L’epinefrina aiutò, ma non per le ragioni che Solis-Cohen si aspettava. Ricerche successive dimostrarono che i suoi successi erano dovuti principalmente all’effetto rilassante dell’epinefrina sulla muscolatura liscia che riveste le vie respiratorie.

Nel 1900 Solis-Cohen aveva iniziato ad usare una sostanza surrenale per trattare i pazienti con alcuni tipi di asma, una condizione allora ancora in fase di definizione. Diede ai suoi pazienti delle compresse, ma si lamentò delle sostanze animali non necessarie che contenevano e che potevano causare diarrea. Si unì al grido di purezza. “Se potessimo avere il solo agente attivo, la nostra terapia sarebbe molto più definita”

In un articolo del 1906 Solis-Cohen nominava gli scienziati che rispondevano a questa necessità. Descriveva l’uso “sia della soluzione di cloruro di adrenalina di Takamine che dell’epinefrina di Abel”, quest’ultima commercializzata come una polvere -Suprarenalina- che poteva essere trasformata in compresse. Solo alla fine dell’articolo di Solis-Cohen, quando descrive cosa fare se queste dovessero fallire e si verificassero “parossismi asmatici”, menziona l’iniezione come il modo più rapido di applicare i farmaci.

John Jacob Abel e Jokichi Takamine lavoravano entrambi negli Stati Uniti a quel tempo. Abel era il primo professore di farmacologia della Johns Hopkins Medical School. Nel 1897, utilizzando varie tecniche di separazione, riuscì ad ottenere un prodotto cristallino dalle ghiandole surrenali delle pecore, che chiamò epinefrina. Non aveva però isolato la sostanza pura, ma probabilmente un suo derivato leggermente impuro. (L’odierno EpiPen contiene epinefrina sintetizzata in laboratorio)

Takamine era un chimico con un’inclinazione imprenditoriale che aveva studiato nel suo Giappone natale e in Scozia. Nel 1900, quando Takamine iniziò la ricerca sull’adrenalina (il suo termine) nel suo laboratorio di Clifton, New Jersey, aveva già isolato gli enzimi dall’Aspergillus oryzae, un fungo essenziale nella produzione della salsa di soia e del miso, e aveva brevettato il prodotto come Taka-Diastase, un rimedio per l’indigestione. Vendette il brevetto alla Parke-Davis and Company, una ditta farmaceutica di Detroit. Allo stesso modo, quando lui e il suo assistente riuscirono a purificare l’epinefrina, Takamine vendette questi brevetti alla Parke-Davis, che marchiò il prodotto come Adrenalina.

A partire dalla fine degli anni ’60, i ricercatori Robert J. Lefkowitz e Brian K. Kobilka hanno lavorato per identificare le molecole recettore nelle pareti cellulari che si collegano con le molecole di epinefrina per innescare varie risposte fisiologiche, come l’aumento della pressione sanguigna. Per aver scoperto dove e come funziona l’epinefrina nel corpo, i due uomini hanno ricevuto il premio Nobel 2012 per la chimica.

Nel corso degli anni l’epinefrina è stata utilizzata per trattare l’asma lieve e le allergie e come mezzo per riavviare il cuore fermo. Oggi il suo unico uso ufficiale è nel trattamento dello shock anafilattico, quando un corpo ha bisogno di ripristinare molti dei suoi sistemi in fretta.