Distillaties
Wanneer een allergische reactie op een geneesmiddel of een voedingsmiddel toeslaat, of wanneer een insect bijt of steekt, grijpt u of iemand die u kent naar een EpiPen. Een snelle prik in de buitenkant van de dij activeert een veerbelaste plunjer, een holle naald wordt in de spier geduwd, en epinefrine komt vrij. Zonder epinefrine kan iemand die een anafylactische shock riskeert, sterven aan een aanzienlijke daling van de bloeddruk doordat bloed wegvloeit uit vitale organen, zoals het hart en de hersenen, of aan een zwelling die de luchtwegen afsluit.
Een machtige pen – EpiPen-diagrammen
Sheldon Kaplan’s octrooidiagrammen voor zijn verbeterde automatische injector. De injector, die gewoonlijk EpiPen wordt genoemd, wordt gebruikt bij de behandeling van anafylactische shock.
U.S. Patent Office
EpiPen is de meer algemeen gebruikte handelsnaam voor een epinefrine-autoinjector. Het apparaat, niet groter dan een sigaar, is een uitvloeisel van de Koude Oorlog, gebaseerd op de 19e-eeuwse innovatie van injecties met holle naalden. Tijdens de Koude Oorlog wilden de militairen een snelle manier om zelf tegengif tegen zenuwgas in te spuiten. In de jaren zeventig zag uitvinder Sheldon Kaplan in dat wijzigingen in de pen deze tot een levensredder voor burgers konden maken, vooral voor mensen die gevoelig zijn voor anafylactische shock, waarbij een snelle reactie het verschil kan betekenen tussen leven en dood.
De EpiPen verving geleidelijk een innovatie uit de Tweede Wereldoorlog, de Ana-Kit, die afgemeten doses epinefrine bevatte die klaar waren om met een injectiespuit en naald te worden toegediend. Vóór de Tweede Wereldoorlog moest voor de behandeling epinefrine uit een flacon worden gehaald en afgemeten, een tijdrovende en foutgevoelige methode.
Epinefrine, ook bekend als adrenaline, is een hormoon. Beide woorden betekenen “boven op de nieren”. De stof werd ontdekt in de jaren 1890 nadat de Engelsman George Oliver begon te experimenteren met extracten van verschillende dierenklieren. Een extract van het binnenste van de bijnier verhoogde de bloeddruk van een hond. Vrijwel onmiddellijk na de ontdekking ervan gingen artsen en farmaceutische ondernemers op zoek naar toepassingen voor deze stof.
Een van deze ondernemers, Solomon Solis-Cohen uit Philadelphia, heeft de eer gehad als eerste epinefrine uit te proberen op patiënten met hooikoorts en bepaalde vormen van astma. In 1898 probeerde Solis-Cohen “suprarenaline”, een stof die door een plaatselijke apotheker was bereid uit de bijnieren van schapen, als palliatief voor zijn eigen hooikoorts en de relatief milde hooikoorts van zijn broer. Solis-Cohen dacht dat hooikoorts uiteindelijk werd veroorzaakt door een zwakte van de zenuwen en spieren die de verwijding en vernauwing van de bloedvaten controleerden en “misschien verergerd werd door een ietwat studerend leven”. De epinefrine hielp, maar niet om de redenen die Solis-Cohen verwachtte. Later onderzoek toonde aan dat zijn successen vooral te danken waren aan het ontspannende effect van epinefrine op de gladde spieren die de luchtwegen bekleden.
Tegen 1900 was Solis-Cohen begonnen met het gebruik van een bijnierstof om patiënten met sommige vormen van astma te behandelen, een aandoening die toen nog gedefinieerd werd. Hij gaf zijn patiënten tabletten, maar klaagde over de onnodige dierlijke stoffen die ze bevatten en die diarree konden veroorzaken. Hij sloot zich aan bij de roep om zuiverheid. “Als we alleen de werkzame stof zouden kunnen hebben, zou onze therapie veel definitiever zijn. In een artikel uit 1906 noemde Solis-Cohen de wetenschappers die aan deze behoefte beantwoordden. Hij beschreef het gebruik van “zowel de adrenaline-chloride-oplossing van Takamine als de epinefrine van Abel,” de laatste op de markt gebracht als een poeder-Suprarenaline-die in tabletten kon worden gemaakt. Pas helemaal aan het eind van het artikel van Solis-Cohen, wanneer hij beschrijft wat te doen als deze niet werken en er “astmatische paroxysmen” optreden, noemt hij injectie als de snelste manier om de geneesmiddelen toe te passen.
John Jacob Abel en Jokichi Takamine werkten op dat moment allebei in de Verenigde Staten. Abel was de eerste hoogleraar farmacologie aan de Johns Hopkins Medical School. In 1897 slaagde hij erin met behulp van verschillende scheidingstechnieken een kristallijn product uit de bijnieren van schapen te verkrijgen, dat hij epinefrine noemde. Hij had echter niet de zuivere stof geïsoleerd, maar waarschijnlijk een enigszins onzuiver derivaat ervan. (De EpiPen van vandaag bevat in het laboratorium gesynthetiseerde epinefrine.)
Takamine was een scheikundige met ondernemingszin die in zijn geboorteland Japan en in Schotland was opgeleid. Tegen 1900, toen Takamine adrenaline (zijn term) begon te onderzoeken in zijn laboratorium in Clifton, New Jersey, had hij al enzymen geïsoleerd uit Aspergillus oryzae-een schimmel die essentieel is voor de productie van sojasaus en miso en het product gepatenteerd als Taka-Diastase, een middel tegen indigestie. Hij verkocht het octrooi aan Parke-Davis and Company, een farmaceutisch bedrijf in Detroit. Toen hij en zijn assistent erin slaagden epinefrine te zuiveren, verkocht Takamine deze patenten ook aan Parke-Davis, dat het product onder de naam Adrenaline patenteerde.
Beginnend in de late jaren zestig, werkten onderzoekers Robert J. Lefkowitz en Brian K. Kobilka aan de identificatie van de receptormoleculen in celwanden die een verbinding aangaan met epinefrine moleculen om verschillende fysiologische reacties teweeg te brengen, zoals een verhoogde bloeddruk. Voor het ontdekken waar en hoe epinefrine in het lichaam werkt, ontvingen de twee mannen de Nobelprijs voor de Scheikunde 2012.
In de loop der jaren is epinefrine gebruikt voor de behandeling van milde astma en allergieën en als middel om gestopte harten weer op gang te brengen. Tegenwoordig wordt het alleen officieel gebruikt bij de behandeling van anafylactische shock – wanneer een lichaam veel van zijn systemen snel moet herstellen.