Potężne pióro – Schematy EpiPen

Schematy patentoweheldona Kaplana dla jego ulepszonego automatycznego wstrzykiwacza. Wstrzykiwacz, powszechnie nazywany EpiPenem, jest używany do leczenia wstrząsu anafilaktycznego.

U.S. Patent Office

EpiPen to częściej używana nazwa handlowa automatycznego wstrzykiwacza epinefryny. Urządzenie to, nie większe od cygara, jest efektem zimnej wojny, opartym na XIX-wiecznej innowacji, jaką były zastrzyki z wydrążonych igieł. W czasie zimnej wojny wojsko potrzebowało szybkiego sposobu, aby żołnierze mogli samodzielnie wstrzykiwać sobie antidotum na gaz nerwowy. W latach 70. wynalazca Sheldon Kaplan uznał, że modyfikacje w długopisie mogą uczynić go ratunkiem dla cywilów, zwłaszcza tych podatnych na wstrząs anafilaktyczny, w którym szybka reakcja może oznaczać różnicę między życiem a śmiercią.

EpiPen stopniowo zastępował innowację z czasów II wojny światowej, zestaw Ana-Kit, który zawierał odmierzone dawki epinefryny gotowe do podania za pomocą strzykawki i igły. Przed II wojną światową leczenie wymagało pobierania i odmierzania epinefryny z fiolki, co było metodą czasochłonną i podatną na błędy.

Epinefryna-znana również jako adrenalina-jest hormonem. Oba słowa oznaczają „na szczycie nerek”. Substancja ta została odkryta w latach 90. XIX wieku po tym, jak Anglik George Oliver zaczął eksperymentować z ekstraktami z różnych gruczołów zwierzęcych. Jeden z ekstraktów z wewnętrznej części nadnercza zwiększył ciśnienie krwi u psa. Prawie tak szybko jak to zostało odkryte, lekarze i przedsiębiorcy farmaceutyczni zaczęli szukać zastosowań dla tej substancji.

Wśród tych przedsiębiorców Filadelfia Solomon Solis-Cohen został uznany za pierwszego, który wypróbował epinefrynę na pacjentach, u których zdiagnozowano katar sienny i niektóre rodzaje astmy. W 1898 roku Solis-Cohen wypróbował „substancję suprarenalinową” przygotowaną z nadnerczy owiec przez lokalnego farmaceutę jako środek łagodzący dla jego własnego i jego brata stosunkowo łagodnego sezonowego kataru siennego. Solis-Cohen myślał, że katar sienny był ostatecznie spowodowane przez osłabienie nerwów i mięśni kontrolujących rozszerzenie i zwężenie naczyń krwionośnych i był „być może spotęgowane przez nieco studyjny życia.” Epinefryna pomogła, ale nie z powodów, których Solis-Cohen się spodziewał. Późniejsze badania wykazały, że jego sukcesy były głównie ze względu na efekt relaksacyjny epinefryny na mięśnie gładkie wyściełające drogi oddechowe.

Do 1900 Solis-Cohen zaczął używać substancji nadnerczy w leczeniu pacjentów z niektórymi rodzajami astmy, warunek wtedy jeszcze zdefiniowane. Dał swoim pacjentom tabletki, ale narzekał na niepotrzebne substancje zwierzęce, które zawierały, a które mogły powodować biegunkę. Przyłączył się do krzyku o czystość. „Gdybyśmy mogli mieć sam czynnik aktywny, nasza terapia byłaby o wiele bardziej definitywna.”

W artykule z 1906 roku Solis-Cohen wymienił naukowców, którzy odpowiedzieli na tę potrzebę. Opisał użycie „zarówno roztworu chlorku adrenaliny Takaminy, jak i epinefryny Abla”, tej ostatniej sprzedawanej w postaci proszku – Suprarenaliny – który można było przerobić na tabletki. Tylko na samym końcu artykułu Solis-Cohen, kiedy opisuje, co zrobić, jeśli te zawiodą i wystąpią „paroksyzmy astmatyczne”, wspomina o wstrzyknięciu jako najszybszym sposobie zastosowania leków.

John Jacob Abel i Jokichi Takamine pracowali w tym czasie w Stanach Zjednoczonych. Abel był pierwszym profesorem farmakologii w Johns Hopkins Medical School. W 1897 roku, stosując różne techniki separacji, udało mu się uzyskać z nadnerczy owiec krystaliczny produkt, który nazwał epinefryną. Nie wyizolował jednak czystej substancji, lecz prawdopodobnie jej nieco zanieczyszczoną pochodną. (Dzisiejszy EpiPen zawiera laboratoryjnie syntetyzowaną epinefrynę.)

Takamine był chemikiem o przedsiębiorczych skłonnościach, który kształcił się w swojej ojczystej Japonii i Szkocji. W 1900 roku, kiedy Takamine rozpoczął badania nad adrenaliną (jego termin) w swoim laboratorium w Clifton, New Jersey, wyizolował już enzymy z Aspergillus oryzae – grzyba niezbędnego do produkcji sosu sojowego i miso- i opatentował produkt jako Taka-Diastaza, środek na niestrawność. Patent sprzedał firmie Parke-Davis and Company, przedsiębiorstwu farmaceutycznemu z Detroit. Podobnie, kiedy jemu i jego asystentowi udało się oczyścić epinefrynę, Takamine sprzedał te patenty firmie Parke-Davis, która opatentowała produkt jako Adrenalin.

Zacząwszy od końca lat sześćdziesiątych, badacze Robert J. Lefkowitz i Brian K. Kobilka pracowali nad zidentyfikowaniem cząsteczek receptorów w ścianach komórkowych, które łączą się z cząsteczkami epinefryny w celu wywołania różnych reakcji fizjologicznych, takich jak podwyższone ciśnienie krwi. Za odkrycie, gdzie i jak epinefryna działa w organizmie, ci dwaj mężczyźni otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 2012 r.

Przez lata epinefryna była stosowana w leczeniu łagodnej astmy i alergii oraz jako środek do ponownego uruchamiania zatrzymanych serc. Dziś jej jedynym oficjalnym zastosowaniem jest leczenie wstrząsu anafilaktycznego – kiedy organizm potrzebuje w pośpiechu przywrócenia wielu systemów.