АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Элайон, Гертруда

Гертруда Белл Элайон (англ. Gertrude Belle Elion; 23 января 1918, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США — 21 февраля 1999, Чапел-Хилл, Северная Каролина) — американская учёная-биохимик и фармаколог. В 1988 году Элайон получила Нобелевскую премию по физиологии и медицине вместе с Джеймсом Блэком и её многолетним руководителем Джорджем Хитчингсом «За открытие важных принципов лекарственной терапии», и была первой, кто не был при этом ни врачом, ни обладателем докторской степени.

Член Национальной академии наук США (1990)[4] и Национальной медицинской академии США (1991), иностранный член Лондонского королевского общества (1995)[5]. Удостоена Национальной научной медали США (1991).

Общие сведения
Гертруда Белл Элайон
Gertrude Belle Elion (англ.)
Имя при рождении англ. Gertrude Belle Elion
Дата рождения 23 января 1918(1918-01-23)[1][2][…]
Место рождения
Дата смерти 21 февраля 1999(1999-02-21)[1][2][…] (81 год)
Место смерти
Страна
Научная сфера фармакология
Место работы
Образование
Научный руководитель Джордж Хитчингс
Награды и премии
Сайт nobelprize.org/prizes/me…

Биография

Гертруда Элайон родилась 23 января 1918 г. в еврейской иммигрантской семье (её отец иммигрировал в 12 лет из Литвы, мать в 14 лет — из России). Окончила Хантерский колледж, бакалавриат, в 1937 году. После окончания колледжа она подала заявления примерно в пятнадцать аспирантур, но везде получила отказы из-за гендерной дискриминации[6]. Затем в течение семестра преподавала в Нью-Йоркской больничной школе медсестёр и только в 1939 г. смогла продолжить обучение в аспирантуре Нью-Йоркского университета, где в 1941 г., будучи единственным кандидатом женского пола, получила степень магистра наук по химии.

В 1941—42 гг. работала преподавателем химии и физики, затем химиком-лаборантом в фирме по производству пищевых продуктов «Quaker Maid» (1942—43). В 1943—44 занималась синтезом органических соединений в компании «Джонсон энд Джонсон» в Нью-Джерси. В 1944 г., когда из-за Второй мировой войны возник дефицит кадров, Элайон прошла собеседование с Джорджем Хитчингсом и перешла в фармацевтическую компанию «Барроуз Веллком» (сейчас «GlaxoSmithKline»), где была нанята его ассистентом[7]. Позже она работала в подразделении компании в Северной Каролине до 1984 г. Элайон была ассистентом-биохимиком (1944—50), заместителем директора по научной работе (1955—62), директором по научной работе (1963—66) и руководителем отдела экспериментальной терапии (1966—83), в котором проводились направленные на создание новых лекарственных препаратов исследования по химии, биохимии, фармакологии, иммунологии, вирусологии; отдел включал также лабораторию культуры клетки. Элайон сотрудничала и с Национальным американским онкологическим институтом, с 1970 г. была профессором фармакологии в Дюкском университете. Элайон была консультантом службы общественного здоровья США (1960—64), председателем Гордоновской биохимической конференции (1966), членом научного совета Американского онкологического института (1980—84).

Элайон не смогла поступить в аспирантуру, потому что женщинам это было запрещено и никогда формально не защищала диссертацию на степень доктора философии[8], но несмотря на это, позже она получила почётные докторские степени от Университета Джорджа Вашингтона, Политехнического института Нью-Йоркского университета (1989) и Гарвардского университета (1998).

Личная жизнь

Гертруда Элайон никогда не была замужем, хотя во время учёбы в Нью-Йоркском университете была помолвлена со статистиком Леонардом Кантором, но он умер от инфекционной болезни сердца[9]. Среди её увлечений были фотография, путешествия, опера и балет[10]. Элайон умерла в возрасте 81 года 21 февраля 1999 г. в Чапел-Хилле (Северная Каролина).

Научная деятельность

Желание связать свою жизнь с медициной возникло у Элайон под влиянием трагического события, произошедшего в её жизни. В Нобелевской речи Гертруда рассказала:

«одним из решающих факторов, повлиявшим на выбор профессии, стала болезнь и смерть любимого дедушки, скончавшегося от рака, когда мне было всего 15 лет. Я решила тогда, что, когда вырасту, сделаю всё возможное, чтобы научиться лечить людей от этой страшной болезни»[11].

Научную деятельность Элайон начала в «Барроуз Велкам», в лаборатории Дж. Хитчингса. За 10 лет до открытия двойной спирали ДНК она стала изучать модификаторы метаболизма нуклеиновых кислот. В период с 1944 по 1950 год её ранние исследования были сосредоточены на изучении пуринов и создании антиметаболитов для блокирования синтеза ДНК у патогенов. Элайон и её коллеги испытывали большие трудности с оборудованием — физико-химические приборы были самыми простыми, а современного спектроскопического и радиологического оборудования не было совсем. Однако главным ограничением в работе был недостаток фундаментальных знаний о ДНК[12][13]. Несмотря на это, в лаборатории велась активная работа по созданию новых препаратов.

Среди лекарственных препаратов, разработанных Элайон, меркаптопурин (антилейкемический препарат), иммуносупрессор азатиоприн, аллопуринол (применяемый при подагре), антималярийный препарат пириметамин, триметоприм, ацикловир (антивирусный препарат, применяемый для лечения герпеса)[14].

Элайон и Хитчингс разработали метод «рационального дизайна лекарств», отказавшись от традиционного метода проб и ошибок в пользу целенаправленного изучения биохимии мишени. Этот подход, основанный на поиске биохимических различий между здоровыми и патогенными клетками, стал основой современной таргетной терапии[12][9][14].

Лекарства против лейкемии

В начале 1950-х годов метотрексат, который относится к антиметаболитам и является антагонистом фолиевой кислоты, был практически единственным доступным препаратом против лейкемии. Ожидаемая продолжительность жизни ребёнка, больного лейкозом, составляла всего три-четыре месяца после постановки диагноза, и только 30 процентов детей проживали более года. Дж. Хитчингс был убеждён, что можно остановить рост быстро делящихся клеток (например, клеток бактерий или раковых клеток) с помощью антагонистов азотистых оснований нуклеиновых кислот, от которых зависит их деление, к таким, например, относятся производные пуринов. В качестве целей исследования могли быть выбраны различные ферменты нуклеиновых кислот, известных на тот момент: нуклеазы, нуклеотидазы, нуклеозидазы, деаминазы, ксантиноксидаза и уриказа. Хитчингс и Элайон начали с изучения гуаназы и ксантиноксидазы, чтобы понять, пурины выступают в качестве субстратов или ингибиторов этих ферментов. В 1948 году они обнаружили, что 2,6-диаминопурин является мощным ингибитором роста Lactobacillus casei. Он оказался эффективным и против раковых клеток — его воздействие на опухолевые клетки in vitro показало его сильную ингибирующую активность. В 1951 г. он был впервые опробован на людях, при этом наблюдались ремиссии хронического миелолейкоза. К сожалению, из-за чрезмерной токсичности 2,6-диаминопурина пришлось прекратить его клиническое применение. В 1951 г. Элайон и Хитчингс синтезировали и оценили возможность применения более чем 100 производных пурина, выяснив при этом, что замена атома кислорода атомом серы в положении 6 гуанина и гипоксантина позволяет получить пурины с ингибирующей активностью, а именно 6-тиогуанин (6-ТГ) и 6 -меркаптопурин (6-МП)[15]. В результате, в 1953 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило использование 6-МП для лечения острого лейкоза. 6-тиогуанин был внедрён в клиническую практику в начале 1950-х годов.

Лекарства от подагры и гиперурикемии

Элайон и Хитчингс заинтересовались лечением подагры и гиперурикемии, когда занимались изучением средств против лейкемии. Они начали исследование ксантиноксидазы, которая отвечает за образование мочевой кислоты из ксантина и гипоксантина, и ее ингибиторов. Выяснилось, что лечение 4-гидроксипиразол-(3,4-d) пиримидином (аллопуринолом) приводит к значительному снижению содержания мочевой кислоты в крови и моче. Аллопуринол, как оказалось, может быть как конкурентным ингибитором, так и субстратом ксантиноксидазы. При его окислении образуется соответствующий аналог ксантина, оксипуринол (или аллоксантин), который также является мощным ингибитором ксантиноксидазы. Период полувыведения аллопуринола из плазмы крови составляет 90-120 минут, а оксипуринола — 18-30 часов: то есть, при введении одинарной суточной дозы аллопуринола, возможно в течение нескольких дней поддерживать относительно постоянную концентрацию оксипуринола. Путём регулирования дозировки, концентрацию мочевой кислоты можно поддерживать на нужном уровне[16][17].

Иммуносупрессия и трансплантация

В 1958 г. бостонскому ученому Роберту Шварцу и Г. Элайон с помощью иммунологического скрининг-теста удалось идентифицировать новое вещество — 1-метил-4-нитро-5-имидазолил или азатиоприн (Имуран), пролекарство для 6-меркаптопурина, вырабатываемое эритроцитами под действием глутатиона[18]. Вещество оказалось чрезвычайно эффективным в исследованиях трансплантации почек у собак. В 1962 г. трансплантация почек от неродственных доноров стала возможной и у людей, благодаря применению иммуносупрессивных препаратов на основе азатиоприна и производных кортизона. Иммуносупрессивные свойства азотиоприна также были использованы в лечении различных аутоиммунных заболеваний.

Противобактериальные средства

В 1966 году путём химических модификаций бензольного кольца 5-бензил-2,4-диаминопиримидина Элайон и сотрудниками было получено производное, действующее против [ Proteus vulgaris]. Вещество было названо «триметоприм», оно является антагонистом фолиевой кислоты и ингибитором бактериальной дигидрофолатредуктазы, в пятьдесят тысяч раз более сильной, чем человеческий фермент. При этом он избирательно действует только на дигидрофолатредуктазу бактерий, не затрагивая фермент человека. Сочетание триметоприма с сульфонамид сульфаметоксазолом (ко-тримоксазолом) было предложено «Бароуз Вэлкам».

Противовирусные препараты

в 1968 г. Элайон и Хитчингс вновь обратились 2,6-диаминопурину, который не получил распространения из-за своей токсичности. Они начали исследование недавно синтезированного вещества, производного диаминопурина, — 2,4-диаминопурина-арабинозида. Он оказался эффективным не только против вируса коровьей оспы (также, как и 2,6-диаминопурин), но и против простого герпеса, вызывающего различные патологии кожи и слизистых оболочек[19]. В течение нескольких лет Элайон и Хитчингс работали с пуриновыми арабинозидами, изучая взаимосвязь между их структурой и действием, подбирая оптимальные условия синтеза и анализируя их противовирусную эффективность. Среди наиболее перспективных производных диаминопурина-арабинозида (arа-DAP) был гуанин-арабинозид (arа-G). Группа Элайон исследовала механизмы действия различных производных и проводила энзимологические и метаболические испытания in vivo. Именно тогда выявилась высокая эффективность ациклогуанозина (ацикловира). Вскоре вышла самая знаменитая статья Элайон, которая была опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) в декабре 1977 года, всего через два месяца после ее подачи. Появление ациклогуанозина произвело настоящую терапевтическую революцию. Ацикловир оказался эффективным в отношении простого герпеса, также как и аналог 2,6-диаминопурина, и причем он был в сто раз более активным. Выяснилось, что спектр действия ацикловира распространяется на вирус простого герпеса типа 1 и 2 и вирус ветряной оспы. Он также проявлял интересные свойства по отношению к вирусу Эпштейна-Барр (ВЭБ)[20]. Ацикловир оказался явно более эффективным, чем все ранее предложенные противовирусные препараты. Отличительным свойством нового ингибитора была не только его эффективность, но и его очень высокая селективность, так как он не был цитотоксичным для клеток млекопитающих, в которых развиваются вирусы герпеса. Фармакокинетические и метаболические исследования ацикловира на нескольких видах животных и на людях показали, что он обладает хорошей метаболической стабильностью. Поскольку период полувыведения ацикловира из плазмы крови составляет около трех часов, внутривенное введение ацикловира (торговое название — «зовиракс») обычно назначается с восьмичасовым промежутком. С середины 1990-х годов препарат широко применяется для лечения различных заболеваний, которые вызывает вирус герпеса: генитальный герпес, опоясывающий лишай, герпетическая инфекция у иммунодепрессивных пациентов, герпетический энцефалит и др[21].[22][23]. Введение ацикловира в фармакологию, несомненно, стало кульминацией карьеры Элайон. После официального выхода на пенсию в 1983 году Элайон осталась в компании в качестве консультанта. В этой роли она помогала курировать разработку азидотимидина (АЗТ, зидовудина) — первого препарата, одобренного для лечения ВИЧ/СПИДа[24].

Награды и признание

Примечания

  1. ↑ 1 2 Gertrude B. Elion // Encyclopædia Britannica (англ.)
  2. ↑ 1 2 Gerber J. B. Gertrude Elion // Elion, Gertrude (23 January 1918–21 February 1999), biochemist (англ.) // American National Biography Online / S. Ware — New York City: Oxford University Press, 2017. — ISSN 1470-6229 — doi:10.1093/ANB/9780198606697.ARTICLE.1202091
  3. ↑ 1 2 Ogilvie M. B. The Biographical Dictionary of Women in Science (англ.): Pioneering Lives From Ancient Times to the Mid-20th Century — Routledge, 2003. — Vol. 1. — P. 415. — 798 p. — ISBN 978-1-135-96342-2
  4. ↑ Элайон, Гертруда на сайте Национальной академии наук США  (англ.)
  5. ↑ Elion; Gertrude Belle (1918—1999) (англ.)
  6. ↑ Pioneers in Science: Gertrude B. Elion. Advanced Science News. Дата обращения: 1 июня 2026.
  7. ↑ Gertrude Belle Elion. National Inventors Hall of Fame. Дата обращения: 1 июня 2026.
  8. ↑ Stille, Darlene R. Extraordinary Women Scientists (p.65) (англ.). — Childrens Press, 1995.
  9. ↑ 1 2 Гертруда Элайон: Биография. i-r.ru. Дата обращения: 1 июня 2026.
  10. ↑ Gertrude B. Elion. Biography.com. Дата обращения: 1 июня 2026.
  11. ↑ Лауреаты Нобелевской премии: Нобелевская премия по физиологии и медицине 1988
  12. ↑ 1 2 Gertrude Elion: The Woman Who Changed Science. NobelPrize.org. Дата обращения: 1 июня 2026.
  13. ↑ Heroes of Progress Pt. 33: George Hitchings and Gertrude Elion. Human Progress. Дата обращения: 1 июня 2026.
  14. ↑ 1 2 A new approach to drug development – the success story of Gertrude Elion, a Nobel laureate. Ukrainian Biochemical Journal. Дата обращения: 1 июня 2026.
  15. ↑ George H. Hitchings, Gertrude B. Elion, Elvira A. Falco, et al. «Antagonists of nucleic acid derivatives. I. The lactobacillus casei model.» Journal of Biological Chemistry 183 (March 1950): 1-9.
  16. ↑ R. Wayne Rundles, James B. Wyngaarden, George H. Hitchings, et al. «Effects of a Xanthine Oxidase Inhibitor on Thiopurine Metabolism, Hyperuricemia, and Gout.» Transactions of the Association of American Physicians 76 (1963): 126—140.
  17. ↑ «Enzymatic and Metabolic Studies with Allopurinol.» Annals of the Rheumatic Diseases 25 (1966): 608—614.
  18. ↑ Paulo de Miranda, Lowrie M. Beacham III, and Teresa H. Creagh. «The Metabolic Fate of the Methylnitroimidazole Moiety of Azathioprine in the Rat.» Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics 187, no. 3 (1973): 588—601.
  19. ↑ Janet L. Rideout, Paulo de Miranda, Peter Collins, et al. «Biological Activities of Some Purine Arabinosides.» Annals of the New York Academy of Science 255 (1975): 468—480.
  20. ↑ Brenda M. Colby, James E. Shaw, and Joseph S. Pagano. «Effect of Acyclovir [9-(2-hydroxyethoxymethyl)guanine] on Epstein-Barr Virus DNA Replication.» Journal of Virology 34 (1980): 560—568.
  21. ↑ Phillip A. Furman, James A. Fyfe, Paulo de Miranda, et al. «Selectivity of Action of an Antiherpetic Agent, 9-(2-hydroxyethoxymethyl)guanine.» Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 74, no. 12 (1977): 5716-5720.
  22. ↑ Howard J. Schaeffer, Lilia Beauchamp, Paulo de Miranda, et al. «9-(2-hydroxyethoxymethyl)guanine Activity against Viruses of the Herpes Group.» Nature 272 (1978): 583—585.
  23. ↑ Karen K. Biron. «In Vitro Susceptibility of Varicella-Zoster Virus to Acyclovir.» Antimicrobial Agents and Chemotherapy18 (1980): 443—447.
  24. ↑ Gertrude Elion and AZT Development. SCIplanet. Дата обращения: 1 июня 2026.
  25. ↑ 1 2 3 Гертруда Элайон. Электронная еврейская энциклопедия. Дата обращения: 1 июня 2026.
  26. ↑ 1 2 Gertrude B. Elion (англ.). Biography.com. Дата обращения: 1 июня 2026.

Дополнительно по теме

Категории