U globalnoj borbi protiv malarije, razorne bolesti koja svake godine odnosi više od 600.000 života, pretežno djece u subsaharskoj Africi, pojavio se tračak nade koji bi mogao preokrenuti tijek rata protiv ovog drevnog neprijatelja čovječanstva. Znanstvenici sa Sveučilišta u Kaliforniji, San Francisco (UCSF), razvili su inovativnu kemijsku metodu koja bi mogla revitalizirati obećavajuću, ali propalu generaciju lijekova protiv malarije. Njihov pristup ne samo da rješava ključni problem koji je spriječio primjenu tih lijekova, već i pojačava njihovu učinkovitost protiv sve otpornijih sojeva parazita.

Potreba za novim terapijskim opcijama nikada nije bila hitnija. Parazit koji uzrokuje malariju, Plasmodium falciparum, razvio je zastrašujuću razinu otpornosti na postojeće, najbolje dostupne terapije. Ta se otpornost, koja je godinama tinjala u jugoistočnoj Aziji, sada nezadrživo širi Afrikom, kontinentom koji nosi najveći teret ove bolesti. "Sada kada je otpornost na lijekove stigla u Afriku, ugroženo je nebrojeno više života", ističe dr. Adam Renslo, profesor farmaceutske kemije na Farmaceutskom fakultetu UCSF-a i vodeći autor studije objavljene 8. kolovoza u časopisu Science Advances. "Ove nove molekule mogle bi nam pružiti prijeko potrebnu prednost u kontroli ove smrtonosne bolesti."

Globalna prijetnja: Širenje otpornosti na lijekove

Malarija je stoljećima poznata po cikličkim napadima vrućice koji mogu biti fatalni. Uzrokuje je parazit iz roda Plasmodium, kojeg na ljude prenose zaraženi komarci roda Anopheles. Jednom u ljudskom tijelu, paraziti putuju do jetre gdje se razmnožavaju prije nego što uđu u krvotok i napadnu crvene krvne stanice, uzrokujući simptome bolesti.

Današnji zlatni standard u liječenju, poznat kao kombinirana terapija temeljena na artemizininu (ACT), suočava se s ozbiljnim izazovom. Artemizinin je moćan spoj izoliran iz biljke slatkog pelina (Artemisia annua), koja se stoljećima koristi u tradicionalnoj kineskoj medicini. Njegova kombinacija s drugim antimalarijskim lijekovima trebala je spriječiti razvoj otpornosti. Međutim, parazit je ponovno pokazao svoju nevjerojatnu sposobnost prilagodbe.

"Godinama smo pratili otpornost na artemizinin u jugoistočnoj Aziji, no sada svjedočimo njezinom širenju u Afriku, gdje se događa 95% slučajeva i 95% smrtnih ishoda", objašnjava dr. Phil Rosenthal, profesor medicine na UCSF-u i koautor rada. "S obzirom na to koliko dugo traje razvoj novih lijekova, postoji opći konsenzus da su nam što prije potrebni bolji lijekovi kako bismo zaobišli ovu otpornost."

Povijesna bitka: Od kinina do artemizinina

Borba protiv malarije duga je i iscrpljujuća. Stoljećima je jedini učinkovit lijek bio kinin, alkaloid dobiven iz kore drveta kininovca. Sredinom 20. stoljeća, kemičari su, inspirirani strukturom kinina, razvili snažnije sintetičke lijekove, među kojima se isticao klorokin. Klorokin je desetljećima bio iznimno uspješan i jeftin lijek, no s vremenom je parazit razvio otpornost, čineći ga gotovo beskorisnim u mnogim dijelovima svijeta. Globalna zdravstvena zajednica bila je prisiljena tražiti nove alternative.

Revoluciju je donijelo otkriće artemizinina, za koje je kineska znanstvenica Tu Youyou 2015. godine dobila Nobelovu nagradu. Njegov jedinstveni mehanizam djelovanja bio je učinkovit protiv parazita otpornih na klorokin. Kako bi se usporio razvoj nove otpornosti, artemizinin je uparen s drugim lijekovima u spomenutu ACT terapiju. Ovaj pristup se pokazao vrlo uspješnim, ali pojava otpornosti i na artemizinin označila je početak nove, opasne faze u borbi protiv malarije.

Artefenomel: Obećanje i razočaranje

U potrazi za nasljednikom ACT terapije, razvijen je artefenomel, noviji derivat inspiriran artemizininom. Znanstvenici su polagali velike nade u ovaj spoj. Bio je toliko potentan da se vjerovalo kako bi mogao izliječiti malariju u jednoj jedinoj dozi. To bi predstavljalo ogroman napredak u odnosu na ACT, koji se mora uzimati tri uzastopna dana kako bi bio učinkovit.

"Kod bolesti poput malarije, idealno je pacijenta izliječiti jednom tabletom ili šačicom tableta i završiti s terapijom", kaže Renslo. "Višednevni režim nosi rizik od propuštanja doze, što može dovesti do neuspjeha liječenja i poticanja daljnjeg razvoja otpornosti."

Međutim, artefenomel se pokazao iznimno problematičnim u kliničkim ispitivanjima. Njegov najveći nedostatak bila je izrazito slaba topljivost u vodi. Zbog toga se nije mogao formulirati u jednostavnu tabletu. Morao se primjenjivati kao suspenzija – prašak koji se promućka s tekućinom i brzo popije. Takva formulacija bila je nepraktična, a ujedno je otežavala kombiniranje s drugim lijekovima u jednoj tableti. Poseban problem javljao se kod djece, koja su često imala poteškoća sa zadržavanjem neugodne tekućine, što je dovodilo u pitanje jesu li primila punu, terapijsku dozu. Zbog ovih nepremostivih poteškoća, klinička ispitivanja artefenomela obustavljena su u siječnju 2025. godine, ostavljajući prazninu u arsenalu budućih lijekova.

Kemijska elegancija: Rješenje u molekularnoj simetriji

Upravo tu na scenu stupa tim Adama Rensla. Shvatili su da bi korijen problema mogao ležati u samoj strukturi molekule artefenomela. Naime, molekula je bila visoko simetrična. U kemiji je dobro poznato da visoko simetrične molekule imaju tendenciju slaganja u vrlo stabilne i guste kristalne rešetke. Ti kristali se vrlo sporo otapaju, slično kao što se grumen šećera otapa sporije od sitnih kristala. Ova niska topljivost izravno je utjecala na bioraspoloživost lijeka – količinu koja dospijeva u krvotok i stiže do cilja, u ovom slučaju parazita malarije.

Njihova hipoteza bila je elegantna u svojoj jednostavnosti: ako je simetrija problem, rješenje je u asimetriji. Znanstvenici su teoretizirali da bi manje simetrična verzija artefenomela mogla izbjeći čvrsto "pakiranje" u kristale i stoga se lakše otapati. Krenuli su u laboratorij i primijenili svojevrsni "kemijski trik" – preuredili su atome unutar postojeće molekule artefenomela kako bi narušili njezinu simetriju, a da pritom ne naruše dio molekule odgovoran za ubijanje parazita. Njihov prvi uspješan pokušaj sinteze nove, asimetrične molekule odmah je potvrdio ispravnost teorije. Kada su je dodali u otopinu nalik vodi, nova molekula se trenutno otopila, za razliku od mliječne suspenzije koju je stvarao izvorni artefenomel.

Prema novoj generaciji lijekova

Tim je nastavio s finim podešavanjem novih molekula, stvarajući nekoliko različitih verzija. Uslijedio je rigorozan proces testiranja. Prvo su ispitali njihovu učinkovitost protiv parazita malarije u staničnim kulturama u laboratoriju. Zatim su prešli na testiranja na životinjskim modelima. Konačni i najvažniji test bio je suočavanje optimiziranog spoja s parazitima otpornima na artemizinin, izoliranima iz uzoraka krvi pacijenata oboljelih od malarije u Ugandi.

Rezultati su bili izvanredni. Optimizirani asimetrični spoj prošao je sve testove s najvišim ocjenama. Pokazalo se da je jednako moćan kao i originalni artefenomel, ali značajno učinkovitiji od samog artemizinina protiv otpornih sojeva parazita. Ključno, zadržao je novostečenu, izvrsnu topljivost, što otvara put za razvoj jednostavne tablete koja bi se mogla lako kombinirati s drugim antimalarijskim lijekovima.

Ovaj proboj nije samo tehničko rješenje farmaceutskog problema; on predstavlja novu strategiju u dizajniranju lijekova. Pokazuje kako se pametnim, ciljanim izmjenama na molekularnoj razini mogu prevladati fizikalne prepreke koje stoje na putu učinkovitosti. "Optimistični smo da jednostavna kemijska promjena poput ove može utrti put za učinkovitog nasljednika artemizinina," zaključuje Renslo, "onog koji će biti jeftin za proizvodnju i jednostavan za kombiniranje s drugim lijekovima protiv malarije." Ovaj rad, financiran od strane Nacionalnog instituta za zdravlje (NIH), nudi novu nadu da bi znanost još jednom mogla nadmudriti parazita u ovoj dugoj i iscrpljujućoj borbi za ljudske živote. Više o globalnim naporima u suzbijanju ove bolesti možete pročitati na stranicama Svjetske zdravstvene organizacije.