داروی دیابت اوزمپیک به هر معیاری که بسنجیم، یک داروی بسیار موفق بوده است و سالانه میلیاردها دلار فروش داشته است. تنها در ایالات متحده، داروخانه‌ها ماهانه میلیون‌ها نسخه برای اوزمپیک و داروهای مرتبط با آن، که به دلیل اثرات کاهش وزن خود محبوب شده‌اند، پر می‌کنند.
اما در ابتدا، قبل از تبلیغات سلبریتی‌ها و مقالات تحلیلی و بحران جهانی عرضه، فقط یک مارمولک سمی عجیب و غریب با استعداد روزه‌داری متناوب وجود داشت. هیولای گیلا که بومی بیابان‌های آمریکای شمالی است، به لطف هورمون کندکننده هضم در زهر خود، می‌تواند تنها با چند وعده غذا در سال زنده بماند.
کشف این هورمون راه را برای اوزمپیک هموار کرد و هیولای گیلا را به یک هدیه بسیار سودآور برای پزشکی مدرن تبدیل کرد. و تابستان گذشته، یک هیولای گیلا خاص، یک حیوان خانگی سابق به نام پبلز، به دارو نیاز داشت.
پبلز که ساکن مؤسسه حفاظت از موجودات، یک سازمان آموزشی حیات وحش در آن آربور، میشیگان بود، به یک انگل به نام کریپتوسپوریدیوم آلوده شده بود. از بین بردن آن دشوار است، این انگل در دستگاه گوارش کلونی ایجاد می‌کند و معمولاً حکم اعدام برای خزندگان است.
یک دامپزشک توصیه کرده بود که پبلز به طور انسانی اتانازی شود. اما مؤسسه حفاظت از موجودات آماده نبود که این سرنوشت را برای پبلز بپذیرد، که حداقل یک دهه دیگر از زندگی بالقوه پیش رو داشت.
استیو مارش، بنیانگذار مؤسسه حفاظت از موجودات، یک بعدازظهر در ماه ژوئیه گذشته گفت: «اگر بتوانیم او را درست کنیم.»
او خودش را اصلاح کرد: «اگر او بتواند او را درست کند.» او به سمت مردی با لباس شیک که پبلز را در دستان دستکش‌دار خود نگه داشته بود، اشاره کرد: تیم سرناک، یک شیمیدان دارویی در دانشگاه میشیگان.
چند دقیقه بعد، یک دامپزشک لوله‌ای را وارد گلوی مارمولک کرد و مایعی را از معده‌اش جمع‌آوری کرد. بعداً، دکتر سرناک این نمونه را در آزمایشگاه خود مطالعه می‌کند، به این امید که انگل را جدا کند و دارویی را پیدا کند که بتواند آن را شکست دهد.
پبلز بیماری نبود که دکتر سرناک هنگام شروع کار خود در نظر داشت. تا سال 2018، او در شرکت داروسازی غول پیکر مرک کار می‌کرد و داروهایی برای افراد مبتلا به سرطان، اچ.آی.وی، دیابت و سایر بیماری‌ها تولید می‌کرد. در این راه، او به توسعه رویکردهای پیشرفته، شامل روبات‌ها و هوش مصنوعی، برای تسریع در اختراع داروهای جدید انسانی کمک کرده بود.
با این حال، چند سال پیش، دکتر سرناک تصمیم گرفت که می‌خواهد از این ابزارها برای ساخت داروهایی برای گیاهان و حیوانات بیمار استفاده کند و زمینه جدیدی را ایجاد کند که آن را «شیمی حفاظت» نامید.
هیولاهای گیلا تنها گونه‌ای نبودند که الهام‌بخش داروهای انسانی بودند. آنتی‌بیوتیک‌هایی مشتق از قارچ‌ها، داروهای ضدسرطان از گیاهان و مسکن‌ها از زهر حیوانات وجود داشت. دکتر سرناک فکر کرد که وقت آن رسیده است که شیمیدانان دارویی جبران کنند. او گفت: «به نظر من این یک چیز کامل است. ما در تلاشیم تا نابرابری نهایی سلامت را حل کنیم.»
شیمی حفاظت
دکتر سرناک، یک کانادایی بومی، در کلبه کنار دریاچه پدربزرگ و مادربزرگش در کبک، قورباغه‌های پلنگی و خرچنگ‌ها را می‌گرفت. وقتی او کارش را در مرک ترک کرد، می‌خواست از تخصص شیمیایی خود برای خیر بیشتر محیط زیست استفاده کند.
دکتر سرناک، که چهره‌ای جوان و انرژی مثبتی دارد، گفت: «داروسازی راد است. اما من می‌خواستم استعدادهایم را در راه عشق به طبیعت به کار گیرم.»
در ابتدا، او فکر کرد که ممکن است در مورد متان، یک گاز گلخانه‌ای که به تغییرات آب و هوایی کمک می‌کند، تحقیق کند. اما پس از شیوع کووید-19، او بیشتر به خطرات وجودی در سطح جمعیت ناشی از بیماری فکر کرد.
یک بیماری قارچی به نام کیتریدومیكوزیس، یا کیترید، قورباغه‌ها را به سمت انقراض سوق می‌داد. عقاب‌های سرسفید و فک‌های فیلی در برابر آنفولانزای مرغی تسلیم می‌شدند. و لاک‌پشت‌های دریایی با نوعی سرطان مسری به ساحل می‌آمدند.
گزینه‌های درمانی چیز زیادی برای ارائه نداشتند. داروهای انسانی وجود داشت که می‌توانست به برخی از قورباغه‌ها و لاک‌پشت‌های دریایی بیمار کمک کند، اما می‌توانست عوارض جانبی شدیدی ایجاد کند و فقط برای برخی از بیماران حیوانی مناسب بود.
دکتر سرناک تجربه توسعه داروهای ضدسرطان هدفمند را داشت که برای از بین بردن سلول‌های سرطانی و در عین حال به حداقل رساندن آسیب به سلول‌های سالم طراحی شده بودند. آیا واقعاً چنین کاری برای یک لاک‌پشت دریایی پر از تومور خیلی دور از ذهن بود؟ او فکر کرد: «انکولوژی دقیق برای یک لاک‌پشت دریایی - این کاملاً می‌تواند انجام شود.»
همین ایده را می‌توان به اکوسیستم‌ها نیز تعمیم داد. از جهاتی، حشرات مهاجم و مکنده شیره گیاهی که در حال گسترش در سراسر باغ‌های شوکران آمریکا بودند، می‌توانستند نوعی سرطان جنگل در نظر گرفته شوند. شاید ابزارهای شیمی دارویی بتواند به او کمک کند تا یک آفت‌کش دقیق طراحی کند که حشرات مهاجم را از بین ببرد و در عین حال حشرات بومی را در امان نگه دارد.
دکتر سرناک استعداد خاصی در دیدن فرصت‌ها در همه جا و بی‌میلی به انجام هر کاری نصفه و نیمه داشت. او شروع به پرسه زدن در باغ‌های شوکران در باغ گیاه‌شناسی دانشگاه کرد و از بیمارستان‌های لاک‌پشت دریایی نمونه‌هایی از بافت تومور درخواست کرد. او در این فکر بود که چگونه داروهای ضد مالاریا را به پرندگان نادری در هاوایی برساند و به عنوان «فقط یک آزمایش فکری سرگرم‌کننده» فکر می‌کرد که آیا می‌تواند آنتی‌بادی‌های مونوکلونال را طراحی کند که به طور انتخابی سم را به گونه‌های مختلف ماهی‌های مهاجم منتقل کنند.
و در سفری به مؤسسه حفاظت از موجودات در دسامبر 2023، او از وضعیت پبلز مطلع شد.
کشف داروی رباتیک
توسعه دارو یک تلاش مشهوراً مستعد شکست است. دکتر سرناک با تمرکز بر عوامل بیماری‌زا و بیمارانی که به خوبی درک نشده‌اند، درجه دشواری را افزایش داده است. او گفت: «مردم ترجیح نداده‌اند که زیاد به داخل هیولای گیلا نگاه کنند.»
اما این دقیقاً همان کاری است که تیم او یک روز در ماه ژوئیه گذشته، در یک آزمایشگاه شیمی در محوطه دانشگاه سرسبز دانشگاه میشیگان انجام می‌داد.
گونه‌های زیادی از کریپتوسپوریدیوم وجود دارد که می‌تواند طیف گسترده‌ای از پستانداران، پرندگان و خزندگان را آلوده کند. دکتر سرناک گفت که همه آنها کمتر مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، اما عوامل بیماری‌زای خزنده یک راز خاص هستند.
و هنگامی که دانشمندان نمونه‌ای از پبلز را زیر میکروسکوپ قرار دادند، از آنچه دیدند شگفت‌زده شدند: یک انگل تک‌سلولی که در یک پوشش ضخیم و ژله‌ای پیچیده شده بود، یک لایه محافظ سلولی اضافی غیرمنتظره. دکتر سرناک گفت: «این مانند یک ارگ است.»
به زودی، آنها شروع به جستجوی دارویی برای شکستن این خط دفاعی خواهند کرد. با این حال، روی یک میز آزمایشگاهی دیگر، جستجو برای یک درمان بهتر برای کیترید، بیماری قارچی دوزیستان، در حال انجام بود. یک ربات مدولار در یک جعبه شفاف به جلو و عقب می‌رفت و آماده می‌شد تا دوزهای دقیق داروهای ضد قارچ را در یک شبکه از چاه‌های کم عمق پخش کند.
هدف کوتاه مدت شناسایی یک داروی موجود بود که موثرتر و کمتر سمی از یک درمان رایج کیترید باشد. ربات‌ها - که بزرگترین آنها می‌توانست بیش از 1500 واکنش شیمیایی را به طور همزمان انجام دهد - می‌توانستند به سرعت ارزش دارویی احتمالات را بر روی سلول‌های کیترید کشت شده در آزمایشگاه آزمایش کنند.
در طول ماه‌های بعد، تیم ترکیبی را شناسایی کرد، که دکتر سرناک از افشای آن خودداری کرد، که هم در سلول‌ها و هم در قورباغه‌های کوتوله آفریقایی که در یک آزمایشگاه زیست شناسی در همان نزدیکی در حال شنا بودند، امیدوارکننده بود. گام بعدی آزمایش آن در گونه‌های دیگر است.
برایان گراتویک، که برنامه‌های حفاظت از دوزیستان را در باغ وحش ملی و مؤسسه زیست‌شناسی حفاظت اسمیتسونیان رهبری می‌کند و با دکتر سرناک همکاری می‌کند، گفت: «این واقعیت که تیم از زمینه پزشکی انسانی به این سمت حرکت می‌کند، واقعاً عالی است. زیرا این یکی از چیزهایی است که گم شده است - این نوع تمرکز، این نوع روش‌شناسی و دقتی که در مورد انسان‌ها اعمال می‌شود.»
به سوی حیات وحش
در بلندمدت، دکتر سرناک در تلاش است تا داروی جدیدی را به طور خاص برای کیترید مهندسی کند. او از چندین ابزار مبتنی بر هوش مصنوعی - از جمله نرم‌افزار برنده جایزه نوبل گوگل، آلفافولد - برای تجسم ساختار سه بعدی یک پروتئین قارچی حیاتی و طراحی دارویی که به آن متصل می‌شود، استفاده می‌کند. (او از همان رویکرد اساسی در جستجوی داروهای جدید برای آنفولانزای مرغی و سرطان لاک‌پشت دریایی استفاده می‌کند.)
دارویی که به اندازه کافی دقیق باشد و فقط به آن پروتئین کیترید متصل شود، به طور بالقوه می‌تواند مستقیماً در حوضچه‌های قورباغه پخش شود. دکتر سرناک گفت: «من نوعی قرص‌هایی را تصور می‌کنم که در پشت توالت می‌گذارید. یک چیز از نوع آهسته رهش.»
این دیدگاهی است که او با مقداری اکراه به اشتراک می‌گذارد. او گفت: «من واقعاً نمی‌خواهم اینطور به نظر برسم که یک شیمیدان دیوانه هستم که مواد شیمیایی را در همه جا می‌پاشد. به خصوص فقط به این دلیل که فکر می‌کنم بدنام کردن شیمیدانان در حفاظت بسیار آسان است. و بنابراین ما واقعاً در تلاشیم تا راه درست برای رساندن آن به بیمار خود را با کمترین تأثیر مطلق بر اکوسیستم پیدا کنیم.»
در واقع، ایده انتشار عمدی داروها در محیط زیست احتمالاً باعث ناراحتی برخی از حافظان محیط زیست خواهد شد. کاترین آرنولد، بوم شناس در دانشگاه یورک در بریتانیا، گفت: «داروها هرگز به این منظور طراحی نشده‌اند که فقط به نوعی در آنجا پخش شوند.»
داروهای انسانی که به طور منظم در آبراه‌های جهان یافت می‌شوند، آلاینده‌های شناخته شده‌ای هستند. آنها می‌توانند موجودات آبزی را به خطر بیندازند و به ظهور عوامل بیماری‌زای مقاوم به دارو دامن بزنند.
توماس برودین، بوم شناس در دانشگاه علوم کشاورزی سوئد، گفت که حتی دوز دادن به حیوانات به صورت جداگانه نیز خطر را از بین نمی‌برد. او گفت که حیوانات تحت درمان می‌توانند داروها را در محیط زیست دفع کنند یا ناآگاهانه شکارچیانرا مسموم کنند. در هند، لاشخورها پس از لاشه‌خواری از گاوهایی که داروی مسکن رایجی به آنها داده شده بود، تقریباً به سمت انقراض سوق داده شدند.
دکتر برودین خوش بینی دکتر سرناک را ستود. او گفت: «قلب او در جای درستی است. اما حتی در مورد داروهای انسانی نیز دیده‌ایم که طراحی داروهایی که بسیار خاص هستند، چقدر دشوار است.»
احتمالاً موانع نظارتی و اقتصادی نیز وجود خواهد داشت: دقیقاً چه کسی قرار است هزینه یک داروی سرطان دقیق برای لاک‌پشت‌های دریایی را بپردازد؟ و در حالی که داروهای جدید می‌توانند به خرید زمان برای گونه‌های در معرض خطر انقراض کمک کنند، حفاظت از تنوع زیستی مستلزم رسیدگی به مشکلات بزرگ‌تری از جمله تغییرات آب و هوایی و از بین رفتن زیستگاه است.
دیوید دافی، زیست شناس سرطان در آزمایشگاه دریایی ویتنی دانشگاه فلوریدا، که روی درمان‌های سرطان برای لاک‌پشت‌های دریایی نیز کار می‌کند، گفت: «بسیاری از این بیماری‌هایی که می‌بینیم، نتیجه تغییرات در محیط زیست، استرس حیوانات یا تخریب زیستگاه‌های آنها است. آنچه شیمیدانان و متخصصان انکولوژی می‌توانند انجام دهند، بیشتر درمان عواقب است.»
قرص برای پبلز
دکتر سرناک نسبت به این چالش‌ها آگاه است.
او بیش از یک سال است که منتظر مجوزهای فدرال مورد نیاز برای دریافت بافت لاک‌پشت دریایی است. و حتی پس از مراجعه به یک شرکت دارویی که از داروهای الهام گرفته از هیولای گیلا سود می‌برد، نتوانسته است برای پروژه پبلز بودجه جذب کند. او گفت: «ما این کار را با بخار زنده نگه داشته‌ایم.»
بدون بودجه، او نمی‌توانست انگل پبلز را در آزمایشگاه کشت دهد، که قبل از اینکه بتواند آزمایش‌کننده‌های داروی رباتیک را رها کند، به آن نیاز داشت. بنابراین تیم او از ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی برای جستجوی ادبیات علمی در مورد کریپتوسپوریدیوم استفاده کرد و به دنبال درمان‌های بالقوه‌ای بود که به اندازه کافی ایمن باشند که بدون آزمایش‌های آزمایشگاهی گسترده امتحان شوند. دکتر سرناک گفت: «بزرگترین ترس من این بود که بیش از حد به پبلز دارو بدهم و او را مسموم کنم.»
او روی دارویی متمرکز شد که می‌تواند عفونت‌های کریپتوسپوریدیوم را در دام‌ها درمان کند، اما نتایج متفاوتی در خزندگان داشته است. در ماه دسامبر و ژانویه، پبلز هفت دوز از این دارو را که در داخل موش‌ها و بلدرچین‌های مرده پنهان شده بود، قورت داد.
تا کنون، او هیچ اثر بدی نشان نداده است. اما از آنجایی که سیستم گوارش او خیلی کند حرکت می‌کند، ممکن است ماه‌ها طول بکشد تا دانشمندان بفهمند که آیا دارو کار کرده است یا خیر. دکتر سرناک خود را برای این احتمال آماده می‌کند که کارساز نباشد.
و بعد چه؟ او گفت: «دوباره تلاش خواهیم کرد.»
