Гертруда Белл Элайон (; 23 января 1918 года, Нью-Йорк, США — 21 февраля 1999 года, Чапел-Хилл, Северная Каролина, США) — 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) и Национальной медицинской академии США (1991), иностранный член Лондонского королевского общества (1995)Elion; Gertrude Belle (1918—1999) . Удостоена Национальной научной медали США (1991).
Биография Гертруда Элайон родилась 23 января 1918 года в еврейской семье из Российской империи — её отец Роберт Элион (1890—1958) иммигрировал в возрасте 12 лет из местечка Жижморы Трокского уезда Виленской губернии, и мать Берта (в девичестве Коэн, (1897—1956) в возрасте 14 лет из Царства Польского. Окончила Хантерский колледж, бакалавриат, в 1937 году. Затем она в течение семестра преподавала в Нью-Йоркской больничной школе медсестер и только в 1939 году смогла продолжить обучение в аспирантуре Нью-Йоркского университета, где в 1941 году, будучи единственным кандидатом женского пола, получила степень магистра наук по химии.
В 1941—1942 годах работала преподавателем химии и физики, затем химиком-лаборантом в фирме по производству пищевых продуктов «Quaker Maid» (1942—1943). В 1943—1944 годах занималась синтезом органических соединений в компании «Джонсон энд Джонсон» в Нью-Джерси. В 1944 году Элайон перешла в фармацевтическую компанию «Веллкам» (сейчас GlaxoSmithKline), а затем и в «Барроуз Велкам» в Северной Каролине, где работала до 1984 года Элайон была ассистентом-биохимиком (1944—1950), заместителем директора по научной работе (1955—1962), директором по научной работе (1963—1966) и руководителем отдела экспериментальной терапии (1966—1983), 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 году была профессором фармакологии в Дюкском университете. Элайон была консультантом службы общественного здоровья США (1960—1964), председателем Гордоновской биохимической конференции (1966), членом научного совета Американского онкологического института (1980—1984).
Элайон не смогла поступить в аспирантуру, потому что женщинам это было запрещено и никогда формально не защищала диссертацию на степень доктора философии, но несмотря на это, позже она получила почётные докторские степени от Университета Джорджа Вашингтона, Политехнического института Нью-Йоркского университета (1989) и Гарвардского университета (1998).
Среди лекарственных препаратов, найденных Элайон, меркаптопурин (антилейкемический препарат), иммуносупрессор азатиоприн, аллопуринол (применяемый при подагре), антималярийный препарат пириметамин, триметоприм, ацикловир (антивирусный препарат, применяемый для лечения герпеса).
Член Американской академии искусств и наук (1991) и Американской ассоциации содействия развитию науки. Подписала «Предупреждение учёных человечеству» (1992).
Г. Элайон никогда не была замужем, хотя во время учёбы в Нью-Йоркском университете она хотела выйти замуж за статистика Леонарда, но он умер от инфекционной болезни сердца. Элайон умерла в возрасте 81 года 21 февраля 1999 года в Чапел-Хилле (Северная Каролина). Награды (1968) Нобелевская премия по физиологии и медицине (1988) Национальная научная медаль США (1991) Национальный зал славы изобретателей США (1991) Премия Лемельсона (1997)
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».
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. Элайон и её коллеги испытывали большие трудности с оборудованием — физико-химические приборы были самыми простыми, а современного спектроскопического и радиологического оборудования не было совсем. Несмотря на это, в лаборатории велась активная работа по созданию новых препаратов.
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 году 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 году 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)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.. В результате, в 1953 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило использование 6-МП для лечения острого лейкоза.
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 её 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 уровнеR. 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.«Enzymatic and Metabolic Studies with Allopurinol.» Annals of the Rheumatic Diseases 25 (1966): 608—614..
Иммуносупрессия и трансплантация В 1958 году бостонскому учёному 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 глутатионаPaulo 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.. Вещество оказалось чрезвычайно эффективным в исследованиях трансплантации почек у собак. В 1962 году 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 . 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