При этом единственная трансплантация яичек, доказанно приведшая к фертильности реципиента, была проведена Силбером между братьями-близнецами.
В ответ на ажиотаж, вызванный трансплантацией яичек и органотерапией, произошло объединение усилий фармацевтических компаний и ученых, что позволило совершить несколько революционных открытий, реабилитировать тогда еще молодую науку эндокринологию и практически искоренить органотерапию.
Важнейшие открытия биохимии и первый синтетический тестостерон
В 1920–1930-х годах биохимия как наука очень активно развивалась. Вначале были открыты важнейшие женские половые гормоны, а затем и мужские. В 1932 году в Национальном институте медицинских исследований в Лондоне и в Баварской академии наук в Мюнхене была открыта кольцевая структура стероидов и желчных кислот. Это открытие стало поводом для активной дискуссии в отношении количества колец в структуре стероидов.
Учитывая важность проблемы, Организация здравоохранения Лиги Наций (предшественницы ВОЗ – Всемирной организации здравоохранения) стала спонсором соответствующего исследования, в ходе которого знаменитые химики, в том числе Эдмунд А. Дойзи, Адольф Бутенандт и Гай Марриан, пришли к консенсусу, что у стероидов четыре кольца, а у четвертого кольца – пять атомов углерода. А незадолго до этого выдающийся исследователь Эрнест Лакер выделил прегнандиол и эстрон из мочи беременной кобылы. В 1934 году Бутенандт и еще три команды ученых добавили прогестерон к набору половых стероидов. Основной целью всех проводимых исследований было искоренение органотерапии и разработка методов, которые способствовали безопасному и эффективному уменьшению выраженности гипогонадизма.
Научные факты
Наблюдая за ростом гребешка у кастрированного петуха под влиянием трансплантированных семенников, в 1929 году Мур и соавторы установили стандартизированный «тест гребешка» для каплунов, измеряющий андрогенную активность в квадратных сантиметрах увеличивающейся поверхности гребня. Этот первый биоанализ облегчил определение андрогенной активности различных биологических субстанций.
В 1930 году немецкие ученые Леве и Восс (Loewe и Voss) использовали биологические эффекты андрогенов и разработали «тест цитологической регенерации», основанный на повторном росте эпителия семенных пузырьков под действием андрогенных веществ (Loewe-Voss-Test).
Этот тест помог решить вопрос, существует ли только один или несколько андрогенных стероидов, а если их больше, то какой из них может быть наиболее сильнодействующим.
Тогда еще гипотетический мужской гормон назывался «андрокинин».
В 1935 году после длительных переговоров фармацевтические компании Ciba (Швейцария) и Schering-Kahlbaum (Германия), раздельно работавшие в этой области фармакологии, объединили свои усилия и решили информировать друг друга о прогрессе в своих разработках. После этого ведущие ученые, работающие в этой сфере, Леопольд Ружичка (1887–1976) из Технического университета Цюриха и Адольф Бутенандт (1903–1995) из Технического университета в Гданьске были просто вынуждены обменяться имеющимися у них данными. В 1937 году сотрудничество Ciba-Schering было расширено за счет включения в проект компаний Boehringer (Германия), Chimio Roussel (Франция) и Organon (Нидерланды). В результате был сформирован настоящий синдикат по обмену знаниями и планированию мировых продаж полученных фармакологических агентов по заранее согласованным ценам.
Еще в 1931 году Адольф Бутенандт, который в то время еще работал в Геттингенском университете, выделил андрогенный стероид андростерон (андростан‐3α-ол‐17-он) из 15 000 литров (!!!) мочи, которую предоставили молодые полицейские из Берлина. Команда специалистов из компании «Шеринг» обработала собранную у полицейских мочу, и в итоге было получено 15 мг этого гормона, который, по мнению Бутенандта, и являлся основным андрогенным гормоном.
Группа других ученых под руководством Эрнста Лакера (1866–1947) из Амстердамского университета и специалистов из компании «Органон» специализировалась на извлечении гормонов из желез животных. В 1934 году из 100 килограммов семенников быка они выделили 10 миллиграммов другого андрогена 17β-гидрокси‐4-андростен‐3она, который в проведенных ими испытаниях проявлял более сильную андрогенную активность по сравнению с андростероном. Они назвали этот гормон тестостероном.
В том же году Бутенандт и Ханиш в Гданьске, а также Ружичка и Веттштейн в Цюрихе и Базеле опубликовали результаты химического синтеза тестостерона, положив начало современной клинической фармакологии тестостерона и мужской репродуктивной физиологии. Для синтеза тестостерона Бутенандт использовал дегидроандростерон, в то время как Ружичка использовал деградационный подход, который он также применил для получения 17альфа-метилтестостерона – первого эффективного препарата тестостерона для перорального применения.
Гормон под названием тестостерон впервые был выделен группой нидерландских ученых под руководством Эрнста Лакера в 1934 году. В том же году был создан первый эффективный препарат тестостерона для перорального применения.
Тесное сотрудничество между учеными-исследователями и фармацевтическими компаниями может объяснить тот факт, что публикации об этих открытиях появились практически одновременно. В 1939 году Адольф Бутенандт и Леопольд Ружичка совместно получили Нобелевскую премию по химии с формулировкой «За работу по половым гормонам» и «За работу по полиметиленам и высшим терпенам». Но важно отметить, что Бутенандт получил премию за работу по половым гормонам», а точнее – за работы с такими гормонами, как эстроген, прогестерон и андростерон (но не тестостерон!), а Ружичка – за работу по полиметиленам и высшим терпенам, напрямую не связанную с целью выделения тестостерона!
Почему определение Лакером тестостерона, а не андростерона в качестве важнейшего мужского полового гормона не было признано Нобелевским комитетом в 1939 году? Этот вопрос до сих пор остается неясным. Тем не менее ни один из лауреатов не смог присутствовать на церемонии награждения Нобелевской премией в Стокгольме. На тот момент Бутенандт был директором Института биохимии Общества кайзера Вильгельма в Берлине, и нацистские власти запретили ему принимать эту премию. Запрет появился после того, как в 1937 году Нобелевская премия мира была присуждена Карлу фон Осицкому – журналисту и яростному противнику нацистского режима. И только в 1949 году в консульстве Швеции во Франкфурте-на-Майне профессор Бутенандт все же получил свой диплом Нобелевской премии и медаль. Однако денежная премия ему так и не досталась, так как, согласно уставу, призовые деньги должны быть получены лауреатом в течение года.
После окончания Второй мировой войны Бутенандт активно изучал гормоны насекомых и с 1960 по 1972 год был президентом Общества Макса Планка (бывшего Общества Кайзера Вильгельма), но его главным научным трудом до конца жизни оставалась монография «О тестостероне. Преобразование дегидроандростендиола в андростендиол и тестостерон; способ получения тестостерона из холестерина», опубликованная в 1935 году.
Леопольд Ружичка также не смог приехать в Стокгольм из-за беспорядков, вызванных началом Второй мировой войны, и только 16 января 1940 года на специальной церемонии в Цюрихе награда была передана Ружичке шведским послом в Швейцарии бароном Бек-Фриисом. А свою лекцию лауреата Нобелевской премии Ружичка смог прочитать только после окончания Второй мировой войны – 12 декабря 1945 года. В этой лекции он объяснил, как исследования «многомерных колец и высших терпенов» привели его к стероидам и к тестостерону, поскольку «холестерин можно рассматривать как тритерпеноид».
В 1920-х годах Леопольд Ружичка работал в парфюмерной промышленности в Женеве (Швейцария) и Хольцминдене (Германия). Целью его работы было выяснение химических формул и синтез ароматизирующих субстанций. Его главным достижением был структурный анализ и синтез полициклических кетонов, которые являются важными ингредиентами в парфюмерной промышленности и которые до эпохи химического синтеза извлекались из природных источников. В 1929 году Ружичка стал профессором органической химии в Цюрихе и объединил свои усилия с исследователями из компании Ciba в Базеле. Эту компанию интересовали его знания о циклических структурах, и Леопольд Ружичка сотрудничал с ними в области изучения тритерпенов и стероидов – другого класса циклических веществ. Для синтеза тестостерона Ружичка использовал холестерин и применял тот же деградационный подход, что и для синтеза ароматизаторов.
Исследования Ружички щедро финансировались. Он описывал это так: «Патенты на деградационный синтез тестостерона и метилтестостерона принесли мне в последующие годы огромную (по сравнению с моим профессорским окладом) сумму денег в виде гонорара от швейцарского и американского отделений Ciba». Например, только в 1939 году Ciba заплатила Ружичке в качестве роялти 56 744 швейцарских франка. Часть этих денег профессор вложил в коллекцию фламандских и голландских картин XVII века, которые он в 1947 году подарил цюрихскому музею, где в настоящее время они составляют значительную часть музейной коллекции.
Тестостерон и жизнь: внедрение препаратов тестостерона в клиническую практику
Неудивительно, что, после того как тестостерон стал доступен для клинического использования у врачей во всем мире, появился максимально большой интерес к его использованию при лечении различных проявлений гипогонадизма. Именно в то время были описаны основные синдромы первичного и вторичного гипогонадизма: впервые были описаны синдромы Клайнфельтера и Каллмана, а Паскуалини и Бур описали синдром «фертильного евнуха» – состояние, при котором наблюдаются все симптомы нехватки тестостерона, но которое при этом сопровождается активным сперматогенезом. В то же самое время были подробно описаны и систематизированы симптомы мужского старения, которые изначально были неправильно названы «климаксом у мужчин», что положило начало противоречивой дискуссии, которая продолжается до сих пор.