Professor Jörgen Lehmann (1898–1989) var verksam vid Sahlgrenska sjukhuset och upptäckte 1943 ett av de två första effektiva läkemedlen mot tuberkulos, para-aminosalicylsyra (PAS). Det andra medlet, streptomycin, upptäcktes och utvecklades samtidigt i USA, och den tidsmässiga skillnaden i utveckling i de olika faserna var på sin höjd några månader, för det mesta till PAS fördel. Exempelvis testades PAS åtta månader före streptomycin på patienter. Trots detta utsågs år 1952 streptomycinets upptäckare, professor Selman Waksman, till ensam vinnare av Nobelpriset i fysiologi eller medicin. Motiveringen var att streptomycinet var den första effektiva kemoterapin mot tuberkulos, ett påstående som med all önskvärd tydlighet motsägs av bevarad dokumentation [1].

Som sonson till Jörgen Lehmann hörde jag honom vid ett flertal tillfällen berätta om sin upptäckt av PAS och känner väl till de flesta detaljer kring den revolutionerande innovation som denna medicin utgjorde på sin tid. På senare tid har jag blivit fundersam över den ursprungliga hypotesen som ledde fram till PAS, och en nyligen gjord litteratursökning har bekräftat min misstanke att farfars utgångspunkt faktiskt inte var helt korrekt. Forskningsresultat som publicerats de senaste åren har kastat helt nytt ljus över denna fråga, och ett arbete från 2013 [2] har på ett elegant sätt klargjort hur PAS verkar, 70 år efter upptäckten.

Farfar läste en dag år 1940 ett kort arbete i Science [3], i vilket rapporterades att salicylsyra har en markant stimulerande effekt på respirationen hos Mycobacter tuberculosis. Eftersom farfar hade disputerat på kompetitiv inhibition i citronsyracykeln 10 år tidigare fick han omedelbart idén att en strukturanalog till salicylsyra skulle kunna ha motsatt effekt [4]. Hans förslag till läkemedelsföretaget Ferrosan i Malmö att placera en aminogrupp i paraposition byggde på hans kännedom om struktur–aktivitetssambandet för sulfonamider (Prontosil m fl) vilka bär en para-aminogrupp. Prioriteringen av denna struktur skulle, efter ett för den tiden omfattande screeningarbete, senare visa sig vara helt korrekt. Även analogin med sulfonamider var riktig, vilket också visats nyligen.

Min invändning mot farfars hypotes är att om PAS skulle antagonisera salicylsyrans stimulerande effekt på metabolismen skulle detta innebära att salicylsyra är ett essentiellt substrat för tuberkelbakterien. Detta verkar osannolikt då de endogena halterna av salicylsyra i människokroppen är mycket låga [5]. Nysyntes av salicylsyra har påvisats i Mycobacterium smegmatis [6], men även om salicylsyra vore ett viktigt substrat måste det finnas flera andra alternativa substrat. Detta i sin tur leder till misstanken att salicylsyrans effekter är farmakologiska snarare än fysiologiska. Som farmakolog har jag ofta stött på uppfattningen att effekter av exempelvis en agonist är en reflektion av fysiologin, medan de i själva verket inte behöver säga något om vare sig normo- eller patofysiologiska mekanismer. Det finns flera exempel där agonister producerar en viss effekt som kan hämmas med antagonister medan de senare inte har motsatt effekt i sig. Förklaringen till detta är att det finns receptorpopulationer som inte är endogent aktiverade men ändå kan stimuleras av exogena agonister. Farfar och jag kom aldrig att diskutera detta och det är väl tur att jag inte var med den där gången för över 70 år sedan när han fick sin idé eftersom jag nog skulle varit rätt skeptisk.

Farfar var en viljestark person och hade säkerligen inte avhållit sig från att testa sin hypotes oavsett vilka invändningarna var eller vem som framförde dem. De nya fynden måste tolkas som att han faktiskt misstog sig på ett teoretiskt plan, men han lyckades ändå ta fram ett läkemedel som räddat livet på ett mycket stort antal människor och förhindrat mycket lidande. Faktum är att ursprungshypotesen för verkningsmekanismen hos många viktiga läkemedel inte sällan är en helt annan än den som sedermera fastställts. Ett exempel är indometacin som syntetiserades med avsikten att finna serotoninanaloger med anti-inflammatorisk effekt [7]. Först senare förkastades betydelsen av serotonin vid inflammation, och indometacin visade sig verka genom cyklooxygenashämning.

Vad som nu framkommit rörande PAS verkningsmekanism är följande [2]. Tuberkelbakterien använder sig av para-aminobensoesyra (PABA) i biosyntesen av tetrahydrofolat, och denna process är vital för bakteriernas tillväxt. Eftersom PAS är en nära strukturanalog till PABA (se figur) trodde man först att PAS hämmar DHPS, enzymet som inkorporerar PABA i folatsyntesen [8]. Det visade sig att även om PAS är en svag hämmare av detta enzym in vitro så är detta inte verkningsmekanismen. I själva verket är PAS ett substrat för DHPS och inkorporeras i en intermediär i folatsyntesen. Denna förening metaboliseras vidare av enzymet DHFS, men den nu bildade molekylen hydroxyldihydrofolat blockerar det av enzymet DHFR katalyserade slutsteget i syntesen av tetrahydrofolat [2]. PAS verkar med andra ord som en prekursor till en antimetabolit. Som nämnts ovan var analogin med sulfonamider anledningen till att farfar prioriterade syntes av just para- och inte orto- eller meta-aminosalicylsyra, eller en annan substituent än aminogruppen. Dessa antibakteriella föreningar hämmar DHPS. Det ironiska är att sulfonamiderna, som upptäcktes av Nobelpristagaren Gerhard Domagk, borde vara väl så effektiva som PAS vad gäller hämning av tuberkelbakteriens tillväxt eftersom de slår på samma enzym men på ett annat sätt. Anledningen till att de inte har någon effekt vid tuberkulos visades helt nyligen: de metaboliseras och inaktiveras effektivt av Mycobacterium tuberculosis [8]. Kontentan av detta är att även om farfars ursprungsidé i efterhand kan diskuteras var hans antagande att aminogruppen skulle vara i paraposition i analogi med sulfonamiderna helt korrekt. Samtidigt kan man fundera över det faktum att han inte kunde veta varför sulfonamiderna inte hade någon effekt på Mycobacterium tuberculosis. I farfars fall kan man säga att han rörde sig i periferin av sanningen så som vi nu känner den, mer än 70  år senare. Hans vetenskapliga intuition och skicklighet, drivkraft, envishet och passion för sitt projekt ledde honom ändå helt rätt, allt till gagn för mänskligheten.

Så hur var det med den stimulerande effekten av salicylsyra på tuberkelbakteriens syrgasupptag? Det intressanta är att farfar i ett av sina första experiment visade att denna förening hämmade, snarare än stimulerade, tillväxten av Mycobacterium tuberculosis in vitro. Orsaken till detta är okänd, men en motsatt effekt av salicylsyra på syreupptag och tillväxt visades senare av en annan grupp [9]. Eftersom bakterietillväxt är ett mer relevant mått än syrgaskonsumtion i detta sammanhang var det tursamt att farfar bortsåg från diskrepansen mellan salicylsyras effekter i de två modellerna. 

PAS utvärderades först kliniskt på Renströmska sjukhuset i Göteborg av överläkare Gylfe Vallentin. Det har sagts att en del patienter på Renströmska, på grund av besvärliga gastrointestinala biverkningar, i smyg kastade ut sitt PAS genom fönstret. Ryktet säger också att det inte gick att odla blommor i de rabatter som kontaminerats med PAS. Om detta är sant får vara osagt men växter syntetiserar tetrahydrofolat på samma sätt som tuberkelbakterier [10]. Så även om den påstådda herbicida effekten av PAS (för vilken det för övrigt finns ett visst litteraturstöd [11]) kan förklaras med andra mekanismer är det inte helt osannolikt att den avspeglar PAS farmakologiskt utnyttjade verkningsmekanism. Farfars efterträdare som chef för Sahlgrenskas klinisk-kemiska laboratorium, professor Sven Lindstedt, låg bakom upptäckten att det tilltänkta växtgiftet NTBC (nitisinon) kunde användas vid tyrosinemi [12, 13]. Även om PAS kanske inte skulle varit ett kommersiellt gångbart växtgift tjänar dessa exempel som en påminnelse om det nära släktskapet mellan farmakologi och toxikologi.