Kto odkrył penicylinę?

Odkrycie penicyliny zrewolucjonizowało medycynę, przyczyniając się do wyleczenia wielu chorób zakaźnych. Od tej pory takie schorzenia jak błonica, gruźlica czy inne infekcje przestały zagrażać ludzkiemu życiu w dotychczasowym stopniu. Historia pierwszego na świecie antybiotyku sięga lat dwudziestych XX wieku i zawdzięczamy ją przypadkowi oraz dociekliwości szkockiego bakteriologa.

• Odkrycie penicyliny przez Fleminga
• Opatentowanie substancji antybakteryjnej
• Testy na zwierzętach
• Pierwsze zastosowanie u człowieka

Odkrycie penicyliny przez Fleminga

Penicylina została odkryta przez przypadek przez bakteriologa Alexandra Fleminga, który pracował w Szpitalu Świętej Marii w Londynie. Kiedy porządkował swoje laboratorium we wrześniu 1928 roku, zauważył, że w próbce zawierającej bakterie gronkowca rozwinęła się pleśń z rodzaju Penicillium notatum. To zjawisko nie byłoby niczym niezwykłym, gdyby nie fakt, że drobnoustroje, które znajdowały się najbliżej pleśni, zostały zniszczone. Fleming zaobserwował, że wokół kolonii pleśni powstała strefa, w której bakterie nie potrafiły się rozwijać — zjawisko to nazwał później zjawiskiem lizy bakteryjnej.

Przeprowadzone w późniejszym czasie przez Alexandra Fleminga badania wykazały bakteriobójcze działanie pleśni. Naukowiec próbował hodować pleśń w bulionach i testować jej wpływ na różne szczepy bakterii. Okazało się, że substancja wydzielana przez Penicillium hamowała wzrost gronkowców, paciorkowców i innych patogenów, jednocześnie nie wykazując toksyczności wobec ludzkich komórek. Fleming nie miał jednak środków ani odpowiedniego zaplecza laboratoryjnego, aby wyodrębnić penicylinę, czyli substancję aktywną niszczącą bakterię, w czystej postaci. W 1929 roku udało mu się opublikować fakt odkrycia tego pierwszego w historii antybiotyku w czasopiśmie „British Journal of Experimental Pathology”, jednak informacja ta nie spotkała się z dużym entuzjazmem ze strony środowiska naukowego. Wielu badaczy uważało, że związek jest zbyt niestabilny, by miał praktyczne zastosowanie kliniczne.

Opatentowanie substancji antybakteryjnej

Wiadomo już, kto i kiedy odkrył penicylinę, jednak jej opatentowanie i chemiczne wyizolowanie nastąpiło dopiero 10 lat później. W 1939 roku dwaj naukowcy, Ernst Boris Chain i Howard Florey, rozpoczęli badania nad substancjami o działaniu antybakteryjnym na Uniwersytecie Oksfordzkim. Obaj zainteresowali się pracami Fleminga i postawili sobie za cel uzyskanie stabilnego preparatu penicyliny, który można by stosować w terapii. Wtedy to w sposób chemiczny udało się im wyizolować penicylinę w postaci krystalicznej, co było przełomem technicznym. Rok później ruszyły testy związane z podawaniem tej substancji żywym organizmom. Chain opracował metodę oczyszczania penicyliny za pomocą liofilizacji, co pozwoliło na uzyskanie preparatu o wystarczającej stabilności i czystości do badań klinicznych.

Testy na zwierzętach

Badania rozpoczęto od testów na gryzoniach w maju 1940 roku. Dwóm myszom podano penicylinę o wysokim stężeniu dożylnie, aby sprawdzić toksyczność samego związku. U zwierząt nie zaobserwowano negatywnych oznak zastosowania antybiotyku, co oznaczało, że substancja jest bezpieczna dla organizmu ssaczego. Dwa miesiące później przeprowadzono kluczowe badanie na ośmiu myszach, które wcześniej zainfekowano śmiertelną dawką paciorkowca Streptococcus pyogenes. Tylko połowie z gryzoni została podana penicylina w formie zastrzyków domięśniowych co kilka godzin. Po szesnastu godzinach myszy te wciąż były żywe i wykazywały oznaki poprawy, natomiast zwierzęta, którym nie zaaplikowano antybiotyku, umarły w ciągu doby.

Wyniki eksperymentu były jednoznaczne i potwierdzały terapeutyczny potencjał penicyliny. Ernst Boris Chain i Howard Florey 24 sierpnia 1940 roku zdecydowali się opublikować wyniki przeprowadzonych badań w czasopiśmie „Lancet”, co wywołało ogromne poruszenie w środowisku naukowym i militarnym. W obliczu drugiej wojny światowej i tysięcy rannych żołnierzy potrzeba skutecznego leku przeciw infekcjom bakteryjnym stała się sprawą priorytetową.

Pierwsze zastosowanie u człowieka

W lutym 1941 roku naukowcy rozpoczęli próby stosowania antybiotyku u ludzi. Penicylinę podano 43-letniemu policjantowi Albertowi Alexanderowi, u którego rozwinęła się posocznicz po zranieniu się kolcem róży podczas pracy w ogrodzie. Stan pacjenta był bardzo ciężki — cierpiał na rozległe ropnie twarzy, infekcję płuc i oczodołu, a lekarze nie dawali mu szans na przeżycie. Po podaniu pierwszej dawki penicyliny temperatura ciała chorego zaczęła spadać, a objawy infekcji ustępowały. Przez kolejne pięć dni stan pacjenta znacznie się poprawił, co dawało nadzieję na całkowite wyleczenie. Pacjent odzyskał apetyt, ropnie zaczęły się goić, a bakterie przestały namnażać się w organizmie.

Niestety zapasy penicyliny się wyczerpały i wkrótce potem mężczyzna zmarł na nawrót infekcji. Cała dostępna ilość antybiotyku została zużyta, a jego produkcja w tamtym czasie była niezwykle pracochłonna — kilkadziesiąt litrów hodowli pleśni dawało zaledwie kilka miligramów czystej substancji. Wtedy Howard Florey doszedł do wniosku, że penicylina powinna być powszechnie dostępna i rozpoczął poszukiwania sposobu jej masowej produkcji. W 1941 roku udał się do Stanów Zjednoczonych, gdzie we współpracy z amerykańskimi laboratoriami uruchomiono produkcję przemysłową antybiotyku.

Ze względu na toczącą się drugą wojnę światową nowy antybiotyk znalazł natychmiastowe praktyczne zastosowanie. Odkrycie penicyliny przyczyniło się do uratowania życia wielu tysięcy żołnierzy, którzy byli narażeni na rozwój licznych infekcji w wyniku poniesionych ran. Do 1943 roku produkcja osiągnęła skalę przemysłową, a penicylina stała się standardowym lekiem stosowanym na froncie. W 1945 roku naukowcy Alexander Fleming, Howard Florey i Ernst Boris Chain otrzymali nagrodę Nobla z dziedziny medycyny za odkrycie penicyliny i jej zastosowanie terapeutyczne, co na zawsze zmieniło oblicze współczesnej medycyny.