Αλέξανδρος Φλέμινγκ: Η ιστορία της πενικιλίνης

Από το ελληνικό "αντί, που σημαίνει" ενάντια "και bios, που σημαίνει" ζωή ", ένα αντιβιοτικό είναι μια χημική ουσία που παράγεται από έναν οργανισμό που είναι καταστροφικός σε άλλο. Η λέξη αντιβιοτικό προέρχεται από την «αντιβίωση», έναν όρο που δημιουργήθηκε το 1889 από έναν μαθητή Ο Louis Pasteur's ο οποίος ονόμασε τον Paul Vuillemin στον οποίο το χρησιμοποίησε για να ορίσει μια διαδικασία με την οποία η ζωή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να καταστρέψει τη ζωή. Τα αντιβιοτικά είναι φυσικές ουσίες που απελευθερώνονται βακτήρια και τους μύκητες στο περιβάλλον τους, ως μέσο αναστολής άλλων οργανισμών. Μπορείτε να το σκεφτείτε όπως είναι ο χημικός πόλεμος σε μικροσκοπική κλίμακα.

Η πενικιλλίνη είναι ένας από τους πρώτους ανακαλυμμένους και πιο ευρέως χρησιμοποιούμενους αντιβιοτικούς παράγοντες. Ενώ Κύριε Αλέξανδρος Φλέμινγκ πιστώνεται με την ανακάλυψή του, ήταν ο γάλλος φοιτητής ιατρικής Ernest Duchesne ο οποίος πρώτα έλαβε γνώση των βακτηριδίων το 1896. Οι πιο γνωστές παρατηρήσεις του Fleming δεν θα πραγματοποιηθούν παρά περισσότερο από δύο δεκαετίες αργότερα.

Ο Φλέμινγκ, ένας εκπαιδευμένος βακτηριολόγος, εργαζόταν στο Νοσοκομείο της Αγίας Μαρίας στο Λονδίνο όταν το 1928, παρατηρούσε μια καλλιέργεια πλάκας Staphylococcus που είχε μολυνθεί από ένα μπλε-πράσινο καλούπι. Κατά την προσεκτικότερη επιθεώρηση, σημείωσε ότι οι αποικίες των βακτηρίων δίπλα στο καλούπι διαλύονταν.

Περίεργο, ο Fleming αποφάσισε να αναπτύξει το καλούπι σε καθαρή καλλιέργεια, από την οποία ήταν σε θέση να δει ότι οι αποικίες του βακτηριδίου Η ασθένεια του σταφυλοκοκου καταστράφηκαν από το καλούπι Penicillium notatum, αποδεικνύοντας, κατ 'αρχήν τουλάχιστον, την ύπαρξη αντιβακτηριακού παράγοντα. Ο Φλέμινγκ ονόμασε την ουσία πενικιλίνη και δημοσίευσε τα ευρήματά του το 1929, σημειώνοντας ότι η ανακάλυψή του θα μπορούσε κάποια μέρα να έχει θεραπευτική αν μπορούσε να παραχθεί σε ποσότητα, ωστόσο, θα ήταν χρόνια πριν τα ευρήματα του Fleming να τεθούν σε πρακτική, ευρέως διαδεδομένη χρήση.

Το 1930, ο Δρ Cecil George Paine, παθολογοανατόμος στο βασιλικό νοσοκομείο στο Σέφιλντ, άρχισε να πειραματίζεται με πενικιλλίνη για τη θεραπεία βρεφικών ασθενών που πάσχουν από νεογνικές λοιμώξεις (και αργότερα με ενήλικες που πάσχουν από οφθαλμό λοιμώξεις). Μετά από μια δυσάρεστη εκκίνηση, θεραπεύτηκε με επιτυχία τον πρώτο ασθενή του στις 25 Νοεμβρίου 1930, ωστόσο με μόνο ένα ήπιο ποσοστό επιτυχίας, οι προσπάθειες του Δρ Paine με πενικιλίνη περιορίστηκαν σε μια χούφτα ασθενείς.

Το 1939, με επικεφαλής τον Αυστραλό επιστήμονα Howard Florey, το έργο μιας ομάδας ερευνητών πενικιλίνης στο Sir William του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης Σχολή Παθολογίας Dunn που περιελάμβανε τον Ernst Boris Chain, τον Edward Abraham, τον Arthur Duncan Gardner, τον Norman Heatley, την Margaret Jennings, J. Orr-Ewing, και G. Ο Sanders άρχιζε να δείχνει μεγάλη υπόσχεση. Μέχρι το επόμενο έτος, η ομάδα μπόρεσε να αποδείξει την ικανότητα της πενικιλίνης να σκοτώνει μολυσματικά βακτήρια σε ποντίκια. Μέχρι το 1940, είχαν καταλήξει σε μια μέθοδο μαζικής παραγωγής πενικιλλίνης αλλά, δυστυχώς, η παραγωγή απέτυχε να ανταποκριθεί στις προσδοκίες.

Το 1941, η ομάδα ξεκίνησε μια κλινική δοκιμή με τον πρώτο ανθρωπινό ασθενή τους, αστυνομικό που ονομάζεται Albert Alexander ο οποίος πάσχει από σοβαρή λοίμωξη του προσώπου. Αρχικά, η κατάσταση του Αλεξάνδρου βελτιώθηκε αλλά όταν έληξε η παροχή πενικιλλίνης, υπέκυψε στην λοίμωξη. Ενώ οι επόμενοι ασθενείς υποβλήθηκαν σε επιτυχή θεραπεία, η σύνθεση του φαρμάκου σε επαρκή ποσότητα παρέμεινε ένα εμπόδιο.

Με τις αυξανόμενες απαιτήσεις του ΔΕΥΤΕΡΟΣ ΠΑΓΚΟΣΜΙΟΣ ΠΟΛΕΜΟΣ οι βρετανοί επιστήμονες δεν διέθεταν τα μέσα για να συνεχίσουν τις κλινικές δοκιμές στον άνθρωπο στην Οξφόρδη, προκαλώντας τεράστια αποστράγγιση στους βιομηχανικούς και κυβερνητικούς πόρους της Μεγάλης Βρετανίας. Ο Δρ. Florey και οι συνεργάτες του απευθύνθηκαν προς τις Ηνωμένες Πολιτείες για βοήθεια και αναφέρθηκαν σύντομα στο Βόρειο Περιφερειακό Εργαστήριο Peoria, Illinois, όπου Αμερικανοί επιστήμονες εργάζονταν ήδη σε μεθόδους ζύμωσης για να αυξήσουν τον ρυθμό ανάπτυξης των μυκήτων πολιτισμών. Στις 9 Ιουλίου 1941, οι Δρ Florey και ο Δρ Norman Heatley ήρθαν στις Ηνωμένες Πολιτείες φέρνοντας ένα ζωτικής σημασίας πακέτο που περιείχε μια μικρή ποσότητα πενικιλίνης για να αρχίσει να εργάζεται.

Με άντληση αέρα σε βαθιές δεξαμενές που περιέχουν υγρό απόσταξης αραβοσίτου (ένα μη αλκοολικό παραπροϊόν της διαδικασίας υγρής άλεσης) σε συνδυασμό με άλλα βασικά συστατικά, οι ερευνητές μπόρεσαν να προκαλέσουν ταχύτερη ανάπτυξη πενικιλίνης από ό, τι με προηγούμενες μεθόδων. Κατά ειρωνικό τρόπο, μετά από μια παγκόσμια έρευνα, ήταν ένα τροποποιημένο στέλεχος πενικιλλίνης που προήλθε από μούχλα το πεπόνι σε μια αγορά της Peoria παρήγαγε τη μεγαλύτερη ποσότητα πενικιλλίνης όταν καλλιεργείται σε βυθισμένη βαθιά δεξαμενή συνθήκες.

Από τις 26 Νοεμβρίου 1941, ο Andrew J. Ο Moyer, ειδικός του εργαστηρίου Peoria Lab για τη διατροφή των καλουπιών, είχε επιτύχει, με τη βοήθεια του Dr. Heatley, μια δεκαπλάσια αύξηση της απόδοσης της πενικιλλίνης. Μετά από κλινικές δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν το 1943, η πενικιλλίνη αποδείχθηκε ότι είναι ο πλέον αποτελεσματικός αντιβακτηριακός παράγοντας μέχρι σήμερα.

Εν τω μεταξύ, η ταυτόχρονη έρευνα διεξήχθη σε ένα εργαστήριο της Pfizer στο Μπρούκλιν της Νέας Υόρκης, με επικεφαλής τον Jasper H. Kane, οδήγησε σε μια πιο πρακτική μέθοδο ζύμωσης για τη μαζική παραγωγή πενικιλλίνης φαρμακευτικής ποιότητας. Μέχρι τη στιγμή που οι συμμαχικές δυνάμεις χτύπησαν τις παραλίες Ημέρα D στις 6 Ιουνίου 1944, υπήρξε μια άφθονη παροχή του φαρμάκου για τη θεραπεία των πολυάριθμων θυμάτων. Ένα άλλο όφελος για τη μαζική παραγωγή ήταν η μείωση του κόστους. Οι τιμές της πενικιλίνης μειώθηκαν από ένα απαγορευτικά ακριβό ποσοστό το 1940 σε 20 δολάρια ανά δόση τον Ιούλιο του 1943 σε 0,55 δολάρια ανά δόση το 1946.

Το βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής του 1945 απονεμήθηκε από κοινού στον Sir Alexander Fleming, τον Ernst Boris Chain και τον Sir Howard Walter Florey "για την ανακάλυψη της πενικιλλίνης και του θεραπευτικού της αποτελέσματος σε διάφορες μολυσματικές ασθένειες." Δρ Andrew J. Ο Moyer από το εργαστήριο Peoria δημιουργήθηκε στην αίθουσα εφευρέσεων της φήμης και τόσο τα βρετανικά όσο και τα εργαστήρια Peoria είχαν χαρακτηριστεί ως διεθνή ιστορικά χημικά ορόσημα. Στις 25 Μαΐου 1948 ο Δρ Moyer έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για μια μέθοδο μαζικής παραγωγής πενικιλλίνης.

• Αρχαία Ιστορία-Ο αρχαίοι Αιγύπτιοι, Οι κινεζικές και οι αυτόχθονες φυλές της Κεντρικής Αμερικής χρησιμοποίησαν διάφορες μορφές μούχλας για να θεραπεύσουν μολυσμένα τραύματα.
• Στα τέλη του 1800-Η έρευνα για τα αντιβιοτικά αρχίζει στα τέλη του 18ου αιώνα με την αυξανόμενη αποδοχή της μικροβιακής θεωρίας της ασθένειας που συνδέει τα βακτήρια και άλλα μικρόβια με την αιτιώδη συνάφεια μιας ποικιλίας παθήσεων.
• 1871-Ο χειρουργός Joseph Lister αρχίζει έρευνα σε ένα φαινόμενο που υποδεικνύει ότι ούρα μολυσμένα με καλούπι ανέστειλαν την ανάπτυξη βακτηριδίων.
• 1890s-Οι Γερμανοί γιατροί Rudolf Emmerich και Oscar Low είναι οι πρώτοι που κάνουν ένα αποτελεσματικό φάρμακο από μικρόβια. Ενώ το φάρμακό τους, γνωστό ως πυροκυάνωση, ήταν το πρώτο αντιβιοτικό που χρησιμοποιήθηκε στα νοσοκομεία, δεν είχε αποτελεσματικό ρυθμό θεραπείας.
• 1928-Ο Sir Alexander Fleming παρατηρεί ότι οι αποικίες του βακτηριδίου Η ασθένεια του σταφυλοκοκου θα μπορούσε να καταστραφεί από το καλούπι Penicillium notatum, αποδεικνύοντας την αρχή των αντιβιοτικών.
• 1935-Prontosil, το πρώτο φάρμακο sulfa, ανακαλύφθηκε το 1935 από τον Γερμανό χημικό Gerhard Domagk.
• 1942-Howard Florey και Ernst Chain εφεύρουν μια βιώσιμη διαδικασία παραγωγής για Penicillin G Procaine, η οποία μπορεί τώρα να πωληθεί ως φάρμακο.
• 1943-Χρήση μικροβίων που προέρχονται από βακτηρίδια εδάφους, αμερικανικά μικροβιολόγος Ο Selman Waksman εφευρίσκει τη στρεπτομυκίνη, την πρώτη από μια νέα κατηγορία φαρμάκων που ονομάζονται αμινογλυκοσίδες που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν την αντιμετώπιση της φυματίωσης και άλλων λοιμώξεων, ωστόσο, οι παρενέργειες των φαρμάκων πρώιμης φάσης συχνά υπερτερούν των θεραπευτικών τους αξία.
• 1945-Χρήση προηγμένων ακτινογραφία κρυσταλλογραφία, ο επιστήμονας του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, Δρ Dorothy Crowfoot Hodgkin, ορίζει τη μοριακή διάταξη της πενικιλλίνης, επιβεβαιώνοντας την όπως υποτίθεται προηγουμένως και οδηγώντας σε ενισχυμένη ανάπτυξη άλλων αντιβιοτικών και βιομοριακών ουσιών, συμπεριλαμβανομένων των βιταμίνη Β¹².
• 1947-Τα τέσσερα χρόνια μετά την μαζική παραγωγή πενικιλλίνης αρχίζει, ανθεκτικό μικροβίων εμφανίζονται, συμπεριλαμβανομένων Η ασθένεια του σταφυλοκοκου. Συνήθως αβλαβείς στους ανθρώπους, εάν επιτρέπεται να ακμάζουν ανεξέλεγκτα, Η ασθένεια του σταφυλοκοκου παράγει τοξίνες που έχουν ως αποτέλεσμα ασθένειες συμπεριλαμβανομένης της πνευμονίας ή του συνδρόμου τοξικού σοκ.
• 1955-Lloyd Conover λαμβάνει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την τετρακυκλίνη. Σύντομα γίνεται το πλέον προδιαγεγραμμένο αντιβιοτικό ευρέος φάσματος στις Ηνωμένες Πολιτείες.
• 1957Το νυστατίν, που χρησιμοποιείται για να θεραπεύει πολλές παραμορφώσεις και αναστολές μυκητιασικών λοιμώξεων, είναι κατοχυρωμένο με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας.
• 1981-SmithKline Beecham κατοχυρώνει ένα ημι-συνθετικό αντιβιοτικό που ονομάζεται αμοξικιλλίνη ή κάλιο αμοξυκιλλίνης / κλαβουλανικού. Το αντιβιοτικό ξεκινά το 1998 με τα εμπορικά ονόματα Amoxicillin, Amoxil και Trimox.