Nowe leki to podstawa nowoczesnej światowej medycyny. Nie na wszystkie choroby co prawda je jak na razie opracowano, jednak na bakteryjne choroby zapalne znamy ich już bardzo wiele. Najstarszym antybiotykiem pod tym względem są penicyliny. Czy wiesz kiedy odkryto penicylinę i na jakie chory pomaga? Interesujesz się medycyną lub szukasz info do szkoły? Sprawdź, jak wyglądało odkrycie penicyliny. Zobacz, kto i kiedy odkrył penicylinę z czego ją otrzymał?
Odkrycie penicyliny – to już dzisiaj międzynarodowy historyczny zabytek chemiczny!
Penicylinę odkryto 19 listopada 1999 r. w Muzeum Laboratorium Aleksandra Fleminga w Londynie w Wielkiej Brytanii. Penicylina była również udoskonalana w Narodowym Centrum Badań nad Wykorzystaniem Rolniczym Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych w Peorii w stanie Illinois.
Opracowywano ją też w pięciu amerykańskich firmach farmaceutycznych, które przyczyniły się do badań nad produkcją penicyliny podczas II wojny światowej. Chodzi o Abbott Laboratories, Lederle Laboratories (obecnie Pfizer, Inc.), Merck & Co. Inc., Chas. Pfizer & Co. Inc. (obecnie Pfizer, Inc.) oraz ER Squibb & Sons (obecnie Bristol-Myers Squibb Company). Wprowadzenie penicyliny w latach czterdziestych XX w. zapoczątkowało erę antybiotyków.
Zostało też uznane za jeden z największych postępów w medycynie terapeutycznej. Odkrycie penicyliny i wstępne rozpoznanie jej potencjału terapeutycznego nastąpiło w Wielkiej Brytanii. Jednak w związku z II wojną światową, główną rolę w rozwoju produkcji tego leku na dużą skalę odegrały Stany Zjednoczone.
USA stworzyły w ten sposób substancję ratującą życie, jako ogólnodostępny lek w ograniczonej podaży na receptę. Sprawdź, jak wyglądało odkrycie penicyliny. Zobacz, kto i kiedy odkrył penicylinę z czego ją otrzymał?
Kto i kiedy odkrył penicylinę z czego ją otrzymał?
Penicylina zwiastowała początek ery antybiotyków. Przed jej wprowadzeniem nie było skutecznego leczenia takich infekcji, jak zapalenie płuc, rzeżączka, czy gorączka reumatyczna. Ówczesne szpitale były pełne ludzi z zatruciem krwi, wywołanym skaleczeniem lub zadrapaniem. Lekarze nie mogli nic zrobić, poza czekaniem i nadzieją.
Antybiotyki rozwiązały ten problem ewidentnie! Są to związki wytwarzane przez bakterie i grzyby. Antybiotyki są przy tym zdolne do zabijania lub hamowania konkurencyjnych gatunków drobnoustrojów. Zjawisko to znane jest od dawna. Może to wyjaśniać, dlaczego starożytni Egipcjanie mieli zwyczaj nakładania okładu ze spleśniałego chleba na zainfekowane rany.
Pleśń to przecież mikroskopijne grzyby. Jednak dopiero w 1928 r. Alexander Fleming, profesor bakteriologii w St. Mary’s Hospital w Londynie, odkrył penicylinę. Był to pierwszy prawdziwy antybiotyk.
Odkrycie penicyliny – jak ją odkryto?
Wracając z wakacji 3 września 1928 r., Fleming zaczął przeglądać szalki Petriego zawierające kolonie Staphylococcus. Były to bakterie wywołujące czyraki, ból gardła i ropnie. Zauważył coś dziwnego w jednym naczyniu. Było usiane koloniami drobnoustrojów, z wyjątkiem jednego obszaru, na którym rosła tylko plama pleśni rzadkiego szczepu Penicillium notatum.
Strefa wokół pleśni była czysta. Pleśń wydzielała coś, co hamowało wzrost szkodliwych bakterii. Likwidowało paciorkowce, meningokoki, czy pałeczki błonicy. Fleming postawił potem swoich asystentów przed trudnym zadaniem wyizolowania czystej penicyliny z wyciągu z pleśni. Płyn okazał się jednak bardzo niestabilny i jego podwładni wykonali tylko roztwory surowego materiału.
Fleming opublikował swoje odkrycia w British Journal of Experimental Pathology w czerwcu 1929 r. Jedynie przelotnie wspomniał tam na razie o potencjalnych korzyściach terapeutycznych penicyliny. Na tym etapie wyglądało na to, że jej głównym zastosowaniem będzie izolowanie bakterii niewrażliwych na penicylinę, z bakterii wrażliwych na nią, w kulturach mieszanych.
Było to bardzo praktyczne dla bakteriologów i wywołało naprawdę spore zainteresowanie penicyliną.
Odkrycie penicyliny – późniejsze badania na Uniwersytecie Oksfordzkim.
Dopiero Howard Florey, Ernst Chain i ich koledzy z Sir William Dunn School of Pathology na Uniwersytecie Oksfordzkim zmienili penicylinę z ciekawostki laboratoryjnej, w lek naprawdę ratujący życie. Ich prace nad oczyszczaniem i chemią penicyliny rozpoczęły się w 1939 r. Aby przeprowadzić program eksperymentów na zwierzętach i badań klinicznych, musieli przetwarzać do 500 l filtratu pleśniowego tygodniowo.
Zatrudniono też zespół tzw. „penicylinowych dziewcząt”, mających zaszczepiać i opiekować się fermentacją pleśni. Laboratorium w Oksfordzie zamieniło się niemal w „fabrykę penicyliny”. W międzyczasie biochemik Norman Heatley wyekstrahował penicylinę z ogromnych ilości filtratu schodzącego z linii produkcyjnej.
Ekstrahował ją do octanu amylu, a następnie z powrotem dodawał do wody, stosując system przeciwprądowy. Edward Abraham, to jeszcze inny biochemik, który został zatrudniony do pomocy w przyspieszeniu produkcji penicyliny. Zastosował on nowo odkrytą technikę chromatografii kolumnowej z tlenkiem glinu, aby usunąć zanieczyszczenia z penicyliny przed badaniami klinicznymi. W 1940 r.
Florey przeprowadził ważne eksperymenty wykazujące, że penicylina może chronić myszy przed infekcją śmiercionośnymi paciorkowcami.
Odkrycie penicyliny – kto jako pierwszy był leczony tym antybiotykiem?
12 lutego 1941 r. pierwszym penicylinowym pacjentem był 43-letni policjant Albert Alexander. Alexander zadrapał sobie bok ust podczas przycinania róż. Rozwinęła się tam u niego zagrażająca życiu infekcja z ogromnymi ropniami, które zaatakowały jego oczy, twarz i płuca. Miał jednak szczęście, że trafił do wspomnianego zespołu badającego pleśnie w Oxfordzie.
Wstrzyknięto mu penicylinę i w ciągu kilku dni nastąpił jego niezwykły powrót do zdrowia. Jednak zapasy leku szybko się skończyły i mimo wszystko zmarł kilka dni później. Metoda została za to ulepszona i lepsze wyniki uzyskano u kolejnych pacjentów. Wkrótce chciano nawet leczyć penicyliną żołnierzy brytyjskich na II wojnie światowej.
Mimo trudności, wyzwanie podjęło wiele brytyjskich firm, w tym Glaxo (obecnie GlaxoSmithKline) i Kemball Bishop, londyńska firma kupiona później przez firmę Pfizer.
Odkrycie penicyliny – doskonalenie penicyliny w USA podczas II wojny światowej.
W czasie II wojny światowej potrzebne były duże ilości leku do szerokich badań klinicznych. Musiano bowiem ostatecznie potwierdzić pierwsze, wczesne wyniki. Konieczne było też zapewnienie odpowiednich zapasów antybiotyku do użytku terapeutycznego, gdyby się pozytywnie sprawdził. Florey uznał, że produkcja penicyliny na dużą skalę prawdopodobnie nie wchodzi w rachubę w Wielkiej Brytanii.
Przemysł chemiczny był tam bowiem w pełni pochłonięty wojną. Przy wsparciu Fundacji Rockefellera, Florey i jego kolega Norman Heatley udali się więc latem 1941 r. do Stanów Zjednoczonych. Chcieli tam sprawdzić, czy zainteresują amerykański przemysł farmaceutyczny wysiłkami na rzecz produkcji penicyliny na dużą skalę.
Fizjolog z Yale, John Fulton, pomógł swoim brytyjskim kolegom skontaktować się z osobami, które mogłyby im pomóc w osiągnięciu celu. Zostali oni skierowani do Roberta Thoma z Departamentu Rolnictwa, czołowego mikologa i autorytetu w dziedzinie pleśni Penicillium. Ostatecznie trafili do Północnego Regionalnego Laboratorium Badawczego (NRRL) Departamentu w Peorii w stanie Illinois. Stało się tak ze względu na wiedzę fachową Działu Fermentacji.
Ten kontakt okazał się kluczowy dla powodzenia projektu, ponieważ laboratorium NRRL było kluczowym współtwórcą wspomnianej innowacji. Ostatecznie, umożliwiło to produkcję penicyliny już teraz na naprawdę dużą, przemysłową skalę.
Odkrycie penicyliny – zwiększenie wydajności leku.
Orville May, dyrektor NRRL, zgodził się, aby laboratorium podjęło energiczny program zwiększenia wydajności penicyliny. Zrobiono to pod kierunkiem Roberta Coghilla, szefa działu fermentacji. W ciągu kilku tygodni naukowiec Andrew Moyer odkrył, że może znacznie zwiększyć wydajność penicylin. Dokonał tego, zastępując laktozę sacharozą używaną przez zespół z Oksfordu w ich pożywce hodowlanej. Wkrótce potem Moyer dokonał jeszcze ważniejszego odkrycia.
Zauważył bowiem, że dodanie ługu kukurydzianego do pożywki fermentacyjnej, wywołuje dziesięciokrotny wzrost wydajności leku. Napar kukurydziany był produktem ubocznym procesu mielenia kukurydzy na mokro. Zespół badawczy próbując znaleźć dla niego zastosowanie, wypróbował go zasadniczo we wszystkich swoich pracach związanych z fermentacją.
Później uznano jednak, że metoda grupy oksfordzkiej polegająca na hodowaniu pleśni na powierzchni pożywki była nieefektywna. Wzrost w kulturze zanurzonej byłby bowiem procesem lepszym. Stopniowo w miarę rozwoju wiedzy wprowadzono więc odpowiednie zmiany. Obecnie w fermentacji kultur zanurzeniowych pleśń jest już hodowana w dużych zbiornikach, w stale mieszanej i napowietrzanej mieszaninie.
Nie robi się już więc tego wyłącznie na powierzchni podłoża. Pod kierunkiem Kennetha Rapera naukowcy zbadali też różne szczepy Penicillium. Znaleźli takie, które dałył akceptowalną wydajność penicyliny w hodowli zanurzeniowej. Wkrótce rozpoczęto też globalne poszukiwania szczepów lepiej wytwarzających penicylinę.
[…] Odkrycie penicyliny […]