História penicilínu a antibiotík
Lieky, ktoré zmenili modernú medicínu
DNY59 / Getty Images
Z gréčtiny – „anti“, čo znamená „proti“ a bios, čo znamená „život“, je antibiotikum chemická látka produkovaná jedným organizmom, ktorá je pre druhý deštruktívna. Slovo antibiotikum pochádza z „antibiózy“, čo je termín vytvorený v roku 1889 žiakom Louisa Pasteura menom Paul Vuillemin, ktorý ho použil na definovanie procesu, ktorým by sa dal život použiť na zničenie života. Antibiotiká sú prírodné látky, ktoré sa uvoľňujú o baktérie a huby do ich prostredia, ako prostriedok inhibície iných organizmov. Môžete si to predstaviť ako chemickú vojnu v mikroskopickom meradle.
Sir Alexander Fleming
Penicilín je jedným z prvých objavených a najpoužívanejších antibiotík. Kým pán Alexander Fleming Za jej objav sa pripisuje francúzsky študent medicíny Ernest Duchesne, ktorý si baktériu prvýkrát všimol v roku 1896. Slávnejšie Flemingove pozorovania budú vykonané až o viac ako dve desaťročia neskôr.
Fleming, vyštudovaný bakteriológ, pracoval v nemocnici sv. Márie Londýn keď v roku 1928 pozoroval tanierovú kultúru stafylokoka, ktorá bola kontaminovaná modrozelenou plesňou. Pri bližšom skúmaní si všimol, že kolónie baktérií susediace s plesňou sa rozpúšťajú.
Zvedavý Fleming sa rozhodol pestovať pleseň v čistej kultúre, z ktorej bol schopný vidieť, že kolónie baktérie Staphylococcus aureus boli zničené plesňou Označená ceruzka , čo prinajmenšom v zásade dokazuje existenciu antibakteriálneho činidla. Fleming pomenoval látku penicilín a svoje zistenia publikoval v roku 1929, pričom poznamenal, že jeho objav by jedného dňa mohol mať terapeutickú hodnotu, ak by sa dal vyrábať vo veľkom množstve, ale kým by sa Flemingove objavy dostali do praktického a širokého využitia, prešli by roky.
Britský výskum pokračuje
V roku 1930 Dr. Cecil George Paine, patológ z Royal Infirmary v Sheffielde, začal experimentovať s penicilínom na liečbu malých pacientov trpiacich neonatálnymi infekciami (a neskôr aj dospelých trpiacich infekciami oka). Po nešťastnom začiatku 25. novembra 1930 úspešne vyliečil svojho prvého pacienta, avšak len s miernym úspechom sa úsilie Dr. Painea s penicilínom obmedzilo na hŕstku pacientov.
V roku 1939, pod vedením austrálskeho vedca Howarda Floreyho, práca tímu penicilínových výskumníkov na Oxfordskej univerzite Sir William Dunn School of Pathology, ktorý zahŕňal Ernsta Borisa Chaina, Edwarda Abrahama, Arthura Duncana Gardnera, Normana Heatleyho, Margaret Jennings, J. Orr- Ewing a G. Sanders začínali byť veľmi sľubní. V nasledujúcom roku bol tím schopný preukázať schopnosť penicilínu zabíjať infekčné baktérie u myší. Do roku 1940 prišli s metódou na hromadnú výrobu penicilínu, ale výstup bohužiaľ nesplnil očakávania.
V roku 1941 tím začal klinickú skúšku so svojím prvým ľudským pacientom, policajtom menom Albert Alexander, ktorý trpel ťažkou infekciou tváre. Spočiatku sa Alexandrov stav zlepšoval, ale keď sa minuli zásoby penicilínu, infekcii podľahol. Zatiaľ čo ďalší pacienti boli úspešne liečení, syntetizácia lieku v dostatočnom množstve zostala kameňom úrazu.
Kľúčový výskum sa presúva do Spojených štátov
So zvyšujúcimi sa nárokmi na Druhá svetová vojna Britskí vedci nemali prostriedky na to, aby pokračovali v klinických skúškach na ľuďoch v Oxforde, čo značne zaťažilo priemyselné a vládne zdroje Veľkej Británie. Dr. Florey a jeho kolegovia sa obrátili so žiadosťou o pomoc do Spojených štátov amerických a rýchlo ich poslali do Severného regionálneho laboratória v Peorii, Illinois, kde už americkí vedci pracovali na fermentačných metódach na zvýšenie rýchlosti rastu hubových kultúr. 9. júla 1941 prišli Dr. Florey a Dr. Norman Heatley do Spojených štátov amerických s dôležitým balíčkom obsahujúcim malé množstvo penicilínu, aby mohli začať pracovať.
Pumpovaním vzduchu do hlbokých kadí obsahujúcich kukuričný výluh (nealkoholický vedľajší produkt procesu mokrého mletia) v kombinácii s ďalšími kľúčovými zložkami boli výskumníci schopní vyvolať rýchlejší rast penicilínu ako pri akýchkoľvek predchádzajúcich metódach. Je iróniou, že po celosvetovom hľadaní to bol modifikovaný kmeň penicilínu, ktorý pochádzal z plesnivého melónu na trhu v Peorii, produkoval najväčšie množstvo penicilínu, keď sa pestoval v podmienkach ponorenej hlbokej nádoby.
Do 26. novembra 1941 sa Andrewovi J. Moyerovi, odborníkovi z Peoria Lab na výživu plesní, podarilo s pomocou Dr. Heatleyho desaťnásobne zvýšiť výťažok penicilínu. Po vykonaní klinických skúšok v roku 1943 sa penicilín ukázal ako doteraz najúčinnejšia antibakteriálna látka.
Hromadná výroba a dedičstvo penicilínu
Simultánny výskum vykonávaný v laboratóriách Pfizer Labs v Brooklyne v štáte New York pod vedením Jaspera H. Kanea viedol k praktickejšej fermentačnej metóde na hromadnú výrobu penicilínu farmaceutickej kvality. V čase, keď spojenecké sily zasiahli pláže na Deň D 6. júna 1944 , bol dostatok zásob lieku na liečbu početných obetí. Ďalšou výhodou sériovej výroby bolo zníženie nákladov. Ceny penicilínu klesli z neúmerne drahej sadzby v roku 1940 na 20 USD za dávku v júli 1943 na 0,55 USD za dávku v roku 1946.
Nobelovu cenu za fyziológiu alebo medicínu v roku 1945 udelili spoločne Sirovi Alexandrovi Flemingovi, Ernstovi Borisovi Chainovi a Sirovi Howardovi Walterovi Floreymu „za objav penicilínu a jeho liečivého účinku pri rôznych infekčných chorobách“. Dr. Andrew J. Moyer z laboratória Peoria bol uvedený do Siene slávy vynálezcov a britské laboratóriá aj laboratóriá v Peorii boli označené za medzinárodné historické chemické pamiatky. 25. mája 1948 bol Dr. Moyerovi udelený patent na metódu hromadnej výroby penicilínu.