La historia de la penicilina y los antibióticos

Del griego "anti, que significa" contra "y bios, que significa" vida ", un antibiótico es una sustancia química producida por un organismo que es destructiva para otro. La palabra antibiótico proviene de" antibiosis ", un término acuñado en 1889 por un alumno de Louis Pasteur llamado Paul Vuillemin, quien lo usó para definir un proceso por el cual la vida podría usarse para destruir la vida. Los antibióticos son sustancias naturales que son liberadas por bacterias y hongos en su ambiente, como un medio para inhibir otros organismos. puedo pensar en ello como una guerra química a escala microscópica.

Sir Alexander Fleming

La penicilina es uno de los primeros antibióticos descubiertos y más ampliamente utilizados. Si bien a Sir Alexander Fleming se le atribuye su descubrimiento, fue el estudiante de medicina francés Ernest Duchesne quien tomó nota de la bacteria por primera vez en 1896. Las observaciones más famosas de Fleming no se realizarían hasta más de dos décadas después..

Fleming, un bacteriólogo capacitado, trabajaba en el Hospital St. Mary en Londres cuando, en 1928, observó un cultivo en placa de Staphylococcus que había sido contaminado por un moho verde azulado. En una inspección más cercana, observó que las colonias de bacterias adyacentes al moho se estaban disolviendo..

Curioso, Fleming decidió cultivar el moho en cultivo puro, desde el cual pudo ver las colonias de la bacteria. Staphylococcus aureus estaban siendo destruidos por el moho Penicillium notatum, demostrando, al menos en principio, la existencia de un agente antibacteriano. Fleming nombró a la sustancia penicilina y publicó sus hallazgos en 1929, señalando que su descubrimiento algún día podría tener valor terapéutico si pudiera producirse en cantidad, sin embargo, pasarían años antes de que los hallazgos de Fleming se utilizaran de manera práctica y generalizada..

La investigación británica continúa

En 1930, el Dr. Cecil George Paine, patólogo de la Royal Infirmary en Sheffield, comenzó a experimentar con la penicilina para el tratamiento de pacientes infantiles que sufren infecciones neonatales (y más tarde con adultos que sufren infecciones oculares). Después de un comienzo desfavorable, curó con éxito a su primer paciente el 25 de noviembre de 1930, sin embargo, con una tasa de éxito leve, los esfuerzos del Dr. Paine con la penicilina se limitaron a un puñado de pacientes..

En 1939, dirigido por el científico australiano Howard Florey, el trabajo de un equipo de investigadores de penicilina en la Escuela de Patología Sir William Dunn de la Universidad de Oxford que incluía a Ernst Boris Chain, Edward Abraham, Arthur Duncan Gardner, Norman Heatley, Margaret Jennings, J. Orr- Ewing y G. Sanders comenzaban a mostrar una gran promesa. Para el año siguiente, el equipo pudo demostrar la capacidad de la penicilina para matar bacterias infecciosas en ratones. Para 1940, habían ideado un método para producir penicilina en masa, pero desafortunadamente, la producción no cumplió con las expectativas..

En 1941, el equipo comenzó un ensayo clínico con su primer paciente humano, un policía llamado Albert Alexander que sufría una infección facial grave. Inicialmente, la condición de Alexander mejoró, pero cuando se agotaron los suministros de penicilina, sucumbió a la infección. Mientras que los pacientes posteriores fueron tratados con éxito, sintetizar el medicamento en cantidad suficiente siguió siendo un obstáculo.

Cambios clave de investigación a los Estados Unidos

Con las crecientes demandas de la Segunda Guerra Mundial que agotan enormemente los recursos industriales y gubernamentales de Gran Bretaña, los científicos británicos no tenían los medios para continuar los ensayos clínicos en humanos en Oxford. El Dr. Florey y sus colegas acudieron a los Estados Unidos en busca de ayuda y fueron remitidos rápidamente al Laboratorio Regional del Norte en Peoria, Illinois, donde los científicos estadounidenses ya estaban trabajando en métodos de fermentación para aumentar la tasa de crecimiento de los cultivos de hongos. El 9 de julio de 1941, el Dr. Florey y el Dr. Norman Heatley llegaron a los Estados Unidos con un paquete vital que contenía una pequeña cantidad de penicilina para comenzar a trabajar..

Al bombear aire a tanques profundos que contenían licor de maíz (un subproducto no alcohólico del proceso de molienda húmeda) combinado con otros ingredientes clave, los investigadores pudieron inducir un crecimiento de penicilina más rápido que con cualquier método anterior. Irónicamente, después de una búsqueda mundial, era una cepa modificada de penicilina que provenía de un melón meloso en un mercado de Peoria que producía la mayor cantidad de penicilina cuando se cultivaba en condiciones de cubeta profunda sumergida..

Para el 26 de noviembre de 1941, Andrew J. Moyer, experto en nutrición de mohos de Peoria Lab, había logrado, con la ayuda del Dr. Heatley, un aumento de diez veces en el rendimiento de la penicilina. Después de realizar ensayos clínicos en 1943, se demostró que la penicilina es el agente antibacteriano más efectivo hasta la fecha..

Producción en masa y el legado de la penicilina

Mientras tanto, la investigación simultánea que se realizó en Pfizer Labs en Brooklyn, Nueva York, dirigida por Jasper H. Kane, condujo a un método de fermentación más práctico para la producción en masa de penicilina de grado farmacéutico. Cuando las fuerzas aliadas llegaron a las playas el día D el 6 de junio de 1944, había un amplio suministro de la droga para tratar las numerosas víctimas. Otro beneficio para la producción en masa fue la disminución del costo. Los precios de la penicilina cayeron de una tasa prohibitivamente costosa en 1940 a $ 20 por dosis en julio de 1943 a $ 0.55 por dosis en 1946.

El Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1945 fue otorgado conjuntamente a Sir Alexander Fleming, Ernst Boris Chain y Sir Howard Walter Florey "por el descubrimiento de la penicilina y su efecto curativo en diversas enfermedades infecciosas". El Dr. Andrew J. Moyer, del Laboratorio de Peoria, fue incluido en el Salón de la Fama de los Inventores, y los Laboratorios Británico y Peoria fueron designados como Monumentos Químicos Históricos Internacionales. El 25 de mayo de 1948, el Dr. Moyer obtuvo una patente para un método de producción en masa de penicilina..

Una línea de tiempo de antibióticos

• Historia antigua-Las antiguas tribus egipcias, chinas e indígenas de América Central utilizaron diversas formas de moho para tratar heridas infectadas..
• Finales de 1800-La búsqueda de antibióticos comienza a fines de 1800 con la creciente aceptación de la teoría de los gérmenes de la enfermedad que vinculaba a las bacterias y otros microbios con la causa de una variedad de dolencias..
• 1871-El cirujano Joseph Lister comienza a investigar un fenómeno que indica que la orina contaminada con moho inhibe el crecimiento de bacterias..
• Década de 1890-Los médicos alemanes Rudolf Emmerich y Oscar Low son los primeros en hacer una medicación efectiva a partir de microbios. Si bien su medicamento, conocido como piocianasa, fue el primer antibiótico que se usó en los hospitales, no tuvo una tasa de curación efectiva.
• 1928-Sir Alexander Fleming observa que las colonias de la bacteria Staphylococcus aureus podría ser destruido por el moho Penicillium notatum, demostrando el principio de antibióticos.
• 1935-Prontosil, el primer fármaco de sulfa, fue descubierto en 1935 por el químico alemán Gerhard Domagk.
• 1942-Howard Florey y Ernst Chain inventan un proceso de fabricación viable para la penicilina G procaína, que ahora se puede vender como medicamento.
• 1943-Utilizando microbios extraídos de las bacterias del suelo, el microbiólogo estadounidense Selman Waksman inventa la estreptomicina, la primera de una nueva clase de medicamentos llamados aminoglucósidos que podrían usarse para tratar la tuberculosis y otras infecciones, sin embargo, los efectos secundarios de los fármacos en etapa temprana a menudo superan su valor curativo.
• 1945-Utilizando la cristalografía de rayos X avanzada, la científica de la Universidad de Oxford, Dra. Dorothy Crowfoot Hodgkin, define el diseño molecular de la penicilina, confirmando su estructura como se hipotetizó previamente y conduce a un mayor desarrollo de otros antibióticos y sustancias biomoleculares, incluida la vitamina B¹².
• 1947-Cuatro años después de que comience la producción en masa de penicilina, aparecen microbios resistentes, que incluyen Staphylococcus aureus. Generalmente inofensivo en humanos, si se permite que florezca sin control, Staphylococcus aureus produce toxinas que provocan enfermedades como neumonía o síndrome de shock tóxico.
• 1955-Lloyd Conover recibe una patente de tetraciclina. Pronto se convierte en el antibiótico de amplio espectro más recetado en los Estados Unidos..
• 1957-La nistatina, utilizada para curar muchas infecciones fúngicas desfigurantes e incapacitantes, está patentada.
• 1981-SmithKline Beecham patenta un antibiótico semisintético llamado Amoxicilina o amoxicilina / clavulanato de potasio. El antibiótico se estrena en 1998 bajo los nombres comerciales de Amoxicilina, Amoxil y Trimox..