Изолиране на чиста проба от пеницилина на Флеминг

От 1930г. до 1943г.

През 1930 година започва да се усеща заплахата на приближаващата война. Великобритания се включва в конфликта на 3 септември 1939 г. До този момент Александър Флеминг смята, че откритието и употребата на пеницилина търпи забрава.

Екипът на Флори и неговите постижения

През 1935 година Хауърд Флори е назначен за професор Оксфорд, където продължава да провежда изследвания и опити с ензима лизозим. Той кани Ернст Чейн, който е еврейски емигрант в Англия, да ръководи секцията по биохимия. Като проверява библиографията по този въпрос, Чейн е впечатлен от работите на Флеминг и веднага пожелава да изолира и пречисти пеницилина. Всичко зависи от средствата. Решават да опитат чрез богатата фондация „Рокфелер“. Средствата се получават благодарение на застъпничеството на Флори, точно преди да започне войната.

Защо пеницилинът е нестабилен? Как да се отстрани този упорит недостатък? Чейн получава резултати посредством метода, прилаган при ферментите, като си служи с нова техника – лиофилизацията, която вече е използвана и усъвършенствана при съхранението на кръвната плазма. Лиофилизацията се базира на факта, че водните разтвори, замразени във вакуум, преминават директно от твърдо в газово състояние. Така обработена течността от културата се превръща в тъмен прах. Освен пеницилин той съдържа замърсявания, поради което е негоден за инжектиране.

Това обаче не е голяма трудност и Чейн не закъснява да я отстрани, като изпробва различни разтворители, докато стига до метанола. Проблемът за нестабилността също е разрешен чрез лиофилизацията. Опитите с мишки и котки продължават, а продуктът е много активен и се понася добре от организма.

Чейн се свързва с Норман Хийтли, който скоро е пристигнал от Копенхаген, с цел да достигне до практически метод за екстракция и пречистване. Веществото, след като е частично пречистено се оказва хиляди пъти по-мощно, от колкото при пречистване изцяло и десет пъти по-активно от сулфамидите.

Решителният опит се случва на 25 май 1940 година с три групи мишки, съответно заразени със стафилококи, стрептококи, и Clostridium septicum. Животните от пробната група умират едно след друго, докато мишките, защитени от пеницилина, оцеляват.
Но от другата страна на Ламанша, в Дюнкерк, германците се готвят да нахлуят в Англия. Всичко може да се случи, включително и загуба на чудотворната плесен.

Затова групата от Оксфорд прави план, който да се съобразява с най-мрачните предположения. Всички те напояват с тъмната течност подплатите на палтата и чантите си. Достатъчно е един от тях да се измъкне – с няколко спори винаги има възможност да се получат нови култури. Оригиналната чинийка на Петри с неговата проникнала от случайна спора плесен и колониите от дегенерирали и ограничени в развитието си стафилококи Флеминг пази като талисман.

В края на месеца, като разполагат с достатъчно количество пеницилин за решителен опит, те го прилагат на 25 мишки, инжектирани с летални дози стрептококи. Резултатите са чудесни и съобщават за него в скромно резюме на страниците на „Лансет“. Чейн казва: „Необходима е съвместна работа, за да се развие една вече позната идея, но не вярвам нито един екип да се заеме с някоя нова идея“. Флеминг, който не знае нищо за тези изследвания, веднага отива в Оксфорд, за да се види с Флори и Чейн. Именно това са химиците, с които иска да работи още през 1929 г.

За съжаление лечението с пеницилин при човек изисква големи дози от лекарството, а това би могло да се постигне чрез индустриално производство на пеницилин. И наистина, за да се лекува един единствен болен, са необходими не по-малко от 1000 литра от културата. Освен това пеницилинът се елиминира бързо чрез бъбреците и е трудно да се поддържа желаната концентрация на кръвта. Фармацевтичните фирми още не желаят да рискуват: страната воюва, подложена е на постоянни бомбардировки, всичко изглежда несигурно; нека микробите почакат.

Индустриално производство на пеницилина

Тогава Флори и Хейтли решават да опитат в Америка. В Пеория, в щата Илинойс, е образувана Нордън реджионал рисърч лаб., регистрирана в изучаването на органичните отпадъци от агрикултурата, които се натрупват в реките на Средния Запад. Задачата е да се превърнат тези отпадъци в продукт на използваема ферментация и химиците са насочили своите усилия в производството на глюкозни съставки посредством действието на Penicillium chrysogenum.

Хийтли остава в Пеория. За кратко време американците постигат двадесет пъти по-висок добив при производството на пеницилин, като си служат с corn steep liqer- отпадъчен продукт от производството на царевично нишесте. Явно става, че ще може да се разчита на пеницилина поне за тежко ранените от войната. По-късно, когато глюкозата е заменена с малтоза, започва ново увеличение на производството.

Става нужно да се провери дали за производството на пеницилин са използвани само култури, произхождащи от първата спора от пробата на Флеминг. Остава да се провери има ли и по-ефикасни плесени. Групата решава да събира плесени от четирите краища на света и да ги изпраща за изследване. Но резултат няма.

Същата задача е поставена на една девойка от лабораторията- тя ежедневно обикаля пазара и взима всичко, по което има плесен. Най-после през 1943 година тя донася пъпеш, на половина изгнил и плесенясал. В него се е развила плесента Penicillium chrysogenum, която по-късно е определена за най-добър производител на пеницилин.

Статията е част от историята на:

• История на Александър Флеминг