Поява на антибиотичния клас на цефалоспорините през 1945 година

От 1945г.

Вдъхновен от откритието на антибиотика пеницилин, изследователят Джузепе Бротцу стартирал свое проучване, което да тества свойствата на бактериалните микроорганизми. То целяло да се синтезират антибиотични продукти, отделяни от тяхната жизнена дейност, които да са способни да лекуват хората.

Това изследване било проведено в института „Institute d'lgiene” в Калгари, Сардиния. От всички получени проби от типични за тази географска област почвени изолати, изследователят бил заинтересован от свойствата на конкретни култури, получени от морската вода, взета в близост до изхода на местната канализация.

Бротцу обяснил на колегите си че, сравнително високата чистота на взетата водна проба вероятно се дължи на факта, че в конкретното местообитание се е зародил микробен антагонизъм. Това наблюдение помогнало на италианския изследовател да изолира през 1945 г. гъбичен микроорганизъм. Касаело се за Cephalosporium acremonium, който бил в състояние да произвежда широк спектър от вещества с антибактериална активност. След множество експерименти с тези вещества се установило, че едно от тях проявява силна антибактериална активност. Това вещество можело да се изолира с помощта на филтрати от гъбична растежна среда. През 1948 г. той публикувал резултатите си от изследвания на сурови екстракти, извлечени от Cephalosporium acremonium. Ученият изпробвал действието на екстрактите върху пациенти, които са имали циреи и абсцеси, причинени от стафилококи и стрептококи. Локалното приложение на тези смеси се оказало доста полезно за третирането на тези състояния.

Проведеният антибиотичен скрининг още веднъж доказал забележителните характеристики на веществото, при все че то било още във вид на „сурови” екстракти, в които съдържанието на антибиотик било по-скоро като примес, а не като основен компонент.

На този етап Бротцу не разполагал с необходимите ресурси, за да поеме по-нататъшната работа по идентифицирането на активното антибиотично вещество. С тази задача се заели лабораториите „Florey's laboratories”, които били част от Оксфордския университет. Учените, работещи в тези лаборатории имали придобит опит в това начинание – именно там било извършено пречистването на пеницилина, след неговото идентифициране. Изследването на екстрактите от Cephalosporium acremonium разкрило, че веществата били богати на множество компоненти, които притежавали изразено антибактериално действие. Първият от тези компоненти бил активен само срещу грам-положителни бактерии и бил наречен цефалоспорин P. Впоследствие станало ясно, че цефалоспорин P бил смес от най-малко 5 свързани помежду си компоненти. Следващият (нестабилен) широкоспектърен компонент, който първоначално демонстрирал цялостна антибактериална активност (именно на това свойство се възхитил Бротцу), бил наречен цефалоспорин N.

Въпреки това, когато изследователят Ейбрахам и неговите колеги успели да го изолират това вещество в чиста форма и да определят структурата му, станало ясно, че то всъщност е нов вид пеницилин. Той получил името пеницилин N. Въпреки че активността му била много по-малка от тази на бензиловия пеницилин, веществото показало силна антибиотична активност срещу грам-отрицателни бактерии. При сравняването на структурата на тези два вида пеницилини, станало ясно, че страничната верига е много важна при определянето на спектъра и силата на антибактериалната активност. Това ключово наблюдение на последователността в структурата довело до появата на няколко нови поколения подобрени пеницилини.

Третият компонент, изолиран от културата на Cephalosporium acremonium бил специфичен примес, получен по време на изследвания, проверяващи степента на разграждането на пеницилин N (в опит да се определи неговата структура. Той имал слаба антибиотична активност и бил наречен цефалоспорин С. Впоследствие и Ейбрахам, и Нютън открили, че той е свързан с пеницилините.

Това, което привлякло интереса им била голямата устойчивост на действието на бактериалните беталактамази, които по принцип били в състояние да „разцепят” пеницилиновия пръстен, инактивирайки антибиотка.

Едва през 1961 година изследователите от Оксфорд успели да открият структурата на цефалоспорините. Именно Цефалоспорин С се превърнал в тяхна отправна точка при производството на четири много успешни поколения полусинтетични цефалоспорини.

„Ситуацията” около собствеността над цефалоспорините, била поета от английската научноизследователска и развойна корпорация, създадена, за да може Англия да се възползва всячески от всички открития, които били осъществени  на територията на нейните университети и лаборатории. Създаването на този вид структура било своеобразна реакция на факта, че английските компании трябвало да плащат големи възнаграждения на американски компании, за да се произвежда пеницилин, който в действителност бил британско откритие. Няколко фармацевтични компании (и двете британски) взели лицензи за производството на цефалоспорини, а английският данъкоплатец бил богато възнаграден за инвестициите, направени от  правителството.

Статията е част от историята на:

• История на антибиотиците