Откриване на пеницилина от Александър Флеминг

От 1928г.

Преди откриването и въвеждането на пеницилина и най-малката инфекция е можела да се превърне в животозастрашаващо състояние. Не е съществувало ефективно лечение за пневмония, ревматична треска или гонорея. В болниците постъпвали хора с отравяне на кръвта вследствие одраскване или порязване, без да могат лекарите да спрат понякога леталния изход.

Пеницилинът е първият антибиотик, който дава началото на нова ера. Антибиотиците са съединения, състоящи се от бактерии и гъбички, които имат свойствата да убиват или потискат конкурентни микробни видове. От векове хората знаят за тяхното съществуване - това дава обяснение на факта, че древните египтяни са използвали лапа от плесенясал хляб върху инфектирани рани. Но едва през 1928 г. първият истински антибиотик е открит от професора по бактериология в лондонската болница "Сейнт Мери" Александър Флеминг.

Особеното петриево блюдо

На 3 септември 1928 г. Флеминг се заема да сортира петриеви блюда, съдържащи колонии от бактериите Staphylococcus, причиняващи болки в гърлото, циреи и абсцеси. На една от паничките бактериологът задържа по-дълго вниманието си, тъй като забелязва, че е изпълнена с колонии, но в един отделен участък те не са се развили поради наличието на плесен. Зоната непосредствено около плесента е чиста, като че ли тя е спряла растежа на бактериите. По-късно става ясно, че това, което пречи на бактериите да се развиват, е рядък щам на зелената плесен Penicillium notatum.

Флеминг установява, че неговият "сок от плесен" може да унищожи широк спектър от вредни микроорганизми като стрептококи, менингококи и дифтериен бацил. Той възлага на помощниците си Фредерик Ридли и Стюарт Крадок да изолират чистия пеницилин от отделеното вещество от плесента. Задачата се оказва много трудна, пеницилинът е нестабилен и двамата асистенти успяват да приготвят само разтвори от суров материал, с който да работят.

Александър Флеминг известява за своето откритие в British Journal of Experimental Pathology през юни 1929 г., като бегло споменава за евентуални терапевтични ползи на пеницилина. В началото изглежда, че основното приложение на новооткритото вещество ще бъде в изолирането на нечувствителни към пеницилин бактерии от чувствителни в смесена култура. Опитите да се пречисти пеницилина, включително и от професора по биохимия в Лондонското училище по хигиена и тропическа медицина Харолд Райстрик, търпят провал. Веществото е обявено за лабораторно любопитство и Флеминг се отказва от неговото пречистване.

От лабораторно откритие към животоспасяващо лекарство

Изминава близо десетилетие, докато един ден Хауърд Флори и Ернст Чейн от Оксфордския университет попадат на изследванията на Флеминг по време на провеждане на техни проучвания върху микроорганизмите и веществата, които произвеждат. Двамата силно се заинтригуват и събират екип от учени, чийто основен приоритет става "Проекта Пеницилин".

За сложността на поетата задача говори и появата на сблъсъци между старшите членове, започват да възникват спорове и разногласия как да протича изследването. Работата по пречистването на пеницилина започва по-задълбочено през 1939 г., когато военновременните условия все повече затрудняват научните проучвания. Екипът трябва да преработи до 500 л седмично филтрат от плесен, за да се сдобие с достатъчно пеницилин за опити с животни и клинични изпитвания. Учените използват всевъзможни съдове, в които да отглеждат плесента - вани, кутии за храна, нощни гърнета. По-късно е проектиран специален съд, който да се ползва за ферментацията на материала. Дори се сформира екип от 6 жени, наети за 2 лири на седмица, които да поемат грижата конкретно за инокулирането и ферментиращия "бульон". Те получават названието "пеницилиновите момичета". Така лабораторията в Оксфордския университет се превръща в своеобразна фабрика за пеницилин.

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.

През 1940 г. Флори провежда експеримент с 8 мишки, при който те са заразени със смъртоносни стрептококови бактерии. Ученият разполага с достатъчно количество пеницилин и инжектира с него четири от гризачите. Именно те оцеляват. Екипът публикува статия за проведения опит и привличат интереса на научната общност. Лошото е, че процесът по извличането и пречистването на веществото е бавен и труден, нужни са галони от плесен, за да се произведе минимално количество пеницилин колкото нокът.

>>> Предизвикателният и сложен процес по фабричното производство на пеницилина 

На 12 февруари 1941 г. за първи път пеницилинът е приложен върху човек. Албърт Алекзандър, 43-годишен полицай, развива животозастрашаваща инфекция вследствие одраскване на страничната част на устата, докато подрязва розите в градината си. Появяват му се огромни абсцеси, засягащи лицето, очите и белите дробове. Инжектиран е с пеницилин и за броени дни демонстрира забележително подобрение. Но запасите от лекарството свършват и полицаят умира след няколко дни. Пеницилинът е използван в лечението и на други пациенти, показвайки много добри резултати. Но производствените проблеми и Втората световна война силно затрудняват произвеждането на големи количества. Първоначално британски компании като Glaxo и Kemball Bishop се заемат с предизвикателството, но скоро се разбира, че няма да успеят. В разгара на войната индустрията в Обединеното кралство не е в състояние да разработи нов процес на масово производство и екипът от Оксфорд започва да търси другаде.

Статията е част от историята на:

• История на Александър Флеминг