Fab Fungi: Historie penicilinu

Objev penicilinu zůstává skutečným přelomem nejen v dějinách medicíny, ale v dějinách lidstva obecně. Jako jedno z prvních antibiotik na světě znamenal, že lékaři konečně získali nástroj, kterým mohli léčit své pacienty z infekčních nemocí, které dříve znamenaly rozsudek smrti. Penicilin se získává z plísně zvané Penicillium notatum, a jakkoli se to může zdát protichůdné sterilnímu lékařskému prostředí, které si představujeme, plísně se již dlouho používají v lékařském výzkumu. 

Rodina hub

Plísně patří do čeledi hub a jsou příbuzné lahodným kulinářským houbám, ale i houbám, které vyvolávají myšlenkové pochody. Na rozdíl od nich je však plíseň mnohem méně přitažlivá. Jak se tedy stalo, že něco, co je synonymem smrti a rozkladu, nakonec zachránilo nespočet životů? No, spíše jako Albert Hofmann objev LSD (získaný z námelové houby) byla to tak trochu nehoda...

Doktor Fleming se vrací do nepořádku...

Píše se rok 1928 a bakteriolog Dr. Alexander Fleming se právě vrátil do Londýna z letní dovolené ve Skotsku. Jeho laboratoř v nemocnici svaté Marie zůstala v nepořádku a on si všiml, že jeho kolonie Staphylococcus aureus (typ bakterie, samozřejmě) byly kontaminovány plísní. Něco jako když někde omylem necháte hrnek s napůl vypitým čajem a po týdnu zjistíte, že tam vesele roste celý ekosystém. Tato plíseň se jmenovala Penicillium notatum, a místo křiku "fuj! a vyprázdnil Petriho misky, Fleming se zachoval jako bakteriolog, kterým byl, a rozhodl se, že se na ně podívá pod mikroskopem.  

Při pozorování interakce mezi bakteriemi a plísní Fleming s údivem zjistil, že bakterie a plíseň  Penicillium notatum bránila normálnímu růstu Staphylococcus aureus. Aby Fleming potvrdil svá zjištění, musel počkat, až plísně vyrostou další. (což je pravděpodobně jen o málo lepší než sledovat schnutí barvy!) Ale jakmile se tak stalo, mohl Fleming potvrdit svůj neuvěřitelný objev - že plíseň Penicillium má schopnost inhibovat růst bakterií. To znamenalo, že by mohla být potenciálně využita v boji proti infekčním chorobám. 

"Neplánoval jsem revoluci v medicíně"

Dr. Fleming později o tomto osudném dni napsal;

 "Když jsem se 28. září 1928 těsně po rozbřesku probudil, rozhodně jsem neměl v plánu způsobit revoluci v medicíně tím, že objevím první antibiotikum na světě, neboli zabijáka bakterií. Ale myslím, že přesně to jsem udělal."

V tomto případě nemůžete doktoru Flemingovi vyčítat, že se sám chlubí. Tím však příběh nekončí. Než se houby začaly skutečně používat v medicíně, muselo proběhnout ještě několik kroků. A bohužel Fleming neměl ani chemické vzdělání, ani vybavení v St Mary's, aby mohl provést věci, které by z ní mohly udělat životaschopnou léčbu. Těmito "věcmi" byly: izolace účinné látky v penicilinové plísni, její vyčištění, zjištění, proti jakým zárodkům může bojovat, a způsob jejího skutečného použití. Navzdory svému objevu tedy Flemingův výzkum po zveřejnění článku o něm ustrnul. Člověk je pak určitě vděčný, že může jíst jen psilocybinové houby! 

Bakteriální štafeta je předána

A tak se tohoto úkolu náhodou ujal Dr. Howard Florey, profesor patologie na Oxfordské univerzitě. Byl zkušený v získávání výzkumných grantů, a v sestavování vysněných týmů vědeckých kolegů. Dr. Florey se dlouho zajímal o antagonistický vztah mezi bakteriemi a plísněmi a v roce 1938 procházel stará vydání časopisu The British Journal of Experimental Pathology, když se mu dostala do rukou Flemingova práce o vlastnostech plísně penicillium, která zabíjí bakterie. Brzy shromáždil své kolegy z laboratoře a ti byli připraveni rozluštit, co Fleming myslel tím, že penicillium "antibakteriální účinek."

Tým, jehož členem byl i nadaný biochemik Dr. Ernst Chain, brzy vytvořil řadu primitivních extraktů z kultury plísně penicillium. V létě 1940 pak provedli pokus na 50 nešťastných myších a infikovali je smrtelně nebezpečným streptokokem. Polovina z nich zemřela na extrémní sepsi. Druhá polovina, které byly podávány injekce penicilinu, však přežila.

Výrobní problém

Po tomto jasném úspěchu se doktor Florey rozhodl, že má dostatek důkazů, aby lék vyzkoušel na lidech. Byl tu však problém. K výrobě dostatečného množství čistého penicilinu pro léčbu jednoho člověka bylo zapotřebí více než 2 000 litrů plísně. sepse. A není překvapivé, že vypěstovat tak velkou úrodu plísní nebylo nejjednodušší ani nejefektivnější na světě.  

Důležitou postavou tohoto procesu byl Dr. Norman Heatley, biochemik, který si dal za úkol pěstovat plísně ve všech dostupných nádobách. (to zní trochu jako můj bývalý spolubydlící! 😉) Heatley pěstoval penicilinovou plíseň, odsával tekutinu a vytvářel způsoby jejího čištění. Dnes se penicilin vyrábí v obrovských fermentačních nádržích a používá sofistikované extrakční techniky. Takto skromně však výroba antibiotika začínala. 

Penicilin překračuje hranice rybníka

V roce 1941, nedlouho před vstupem USA do druhé světové války, odcestovali Florey a Heatley do Spojených států, aby ve spolupráci s americkými vědci v Peorii ve státě Illinois vyvinuli způsob masové výroby jejich vznikající "zázračné drogy". 

Uvědomují si, že jejich OG Penicillin notatum nikdy nebude schopen vyrobit dostatečné množství penicilinu pro spolehlivou léčbu lidí, hledali oba doktoři produktivnější druh plísně. 

Jednoho teplého letního dne přinesla laborantka Mary Huntová z trhu meloun cantaloupe, který byl pokrytý vrstvou "hezká, zlatá, plíseň." Naštěstí se ukázalo, že tato nádherná plíseň je houba. Penicillium chrysogeum. Bylo zjištěno, že poskytuje 200x větší množství než původně testovaný druh. I tento druh však potřeboval vylepšení pomocí rentgenového záření vyvolávajícího mutace a filtraci. Nakonec se však podařilo vyrobit 1000krát více penicilinu než při původním pokusu. 

Penicilin zachraňuje vojáky

Penicilin se osvědčil během války. Hlavním zabijákem ve válkách byla po celou historii infekce. V první světové válce před nástupem penicilinu zemřelo 18% osob s bakteriálním zápalem plic. Za druhé světové války to bylo méně než 1%. 

Na konci války vyráběly americké farmaceutické společnosti 650 miliard jednotek penicilinu měsíčně. K velkému zděšení Dr. Floreyho a jeho týmu oxfordských vědců se však zprávy o "zázračném léku" soustředily především na Dr. Fleminga a jejich významný přínos byl ignorován. 

To se poněkud napravilo v roce 1945, kdy Fleming, Florey a Chain získali Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu. Heatleyho přínos byl oceněn až v roce 1990, kdy mu Oxfordská univerzita udělila vůbec první čestný doktorát medicíny ve svém 800letém odkazu.  

Každý rok 28. září se slaví objev penicilinu doktorem Flemingem. Stojí však za to připomenout si také obětavou skupinu lidí, kteří se zasloužili o jeho zrod do dnešní podoby. 

Budoucnost léčivých hub

Kdo může říci, jaká bude budoucnost psilocybinu jako celosvětového léku? Samozřejmě, že se velmi liší od penicilinu, který pomáhá duševnímu zdraví a... chronická bolest spíše než infekce. A opět jinak, může k němu mít přístup kdokoli. Potřebujete jen sadu na pěstování hub nebo kouzelné lanýže, což z ní dělá opravdu úplně jinou rybu.

Plísně penicillium a psilocybinové houby však spojuje to, že jde o fascinující houby, které nějakým způsobem dokážou pečovat o lidstvo a léčit ho. Jsou záhadné a magické zároveň. Zdá se, že pro medicínu je minulost, přítomnost i budoucnost..... hub 😉.