Fab Fungi: Historia penicyliny

Odkrycie penicyliny pozostaje prawdziwym punktem zwrotnym; nie tylko dla historii medycyny, ale dla historii ludzkości w ogóle. Jako jeden z pierwszych antybiotyków na świecie, oznaczało to, że lekarze w końcu mieli narzędzie do leczenia swoich pacjentów z chorób zakaźnych, które kiedyś były wyrokiem śmierci. Penicylina pochodzi z pleśni zwanej Penicillium notatum, I choć może się to wydawać sprzeczne ze sterylnym środowiskiem medycznym, które sobie wyobrażamy, pleśń od dawna jest wykorzystywana w badaniach medycznych. 

Rodzina grzybów

Pleśń jest częścią rodziny grzybów i jest kuzynem pysznych grzybów kulinarnych, a także oszałamiających grzybów trippy. Jednak w przeciwieństwie do nich, pleśń jest znacznie mniej atrakcyjna. Jak więc coś, co jest synonimem śmierci i rozkładu, w rzeczywistości uratowało niezliczone życie? Cóż, podobnie jak w przypadku Alberta Hofmanna odkrycie LSD (pochodzący z grzyba sporyszu) to był wypadek...

Dr Fleming powraca do...

Jest rok 1928 i bakteriolog dr Alexander Fleming właśnie wrócił do Londynu z letnich wakacji w Szkocji. Jego laboratorium w St. Mary's Hospital zostało pozostawione w niezłym bałaganie, a on sam zauważył, że jego kolonie bakterii nie są w pełni sprawne. Staphylococcus aureus (rodzaj bakterii) zostały skażone pleśnią. To trochę tak, jakby przypadkowo zostawić gdzieś kubek na wpół wypitej herbaty i tydzień później znaleźć tam cały ekosystem. Pleśń ta nazywała się Penicillium notatum, i zamiast krzyczeć "fuj! Po opróżnieniu szalek Fleming zachował się jak na bakteriologa przystało i postanowił przyjrzeć się im pod mikroskopem.  

Obserwując interakcję między bakteriami i pleśnią, Fleming był zdumiony, gdy odkrył, że  Penicillium notatum uniemożliwił normalny wzrost Staphylococcus aureus. Aby potwierdzić swoje odkrycia, Fleming musiał poczekać na wzrost większej ilości pleśni (co jest prawdopodobnie tylko nieznacznie lepsze niż oglądanie schnącej farby!). Ale kiedy już to zrobił, Fleming mógł potwierdzić swoje niesamowite odkrycie - że pleśń Penicillium ma zdolność hamowania wzrostu bakterii. Oznaczało to, że potencjalnie można ją wykorzystać do zwalczania chorób zakaźnych. 

"Nie planowałem zrewolucjonizować medycyny"

Dr Fleming napisał później o tym pamiętnym dniu;

 "Kiedy obudziłem się tuż po świcie 28 września 1928 roku, z pewnością nie planowałem zrewolucjonizować całej medycyny, odkrywając pierwszy na świecie antybiotyk lub zabójcę bakterii. Ale chyba właśnie to zrobiłem".

W tym przypadku nie można winić doktora Fleminga za to, że chciał się pochwalić. Na tym jednak historia się nie kończy. Zanim grzyby będą mogły być faktycznie wykorzystane w medycynie, będzie jeszcze kilka kroków. I niestety, Fleming nie miał ani wykształcenia chemicznego, ani zaplecza w St. Mary's, aby zrobić rzeczy, które mogłyby sprawić, że będzie to opłacalne leczenie. Te "rzeczy" to: wyizolowanie aktywnego składnika w pleśni penicyliny, oczyszczenie go, ustalenie, jakie zarazki może zwalczać i jak go faktycznie używać. Tak więc, pomimo swojego odkrycia, po opublikowaniu artykułu na ten temat, badania Fleminga ustały. To z pewnością sprawia, że jesteś wdzięczny, że możesz po prostu jeść grzyby psilocybinowe! 

Bakteryjna pałeczka została przekazana

Tak więc zadanie to zostało przypadkowo podjęte przez dr Howarda Floreya, profesora patologii na Uniwersytecie Oksfordzkim. Był on ekspertem w pozyskiwaniu grantów badawczych, oraz w łączeniu wymarzonych zespołów naukowców. Od dawna zainteresowany antagonistycznym związkiem między bakteriami i pleśnią, w 1938 roku dr Florey przeglądał stare wydania British Journal of Experimental Pathology, kiedy natknął się na pracę Fleminga o właściwościach bakteriobójczych pleśni penicillium. Wkrótce zebrał swoich kolegów z laboratorium i byli gotowi odkryć, co Fleming miał na myśli mówiąc o właściwościach penicillium. "działanie antybakteryjne".

Zespół, w skład którego wchodził utalentowany biochemik dr Ernst Chain, wkrótce stworzył serię prymitywnych ekstraktów z kultury pleśni penicillium. Następnie, latem 1940 roku, przystąpili do eksperymentów na 50 nieszczęsnych myszach, zarażając je śmiercionośnymi paciorkowcami. Połowa z nich zmarła z powodu skrajnej sepsy. Ale druga połowa, której podano zastrzyki penicyliny, przeżyła.

Kwestia produkcji

Po tym wyraźnym sukcesie dr Florey zdecydował, że ma wystarczające dowody, aby przetestować lek na ludziach. Pojawił się jednak problem. Potrzeba było ponad 2000 litrów pleśni, aby wyprodukować wystarczającą ilość czystej penicyliny do wyleczenia jednej osoby. sepsa. I, co nie jest zaskoczeniem, wyhodowanie tak dużych plonów pleśni nie było najłatwiejszą ani najbardziej wydajną rzeczą na świecie.  

Ważną postacią w tym procesie był dr Norman Heatley, biochemik, którego misją było wyhodowanie pleśni w każdym dostępnym naczyniu (brzmi trochę jak mój stary współlokator! 😉) Od butelki do nocnika, Heatley wyhodował pleśń penicyliny, odessał płyn i stworzył sposoby na jego oczyszczenie. Dziś penicylina jest produkowana w ogromnych zbiornikach fermentacyjnych i wykorzystuje zaawansowane techniki ekstrakcji. Był to jednak skromny sposób, w jaki rozpoczęła się produkcja antybiotyku. 

Penicylina przekracza staw

W 1941 roku, niedługo przed przystąpieniem Stanów Zjednoczonych do II wojny światowej, Florey i Heatley udali się do Stanów Zjednoczonych, aby współpracować z amerykańskimi naukowcami w Peoria, Illinois, w celu opracowania sposobu masowej produkcji ich "cudownego leku". 

Zdając sobie sprawę, że ich OG Penicylina notatum że nigdy nie będzie w stanie wyprodukować wystarczającej ilości penicyliny, aby niezawodnie leczyć ludzi, dwaj doktorzy szukali bardziej produktywnego gatunku pleśni. 

Pewnego ciepłego letniego dnia asystentka laboratoryjna Mary Hunt przyniosła z targu melona kantalupa, który był pokryty warstwą "ładna, złota, pleśń". Na szczęście ta wspaniała pleśń okazała się być grzybem Penicillium chrysogeum. Okazało się, że dawał on 200 razy więcej energii niż pierwotnie testowany gatunek. Ale nawet ten gatunek wymagał wzmocnienia za pomocą promieniowania rentgenowskiego wywołującego mutacje i filtracji. Ostatecznie jednak udało im się wyprodukować 1000 razy więcej penicyliny niż pierwotnie. 

Penicylina ratuje żołnierzy

Penicylina sprawdziła się podczas wojny. Głównym zabójcą na wojnach w całej historii były infekcje. W czasach przed penicyliną zmarło 18% osób z bakteryjnym zapaleniem płuc. W czasie II wojny światowej liczba ta spadła do mniej niż 1%. 

Pod koniec wojny amerykańskie firmy farmaceutyczne produkowały 650 miliardów jednostek penicyliny miesięcznie. Jednakże, ku wielkiemu przerażeniu doktora Floreya i jego zespołu naukowców z Oksfordu, doniesienia prasowe na temat "cudownego leku" skupiały się wyłącznie na doktorze Flemingu, a ich znaczący wkład został zignorowany. 

Zostało to nieco poprawione w 1945 roku, kiedy Fleming, Florey i Chain otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny. Wkład Heatleya został doceniony dopiero w 1990 roku, kiedy to Uniwersytet Oksfordzki przyznał mu pierwszy w swojej 800-letniej historii tytuł doktora honoris causa medycyny.  

Każdego 28 września obchodzone jest odkrycie penicyliny przez dr Fleminga. Ale warto również pamiętać o oddanej grupie ludzi, którzy pomogli przekształcić ją w to, czym jest dzisiaj. 

Przyszłość grzybów leczniczych

Kto może powiedzieć, jaka będzie przyszłość psilocybiny jako globalnego leku? Oczywiście bardzo różni się ona od penicyliny, wspomagając zdrowie psychiczne i ból przewlekły zamiast infekcji. Co więcej, dostęp do niej może uzyskać każdy. Wszystko, czego potrzebujesz, to zestaw do uprawy grzybów lub magiczne trufle, co sprawia, że jest to zupełnie inny kocioł z rybami.

Jednak to, co łączy pleśń penicillium i grzyby psilocybinowe, to fakt, że są to fascynujące grzyby, które w jakiś sposób są w stanie opiekować się i leczyć ludzkość. Są one zarówno tajemnicze, jak i magiczne. Wydaje się, że dla medycyny przeszłość, teraźniejszość i przyszłość są..... grzybowe 😉