Fab Fungi: Istoria penicilinei

Descoperirea penicilinei rămâne un adevărat punct de cotitură, nu doar pentru istoria medicală, ci și pentru istoria omenirii în general. Fiind unul dintre primele antibiotice din lume, aceasta a însemnat că medicii au avut în sfârșit un instrument pentru a-și vindeca pacienții de boli infecțioase care altădată reprezentau o condamnare la moarte. Penicilina este derivată dintr-un mucegai numit Penicillium notatum, și oricât de antitetic ar părea pentru mediile medicale sterile pe care ni le imaginăm, mucegaiul a fost folosit de mult timp în cercetarea medicală. 

Familia Fungi

Mucegaiul face parte din familia ciupercilor și este un văr al delicioaselor ciuperci culinare, precum și al ciupercilor care te amețesc. Deși, spre deosebire de acestea, mucegaiul este mult mai puțin atrăgător. Așadar, cum a ajuns ceva sinonim cu moartea și putreziciunea să salveze nenumărate vieți? Ei bine, la fel ca și în cazul lui Albert Hofmann descoperirea LSD (derivat din ciuperca ergot) a fost un fel de accident...

Dr. Fleming se întoarce la un dezastru...

Imaginați-vă scena: suntem în 1928, iar bacteriologul Dr. Alexander Fleming tocmai s-a întors la Londra din vacanța de vară petrecută în Scoția. Laboratorul său de la spitalul St. Mary's a fost lăsat în dezordine și observă că coloniile sale de Staphylococcus aureus (un tip de bacterie, firește) au fost contaminate de mucegai. Cam ca atunci când lași din greșeală o cană de ceai pe jumătate băută undeva și găsești un întreg ecosistem care crește fericit acolo o săptămână mai târziu. Acest mucegai se numea Penicillium notatum, și în loc să strige "yuck! și golindu-și vasele Petri, Fleming s-a comportat ca un bacteriolog ce era și a decis să le examineze la microscop.  

Observând interacțiunea dintre bacterii și mucegai, Fleming a fost uimit să constate că  Penicillium notatum a împiedicat creșterea normală a Staphylococcus aureus. Pentru a-și confirma descoperirile, Fleming a trebuit să aștepte să crească mai mult mucegai. (ceea ce este probabil doar marginal mai bine decât să privești cum se usucă vopseaua!) Dar odată ce a făcut-o, Fleming a putut confirma descoperirea sa incredibilă - că mucegaiul Penicillium avea capacitatea de a inhiba dezvoltarea bacteriilor. Acest lucru însemna că ar putea fi exploatată pentru a combate bolile infecțioase. 

"Nu am plănuit să revoluționez medicina"

Dr. Fleming a scris mai târziu despre acea zi fatidică;

 "Când m-am trezit imediat după zorii zilei de 28 septembrie 1928, cu siguranță nu aveam de gând să revoluționez întreaga medicină prin descoperirea primului antibiotic sau ucigaș de bacterii din lume. Dar cred că exact asta am făcut."

În acest caz, nu-l poți învinovăți pe Dr. Fleming pentru că își face singur reclamă. Totuși, povestea nu se termină aici. Ar mai fi trebuit să urmeze câteva etape înainte ca ciupercile să poată fi folosite în mod real în scopuri medicale. Și, din păcate, Fleming nu avea nici pregătirea în domeniul chimiei, nici facilitățile de la St. Mary's pentru a face lucrurile care ar putea face din acest tratament unul viabil. Aceste "lucruri" erau: izolarea ingredientului activ din mucegaiul de penicilină, purificarea acestuia, determinarea germenilor pe care îi putea combate și modul de utilizare efectivă. Astfel, în ciuda descoperirii sale, după ce a publicat o lucrare despre aceasta, cercetările lui Fleming au încetat. Cu siguranță te face să fii recunoscător că poți mânca pur și simplu ciuperci cu psilocibină! 

Batonul bacterian este trecut

Astfel, această sarcină a fost preluată, din întâmplare, de către Dr. Howard Florey, profesor de patologie la Universitatea Oxford. Acesta era priceput în a solicita granturi de cercetare, și la alcătuirea unor echipe de vis formate din colegi cercetători. Interesat de mult timp de relația antagonistă dintre bacterii și mucegai, în 1938, Dr. Florey răsfoia câteva ediții vechi ale revistei Jurnalul britanic de patologie experimentală, când a dat din întâmplare peste lucrarea lui Fleming despre proprietățile de ucidere a bacteriilor de către mucegaiul penicillium. În curând, și-a adunat colegii de laborator și erau gata să deslușească ce a vrut Fleming să spună prin "proprietățile de sănătate ale penicilului". "acțiune antibacteriană".

Echipa, din care făcea parte și talentatul biochimist Dr. Ernst Chain, a produs în curând o serie de extracte primitive din cultura de mucegai penicillium. Apoi, în vara anului 1940, au procedat la experimente pe 50 de șoareci nefericiți, infectându-i cu streptococul mortal. Jumătate dintre ei au murit din cauza septicemiei extreme. Dar cealaltă jumătate, căreia i s-au administrat injecții cu penicilină, a supraviețuit.

O problemă de producție

După acest succes clar, Dr. Florey a decis că are suficiente dovezi pentru a testa medicamentul pe oameni. Dar a existat o problemă. Erau necesari peste 2.000 de litri de mucegai pentru a produce suficientă penicilină pură pentru a trata o persoană cu sepsis. Și, fără să ne surprindă, cultivarea unei cantități atât de mari de mucegai nu a fost cel mai ușor sau mai eficient lucru din lume.  

O figură vitală în acest proces a fost Dr. Norman Heatley, un biochimist care și-a făcut misiunea de a cultiva mucegai în toate recipientele disponibile. (seamănă puțin cu fosta mea colegă de cameră! 😉) De la sticlă la bazin, Heatley a cultivat mucegai de penicilină, a aspirat lichidul și a creat modalități de a-l purifica. Astăzi, penicilina este produsă în rezervoare de fermentație uriașe și folosește tehnici de extracție sofisticate. Cu toate acestea, acesta a fost modul modest în care a început producția antibioticului. 

Penicilina traversează balta

În 1941, nu cu mult timp înainte ca SUA să intre în cel de-al Doilea Război Mondial, Florey și Heatley au călătorit în Statele Unite pentru a lucra cu oamenii de știință americani din Peoria, Illinois, pentru a dezvolta o modalitate de a produce în masă "medicamentul minune" în curs de dezvoltare. 

Realizând că OG lor Penicilină notatum nu va putea niciodată să producă suficientă penicilină pentru a trata oamenii în mod fiabil, cei doi doctori au căutat o specie de mucegai mai productivă. 

Apoi, într-o zi călduroasă de vară, asistenta de laborator Mary Hunt a adus din piață un pepene cantalup, care era acoperit cu un "drăguț, auriu, mucegai." Din fericire, acest mucegai superb s-a dovedit a fi ciuperca Penicillium chrysogeum. S-a constatat că aceasta produce o cantitate de 200 de ori mai mare decât specia testată inițial. Dar chiar și această specie a necesitat o îmbunătățire cu raze X care induc mutații și filtrare. În cele din urmă, totuși, au reușit să producă de 1.000 de ori mai multă penicilină decât eforturile lor inițiale. 

Penicilina salvează soldați

Penicilina își va dovedi eficiența în timpul războiului. Principala cauză a morții în războaie, de-a lungul istoriei, a fost infecția. În Primul Război Mondial de dinaintea penicilinei, 18% dintre cei care sufereau de pneumonie bacteriană au murit. În cel de-al Doilea Război Mondial, acest număr a scăzut la mai puțin de 1%. 

Până la sfârșitul războiului, companiile farmaceutice americane produceau 650 de miliarde de unități de penicilină pe lună. Cu toate acestea, spre disperarea doctorului Florey și a echipei sale de oameni de știință de la Oxford, știrile despre "medicamentul miraculos" s-au concentrat în mod direct asupra doctorului Fleming, iar contribuțiile lor semnificative au fost ignorate. 

Acest lucru a fost oarecum corectat în 1945, când Fleming, Florey și Chain au primit Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină. Contribuția lui Heatley a fost recunoscută abia în 1990, când Universitatea Oxford i-a acordat primul doctorat onorific în medicină din istoria sa de 800 de ani.  

În fiecare an, pe 28 septembrie, se sărbătorește descoperirea penicilinei, de către Dr. Fleming. Dar merită, de asemenea, să ne amintim de grupul de oameni dedicați care au ajutat la nașterea ei în ceea ce este astăzi. 

Viitorul ciupercilor medicinale

Cine poate spune care va fi viitorul psilocibinei ca medicament global? Bineînțeles că este foarte diferită de penicilină, ajutând sănătatea mintală și durere cronică mai degrabă decât o infecție. Și, în mod diferit, poate fi accesat de oricine. Tot ceea ce ai nevoie este un kit de cultivare a ciupercilor sau niște trufe magice, ceea ce face ca acest lucru să fie într-adevăr o mâncare de pește foarte diferită.

Cu toate acestea, ceea ce unește mucegaiul penicillium și ciupercile cu psilocibină este faptul că sunt ciuperci fascinante care, într-un fel, sunt capabile să îngrijească și să vindece omenirea. Ele sunt atât misterioase, cât și magice. Se pare că, pentru medicină, trecutul, prezentul și viitorul este..... fungice 😉