Fab svampar: Penicillinets historia

Upptäckten av penicillinet är en verklig vändpunkt, inte bara för den medicinska historien utan för mänsklighetens historia i stort. Som ett av världens första antibiotika innebar det att läkare äntligen hade ett verktyg för att bota sina patienter från infektionssjukdomar som en gång hade varit en dödsdom. Penicillin härrör från en mögelsvamp som kallas Penicillium notatum, och även om det kan verka som en motsats till de sterila medicinska miljöer vi föreställer oss, har mögel länge använts inom medicinsk forskning. 

Familjen svampar

Mögel är en del av svampfamiljen och är en kusin till läckra kulinariska svampar, såväl som sinnesbändande trippy svampar. Men till skillnad från dem är mögel mycket mindre tilltalande. Så hur kom det sig att något som är synonymt med död och förfall faktiskt räddade otaliga liv? Tja, ungefär som Albert Hofmanns Upptäckten av LSD (härrör från ergotsvampen) det var något av en olycka...

Dr. Fleming återvänder till en rörig...

Det är 1928 och bakteriologen Dr. Alexander Fleming har just återvänt till London från sin sommarsemester i Skottland. Hans labb på St. Mary's Hospital har lämnats i en enda röra, och han märker att hans kolonier av Staphylococcus aureus (en typ av bakterie, natch) har förorenats av mögel. Ungefär som när man råkar lämna en mugg med halvdrucket te någonstans och en vecka senare hittar ett helt ekosystem som växer där. Detta mögel kallades Penicillium notatum, och istället för att ropa "Usch! och tömde sina petriskålar agerade Fleming som den bakteriolog han var och bestämde sig för att ta en titt på dem i sitt mikroskop.  

Fleming observerade samspelet mellan bakterierna och möglet och blev förvånad över att se att  Penicillium notatum hade förhindrat normal tillväxt av Staphylococcus aureus. För att bekräfta sina resultat var Fleming tvungen att vänta på att mer av möglet skulle växa (vilket förmodligen bara är marginellt bättre än att se färg torka!) Men när den väl gjorde det kunde Fleming bekräfta sin otroliga upptäckt - att Penicillium-mögel hade förmågan att hämma tillväxten av bakterier. Detta innebar att den potentiellt kunde utnyttjas för att bekämpa infektionssjukdomar. 

"Jag planerade inte att revolutionera medicinen"

Dr. Fleming skrev senare om den ödesdigra dagen;

 "När jag vaknade strax efter gryningen den 28 september 1928 hade jag verkligen inte planerat att revolutionera all medicin genom att upptäcka världens första antibiotikum, eller bakteriedödare. Men jag antar att det var precis vad jag gjorde."

I det här fallet kan man inte riktigt klandra Dr. Fleming för att han talar i egen sak. Men historien slutar inte där. Det skulle återstå en hel del steg innan svamparna faktiskt kunde användas medicinskt. Och tyvärr hade Fleming varken kemiutbildning eller faciliteter på St. Mary's för att göra de saker som kunde göra det till en livskraftig behandling. Dessa "saker" var att isolera den aktiva ingrediensen i penicillinmögel, rena den, ta reda på vilka bakterier den kunde bekämpa och hur man faktiskt skulle använda den. Så trots sin upptäckt, och efter att ha publicerat en artikel om den, rann Flemings forskning ut i sanden. Det gör dig verkligen tacksam för att du bara kan äta psilocybinsvampar! 

Den bakteriella stafettpinnen har passerats

Så av en slump togs denna uppgift upp av Dr. Howard Florey, professor i patologi vid Oxford University. Han var skicklig på att söka forskningsanslag, och på att sätta samman drömteam av forskarkollegor. Dr. Florey hade länge varit intresserad av det antagonistiska förhållandet mellan bakterier och mögel och 1938 bläddrade han igenom några gamla utgåvor av British Journal of Experimental Pathology, när han råkade läsa Flemings avhandling om penicillium-mögelns bakteriedödande egenskaper. Snart hade han samlat sina laboratoriekollegor, och de var redo att ta reda på vad Fleming menade med penicilliums "antibakteriell verkan."

Teamet, som inkluderade den begåvade biokemisten Dr. Ernst Chain, producerade snart en serie primitiva extrakt av penicillium-mögelkulturen. Under sommaren 1940 experimenterade de sedan med 50 olyckliga möss och infekterade dem med dödliga streptokocker. Hälften av dem dog av extrem blodförgiftning. Men den andra hälften, som hade fått penicillininjektioner, överlevde.

En produktionsfråga

Efter denna tydliga framgång beslutade Dr. Florey att han hade tillräckligt med bevis för att testa läkemedlet på människor. Men det fanns ett problem. Över 2 000 liter mögel behövdes för att tillverka tillräckligt med rent penicillin för att behandla en person med sepsis. Och föga förvånande var det inte det enklaste eller mest effektiva i världen att odla en så stor mängd mögel.  

En viktig person i denna process var Dr. Norman Heatley, en biokemist som gjorde det till sin uppgift att odla mögel i alla tillgängliga kärl (låter lite som min gamla rumskamrat! 😉) Från flaska till bäcken odlade Heatley penicillinmögel, sög upp vätskan och skapade sätt att rena den. Idag tillverkas penicillin i enorma jäsningstankar och med hjälp av sofistikerade extraktionstekniker. Men det var på det här enkla sättet som produktionen av antibiotikan började. 

Penicillin korsar dammen

År 1941, inte långt innan USA skulle gå in i andra världskriget, reste Florey och Heatley till USA för att arbeta med amerikanska forskare i Peoria, Illinois, för att utveckla ett sätt att massproducera deras spirande "mirakelmedicin". 

Att inse att deras OG Penicillin notatum aldrig skulle kunna producera tillräckligt med penicillin för att behandla människor på ett tillförlitligt sätt, letade de två läkarna efter en mer produktiv mögelart. 

En varm sommardag tog sedan laboratorieassistenten Mary Hunt in en cantaloupemelon från marknaden, som var täckt av en "vacker, gyllene, mögel." Som tur var visade sig denna underbara mögel vara svampen Penicillium chrysogeum. Den visade sig ge 200 gånger mer än den ursprungligen testade arten. Men även denna art behövde förstärkas med mutationsframkallande röntgenstrålar och filtrering. I slutändan lyckades de dock producera 1 000 gånger så mycket penicillin som de ursprungliga försöken. 

Penicillin räddar soldater

Penicillinet skulle visa sig fungera utmärkt under kriget. Den största dödsorsaken i krig hade genom historien varit infektioner. Under första världskriget, innan penicillinet infördes, dog 18% av dem som drabbats av bakteriell lunginflammation. Under andra världskriget sjönk siffran till mindre än 1%. 

I slutet av kriget producerade amerikanska läkemedelsföretag 650 miljarder enheter penicillin per månad. Men till Dr. Floreys och hans forskargrupps förtret fokuserade nyhetsrapporteringen om "mirakelmedicinen" helt och hållet på Dr. Fleming, och deras viktiga bidrag ignorerades. 

Detta korrigerades något 1945 när Fleming, Florey och Chain tilldelades Nobelpriset i fysiologi eller medicin. Heatleys bidrag erkändes inte förrän 1990 då Oxford University tilldelade honom det första hedersdoktoratet i medicin någonsin i deras 800-åriga arv.  

Den 28 september varje år firas upptäckten av penicillin av Dr. Fleming. Men det är också värt att minnas den hängivna grupp människor som hjälpte till att göra penicillinet till vad det är idag. 

Framtiden för medicinska svampar

Vem kan säga vad framtiden för psilocybin som en global medicin kommer att bli? Naturligtvis skiljer det sig mycket från penicillin, vilket hjälper mental hälsa och kronisk smärta snarare än infektion. Och, annorlunda igen, det kan nås av vem som helst. Allt du behöver är ett svampodlingskit eller några magiska tryfflar, vilket gör det till en helt annan typ av fisk.

Men det som förenar penicillium-mögel och psilocybinsvampar är att de är fascinerande svampar som på något sätt kan ta hand om och läka mänskligheten. De är både mystiska och magiska. Det verkar som om det förflutna, nuet och framtiden för medicin är ..... svamp 😉