Slučajno otkriće koje je promijenilo povijest: kako je otkriven penicilin

Uvijek govorimo o značaju održavanja higijene i urednog okruženja u kojem živimo, neupitna je njihova uloga u očuvanju našeg zdravlja. Pa ipak, zahvaljujući neurednim znanstvenicima, došli smo do dva vrlo značajna otkrića: saharin i penicilin. Saharin je umjetni zaslađivač kojeg koriste osobe oboljele od dijabetesa (iako u posljednje vrijeme imamo i kvalitetnije umjetne zaslađivače). Otkriven je jer Constantin Fahlberg nije prao ruke nakon rada u laboratoriju u kojem je istraživao katran. Kada je jednom prilikom pojeo kolače, shvatio je da su puno slađi zahvaljujući prahu na njegovim rukama.

Na sreću, ni Alexandar Fleming nije bio baš najuredniji, pa smo dobili prvi antibiotik u povijesti, penicilin, koji je i dan danas suveren u liječenju infekcija izazvanih beta-hemolitičkim streptokokom, među koje ubrajamo gnojne angine, „crveni vjetar“ i šarlah, ali i druge infekcije koje izazivaju gram-pozitivne bakterije (gram je vrsta bojanja bakterija). Nažalost, osim kod streptokoka, penicilin sve manje djeluje kod drugih uzročnika bakterijskih infekcija zbog vrlo brzog razvoja rezistencije bakterija na antibiotike. Do njihove otpornosti dovodi pretjerana i nepotrebna uporaba antibiotika, na koju se upozorava i povodom Europskog dana svjesnosti o ovim važnim lijekovima.

Nered u laboratoriju 

Penicilin je otkriven u Londonu, u rujnu 1928. godine. Povijest bilježi da je dr. Alexander Fleming, bakteriolog na dužnosti u bolnici St. Mary’s, po povratku s ljetnog odmora u Škotskoj, pronašao nered u laboratoriju. Inače su dr. Alexandra Fleminga smatrali vrlo nemarnim.

Nakon ispitivanja nekih kolonija bakterije Staphylococcus aureus, dr. Fleming je primijetio da se je plijesan nazvana Penicillium notatum naselila u Petrijeve zdjelice (staklene plitke posudice u kojima se uzgajaju bakterije na hranjivim podlogama, slična metodologija se koristi i danas). Nakon što je pažljivo stavio zdjelice pod svoj mikroskop, bio je zapanjen otkrićem da je plijesan spriječila normalan rast stafilokoka, jedne vrste gram-pozitivnih bakterija.

Svoje otkriće Fleming je objavio u stručnom časopisu British Journal of Experimental Pathology 1929. godine. I to je bio tek početak, trebale su godine i godine truda mnogih znanstvenika da bi se došlo do oblika penicilina prikladnog za primjenu u liječenju ljudi.

Znanstvenici koji su nastavili Flemingov rad

Tri godine je Fleming pokušavao dublje proučavati penicilin, ali bezuspješno. Tako je Fleming prestao proučavati penicilin 1931. godine, a njegovo istraživanje su nastavili i završili Howard Flory i Ernst Boris Chain, istraživači sa Sveučilišta u Oxfordu koji su zaslužni za razvoj penicilina za upotrebu kao lijeka kod miševa i kasnije kod ljudi. Zapravo, Fleming nije niti imao laboratorijske resurse u St. Mary’s, niti kemijsko znanje da poduzme sljedeće divovske korake izolacije aktivnog sastojka soka plijesni penicilina, njegovog pročišćavanja, otkrivanja protiv kojih je bakterija učinkovit te kako ga koristiti.

Dr. Howard Florey, profesor patologije, bio je direktor Škole patologije Sir William Dunn na Sveučilištu Oxford te je imao veliko umijeće skupljanja donacija za svoja istraživanja, a Ernst Chain je bio biokemičar i emigrant, njemački Židov. No, unatoč svim naporima, nisu uspjeli proizvesti dovoljne količine penicilina da bi mogli izliječiti barem jednog čovjeka. Tako je prvi čovjek koji je dobio penicilin, Albert Alexander, umro jer se nije mogla do kraja provesti antibiotska terapija.

Još jedno slučajno otkriće vezano uz penicilin

Flory i Chain su svoja istraživanja preselili u Sjedinjenje Američke Države i tamo je došlo do drugog slučajnog otkrića. Naime, jednog vrućeg ljetnog dana, laboratorijska pomoćnica, Mary Hunt, stigla je s dinjom koju je pokupila na tržnici i koja je bila prekrivena „lijepom, zlatnom plijesni“. Slučajno se je pokazalo da je plijesan gljivica Penicillium chrysogenum i dala je 200 puta veću količinu penicilina od vrste koju je Fleming opisao.

Ipak, čak je i ta vrsta zahtijevala poboljšanje rendgenskim zrakama i filtracijom koje uzrokuju mutacije, da bi u konačnici proizvela 1000 puta više penicilina nego prve serije iz Penicillium notatum. Tako je od siječnja do svibnja 1942. godine proizvedeno 400 milijuna jedinica čistog penicilina. Do kraja Drugog svjetskog rata, američke su farmaceutske tvrtke proizvodile 650 milijardi jedinica mjesečno.

Nobelova nagrada

Zahvaljujući svom otkriću i razvoju penicilina kao korisnog lijeka, Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu 1945. godine su zajednički dobili Sir Alexander Fleming, Ernst Boris Chain i Sir Howard Walter Florey „za otkriće penicilina i njegovog ljekovitog učinka na razne zarazne bolesti“.

I možda najveća poruka nakon svega, sadržana je u govoru Alexandra Fleminga na dodjeli Nobelove nagrade, 11. prosinca 1945.: „Ali želio bih upozoriti na jednu činjenicu. Penicilin je u svakom slučaju neotrovan, pa nema potrebe brinuti se da će doći do predoziranja i trovanja pacijenta. Ipak, može postojati opasnost nedovoljnog doziranja. Nije teško napraviti mikrobe otporne na penicilin u laboratoriju, izlažući ih koncentracijama koje nisu dovoljne da ih ubiju, a ista se je stvar povremeno događala u tijelu…“. Flemingov govor u cijelosti možete pročitati na web stranici Nobelove nagrade.