Jak Fleming przypadkowo odkrył penicylinę. I dlaczego nowe antybiotyki uratują Cię tylko na chwilę

Spisu treści:

Jak Fleming przypadkowo odkrył penicylinę. I dlaczego nowe antybiotyki uratują Cię tylko na chwilę
Jak Fleming przypadkowo odkrył penicylinę. I dlaczego nowe antybiotyki uratują Cię tylko na chwilę
Anonim

Życie przed odkryciem antybiotyków jest trudne i przerażające do wyobrażenia. Gruźlica i wiele innych infekcji było często wyrokiem śmierci. Los znosił je znacznie częściej niż obecnie: więcej pacjentów – tym większe szanse na zarażenie. Każda operacja chirurgiczna była porównywana do rosyjskiej ruletki. W latach dwudziestych. Amerykański psychiatra Henry Cotton, który z premedytacją leczył chorych psychicznie usuwając organy, chwalił się, że jego technika jest stosunkowo bezpieczna: zmarło tylko 33% jego pacjentów. Jak się później okazało, Cotton kłamał, a śmiertelność sięgnęła 45%. Szpitale były wylęgarnią infekcji (jednak teraz niewiele się zmieniło, a powodem są właśnie antybiotyki). Nawet zwykłe zadrapanie może doprowadzić do grobu, powodując gangrenę lub zatrucie krwi. Istniejące środki antyseptyczne nadawały się tylko do użytku zewnętrznego i często wyrządzały więcej szkody niż pożytku.

Otwarte okno i zgniły melon wszystko zmieniły

Odkrycie antybiotyków, a dokładniej penicyliny, przypisuje się Szkotowi Aleksandrowi Flemingowi, ale należy poczynić kilka zastrzeżeń. Nawet starożytni Egipcjanie nakładali na rany spleśniały chleb nasączony wodą. Prawie cztery lata przed wypadkiem w laboratorium Fleminga antybakteryjne właściwości pleśni opisał jego przyjaciel André Grazia. Tylko Grazia uważała, że pleśń nie zabija bezpośrednio zarazków, a jedynie stymuluje układ odpornościowy organizmu i wstrzykuje ją wraz z martwymi bakteriami. Jaki rodzaj pleśni uprawiała naukowiec i jaką substancję wydzielała, nie wiadomo: Gracia ciężko zachorowała, a kiedy wrócił do pracy, rzekomo nie mógł znaleźć starych zapisów i próbek.

Image
Image

Pleśń w naczyniu z kolonią bakterii. Przezroczyste kręgi wokół grzyba - obszary, w których wyginęły bakterie

To pleśń zabiła gronkowce w laboratorium Fleminga. Stało się to przez przypadek: zarodniki grzyba zostały zdmuchnięte przez wiatr z otwartego okna. Podobnie jak Grazia, naukowiec nie był w stanie prawidłowo określić, do jakiego rodzaju leczącej pleśni należy. Nie potrafił nawet wyizolować substancji, którą nazwał penicyliną – w eksperymentach Szkot używał przefiltrowanego „bulionu”, na którym rosły grzyby. Ale Fleming szczegółowo opisał, jak ten filtrat wpływa na różne bakterie, porównał pleśń z innymi gatunkami, a co najważniejsze, uratował próbki i wysłał je na pierwszą prośbę kolegów.

Jedna taka próbka była przechowywana na Uniwersytecie Oksfordzkim przez prawie dziesięć lat. W 1939 roku niemiecki imigrant Ernst Cheyne wyizolował z niego czystą penicylinę, a jego szef Howard Flory przetestował lek na zwierzętach. W 1945 roku oni i Fleming otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny. Norman Heatley, który kierował zespołem zajmującym się hodowlą pleśni, a także wynalazł metodę czyszczenia antybiotyku, został bez nagrody, choć jego zasługi nie były mniejsze. Dość powiedzieć, że pierwszy pacjent, 43-letni policjant z raną na twarzy, musiał przefiltrować swój mocz, aby wydobyć z niego cenną penicylinę. Szybko poczuł się lepiej, ale lekarstw wciąż brakowało i miesiąc później zmarł.

Kiedy naukowcy z Oksfordu udowodnili skuteczność penicyliny, wybuchła II wojna światowa. Niezawodny środek przeciwbakteryjny był potrzebny bardziej niż kiedykolwiek: żołnierze częściej umierali z powodu infekcji przenoszonych w rany niż z samych ran. Ale brytyjskie firmy farmaceutyczne były już zasypywane zamówieniami obronnymi, więc w 1941 roku Flory i Heatley wyjechali do Stanów Zjednoczonych. Noszenie pleśni w butelce było zbyt ryzykowne: ktoś mógł ją ukraść i oddać Niemcom. Heatley znalazł wyjście: zaproponował namoczenie sierści zarodnikami grzybów.

Image
Image

Oczyszczanie penicyliny w laboratorium w Anglii, 1943

Amerykanie byli w stanie dokładnie określić, jaki rodzaj pleśni pojawił się we Fleming i trafił do Oksfordów. Ale do masowej produkcji używali nie tego, ale pokrewnego, który wydziela sześć razy więcej penicyliny. Została znaleziona na kantalupie, którą asystentka przywiozła z targu. Grzyb był karmiony bogatymi w cukier odpadami kukurydzianymi. Zaczęli hodować pleśń w ogromnych zbiornikach z mieszadłem elektrycznym, przez które przepuszczano powietrze. Jeśli pod koniec 1942 r. penicylina amerykańska wystarczyła na mniej niż 100 pacjentów, to w 1943 r. wydano już 21 miliardów dawek, aw 1945 r. - 6, 8 bilionów dawek. Rozpoczęła się nowa era.

Rewolucja medyczna idzie na marne

Penicylina i inne antybiotyki, które pojawiły się w pierwszych powojennych dekadach, wywróciły medycynę do góry nogami: większość patogennych bakterii została pokonana. Ale stało się coś, co przewidział Fleming. Antybiotyki to starożytna naturalna broń w niekończącej się walce gatunków o przetrwanie. Bakterie nie poddają się tak łatwo. Rozmnażają się szybko: na przykład patogen cholery dzieli się mniej więcej raz na godzinę. W ciągu jednego dnia Vibrio cholerae ma tyle pokoleń potomków, ilu ludzi urodziło się od czasów Iwana III. Oznacza to, że bakterie ewoluują równie szybko.

Powszechne stosowanie antybiotyków – liczące przez cały czas miliony ton – tylko przyspiesza ewolucję: oporne bakterie produkują potomstwo, a te, na które działają leki, znikają. Raport dla rządu Wielkiej Brytanii z 2016 r. wykazał, że drobnoustroje oporne na antybiotyki zabijają co roku 700 000 osób. Jeśli nic nie zostanie zrobione, do 2050 roku co roku umrze 10 milionów ludzi, a całkowite straty gospodarcze osiągną niewyobrażalne 100 bilionów dolarów.

Nowe antybiotyki mogłyby częściowo rozwiązać problem, ale pojawiają się coraz rzadziej. Firmom farmaceutycznym po prostu nie opłaca się wprowadzać ich na rynek. W przeciwieństwie do niektórych antydepresantów, należy je zażywać bardzo rzadko, a niezwykle tanie leki poprzednich generacji, które można wyprodukować bez licencji w krajach rozwijających się, konkurują z nowymi lekami. Ten sam raport dla brytyjskiego rządu szacuje, że antybiotyki zaczynają przynosić zyski średnio dopiero w 23 roku, ale wkrótce potem ich patent wygasa i każdy może je zrobić.

Image
Image

Co najmniej połowa antybiotyków jest wykorzystywana w rolnictwie

Ale nawet jeśli na rynku pojawią się nowe skuteczne antybiotyki, nie ma wątpliwości, że prędzej czy później bakterie również się do nich przystosują. To, jak szybko się to stanie, zależy od sposobu użycia leków. Pojawiają się tutaj dwa problemy. Po pierwsze, co najmniej połowa antybiotyków jest stosowana w rolnictwie: w ogromnych fermach hodowlanych, gdzie inwentarz, ptaki i ryby żyją prawie na głowach - i gdzie infekcja szybko się rozprzestrzenia. Po drugie, w wielu krajach antybiotyki są sprzedawane bez recepty, więc są przyjmowane w sposób niekontrolowany. Ale faktem jest, że mieszkańcy tych krajów czasami albo nie mają do kogo się zwrócić, albo do niczego. Pozostawienie ich bez antybiotyków jest skazane na śmierć.

Rezygnacja z tanich białek zwierzęcych i zapewnienie opieki medycznej wszystkim potrzebującym jest o wiele trudniejsze niż znalezienie nowej formy leczniczej i wprowadzenie na rynek leku opartego na niej. Ale dopóki te dwa problemy nie zostaną rozwiązane, poszukiwanie nowych antybiotyków tylko opóźni moment, w którym skaleczenie palca stanie się śmiertelne.

Zalecana: