Александер Флеминг и неговиот пеницилин

0
30

Пеницилинот е бета-лактамен антибиотик користен за лечење и уништување на бактерии во многу организми. Денес називот се однесува на многубројни варијанти или на група антибиотици што се добиваат од зелената мувла Penicillium chrysogenum.

Молекуларната формула на пеницилинот е R-C9H11N2O4S, каде што R е дел од променлив синџир.

Пеницилинот прв го открил францускиот студент по медицина Ернест Дишен во 1896., но во својата денешна широка употреба влегол по истражувањата на микробиологот Александер Флеминг(1881-1955), во 1928. година.

Интересна е „приказната“ за Дишен:

Имено, тој во 1897. година завршил докторска дисертација која се занимавала со проучување на еволутивната компетиција и антагонизмот помеѓу бактериите и габичките. Во неа го опишал бактерицидниот ефект на видот Penicillium glaucum врз E. coliin vitro, а потоа ги изнел резултатите од in vivo испитување на антибактерискиот ефект на оваа габичка.

Притоа, на низа експериментални животни им дал потенцијално смртоносна доза бацили на тифус, а потоа им инокулирал непречистена култура од спомната габичка, што доведувало до излекување на животните. Меѓутоа, Дишен не го потврдил постоењето на специфична антибактериска супстанција која ја продуцира габичката, туку само го забележал нејзиниот антагонизам спрема бактериите.

Во ова време тој имал само 23 години и бил непознат во научните кругови, па тоа придонело Институтот „Пастер“ да ја занемари неговата теза. Дишен во последниот пасус назначил дека додатно истражување на оваа појава може да доведе до откритие на други особини на мувлата од значење за нејзина профилактичка и тераписка примена, но тоа никогаш не го спровел зашто бил ангажиран како воен лекар. Во 1904. година се разболел од белодробно заболување (некои извори велат дека е збор за туберкулоза) и умрел во 1912., во 37-та година од животот.

Иако релевантен, Дишеновиот труд никогаш не предвидел постоење на самите пеницилини, а бидејќи подоцна е констатирано дека природните пеницилини не покажуваат активност против предизвикувачот на тифус, останува прашањето за природата на самата супстанција која во Дишеновиот труд довела до излекување на животните.

Александер Флеминг потекнува од сиромашно шкотско фармерско семејство. Работејќи во лондонската болница St. Mary’s Hospital, тој ги проучувал бацилите кои биле предизвикувачи на многу болести. Еднаш, пред да замине на годишен одмор, во неколку садови на желатинозна основа насадил примероци на различни бацили, во намера да се размножат за по враќањето да има многу за опити. Низ прозорецот во едниот од садовите случајно долетала чстичка на некоја мувла.

Враќајќи се од одморот, Флеминг открил дека мувлата се размножила на хранилиштето и ги убила сите бацили во својата близина. Тој веќе бил искусен научник, па веднаш се обидел да ја најде причината. И наместо да ја фрли, содржината на садот внимателно ја испитал со микроскоп и открил дека мувлата создала некоја антибактериска материја која врз бацилите дејствува како отров. Бидејќи честичката на таа мувла била позната под називот Penicillium notatum, Доктор Флеминг таа материја ја нарекол пеницилин.

Знаејќи дека пеницилинот ги убива бацилите, тој се прашал нема ли таа материја штетно да дејствува и врз болните. Поради тоа најнапред почнал да врши опити со зајаци и глувци, на кои пеницилинот не оставил никакви штетни последици. Ниту коњунктивата на човечкото око натопена со него не била надразнета.

Но, лекарите веќе знаеле за многу други материи кои спречуваат развивање на заразни бацили, па не му давале значење на пеницилинот. Меѓу другото и затоа што можел да се добие само во мали количества. Затоа не е користен во болниците. Доктор Флеминг го употребувал за опити во својата лабораторија, па бил речиси заборавен цели 10 години.

Еден ден вниманието на професорот Ернст Борис Чејн го привлекле белешките на Флеминг за пеницилинот. Живо се заинтересирал за таа мувла што уништува бацили и со група научници и лекари во Оксфорд решил да го издвои пеницилинот.

Сега откритието на доктор Флеминг предизвикало големо интересирање. Дури и во Париз, за време на германската окупација, група француски научници тајно испратила писмо во Оксфорд барајќи информации за него. Британските лекари сите податоци ги снимиле на микрофилм и им ги фрлиле со падобран.

Во меѓувреме Доктор Чејн со своите соработници ги проучувал можностите за масовно производство на пеницилинот, но не можел да најде фирма која би ја презела задачата зашто фабриките биле претрупани со работа за воени цели.

Норман Хитли, еден од членовите на оксфордскиот тим, и Хауард Флори во 1941. година отрпатувале во Америка каде што успешно го развиле првиот позначаен погон за производство на пеницилин во една лабораторија во гратчето Пеорија, во Илиноис.

Производството е константно усовршувано со цел зголемување на приносите и намалување на трошоците за производство. Напуштена е употребата на мувлата што првобитно ја изолирал Флеминг, зашто во 1943. е откриена друга, со поповолни особини. Освен во Пеорија, неколку други лаборатории работеле на производство на пеницилин, вклучувајќи ги и фармацевтските куќи „Мерк“ и „Фајзер“, додека голем број други лаборатории без успех се обидувале да добијат пеницилин по синтетички пат.

До 1944. се подготвени околу 300 милијарди единици на пеницилин кои и се ставени на располагање на американската војска, како дел од подготовките за сојузничката инвазија во Нормандија.

Пеницилинот играл значајна улога во намалувањето на смртноста помеѓу ранетите во Втората светска војна. Меѓутоа, бил мошне ограничено достапен, а потрајното постигнување на тераписки концентрации барало зачестена примена поради неговото кусо време на елиминација. Производството на пеницилин не било доволно да ги подмири растечките потреби, па се утврдила практиката на собирање на урина од пациентите на терапија; бидејќи пеницилинот во голема мера се излачува во непроменета форма, собраната урина се користела за негова изолација и повторна примена.

Со завршувањето на војната, пеницилинот постепено станува се подостапен, а во производството се вклучиле низа фармацевтски компании ширум светот, а според количеството на произведениот лек предничел американскиот „Фајзер“. Студиите кои се занимавале со усовршување на постапката се продолжени и во текот на добар дел од 50-тите години на 20. век.

Дороти Хоџкин, зачетничката на рендгенската кристалографија, во 1945. ја решила структурата на пеницилинот, што подоцна ќе овозможи развој на полусинтетички деривати. Истата година на Флеминг, Флори и Чејн за откритието на пеницилинот и неговиот лековит ефект кај разни инфективни болести им е доделена Нобеловата награда.

Првиот пациент кој е успешно излечен со примена на пеницилинот е Ен Милер, заболена од дисеминована инфекција со бета-хемолитичка стрептокока, која во тоа време била летална во огромен број случаи. Нејзинте лекари, Џон Бамстед и Орван Хес, на 14. март 1942. станале први поединци кои забележале успешна примена на пеницилинот како системски антимикробен хемотерапевтик кај луѓе.

Во меѓувреме се барале нови можности за производство на големи количества пеницилин на побрз и поевтин начин, но тој и натаму можел да се добие само од мувла во стаклени садови. Поради тоа почнало нејзино одгледување во длабоки буриња, а на американските авијатичари ширум светот им е наредено да донесуваат примероци на земја за да се испита дали во неа ги има бараните габички. Така помеѓу тие примероци е пронајден друг вид на мувла, од која е произведено двојно количество пеницилин.

Денес пеницилинот е толку евтин што чини помалку од шишенцето во кое се дистрибуира. Со него се лечат многу тешки болести, но сепак не е делотворен против сите заболувања.

Неговото откритие, пак, ги поттикнало лекарите и научниците на пронаоѓање други слични антибиотици кои уништуваат бацили и така лечат други болести. Честичката мувла која случајно долетала низ прозорецот на професорот Флеминг придонела светот да биде поздраво и посреќно место за живот на целото човештво.

Иако на почетокот претставувал сензација, некои од реалните мани на првобитниот пеницилин набрзо станале очигледни. Работата на развој на полусинтетички пеницилини е овозможена со откритието на структурата на пеницилинското јадро, како и со различни студии кои се занимавале со оптимизација на условите во ферментационите смеси, а со цел зголемување на приносот на саканиот пеницилин. Набрзо се дошло до заклучок дека со варирање на страничниот остаток е можно да се добијат пеницилини со поповолни особини од природните.

Првиот полусинтетичен пеницилин кој влегол во тераписка примена бил фенетицилинот, близок структурен сродник на феноксиметилпеницилинот, кој по кусо време е придружен од пропицилинот. Меѓутоа, овие два пеницилина не покажале значително посупериорни особини, па нивното клиничко значење не било големо.

Првиот значаен напредок се одиграл со синтеза и препознавање на потенцијалите на аминопеницилинот. Ампицилинот е синтетизиран во 1961. и прв влегол во употреба. Амоксицилинот е воведен во терапијата речиси деценија подоцна. Тие и денес се тераписки значајни пеницилини. По нив следат многу други (метицилин, оксацилин, клоксацилин, диклоксацилин, флуклоксацилин, карбеницилин, азлоцилин, мезлоцилин, пиперацилин, тикарцилин и др.).

There are no comments yet

× You need to log in to enter the discussion