De geschiedenis van penicilline en antibiotica
De medicijnen die de moderne geneeskunde hebben veranderd
DNY59 / Getty-afbeeldingen
Van het Griekse - 'anti, wat 'tegen' betekent en bios, wat 'leven' betekent, is een antibioticum een chemische stof die door het ene organisme wordt geproduceerd en dat destructief is voor het andere. Het woord antibioticum komt van 'antibiose', een term die in 1889 werd bedacht door een leerling van Louis Pasteur's noemde Paul Vuillemin aan wie het gebruikte om een proces te definiëren waardoor het leven kan worden gebruikt om het leven te vernietigen. Antibiotica zijn natuurlijke stoffen die vrijkomen door bacteriën en schimmels in hun omgeving, als een middel om andere organismen te remmen. Je kunt het zien als chemische oorlogsvoering op microscopische schaal.
Sir Alexander Fleming
Penicilline is een van de vroegst ontdekte en meest gebruikte antibiotica. terwijl meneer Alexander Fleming wordt gecrediteerd voor zijn ontdekking, was het de Franse medische student Ernest Duchesne die voor het eerst kennis nam van de bacterie in 1896. Flemings bekendere waarnemingen zouden pas meer dan twee decennia later worden gedaan.
Fleming, een getrainde bacterioloog, werkte in het St. Mary's Hospital in Londen toen hij in 1928 een plaatcultuur van Staphylococcus observeerde die besmet was met een blauwgroene schimmel. Bij nadere inspectie merkte hij op dat de kolonies bacteriën naast de schimmel werden opgelost.
Nieuwsgierig besloot Fleming de schimmel in pure cultuur te kweken, waaruit hij die kolonies van de bacterie kon zien Staphylococcus aureus werden vernietigd door de schimmel Een gemarkeerd potlood , wat in principe het bestaan van een antibacterieel middel aantoont. Fleming noemde de stof penicilline en publiceerde zijn bevindingen in 1929, waarbij hij opmerkte dat zijn ontdekking op een dag therapeutische waarde zou kunnen hebben als het in hoeveelheden kon worden geproduceerd, maar het zou jaren duren voordat Flemings bevindingen praktisch en wijdverbreid zouden worden gebruikt.
Brits onderzoek gaat door
In 1930 begon Dr. Cecil George Paine, een patholoog bij de Royal Infirmary in Sheffield, te experimenteren met penicilline voor de behandeling van zuigelingen die lijden aan neonatale infecties (en later bij volwassenen die ooginfecties hadden). Na een ongunstige start genas hij met succes zijn eerste patiënt op 25 november 1930, maar met slechts een matig succespercentage waren de inspanningen van Dr. Paine met penicilline beperkt tot een handvol patiënten.
In 1939, onder leiding van de Australische wetenschapper Howard Florey, het werk van een team van penicilline-onderzoekers aan de Sir William Dunn School of Pathology van de Universiteit van Oxford, waaronder Ernst Boris Chain, Edward Abraham, Arthur Duncan Gardner, Norman Heatley, Margaret Jennings, J. Orr- Ewing en G. Sanders begonnen veelbelovend te worden. Het jaar daarop kon het team het vermogen van penicilline om infectieuze bacteriën bij muizen te doden aantonen. Tegen 1940 hadden ze een methode bedacht om penicilline massaal te produceren, maar helaas voldeed de output niet aan de verwachtingen.
In 1941 begon het team een klinische proef met hun eerste menselijke patiënt, een politieagent genaamd Albert Alexander die leed aan een ernstige gezichtsinfectie. Aanvankelijk verbeterde de toestand van Alexander, maar toen de voorraad penicilline opraakte, bezweek hij aan de infectie. Hoewel de volgende patiënten met succes werden behandeld, bleef het synthetiseren van het geneesmiddel in voldoende hoeveelheden een struikelblok.
Belangrijkste onderzoeksverschuivingen naar de Verenigde Staten
Met de toenemende eisen van Tweede Wereldoorlog De Britse wetenschappers legden een enorme druk op de industriële en overheidsbronnen van Groot-Brittannië en hadden niet de middelen om klinische proeven op mensen in Oxford voort te zetten. Dr. Florey en zijn collega's wendden zich tot de Verenigde Staten voor hulp en werden al snel doorverwezen naar het Northern Regional Laboratory in Peoria, Illinois, waar Amerikaanse wetenschappers al werkten aan fermentatiemethoden om de groeisnelheid van schimmelculturen te verhogen. Op 9 juli 1941 kwamen Dr. Florey en Dr. Norman Heatley naar de Verenigde Staten met een essentieel pakket met een kleine hoeveelheid penicilline om aan het werk te gaan.
Door lucht in diepe vaten te pompen die maisweekvloeistof (een niet-alcoholisch bijproduct van het natte maalproces) in combinatie met andere belangrijke ingrediënten bevatten, konden onderzoekers een snellere penicillinegroei induceren dan met eerdere methoden. Ironisch genoeg, na een wereldwijde zoektocht, was het een gemodificeerde penicillinestam die afkomstig was van een beschimmelde meloen in een Peoria-markt die de grootste hoeveelheid penicilline produceerde wanneer deze werd gekweekt in diepe vatomstandigheden onder water.
Op 26 november 1941 was Andrew J. Moyer, Peoria Lab's expert op het gebied van de voeding van schimmels, erin geslaagd, met de hulp van Dr. Heatley, de opbrengst aan penicilline te vertienvoudigen. Nadat in 1943 klinische proeven waren uitgevoerd, bleek penicilline tot nu toe het meest effectieve antibacteriële middel te zijn.
Massaproductie en de erfenis van penicilline
Ondertussen leidde gelijktijdig onderzoek dat werd uitgevoerd in een Pfizer Labs in Brooklyn, New York, onder leiding van Jasper H. Kane, tot een meer praktische fermentatiemethode voor de massaproductie van penicilline van farmaceutische kwaliteit. Tegen de tijd dat geallieerde troepen de stranden bereikten... D-Day op 6 juni 1944 , was er een ruime voorraad van het medicijn om de talrijke slachtoffers te behandelen. Een ander voordeel van massaproductie was de daling van de kosten. De penicillineprijzen daalden van een onbetaalbaar hoog tarief in 1940 tot $ 20 per dosis in juli 1943 tot $ 0,55 per dosis in 1946.
De Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde van 1945 werd gezamenlijk toegekend aan Sir Alexander Fleming, Ernst Boris Chain en Sir Howard Walter Florey 'voor de ontdekking van penicilline en het genezende effect ervan bij verschillende infectieziekten'. Dr. Andrew J. Moyer van het Peoria Lab werd opgenomen in de Inventors Hall of Fame en zowel de Britse als Peoria Laboratories werden aangewezen als internationale historische chemische monumenten. Op 25 mei 1948 kreeg Dr. Moyer een octrooi voor een methode voor de massaproductie van penicilline.