La scoperta della penicillina

La scoperta della penicillina

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La scoperta della penicillina, uno dei primi antibiotici al mondo, segna un vero punto di svolta nella storia dell’umanità: indica il momento nel quale i medici hanno finalmente avuto uno strumento in grado di curare completamente i loro pazienti da malattie infettive mortali.

Al solito, la scoperta della penicillina è relativamente recente, ma già gli Egizi, circa 5000 anni fa annoveravano tra i loro rimedi per la cura delle infezioni, insieme alla birra ed al miele, il “pane ammuffito”, una sorta di antibiotico d’antan.

La scoperta della penicillina italiana

Un medico molisano, il Dott. Vincenzo Tiberio, già nel 1895 pubblicò all’Università di Napoli uno studio sugli effetti della muffa presente in un pozzo nelle adiacenze della sua casa di Arzano. Egli notò che i suoi concittadini si ammalavano quando il pozzo veniva pulito dalla muffa. Ma non avevano problemi di infezioni quando si abbeveravano in presenza della stessa. Lo scienziato arrivò persino ad estrarre un siero concentrato dalla muffa ed ad iniettarlo in alcune cavie ammalate, facendole guarire. Ma vuoi per la scarsa rilevanza dell’Italia nel mondo scientifico, vuoi per la relativa fama della rivista dove pubblicò il suo lavoro: gli “Annali d’Igiene sperimentale”, la sua scoperta non ebbe alcun eco.

La storia

Dovevano passare 30 anni perché a Londra, nel settembre del 1928, il Dott. Alexander Fleming, un batteriologo in servizio al St. Mary’s Hospital, tornando da una vacanza estiva in Scozia, su un banco da laboratorio particolarmente disordinato, trovasse le sue piastre di Petri contenenti colonie batteriche di Staphylococcus aureus, contaminate da una muffa chiamata Penicillium notatum. Dopo aver posizionato con cura i piatti sotto il microscopio, rimase sorpreso di scoprire che la muffa aveva impedito la normale crescita degli stafilococchi.

Le sue conclusioni si sono rivelate fondamentali: c’era qualche fattore nella muffa del Penicillium che non solo inibiva la crescita dei batteri ma, cosa più importante, poteva essere sfruttata per combattere le malattie infettive.

Quattordici anni dopo, nel marzo 1942, Anne Miller divenne la prima paziente civile ad essere curata con successo con la penicillina: aveva abortito e sviluppato una setticemia.

In realtà, Fleming non aveva né le risorse di laboratorio al St. Mary’s, né il background chimico per compiere i passi da gigante successivi per isolare il principio attivo del succo di muffa del penicillium, purificarlo, capire contro quali germi era efficace e come usarlo. Quel compito toccò al dottor Howard Florey, un professore di patologia che era direttore della Sir William Dunn School of Pathology all’Università di Oxford.

Il caso trattato

Durante l’estate del 1940, gli esperimenti di Florey e dei suoi collaboratori si concentrarono su un gruppo di 50 topi ai quali era stato inoculato uno streptococco mortale. La metà dei topi era morta ma gli altri, che avevano ricevuto iniezioni di penicillina, erano sopravvissuti.

Fu a quel punto che Florey si rese conto di avere abbastanza informazioni promettenti per testare il farmaco sulle persone. Ma il problema rimaneva: come produrre abbastanza penicillina pura per curarle? Nonostante gli sforzi per aumentare la resa delle colture di muffe, ci volevano più di 2.000 litri di fluido di coltura di muffe per ottenere abbastanza penicillina pura per trattare un singolo caso di sepsi in una persona.

Nel settembre 1940, un agente della polizia di Oxford, Albert Alexander, 48 anni, fornì il primo caso di prova. Alexander si era graffiato la faccia mentre lavorava nel suo roseto. Il graffio, infettato da streptococchi e stafilococchi, si era diffuso agli occhi e al cuoio capelluto. Sebbene Alexander fosse stato ricoverato all’infermeria di Radcliffe e trattato con dosi di sulfamidici, l’infezione era peggiorata Florey, avendo sentito parlare del caso chiese ai medici di Radcliffe se poteva provare la  penicillina “purificata”.

Dopo cinque giorni di iniezioni, Alexander aveva iniziato a riprendersi. Ma i medici non avevano abbastanza penicillina pura per sradicare l’infezione e alla fine Alexander morì.

Come aumentare la produzione di penicillina?

Un’altra figura vitale nel laboratorio di Florey era un biochimico, il dottor Norman Heatley, che usava ogni contenitore, ogni bottiglia o padella disponibile per coltivare vasche di muffa della penicillina, aspirare il fluido e sviluppare modi per purificare l’antibiotico. La fabbrica improvvisata che aveva messo insieme era il più lontano possibile dagli enormi serbatoi di fermentazione e dalla sofisticata ingegneria chimica che caratterizzano la moderna produzione di antibiotici oggi.

Nell’estate del 1941, poco prima che gli Stati Uniti entrassero nella seconda guerra mondiale, Florey e Heatley volarono negli Stati Uniti, dove lavorarono con scienziati americani a Peoria, Illinois, per sviluppare un mezzo per la produzione di massa di penicillina.

Consapevoli che il fungo Penicillium notatum non avrebbe mai prodotto abbastanza penicillina per trattare le persone in modo affidabile, Florey e Heatley cercarono una specie più produttiva.

In una calda giornata estiva, un’assistente di laboratorio, Mary Hunt, arrivò con un melone che aveva raccolto al mercato e che era ricoperto da una “bella muffa dorata”. Casualmente, la muffa si rivelò essere il fungo Penicillium chrysogeum, in grado di produrre 200 volte la quantità di penicillina della specie descritta da Fleming. Eppure anche quella specie necessitava di essere potenziata con i raggi X che causando la mutazione e aumentando la potenza della muffa, permise di produrre alla fine una quantità di penicillina 1.000 volte superiore rispetto ai primi lotti di Penicillium notatum.

In periodo di guerra, la penicillina  dimostrò la sua importanza. Infatti, il principale pericolo era rappresentato dalle infezioni batteriche, piuttosto che dalle ferite in battaglia. Nella prima guerra mondiale, il tasso di mortalità per polmonite batterica era del 18%; nella seconda guerra mondiale ,grazie all’uso della penicillina, era sceso a meno dell’1%.

Da gennaio a maggio del 1942 furono prodotte 400 milioni di unità di penicillina pura. Alla fine della guerra, le società farmaceutiche americane producevano 650 miliardi di unità al mese.

Il premio nobel

Ironia della sorte, Fleming ha fatto poco lavoro sulla penicillina dopo le sue osservazioni iniziali nel 1928. A partire dal 1941, dopo che i giornalisti iniziarono a coprire le prime prove dell’antibiotico sulle persone, il gentile e poco attraente Fleming fu elogiato come lo scopritore della penicillina. E con grande costernazione di Florey, i contributi del gruppo di Oxford furono praticamente ignorati.

Quel problema fu parzialmente corretto nel 1945, quando Fleming, Florey e Chain – ma non Heatley – furono insigniti del Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina. Nel suo discorso di accettazione, Fleming avvertì con lungimiranza che l’uso eccessivo di penicillina avrebbe potuto portare a resistenza batterica.

Nel 1990, Oxford ha parzialmente corretto l’errore del comitato per il Nobel assegnando a Heatley il primo dottorato onorario in medicina nei suoi 800 anni di storia.

E dell’italiano Tiberio, che per primo ebbe l’intuizione sulle potenzialità di quella muffa, rimane solo una lapide sulla sua tomba, che recita ”Primo nella scienza, postumo nella fama”.

Dr. Giuseppe Scala

www.iconsiglideifarmacisti.it

Fonti

https://www.healio.com/news/endocrinology/20120325/penicillin-an-accidental-discovery-changed-the-course-of-medicine

https://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/flemingpenicillin.html

https://www.kew.org/read-and-watch/the-story-of-penicillin

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