De geschiedenis van penicilline en antibiotica

Uit het Grieks - "anti, wat" tegen "betekent en bios, wat" leven "betekent, is een antibioticum een ​​chemische stof die wordt geproduceerd door het ene organisme dat destructief is voor een ander. Het woord antibioticum komt van" antibiose ", een term bedacht in 1889 door een leerling van Louis Pasteur genaamd Paul Vuillemin aan wie het gebruikte om een ​​proces te definiëren waarmee leven zou kunnen worden gebruikt om leven te vernietigen Antibiotica zijn natuurlijke stoffen die door bacteriën en schimmels in hun omgeving worden vrijgegeven, als een middel om andere organismen te remmen. kan het bedenken zoals chemische oorlogvoering op microscopische schaal.

Sir Alexander Fleming

Penicilline is een van de vroegst ontdekte en meest gebruikte antibiotica. Hoewel Sir Alexander Fleming wordt gecrediteerd voor zijn ontdekking, was het de Franse medische student Ernest Duchesne die voor het eerst kennis nam van de bacteriën in 1896. De meer beroemde observaties van Fleming zouden pas meer dan twee decennia later worden gedaan.

Fleming, een getrainde bacterioloog, werkte aan het St. Mary's Hospital in Londen toen hij in 1928 een plaatcultuur van Staphylococcus waarnam die was besmet door een blauwgroene schimmel. Bij nadere inspectie merkte hij op dat de kolonies van bacteriën grenzend aan de schimmel werden opgelost.

Nieuwsgierig, besloot Fleming om de schimmel in pure cultuur te laten groeien, van waaruit hij die kolonies van de bacterie kon zien Staphylococcus aureus werden vernietigd door de schimmel Penicillium notatum, het bewijs, althans in principe, van het bestaan ​​van een antibacterieel middel. Fleming noemde de stof penicilline en publiceerde zijn bevindingen in 1929, waarbij hij opmerkte dat zijn ontdekking ooit therapeutische waarde zou kunnen hebben als het in kwantiteit zou kunnen worden geproduceerd, maar het zou jaren duren voordat Fleming's bevindingen in praktisch, wijdverbreid gebruik zouden worden gebruikt.

Brits onderzoek gaat door

In 1930 begon dr. Cecil George Paine, een patholoog aan de Royal Infirmary in Sheffield, te experimenteren met penicilline voor de behandeling van babypatiënten met neonatale infecties (en later met volwassenen met ooginfecties). Na een ongunstige start genas hij met succes zijn eerste patiënt op 25 november 1930, maar met slechts een mild slagingspercentage waren de inspanningen van Dr. Paine met penicilline beperkt tot een handvol patiënten.

In 1939, geleid door de Australische wetenschapper Howard Florey, het werk van een team van penicilline-onderzoekers van de Sir William Dunn School of Pathology van Oxford University, waaronder Ernst Boris Chain, Edward Abraham, Arthur Duncan Gardner, Norman Heatley, Margaret Jennings, J. Orr- Ewing en G. Sanders begonnen veel belofte te tonen. Het jaar daarop was het team in staat om het vermogen van penicilline om infectieuze bacteriën in muizen te doden aan te tonen. Tegen 1940 hadden ze een methode bedacht voor het in massa produceren van penicilline, maar helaas voldeed de output niet aan de verwachtingen.

In 1941 begon het team een ​​klinische proef met hun eerste menselijke patiënt, een politieman genaamd Albert Alexander, die leed aan een ernstige gezichtsinfectie. Aanvankelijk verbeterde de toestand van Alexander, maar toen de voorraad penicilline op was, bezweek hij aan de infectie. Terwijl daaropvolgende patiënten met succes werden behandeld, bleef het synthetiseren van het medicijn in voldoende hoeveelheid een struikelblok.

Belangrijk onderzoek verschuift naar de Verenigde Staten

Met de toenemende eisen van de Tweede Wereldoorlog waardoor de industriële en overheidsbronnen van Groot-Brittannië enorm worden uitgeput, hadden de Britse wetenschappers niet de middelen om klinische proeven met mensen in Oxford voort te zetten. Dr. Florey en zijn collega's wendden zich tot de Verenigde Staten voor hulp en werden 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 vitaal pakket met een kleine hoeveelheid penicilline om te beginnen met werken.

Door lucht in diepe vaten te pompen die steile maisvloeistof bevatten (een niet-alcoholisch bijproduct van het natte maalproces) in combinatie met andere belangrijke ingrediënten, konden onderzoekers snellere penicillinegroei induceren dan met eerdere methoden. Ironisch genoeg was het na een wereldwijde zoektocht een gemodificeerde stam van penicilline die afkomstig was van een beschimmelde meloen in een Peoria-markt en de grootste hoeveelheid penicilline produceerde wanneer deze werd gekweekt in ondergedompelde diepvatomstandigheden.

Op 26 november 1941 was Andrew J. Moyer, expert van Peoria Lab op het gebied van de voeding van schimmels, erin geslaagd, met de hulp van Dr. Heatley, een tienvoudige verhoging van de opbrengst aan penicilline. Nadat klinische proeven in 1943 werden uitgevoerd, bleek penicilline tot op heden het meest effectieve antibacteriële middel te zijn.

Massaproductie & de erfenis van penicilline

Ondertussen leidde gelijktijdig onderzoek naar Pfizer Labs in Brooklyn, New York, geholpen door Jasper H. Kane, tot een meer praktische fermentatiemethode voor de massaproductie van penicilline van farmaceutische kwaliteit. Tegen de tijd dat geallieerde troepen op D-Day op 6 juni 1944 de stranden troffen, was er een ruim aanbod van het medicijn om de vele slachtoffers te behandelen. Een ander voordeel voor massaproductie was de daling van de kosten. De prijzen voor penicilline daalden van een onbetaalbaar 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 de Peoria-laboratoria werden aangewezen als International Historic Chemical Landmarks. Op 25 mei 1948 kreeg Dr. Moyer een patent voor een methode voor de massaproductie van penicilline.

Een tijdlijn van antibiotica

• Oude geschiedenis-De oude Egyptenaren, Chinezen en inheemse stammen van Midden-Amerika gebruikten allemaal verschillende vormen van schimmel om geïnfecteerde wonden te behandelen.
• Eind 1800-Het zoeken naar antibiotica begint in de late 19e eeuw met de groeiende acceptatie van de ziektekiemtheorie die bacteriën en andere microben in verband bracht met het veroorzaken van verschillende kwalen.
• 1871-De chirurg Joseph Lister begint een onderzoek naar een fenomeen dat aangeeft dat met urine verontreinigde schimmel de groei van bacteriën remde.
• 1890s-Duitse artsen Rudolf Emmerich en Oscar Low zijn de eersten die een effectief medicijn maken van microben. Hoewel hun medicijn, bekend als pyocyanase, het eerste antibioticum was dat in ziekenhuizen werd gebruikt, had het geen effectief genezingspercentage.
• 1928-Sir Alexander Fleming merkt op dat kolonies van de bacterie Staphylococcus aureus kan door de schimmel worden vernietigd Penicillium notatum, het principe van antibiotica aantonen.
• 1935-Prontosil, het eerste sulfa-medicijn, werd in 1935 ontdekt door de Duitse chemicus Gerhard Domagk.
• 1942-Howard Florey en Ernst Chain vinden een levensvatbaar productieproces uit voor Penicillin G Procaine, dat nu als medicijn kan worden verkocht.
• 1943-De Amerikaanse microbioloog Selman Waksman bedenkt streptomycine met behulp van microben die uit bodembacteriën zijn gedronken, de eerste van een nieuwe klasse geneesmiddelen die aminoglycosiden wordt genoemd en die kunnen worden gebruikt om tuberculose en andere infecties te behandelen. De bijwerkingen van geneesmiddelen in een vroeg stadium wegen echter vaak zwaarder dan hun genezende waarde..
• 1945-Met behulp van geavanceerde röntgenkristallografie definieert Oxford University-wetenschapper Dr. Dorothy Crowfoot Hodgkin de moleculaire lay-out van penicilline, waarmee de structuur wordt bevestigd zoals eerder werd verondersteld en die leidde tot een verbeterde ontwikkeling van andere antibiotica en biomoleculaire stoffen, waaronder vitamine B¹².
• 1947-Vier jaar nadat de massaproductie van penicilline is begonnen, verschijnen resistente microben, waaronder Staphylococcus aureus. Meestal onschadelijk bij mensen, indien ongecontroleerd tot bloei komen, Staphylococcus aureus produceert toxines die leiden tot ziekten, waaronder longontsteking of toxisch shocksyndroom.
• 1955-Lloyd Conover krijgt een patent voor Tetracyclin. Het wordt al snel het meest voorgeschreven breedspectrumantibioticum in de Verenigde Staten.
• 1957-Nystatine, dat wordt gebruikt om veel misvormende en invaliderende schimmelinfecties te genezen, is gepatenteerd.
• 1981-SmithKline Beecham patenteert een semi-synthetisch antibioticum genaamd Amoxicilline of amoxicilline / clavulanaat kalium. Het antibioticum debuteert in 1998 onder de handelsnamen Amoxicillin, Amoxil en Trimox.