antisépticos
durante la Primera Guerra Mundial, Fleming con Leonard Colebrook y Sir Almroth Wright se unieron a los esfuerzos de guerra y prácticamente trasladaron todo el Departamento de inoculación de St Mary’s al hospital militar británico en Boulogne-sur-Mer. Sirviendo como teniente temporal del Cuerpo Médico del Ejército Real, fue testigo de la muerte de muchos soldados de sepsis como resultado de heridas infectadas. Observó que los antisépticos, que se utilizaban en ese momento para tratar las heridas infectadas, a menudo empeoraban las lesiones., En un artículo publicado en la revista médica The Lancet en 1917, describió un experimento ingenioso, que fue capaz de llevar a cabo como resultado de sus propias habilidades de soplado de vidrio, en el que explicó por qué los antisépticos estaban matando a más soldados que la infección en sí durante la guerra., Los antisépticos funcionaban bien en la superficie, pero las heridas profundas tendían a proteger las bacterias anaerobias del agente antiséptico, y los antisépticos parecían eliminar los agentes beneficiosos producidos que protegían a los pacientes en estos casos al menos tan bien como eliminaban las bacterias, y no hacían nada para eliminar las bacterias que estaban fuera de su alcance. Wright apoyó firmemente los hallazgos de Fleming, pero a pesar de esto, la mayoría de los médicos del ejército en el transcurso de la guerra continuaron usando antisépticos incluso en los casos en que esto empeoró la condición de los pacientes.,
descubrimiento de la lisozima
en el Hospital St Mary’s, Fleming continuó sus investigaciones sobre el cultivo de bacterias y sustancias antibacterianas. Como su investigador en el momento V. D. Allison recordó, Fleming no era un investigador ordenado y por lo general esperaba crecimientos bacterianos inusuales en sus placas de cultivo. Fleming se había burlado de Allison de su «orden excesivo en el laboratorio», y Allison atribuyó con razón tal desorden como el éxito de los experimentos de Fleming, y dijo: «había sido tan ordenado como pensaba que era, no habría hecho sus dos grandes descubrimientos.,»
a finales de 1921, mientras mantenía placas de agar para bacterias, encontró que una de las placas estaba contaminada con bacterias del aire. Cuando añadió moco nasal, descubrió que el moco inhibía el crecimiento bacteriano. Rodeando el área del moco había un círculo transparente claro (a 1 cm del moco), que indicaba la zona de muerte de las bacterias, seguido de un anillo vítreo y translúcido más allá del cual había un área opaca que indicaba un crecimiento bacteriano normal. En la siguiente prueba, usó bacterias mantenidas en solución salina que formaron una suspensión amarilla., A los dos minutos de agregar moco fresco, la solución salina amarilla se volvió completamente transparente. Extendió sus pruebas usando lágrimas, que fueron aportadas por sus compañeros de trabajo. Como Allison recordó, diciendo: «durante las siguientes cinco o seis semanas, nuestras lágrimas fueron la fuente de suministro para este extraordinario fenómeno. Muchos fueron los limones que usamos (después del fracaso de las cebollas) para producir un flujo de lágrimas… La demanda de lágrimas por nuestra parte era tan grande, que los asistentes de laboratorio fueron presionados para servir, recibiendo tres peniques por cada contribución.,»
sus pruebas adicionales con esputo, cartílago, sangre, semen, líquido del quiste ovárico, pus y clara de huevo mostraron que el agente bactericida estaba presente en todos ellos. Informó de su descubrimiento ante el club de Investigación Médica en diciembre y ante la Royal Society al año siguiente, pero no despertó ningún interés, como recordó Allison:
estuve presente en esta reunión como invitado de Fleming. Su artículo describiendo su descubrimiento fue recibido sin preguntas ni discusión, lo cual era muy inusual y una indicación de que se consideraba que no tenía importancia., Al año siguiente leyó un artículo sobre el tema ante la Royal Society, Burlington House, Piccadilly y él y yo dimos una demostración de nuestro trabajo. Una vez más, con una excepción, se le prestó poca atención o comentario.,
reportando en la edición del 1 de mayo de 1922 de las actas de la Royal Society B: Biological Sciences bajo el título «sobre un elemento bacteriolítico notable encontrado en tejidos y secreciones», Fleming escribió:
en esta comunicación deseo llamar la atención sobre una sustancia presente en los tejidos y secreciones del cuerpo, que es capaz de disolver rápidamente ciertas bacterias. Como esta sustancia tiene propiedades similares a las de los fermentos, la he llamado «lisozima», y me referiré a ella con este nombre a lo largo de la comunicación., La lisozima se observó por primera vez durante algunas investigaciones realizadas en un paciente que sufría de coriza aguda.
Este fue el primer descubrimiento de la lisozima. Con Allison, publicó más estudios sobre la lisozima en la edición de octubre del British Journal of Experimental Pathology del mismo año. Aunque fue capaz de obtener mayores cantidades de lisozima de las claras de huevo, la enzima solo era eficaz contra pequeños recuentos de bacterias inofensivas, y por lo tanto tenía poco potencial terapéutico., Esto indica una de las principales diferencias entre bacterias patógenas e inofensivas. Descrito en la publicación original,» un paciente que sufre de coriza aguda » fue identificado más tarde como el mismo Fleming. Su cuaderno de investigación fechado el 21 de noviembre de 1921 mostraba un boceto de la placa de cultivo con una pequeña nota: «coccus Estafiloide de la nariz de A. F.». También identificó la bacteria presente en el moco nasal como Micrococcus Lysodeikticus, dando el nombre de la especie (que significa «indicador de lisis» por su susceptibilidad a la actividad lisozimal). La especie fue reasignada como Micrococcus luteus en 1972., La» cepa Fleming » (nctc2665) de esta bacteria se ha convertido en un modelo en diferentes estudios biológicos. La importancia de la lisozima no fue reconocida, y Fleming era muy consciente de esto, en su discurso presidencial en la reunión de la Royal Society Of Medicine el 18 de octubre de 1932, dijo:
elijo la lisozima como el tema de esta dirección por dos razones, En primer lugar porque tengo un interés paternal en el nombre, y, en segundo lugar, porque su importancia en relación con la inmunidad natural no parece ser generalmente apreciada.,
en su conferencia Nobel el 11 de diciembre de 1945 mencionó brevemente la lisozima, diciendo: «La penicilina no fue el primer antibiótico que descubrí.»Fue solo hacia el final del siglo 20 que la verdadera importancia del descubrimiento de Fleming en inmunología se dio cuenta cuando la lisozima se convirtió en la primera proteína antimicrobiana descubierta que constituye parte de nuestra inmunidad innata.,
el Descubrimiento de la penicilina
Un anuncio de publicidad de la penicilina «cura milagrosa».
a veces Uno encuentra lo que no busca. Cuando desperté justo después del amanecer del 28 de septiembre de 1928, ciertamente no planeé revolucionar toda la medicina descubriendo el primer antibiótico o asesino de bacterias del mundo. Pero supongo que eso fue exactamente lo que hice.,
— Alexander Fleming
Experimento
en 1927, Fleming había estado investigando las propiedades de los estafilococos. Ya era bien conocido por su trabajo anterior, y había desarrollado una reputación como un investigador brillante. En 1928, estudió la variación de Staphylococcus aureus cultivado en condiciones naturales, después del trabajo de Joseph Warwick Bigger, quien descubrió que la bacteria podía crecer en una variedad de tipos (cepas). El 3 de septiembre de 1928, Fleming regresó a su laboratorio después de pasar unas vacaciones con su familia en Suffolk., Antes de irse de vacaciones, inoculó estafilococos en placas de cultivo y los dejó en un banco en una esquina de su laboratorio. A su regreso, Fleming notó que un cultivo estaba contaminado con un hongo, y que las colonias de estafilococos que rodeaban inmediatamente al hongo habían sido destruidas, mientras que otras colonias de estafilococos más lejos eran normales, comentando famosamente «Eso es gracioso». Fleming le mostró la cultura contaminada a su ex asistente Merlin Pryce, quien le recordó: «así es como descubriste la lisozima.»Identificó el molde como del género Penicillium., Sospechaba que era P. chrysogenum, pero un colega Charles J. La Touche lo identificó como p. rubrum. (Más tarde fue corregido como p. notatum y luego aceptado oficialmente como p. chrysogenum; pero finalmente en 2011, se resolvió como P. rubens.)
el laboratorio en el que Fleming descubrió y probó la penicilina se conserva como el Museo del laboratorio Alexander Fleming en el Hospital St. Mary’s, Paddington. La fuente del contaminante fúngico se estableció en 1966 como procedente de la habitación de La Touche, que estaba directamente debajo de la de Fleming.,
Fleming cultivó el molde en un cultivo puro y descubrió que el caldo de cultivo contenía una sustancia antibacteriana. Investigó su efecto antibacteriano en muchos organismos, y notó que afectaba a bacterias como estafilococos y muchos otros patógenos grampositivos que causan escarlatina, neumonía, meningitis y difteria, pero no fiebre tifoidea o fiebre paratifoide, que son causadas por bacterias grampositivas, para las que estaba buscando una cura en ese momento. También afectó a Neisseria gonorrhoeae, que causa gonorrea, aunque esta bacteria es gramnegativa., Después de algunos meses de llamarlo «mould juice» o «the inhibitor», dio el nombre de penicilina el 7 de marzo de 1929 para la sustancia antibacteriana presente en el molde.
recepción y publicación
Fleming presentó su descubrimiento el 13 de febrero de 1929 ante el club de Investigación Médica. Su charla sobre «un medio para el aislamiento del bacilo de Pfeiffer» no recibió ninguna atención o comentario particular., Henry Dale, el entonces Director del Instituto Nacional de Investigación Médica y presidente de la reunión, mucho más tarde recordó que ni siquiera percibió ningún punto sorprendente de importancia en el discurso de Fleming. Fleming publicó su descubrimiento en 1929 en el British Journal of Experimental Pathology, pero se prestó poca atención al artículo. Su problema era la dificultad de producir penicilina en grandes cantidades, y además, el aislamiento del compuesto principal., Incluso con la ayuda de Harold Raistrick y su equipo de bioquímicos en la Escuela de higiene y Medicina Tropical de Londres, la purificación química fue inútil. «Como resultado, la penicilina languideció en gran medida olvidada en la década de 1930», como describió Milton Wainwright.
ya en 1936, no se apreciaba la penicilina. Cuando Fleming habló de su importancia médica en el Segundo Congreso Internacional de Microbiología celebrado en Londres, nadie le creyó., Como comentó Allison, su compañera tanto en el club de Investigación Médica como en la reunión del Congreso Internacional, en las dos ocasiones:
sugirió el posible valor de la penicilina para el tratamiento de la infección en el hombre. Una vez más hubo una total falta de interés y ninguna discusión. Fleming estaba profundamente decepcionado, pero lo peor era seguir. Leyó un documento sobre su trabajo sobre la penicilina en una reunión del Congreso Internacional de Microbiología, al que asistieron los mejores bacteriólogos de todo el mundo., No hubo apoyo para sus opiniones sobre su posible valor futuro para la prevención y el tratamiento de las infecciones humanas y el debate fue mínimo. Fleming soportó estas decepciones estoicamente, pero no alteraron sus puntos de vista ni lo disuadieron de continuar su investigación de la penicilina.
en 1941, el British Medical Journal informó que » no parece haber sido considerado como posiblemente útil desde ningún otro punto de vista.,»
purificación y estabilización
modelo 3D de BENCILPENICILINA
en Oxford, Ernst Boris Chain y Edward Abraham estudiaban la estructura molecular del antibiótico. Abraham fue el PRIMERO en proponer la estructura correcta de la penicilina. Poco después de que el equipo publicara sus primeros resultados en 1940, Fleming telefoneó a Howard Florey, jefe de Departamento de Chain, para decirle que estaría de visita en los próximos días. Cuando Chain escuchó que Fleming venía, comentó: «¡Dios mío! Pensé que estaba muerto.,»
Norman Heatley sugirió transferir el ingrediente activo de la penicilina al agua cambiando su acidez. Esto produjo suficiente cantidad de la droga para comenzar las pruebas en animales. Había muchas más personas involucradas en el equipo de Oxford, y en un momento dado toda la Escuela de patología Sir William Dunn estuvo involucrada en su producción. Después de que el equipo había desarrollado un método de purificación de la penicilina a una primera forma estable efectiva en 1940, se produjeron varios ensayos clínicos, y su increíble éxito inspiró al equipo a desarrollar métodos para la producción en masa y la distribución en masa en 1945.,
Fleming fue modesto sobre su papel en el desarrollo de la penicilina, describiendo su fama como el «mito de Fleming» y elogió a Florey y Chain por transformar la curiosidad del laboratorio en una droga práctica. Fleming fue el PRIMERO en descubrir las propiedades de la sustancia activa, dándole el privilegio de nombrarla: penicilina. También mantuvo, cultivó y distribuyó el molde original durante doce años, y continuó hasta 1940 para tratar de obtener ayuda de cualquier químico que tuviera suficiente habilidad para hacer penicilina., Pero Sir Henry Harris dijo en 1998: «sin Fleming, no hay cadena; sin cadena, no hay Florey; sin Florey, no hay Heatley; sin Heatley, no hay penicilina.»El descubrimiento de la penicilina y su posterior desarrollo como medicamento recetado marcan el inicio de los antibióticos modernos.
uso médico y producción en masa
en su primer ensayo clínico, Fleming trató a su investigador Stuart Craddock que había desarrollado una infección grave del antro nasal (sinusitis). El tratamiento comenzó el 9 de enero de 1929, pero sin ningún efecto., Probablemente se debió al hecho de que la infección era por el bacilo de la gripe (Haemophilus influenzae), la bacteria que había encontrado insusceptible a la penicilina. Fleming dio algunas de sus muestras originales de penicilina a su colega-cirujano Arthur Dickson Wright para la prueba clínica en 1928. Aunque Wright dijo que «parecía funcionar satisfactoriamente», no hay registros de su uso específico. Cecil George Paine, un patólogo en la Royal Infirmary en Sheffield y ex alumno de Fleming, fue el PRIMERO en usar la penicilina con éxito para el tratamiento médico., Curó infecciones oculares (Conjuntivitis) de un adulto y tres bebés (conjuntivitis neonatal) el 25 de noviembre de 1930.
Fleming también trató con éxito la conjuntivitis severa en 1932. Keith Bernard Rogers, que se había unido a St Mary’s como estudiante de medicina en 1929, era capitán del equipo de rifle de la Universidad de Londres y estaba a punto de participar en la competencia de tiro con rifle entre hospitales cuando desarrolló conjuntivitis. Fleming aplicó su penicilina y curó a Rogers antes de la competencia. Se dice que la » penicilina funcionó y el partido fue ganado., Sin embargo, el informe de que «Keith fue probablemente el primer paciente en ser tratado clínicamente con ungüento de penicilina» ya no es cierto, ya que los registros médicos de Paine aparecieron.
hay una afirmación popular tanto en la literatura popular como científica de que Fleming abandonó en gran medida el trabajo con la penicilina a principios de la década de 1930. en su revisión de la vida de Sir Alexander Fleming, descubridor de la penicilina, William L. Kissick fue tan lejos como para decir que «Fleming había abandonado la penicilina en 1932…, Aunque recibió muchos honores y es autor de muchos trabajos científicos, Sir Alexander Fleming no parece ser un tema ideal para una biografía.»Esta es una información falsa, ya que Fleming continuó investigando la penicilina. Tan tarde como en 1939, el cuaderno de Fleming muestra intentos de hacer una mejor producción de penicilina utilizando diferentes medios. En 1941, publicó un método para la evaluación de la eficacia de la penicilina., En cuanto al aislamiento químico y la purificación, Howard Florey y Ernst Boris Chain en la enfermería Radcliffe en Oxford se encargaron de la investigación para producirla en masa, y lo lograron con el apoyo de proyectos militares de la Segunda Guerra Mundial bajo los gobiernos de Estados Unidos y Gran Bretaña.
a mediados de 1942, el equipo de Oxford produjo el compuesto de penicilina pura como polvo amarillo. En agosto de 1942, Harry Lambert (un Asociado del hermano de Fleming, Robert) fue ingresado en el Hospital St Mary’s debido a una infección potencialmente mortal del sistema nervioso (meningitis estreptocócica)., Fleming lo trató con sulfonamidas, pero la condición de Lambert se deterioró. Probó la susceptibilidad a los antibióticos y descubrió que su penicilina podía matar las bacterias. Le pidió a Florey la muestra aislada. Cuando Florey envió la muestra incompleta purificada, que Fleming administró inmediatamente en el canal espinal de Lambert. Lambert mostró signos de mejoría al día siguiente, y se recuperó completamente en una semana. Fleming publicó el caso clínico en The Lancet en 1943.,
tras este avance médico, Allison informó al Ministerio de Salud británico de la importancia de la penicilina y la necesidad de producción en masa. El gabinete de guerra estaba convencido de la utilidad sobre la que Sir Cecil Weir, Director General de equipamiento, convocó una reunión sobre el modo de acción el 28 de septiembre de 1942. El Comité de penicilina fue creado el 5 de abril de 1943. El comité estaba integrado por Weir como Presidente, Fleming, Florey, Sir Percival Hartley, Allison y representantes de empresas farmacéuticas como miembros., Los principales objetivos eran producir penicilina rápidamente en grandes cantidades con la colaboración de empresas estadounidenses, y suministrar la droga exclusivamente para las Fuerzas Armadas aliadas. Para el Día D en 1944, se había producido suficiente penicilina para tratar a todos los heridos de las tropas aliadas.
resistencia a los Antibióticos
Modernos antibióticos son evaluados utilizando un método similar al descubrimiento de Fleming.,
Fleming también descubrió muy pronto que las bacterias desarrollaban resistencia a los antibióticos cuando se usaba muy poca penicilina o cuando se usaba por un período demasiado corto. Almroth Wright había predicho la resistencia a los antibióticos incluso antes de que se notara durante los experimentos. Fleming advirtió sobre el uso de la penicilina en sus muchos discursos alrededor del mundo. El 26 de junio de 1945, hizo las siguientes declaraciones de precaución: «los microbios son educados para resistir la penicilina y una gran cantidad de organismos rápidos de penicilina son criados …, En tales casos, la persona irreflexiva que juega con la penicilina es moralmente responsable de la muerte del hombre que finalmente sucumbe a la infección con el organismo resistente a la penicilina. Espero que este mal pueda ser evitado.»Advirtió que no se debe usar penicilina a menos que haya una razón adecuadamente diagnosticada para que se use, y que si se usa, nunca se debe usar demasiado poco o por un período demasiado corto, ya que estas son las circunstancias en las que se desarrolla la resistencia bacteriana a los antibióticos.
se había demostrado experimentalmente en 1942 que S., aureus podría desarrollar resistencia a la penicilina bajo exposición prolongada. Elaborando la posibilidad de resistencia a la penicilina en condiciones clínicas en su conferencia Nobel, Fleming dijo:
puede llegar el momento en que la penicilina puede ser comprada por cualquier persona en las tiendas. Luego está el peligro de que el hombre ignorante pueda fácilmente infradosificarse a sí mismo y exponiendo sus microbios a cantidades no letales de la droga los haga resistentes.
fue en esa época cuando se reportó el primer caso clínico de resistencia a la penicilina.