Αντιβιοτικά: η αρχή
Έγινε ενημέρωση: 22 Δεκ 2020
Πώς και πότε ανακαλύφθηκαν τα αντιβιοτικά;
Το πρώτο τεχνητό αντιβιοτικό ήταν το Salvarsan (αρσφεναμίνη), το οποίο συντέθηκε από τον Paul Ehrlich και την ομάδα του το 1909. Tο 1910 εγκρίθηκε ως φάρμακο για τη θεραπεία της σύφιλης - που είναι σεξουαλικώς μεταδιδόμενο νόσημα - και για 40 χρόνια αποτελούσε την τυπική θεραπεία της ασθένειας αυτής.
Παρόλο που τα περισσότερα αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται συντίθενται στο εργαστήριο, βασίζονται σε ενώσεις που παράγονται φυσικά από βακτήρια, μύκητες ή και φυτά που υπάρχουν στη φύση. Ποιο ήταν το πρώτο φυσικό αντιβιοτικό που ανακαλύφθηκε; Ώρα για μία ιστορία!
Μια απροσεξία που οδήγησε σε επανάσταση
Τον Σεπτέμβριο του 1928, ο Alexander Fleming επέστρεψε στο εργαστήριό του στο Λονδίνο έπειτα από καλοκαιρινές διακοπές. Εκεί, στον εργαστηριακό του πάγκο, βρήκε στα πιάτα καλλιέργειας ενός βακτηρίου που μελετούσε, εκτός από το αναμενόμενο βακτήριο, και έναν μύκητα. Το βακτήριο δεν ήταν άλλο από τον σταφυλόκοκκο (Staphylococcus aureus) και ο μύκητας μία μπλε μούχλα (ναι μούχλα!) (Penicillium notatum). Παρατήρησε ότι κοντά στη μούχλα δεν υπήρχαν βακτήρια, ενώ μακριά από αυτήν αναπτύσσονταν κανονικά. Άρα ο μύκητας παρήγαγε κάποια ουσία που σκότωνε τον σταφυλόκοκκο. Το πρώτο φυσικό αντιβιοτικό, λοιπόν, ανακαλύφθηκε κατά λάθος!
Καλλιέργεια του μύκητα Penicillium notatum (κέντρο) με βακτήριο Staphylococcus aureus (περιφερειακά). Παρατηρήστε τη διαυγή ζώνη γύρω από τον μύκητα όπου δεν αναπτύσσονται βακτήρια. Eικόνα από: Tom Volk's Fungus of the Month for November 2003
Τι εννοούμε κατά λάθος; Ο Fleming ήταν ευφυέστατος ερευνητής αλλά είχε τη φήμη του απρόσεκτου τεχνικού εργαστηρίου. Αυτό σημαίνει ότι παρόλο που άφησε την καλλιέργεια σταφυλόκοκκου εκτεθειμένη με αποτέλεσμα να μουχλιάσει, δεν θα την πετούσε χωρίς πρώτα να εξετάσει περαιτέρω αυτή την επιμόλυνση. Ασχολήθηκε, λοιπόν, με τον μύκητα και εξέτασε αν η ουσία που παράγει σκοτώνει και άλλα παθογόνα βακτήρια. Συμπέρανε ότι ο μύκητας εκκρίνει ουσία που σκοτώνει τα βακτήρια, και τον Μάρτιο του 1929 την ονόμασε πενικιλίνη.
Τα επόμενα χρόνια η θεραπεία με πενικιλίνη για τη μόλυνση από σταφυλόκοκκο αποδείχθηκε εξαιρετικά επιτυχής. Ο Alexander Fleming μοιράστηκε το βραβείο Νόμπελ Ιατρικής του 1945 μαζί με δύο άλλους επιστήμονες, Howard Florey και Ernst Chain, που συνέβαλαν σημαντικά στη δημιουργία του πρώτου μαζικής παραγωγής αντιβιοτικού.
Ανακαλύψεις που «έμειναν στο ράφι»
Ας πάμε περίπου 200 χρόνια πίσω στη Βικτωριανή περίοδο, όταν στη βιολογική επιστήμη ήρθαν σημαντικά γεγονότα (κυτταρική θεωρία, μικροβιακή θεωρία κ.α.). Οι βιολόγοι έχοντας στα χέρια τους όλο και καλύτερα μικροσκόπια και μεθόδους χρώσης άρχισαν να παρατηρούν ουσίες με αντιμικροβιακές ιδιότητες. Πολλές, όμως, τέτοιες παρατηρήσεις πέρασαν… «απαρατήρητες» και δεν οδήγησαν τότε στην ανακάλυψη του πρώτου αντιβιοτικού:
Joseph Lister, χειρούργος. Το 1871 χρησιμοποίησε τον μύκητα Penicillium (όπως έγραψε στις σημειώσεις του) σε τραύμα ασθενούς και παρατήρησε ότι απέτρεψε την ανάπτυξη μόλυνσης. Μπορεί να εφάρμοσε τη θεραπεία περισσότερες φορές, αλλά δυστυχώς δεν υπήρξαν καταγραφές ούτε έκανε αναφορά σε αυτή την ανακάλυψη.
William Roberts, γιατρός – χειρούργος. Το 1874 παρατήρησε ότι σε υγρό μέσο καλλιέργειας ο μύκητας Penicillium glaucum παρεμποδίζει την ανάπτυξη βακτηρίων, αλλά δεν μελέτησε περαιτέρω την αλληλεπίδραση.
Thomas Henry Huxley, βιολόγος και John Tyndall, γιατρός – μαθηματικός. Το 1875 παρατήρησαν σε υγρή μικτή καλλιέργεια ότι ο μύκητας (Penicillium glaucum) αναπτύσσεται καλύπτοντας την επιφάνεια του δοχείου και έτσι τα βακτήρια μέσα στο υγρό πεθαίνουν. Όμως υπέθεσαν ότι ο θάνατος των βακτηρίων προκαλείται από την έλλειψη οξυγόνου και δεν ασχολήθηκαν περαιτέρω με το φαινόμενο.
Louis Pasteur, βιολόγος και Jules Francois Joubert, βιολόγος. Το 1877 παρατήρησαν ότι ένα είδος βακτηρίων αποτρέπει την ανάπτυξη ενός άλλου, δεν ήξεραν όμως ότι το ένα βακτήριο παράγει αντιβιοτικό και ότι αυτό αναστέλλει την ανάπτυξη του άλλου βακτηρίου.
Rudolph Emmerich, μικροβιολόγος και Oscar Low, χημικός. Το 1890 χρησιμοποιούν την πυοκινάση, από βακτήρια που απομόνωσαν από μολυσμένους επιδέσμους, ενάντια σε παθογόνα βακτήρια. Ήταν το πρώτο αντιμικροβιακό φάρμακο που χρησιμοποιήθηκε σε νοσοκομεία, ωστόσο δεν ήταν αποτελεσματικό και παρουσίαζε τοξικότητα και έτσι αποσύρθηκε.
Αυτές οι φαινομενικά επουσιώδεις παρατηρήσεις αποδείχθηκαν πιο σημαντικές από ό,τι ο καθένας τότε θα μπορούσε να φανταστεί. Αν οι επιστήμονες της εποχής μπορούσαν να μοιραστούν την πληροφορία με την ταχύτητα που τη μοιραζόμαστε σήμερα, θα είχαν σωθεί πολλές ζωές ήδη από το 1871!
Τι να θυμάσαι:
Τα αντιβιοτικά είναι ουσίες που παράγονται φυσικά από κάποιους οργανισμούς αλλά υπάρχουν και τεχνητά.
Ο Fleming ανακάλυψε την πενικιλίνη, το πρώτο φυσικό αντιβιοτικό.
Ήδη από τον 19ο αιώνα επιστήμονες παρατήρησαν ουσίες με αντιμικροβιακή δράση χωρίς όμως να καταφέρουν να φέρουν την επανάσταση των αντιβιοτικών.
Για περισσότερες πληροφορίες:
Milton Wainwright, Some highlights in the history of fungi in medicine – A personal journey, Fungal Biology Reviews, Volume 22, Issues 3–4, 2008, Pages 97-102, ISSN 1749-4613, https://doi.org/10.1016/j.fbr.2008.11.001
Kate Gould, Antibiotics: from prehistory to the present day, Journal of Antimicrobial Chemotherapy, Volume 71, Issue 3, March 2016, Pages 572–575, https://doi.org/10.1093/jac/dkv484
Nicolaou, K., Rigol, S. A brief history of antibiotics and select advances in their synthesis. J Antibiot 71, 153–184 (2018). https://doi.org/10.1038/ja.2017.62