Penicilin (2)

Maturski, seminarski i diplomski radovi iz biologije i ekologije.

Penicilin je prvi otkrio francuski student medicine Ernest Duchesne 1896. godine, no u svoju današnju široku uporabu ušao je tek poslije istraživanja Alexandera Fleminga 1928. godine.
Ernest Duchesne je prvi otkrio mogućnost korištenja gljiva u medicinske svrhe. On je ovo otkrio 32 godine prije Flaminga i njegovog izučavanja penicilina. Duchesneova eksperimentiranja su ostala nezapažena.

U seriji pokusa Duchesne je pratio interakciju Escherichie coli i penicilina, i utvrdio da je penicilin u mogućnosti potpuno uništiti Escherichiu coli. U ovo vrijeme on je imao svega 23 godine i bio je nepoznat u svijetu znanosti. Pasterov institut mu nije dao kredibilitet i odbio priznati doktorsku dizertaciju. On je ubrzo nakon toga otišao na odsluženje vojnog roka i to je spriječilo njegovo daljnje eksperimentiranje.

Fleming je tokom uobičajenog labaratorijskog rada uočio jednu Petrijevu šolju sa kulturom stafilokoka koja je postala kontaminirana plavičastozelenkastom plesni. Fleming je uočio i zabeležio pojavu zone inhibicije rasta bakterija u okolini plesni, navodeći uočljivo svetlije područje u kojem dolazi do lize bakterija. Fleming je zatim izolovao čistu kulturu gljivice koja je identifikovana kao Penicillium notatum, a ova kultura poslužila je za pravljenje sekundarnih kultura sve do 1945. godine, pri čemu su kasnija uporedna testiranja američkih naučnika pokazala da od svih do tada izolovanih plesni roda Penicillium, ova pokazuje treće po jačini antibakterijsko dejstvo. Fleming je dalje pretpostavio da gljiva luči izvesnu supstancu koja deluje slično lizozimu (koji je identifikovao šest godina ranije), i za koju je skovao naziv penicilin. Fleming je postulirao da je ta supstanca difundovala kroz podlogu i da je ona odgovorna za antibakterijsku aktivnost gljivice.

O poreklu plesni koja je kontaminirala spomenutu kulturu postoji više teorija, mada se čini najverovatnijim da je spora vazduhom dospela iz mikološke laboratorije koja se nalazila u podrumu ispod Flemingove laboratorije do otvorene kulture stafilokoka. Mada se samo otkriće može okarakterisati kao slučajnost, Fleming se našao pred nizom naučnih problema.

On je prepoznao potencijalne terapijske implikacije penicilina, mada je inicijalno bio zainteresovaniji za njegovu primenu u spravljanju selektivnih podloga za izolovanje bakterija kao što je Haemophilus influenzae. Važno je napomenuti da Fleming nije odmah posmatrao penicilin kao potencijalni sistemski antibakterijski agens, jer je u njegovo vreme to bio prilično dalek koncept. On ga je video prevashodno kao antiseptik. Prvi pokušaji izolovanja penicilina nisu bili preterano uspešni i obuhvatali su upotrebu filtrata tečne kulture, ali su prinos i čistoća bili na relativno niskom nivou.

Nakon ispitivanja na miševima koja su se prvenstveno bavila procenom toksičnosti penicilina, Fleming 1931. prekida dalji rad, ubeđen da je penicilin isuviše nestabilan u organizmu da bi bio od terapijskog značaja kod ljudi. Ipak, 1934. godine je smanjenim intenzitetom nastavio istraživanje, istovremeno tražeći nekoga ko bi adekvatnije prečistio filtrate koje je upotrebljavao. Sa izuzetkom nekoliko ranih pokušaja primene kao antiseptika u previjanju inficiranih rana, Fleming nije sprovodio in vivo ispitivanja antimikrobnog učinka penicilina.

PENICILIN

Penicilin u razvoju

Krajem 1938. i početkom 1939. godine na Univerzitetu u Oksfordu okupljen je tim naučnika čiju su okosnicu činili Hauard Flori i Ernst Boris Čejn, a koji je počeo intenzivno da radi na prečišćavanju penicilina i ispitivanju njegovog sistemskog dejstva. Količine penicilina koji su uspeli da dobiju nisu, međutim, bile dovoljne da proizvedu značajne rezultate kod ljudi. Ipak, Flori i Čejn sa saradnicima uspešno su pokazali da je penicilin, primenjen miševima inficiranim streptokokama, efikasan i netoksičan sistemski antibakterijski agens. Publikacija ovih rezultata u maju 1940. označila je omasovljenje i intenziviranje napora na izolovanju potpuno čistog penicilina, njegovoj masovnoj proizvodnji i rešavanju strukture.

Prvi pacijent koji je uspešno izlečen primenom penicilina bila je En Miler obolela od diseminovane infekcije beta-hemolitičkim streptokokom koja je u to vreme bila letalna u ogromnom broju slučajeva. Njeni lekari, Džon Bamsted i Orvan Hes, 14. marta 1942. postali su prvi pojedinci koji su zabeležili uspešnu primenu penicilina kao sistemskog antimikrobnog hemoterapeutika kod ljudi.

Struktura molekula i dejstva penicilina

Penicilin je produkt metabolizma malog broja filamentoznih gljiva, među kojima su najpoznatije Penicillium chrysogenum i Aspergillus (Emericella) nidulans.