Educatie - Penicilline

Succes met meerdere vaders
De ontdekking van Penicilline wordt over het algemeen toegewezen aan Alexander Fleming.
Er zijn echter verschillende wetenschapshistorici die beweren dat anderen hem voor zijn geweest, zoals bijvoorbeeld Joseph Lister (in 1871), Ernest Duchesne (in 1896), of Clodomiro (Clorito) Picado Twight (tussen 1915-1927). [1,2,3]

Geluk bij een ongeluk
Alexander Fleming kwam in 1906 als onderzoeksassistent werken in het St Mary’s Hospital in Londen en bracht tijdens de Eerste Wereldoorlog enkele jaren in Frankrijk door waar hij gewonde soldaten behandelde. Het gebrek aan effectieve methoden voor bestrijding van infecties kostte veel soldaten het leven en terug in St Mary’s Hospital legde Fleming zich daarom toe op bestudering van infecties. In 1928, raakte een van zijn stafylokokken culturen tijdens een experiment per abuis besmet met de schimmel Penicillium notatum. Verrassend genoeg bleek dat om de schimmel heen er geen bacteriegroei was. Hij isoleerde de schimmel en ontdekte dat deze een stof produceerde die bacteriën kon doden, penicilline. [4] Fleming publiceerde zijn bevindingen in 1929. Deze ontdekking was mogelijk door een combinatie van factoren: de laksheid van Fleming die nooit zijn laboratoriumtafel opruimde; zijn intuïtie om wel goed te kijken als hij eens opruimde; de hete zomer en het open raam, zodat zowel bacterie (houdt van warmte) als schimmel (houdt niet van warmte) wilden groeien.

Figuur chemsoc.org/timeline. ©2007-LH/DB/EEM

Voortijdige stop onderzoek
Penicilline bleek effectief tegen Gram-positieve bacteriën, maar had geen effect tegen Gram-negatieve bacteriën en schimmels. Fleming stopte voortijdig met zijn onderzoek na 1931, omdat hij dacht dat de penicilline niet lang genoeg in het lichaam kon blijven om bacterieën te doden. Paine, een afgestudeerde van St. Mary’s Hospital, had echter wel 5 patiënten met ooginfecties met succes behandeld met de penicilline van Fleming.

Bewijs geleverd, patiënt overleden

Howard Florey, professor op de Sir William Dunn School of Pathology van de universiteit van Oxford, zette het onderzoek naar de schimmel van Fleming voort en
toonde met zijn onderzoeksteam in 1939 in vivo de antibacteriële werking van penicilline aan. In muizen was het middel effectief gebleken en het was daarbij niet toxisch voor mensen. Toch was het nog niet mogelijk om mensen te behandelen vanwege het gebrek aan schimmelmateriaal. In 1941 werd penicilline voor het eerst systemisch toegediend (ingespoten) bij een patiënt met sepsis (bloedbesmetting) door stafylokokken en met meerdere abcessen en osteomyelitis. Deze kreeg elke 3 uur een intraveneuze injecties met penicilline en uit de urine werd constant de nog aanwezige penicilline geïsoleerd voor hernieuwde toediening. De conditie van de patiënt verbeterde na vijf dagen, maar omdat de voorraad penicilline opraakte verslechterde deze daarna weer en hij overleed alsnog een maand later. Het nut van penicilline als effectief medicijn voor de behandeling van infecties met Gram-positieve bacteriën was hiermee echter wel geleverd.

Massaproductie levensreddend
De chemische structuur van penicilline werd begin jaren ’40 van de vorige eeuw door Dorothy Crowfoot Hodgkin opgehelderd met behulp van röntgenonderzoek. Het team van Howard Florey, Ernst Boris Chain en Norman Heathley ontdekte begin jaren ’40 een methode voor de massaproductie van penicilline. Dit bleek van groot belang te zijn bij het behandelen van de gewonde geallieerden in de Tweede Wereld Oorlog. Een oorlog later had Fleming alsnog zijn doel bereikt. Florey en Chain kregen voor hun penicilline-werk samen met Fleming de Nobelprijs voor Geneeskunde in 1945. Door de grote behoefte aan penicilline tijdens de Tweede Wereldoorlog, groeide het Amerikaanse farmaceutische bedrijf Wyeth binnen een korte tijd uit tot de wereldleidende producent in de aanmaak van penicilline met de zogenaamde ‘melkflesmethode’. Hierbij liet men de schimmel niet op oppervlaktes groeien, maar gebruikte men ‘mushroom cellars’.

Farmaca uit schimmels
De ontdekking en ontwikkeling van penicilline brachten veel firma’s inzicht in methoden voor fermentatie en zuivering van microbiële stoffen en openden de zoektocht naar nieuwe antibiotica. In Nederland bijvoorbeeld Gist-Brocades. Dit heeft ervoor gezorgd dat er significante vooruitgang kwam in de behandeling tegen bacteriële en andere microbiologische infecties. [5]

Meer informatie kunt u vinden op de volgende informatiebronnen:

1. MedicineNet.com, Definition of Penicillin history, http://www.medterms.com/script/main/art.asp?articlekey=26180,
   geraadpleegd op: 20 september 2007
   
2. Bellis M. The History of Penicillin, http://inventors.about.com/od/pstartinventions/a/Penicillin.htm,
   geraadpleegd op: 20 september 2007
   
   
3. Wikipedia, Penicillin,
   http://en.wikipedia.org/wiki/Penicillin,
   geraadpleegd op: 20 september 2007
   
   
4. Rang HP, Dale MM, Ritter JM, Moore PK. Pharmacology.
   5e druk, London: Churchill Livingstone; 2003.
   
   
5. Drews J. In quest of tomorrow’s medicines.
   New York: Springer-Verlag; 1999