Penicillins och antibiotikas historia

Från den grekiska "anti, som betyder" mot "och bios, som betyder" liv ", är ett antibiotikum ett kemiskt ämne som produceras av en organisme som är förstörande för en annan. Ordet antibiotikum kommer från" antibios ", en term som myntades 1889 av en elev till Louis Pasteurs namngivna Paul Vuillemin som använde den för att definiera en process genom vilken liv kan användas för att förstöra liv. Antibiotika är naturliga ämnen som frigörs av bakterier och svampar i deras miljö, som ett sätt att hämma andra organismer. kan tänka på det som kemisk krigføring i mikroskopisk skala.

Sir Alexander Fleming

Penicillin är ett av de tidigast upptäckta och mest använda antibiotika. Medan Sir Alexander Fleming har fått sin upptäckt, var det den franska medicinstudenten Ernest Duchesne som först noterade bakterierna 1896. Flemings mer berömda observationer skulle inte göras förrän mer än två decennier senare.

Fleming, en utbildad bakteriolog, arbetade St. Mary's Hospital i London när han 1928 observerade en plattskultur av Staphylococcus som hade förorenats av en blågrön mögel. Vid närmare granskning noterade han att kolonierna av bakterier intill mögeln upplöstes.

Nyfiken beslutade Fleming att odla mögel i ren kultur, från vilken han kunde se att kolonierna av bakterien Staphylococcus aureus förstördes av mögel Penicillium notatum, vilket i princip åtminstone bevisar förekomsten av ett antibakteriellt medel. Fleming namngav ämnet penicillin och publicerade sina fynd 1929 och noterade att hans upptäckt kanske en dag skulle ha terapeutiskt värde om det kunde produceras i kvantitet, men det skulle gå år innan Flemings fynd skulle sättas i praktisk, utbredd användning.

Brittisk forskning fortsätter

1930 började Dr. Cecil George Paine, en patolog vid Royal Infirmary i Sheffield, att experimentera med penicillin för behandling av spädbarnspatienter som fick nyfödda infektioner (och senare med vuxna som lider av ögoninfektioner). Efter en oönskad start, botade han framgångsrikt sin första patient den 25 november 1930, men med endast en mild framgångsrate var Dr. Paines ansträngningar med penicillin begränsade till en handfull patienter.

1939, under ledning av den australiensiska forskaren Howard Florey, arbetade ett team med penicillinforskare vid Oxford University's Sir William Dunn School of Pathology som inkluderade Ernst Boris Chain, Edward Abraham, Arthur Duncan Gardner, Norman Heatley, Margaret Jennings, J. Orr- Ewing och G. Sanders började visa stort löfte. Under året efter kunde teamet visa penicillins förmåga att döda infektiösa bakterier hos möss. År 1940 hade de kommit fram till en metod för massproducerande penicillin men tyvärr lyckades produktionen inte uppfylla förväntningarna.

1941 inledde teamet en klinisk prövning med deras första mänskliga patient, en polis vid namn Albert Alexander som led av en allvarlig ansiktsinfektion. Inledningsvis förbättrades Alexanders tillstånd men när tillförselna av penicillin slut slutade han under för infektionen. Medan efterföljande patienter behandlades framgångsrikt, förblev syntese av läkemedlet i tillräcklig mängd som en hinder.

Nyckelforskning flyttar till USA

Med de ökande kraven från andra världskriget som satte ett stort utsläpp på Storbritanniens industriella och statliga resurser hade de brittiska forskarna inte möjligheterna att fortsätta kliniska prövningar på människor i Oxford. Dr Florey och hans kollegor vände sig till USA för hjälp och hänvisades snabbt till Northern Regional Laboratory i Peoria, Illinois, där amerikanska forskare redan arbetade med jäsningsmetoder för att öka tillväxthastigheten för svampkulturer. Den 9 juli 1941 kom Dr. Florey och Dr. Norman Heatley till USA med ett viktigt paket innehållande en liten mängd penicillin för att börja arbeta.

Genom att pumpa luft i djupa fat som innehåller brant sprit av majs (en alkoholfri biprodukt från våtfräsningsprocessen) i kombination med andra viktiga ingredienser kunde forskare få snabbare penicillintillväxt än med tidigare metoder. Ironiskt nog, efter en världsomspännande sökning, var det en modifierad stam av penicillin som kom från en möglig cantaloupe på en Peoria-marknad som producerade den största mängden penicillin när den odlades under nedsänkta djupvattenförhållanden.

Senast den 26 november 1941 hade Andrew J. Moyer, Peoria Labs expert på näring av mögel, lyckats med hjälp av Dr. Heatley i en tiofaldig ökning av utbytet av penicillin. Efter att kliniska prövningar genomfördes 1943 visades penicillin vara hittills det mest effektiva antibakteriella medlet.

Massproduktion och arvet från penicillin

Samtidigt ledde samtidigt forskning som utfördes ett Pfizer Labs i Brooklyn, New York, hjälpt av Jasper H. Kane, till en mer praktisk jäsningsmetod för massproduktion av penicillin i farmaceutisk kvalitet. När de allierade styrkorna träffade stränderna på D-dagen den 6 juni 1944 fanns det ett gott utbud av drogen för att behandla de många skadade. En annan fördel för massproduktionen var kostnadsminskningen. Priserna på penicillin sjönk från en oöverkomligt dyr kurs 1940 till $ 20 per dos i juli 1943 till $ 0,55 per dos år 1946.

Nobelpriset 1945 för fysiologi eller medicin delades ut gemensamt till Sir Alexander Fleming, Ernst Boris Chain och Sir Howard Walter Florey "för upptäckten av penicillin och dess botande effekt vid olika infektionssjukdomar." Dr. Andrew J. Moyer från Peoria Lab infördes i uppfinnarens Hall of Fame och både de brittiska och Peoria-laboratorierna utsågs till internationella historiska kemiska landmärken. Den 25 maj 1948 beviljades Dr. Moyer ett patent för en metod för massproduktion av penicillin.

En tidslinje för antibiotika

• Antik historia-De gamla egyptierna, kineserna och ursprungsstammarna i Centralamerika använde alla olika former av mögel för att behandla infekterade sår.
• Sent på 1800-talet-Sökandet efter antibiotika börjar i slutet av 1800-talet med den växande acceptansen av groddteorin om sjukdom som kopplade bakterier och andra mikrober till orsaken till olika sjukdomar.
• 1871-Kirurgen Joseph Lister börjar undersöka ett fenomen som indikerar att urin förorenat med mögel hämmar bakterietillväxten.
• 1890s-Tyska läkare Rudolf Emmerich och Oscar Low är de första som gör en effektiv medicinering från mikrober. Medan deras läkemedel, känd som pyocyanas, var det första antibiotikumet som användes på sjukhus, hade det inte en effektiv botningshastighet.
• 1928-Sir Alexander Fleming observerar att kolonierna av bakterien Staphylococcus aureus kan förstöras av formen Penicillium notatum, demonstrera principen om antibiotika.
• 1935-Prontosil, det första sulfa-läkemedlet, upptäcks 1935 av den tyska kemisten Gerhard Domagk.
• 1942-Howard Florey och Ernst Chain uppfinner en livskraftig tillverkningsprocess för Penicillin G Procaine, som nu kan säljas som ett läkemedel.
• 1943-Med hjälp av mikrober som dras från jordbakterier, uppfinner den amerikanska mikrobiologen Selman Waksman streptomycin, den första av en ny klass av läkemedel som kallas aminoglykosider som kan användas för att behandla tuberkulos och andra infektioner, men biverkningarna av läkemedel i tidigt stadium överväger ofta deras botande värde.
• 1945-Med hjälp av avancerad röntgenkristallografi definierar Oxford University forskare Dr. Dorothy Crowfoot Hodgkin den molekylära utformningen av penicillin, vilket bekräftar dess struktur som tidigare antagits och leder till förbättrad utveckling av andra antibiotika och biomolekylära substanser, inklusive vitamin B¹².
• 1947-Fyra år efter att massproduktionen av penicillin påbörjats visas resistenta mikrober, inklusive Staphylococcus aureus. Vanligtvis ofarligt hos människor, om det får blomstra okontrollerat, Staphylococcus aureus producerar toxiner som resulterar i sjukdomar inklusive lunginflammation eller toxiskt chock-syndrom.
• 1955-Lloyd Conover får ett patent för Tetracyclin. Det blir snart det mest föreskrivna bredspektrumantibiotikumet i USA.
• 1957-Nystatin, som används för att bota många desinficera och inaktivera svampinfektioner, är patenterat.
• 1981-SmithKline Beecham patenterar ett halvsyntetiskt antibiotikum som kallas Amoxicillin eller amoxicillin / clavulanat-kalium. Antibiotikum debuterar 1998 under varumärkena Amoxicillin, Amoxil och Trimox.