Descubrimiento de la penicilina

La era de los antibióticos comenzó en septiembre de 1928, con el descubrimiento de la penicilina por parte de Alexander Fleming (1881-1955), entonces profesor de bacteriología en el Hospital St. Mary de Londres. Hasta entonces no existían tratamientos eficaces contra una serie de infecciones bacterianas, desde la neumonía hasta la sepsis.

La penicilina se convirtió en la base para curar infecciones bacterianas, entre ellas la viruela, el cólera, la tuberculosis, la escarlatina, la neumonía, la gonorrea, la meningitis y la difteria. Más tarde, los antibióticos formarían una clase de medicamentos diseñados para combatir y curar infecciones bacterianas, pero también para prevenir su posterior crecimiento.

Antecedentes

El uso de hongos y mohos, que contienen sustancias antibacterianas, para tratar infecciones bacterianas se remonta a culturas antiguas de todo el mundo, pero estos primeros intentos no partían de la identificación del componente que generaba el efecto medicinal. Joseph Lister (1827-1912), cirujano inglés y el "padre de la antisepsia", reconoció el componente antibacteriano del moho, pero no publicó sus hallazgos. En la década de 1870, Robert Koch (1843-1910), biólogo alemán, y Louis Pasteur (1825-1895) y Jules Francois Joubert (1834-1910), dos biólogos franceses, plantearon la teoría de los gérmenes, que explicaba que determinadas bacterias causaban enfermedades específicas. Además, demostraron que los efectos de introducir determinadas bacterias en diversos cultivos inhibían el crecimiento de bacterias más letales.

El descubrimiento de la penicilina representó un punto de inflexión en la historia de la medicina, mientras que Fleming sería reconocido más tarde por la revista Time como una de las personas más influyentes del siglo XX:

Cuando me desperté justo después del amanecer del 28 de septiembre de 1928, ciertamente no tenía planeado revolucionar toda la medicina descubriendo el primer antibiótico o eliminador de bacterias del mundo. Pero supongo que eso es exactamente lo que hice.

Alexander Fleming

Alexander Fleming se unió al Cuerpo Médico del Ejército Real durante la Primera Guerra Mundial (1914-18). Al trabajar en hospitales ubicados en el Frente Occidental, Fleming estuvo expuesto a las horribles heridas que sufrían las tropas, especialmente por las explosiones de la artillería y los morteros. Los soldados desarrollaban sepsis como resultado de esas heridas y a menudo morían a causa de la infección en la sangre. Fleming comenzó a estudiar tanto las heridas como los tratamientos utilizados para combatir las infecciones. La investigación de Fleming demostró que el método Lister, también conocido como Sistema de Antisepsia Lister, llamado así por Joseph Lister, quien aplicó por primera vez la teoría de los gérmenes a las heridas y la cirugía, que trataba las heridas con antisépticos como el yodo y el ácido carbólico, no penetraba lo suficiente en las heridas más profundas, por lo que no mataba todas las bacterias dañinas. De hecho, el sistema Lister contribuyó a mayores tasas de víctimas, ya que los antisépticos también mataban las características terapéuticas naturales. Los hallazgos de Fleming sobre el sistema Lister y las heridas de guerra se publicaron en una edición de 1917 de The Lancet, pero la mayoría de los médicos del frente de guerra los ignoraron en gran medida. Fleming recomendó que los antisépticos se utilizaran con una solución salina de mayor concentración para desinfectar y lavar las heridas más profundas.

Después de la guerra, Fleming regresó al Hospital St. Mary's, donde continuó su investigación sobre bacterias y tratamientos. En un experimento, en 1921, Fleming descubrió que las bacterias del aire contaminaban una de sus placas de cultivo, pero que el moco nasal, cuando se añadía al cultivo, impedía un mayor crecimiento de las bacterias. Sus experimentos adicionales sobre el crecimiento antibacteriano descubrieron que las lágrimas, el esputo, la sangre, el semen, el pus y las claras de huevo poseían propiedades similares que impedían el crecimiento bacteriano. Fleming realizó varias presentaciones ante la Royal Society para exponer la propiedad antibacteriana (lisozima) encontrada en los diversos tejidos y secreciones. Estos hallazgos fueron publicados en las Actas de la Royal Society en mayo de 1922. Sin embargo, las conclusiones de Fleming fueron ignoradas. El discurso del Nobel de Fleming en 1945 hizo referencia a su innovador descubrimiento de la lisozima, que, como él mismo señaló, fue el primer antibiótico descubierto antes de la penicilina.

Descubrimiento

El 3 de septiembre de 1928, Fleming regresó a casa después de pasar unas vacaciones en Escocia. Antes de su partida, había dejado en su mesa de trabajo unas placas de Petri descubiertas que contenían estafilococos, la bacteria que causa dolor de garganta, abscesos y furúnculos. En una de las placas, Fleming observó que crecía un moho (Penicillium notatum), que segregaba una sustancia antibacteriana alrededor de la cual había una zona alrededor del moho que estaba libre de bacterias, aunque las bacterias estaban vivas más lejos en la placa. Llegó a la conclusión de que el moho mataba a las bacterias. Experimentos posteriores con el moho confirmaron que mataba a una variedad de bacterias, entre ellas el estreptococo (una bacteria que causa faringitis estreptocócica, escarlatina y fiebre reumática y fascitis necrosante, también conocida como bacteria carnívora), el meningococo (meningitis) y la difteria. Posteriormente, el 7 de marzo de 1929, bautizó al moho antibacteriano como penicilina. En junio de 1929, publicó un artículo sobre sus experimentos en el British Journal of Experimental Pathology. La comunidad científica prestó poca atención a la investigación de Fleming, la misma falta de atención que recibió después de una presentación de sus hallazgos en el Medical Research Club el febrero anterior.

Tanto en la conferencia como en el artículo, Fleming admitió la dificultad de producir una forma pura de penicilina y la incapacidad de producir el antibacteriano en grandes cantidades. A pesar del poco interés en la investigación de Fleming durante la década de 1930, continuó produciendo penicilina a pequeña escala. Fleming volvió a presentar su investigación en el Segundo Congreso Internacional de Microbiología en 1936, pero nuevamente fue rechazado, a pesar de su sugerencia de que la penicilina podría ser un poderoso antibacteriano contra una amplia gama de infecciones. Todavía en 1941, el British Medical Journal restó importancia a la utilidad de la penicilina.

Aplicación y ensayos

Un equipo de científicos de la Escuela de Patología Sir William Dunn de la Universidad de Oxford superaría los obstáculos encontrados por Fleming. Cultivar, extraer, purificar y almacenar la penicilina se convirtieron en los objetivos del equipo de investigación. Edward Abraham (1913-1999) descubrió la estructura correcta de la penicilina, mientras que Norman Heatley (1911-2004) recomendó volver a introducir el antibacteriano en el agua para modificar así su acidez. Ambos descubrimientos permitieron producir cantidades suficientes de penicilina para comenzar los ensayos con animales sobre la eficacia de la penicilina.

Las pruebas iniciales se diseñaron para determinar la toxicidad de la penicilina. Se les inyectó penicilina a ratas, ratones, conejos y gatos después de haber estado expuestos a varias bacterias dañinas; estas pruebas demostraron la eficacia de la penicilina. Afortunadamente, los investigadores no utilizaron cobayas en las pruebas con animales, ya que la penicilina era tóxica para ellos. La microbioma intestinal de los cobayas, o flora intestinal, contiene bacterias que viven en su tracto digestivo, pero combinadas con la penicilina, provocan diarrea y muerte en el animal. En mayo de 1940, Howard Florey (1898-1968) y Ernst Chain (1906-1979) infectaron a un grupo de ratones con estreptococos. La mitad de los ratones que no recibieron tratamiento murieron de sepsis; la mitad tratada con penicilina sobrevivió. Ensayos posteriores con un número cada vez mayor de animales produjeron resultados similares.

Los experimentos con seres humanos comenzaron en 1929, cuando Fleming intentó curar una infección nasal, pero fracasó porque la bacteria que causaba la infección no era sensible a la penicilina. Sería uno de los estudiantes de Fleming, Cecil George Paine (1905-1994), quien utilizó con éxito la penicilina para tratar y curar la conjuntivitis en adultos y niños en noviembre de 1930. Abundan las historias sobre los primeros intentos de utilizar la penicilina para tratar infecciones en seres humanos. En septiembre de 1940, un oficial de policía, Albert Alexander, se arañó la cara mientras trabajaba en el jardín de su casa. La lesión provocó que fuera atacado por estreptococos y estafilococos. Los tratamientos iniciales con azufre no funcionaron y, en febrero de 1941, Florey y Chain recibieron permiso para tratar a Alexander con penicilina. Desafortunadamente, los médicos no pudieron producir una cantidad suficiente del fármaco, lo que provocó la muerte de Alexander en marzo de 1941. Los ensayos posteriores utilizaron niños, ya que necesitaban una cantidad menor de penicilina. Estos experimentos resultaron exitosos.

Producción en masa y consecuencias

El comienzo de la Segunda Guerra Mundial (1939-45) hizo necesario que los trabajos para producir penicilina en cantidades masivas se trasladaran de Londres debido a la campaña alemana de bombardeos sobre la ciudad, el Blitz. Las operaciones se trasladaron a Peoria, Illinois, en los Estados Unidos, donde a Florey se unió el Dr. Norman Heatley (1911-2004), un biólogo y bioquímico inglés. Los gobiernos de los Estados Unidos y Gran Bretaña, junto con las compañías farmacéuticas, los hospitales, los médicos y los científicos estadounidenses, colaboraron para aumentar la escala de producción. El gran avance se produjo en el verano de 1943, cuando una asistente de laboratorio, Mary Hunt, trajo un melón podrido cubierto con un "moho bonito y dorado" (Penicillium chrysogenum) que produjo cantidades significativas del fármaco. La producción de penicilina aumentó, lo que dio como resultado niveles de fabricación que trataron eficazmente a todos los soldados heridos que participaron en el desembarco de Normandía en el Día D en junio de 1944.

La penicilina se introdujo por primera vez a gran escala durante la Segunda Guerra Mundial, con un éxito tremendo. Durante la Primera Guerra Mundial, las infecciones bacterianas representaron casi el 20% de todas las muertes; la tasa se redujo a menos del 1% durante la Segunda Guerra Mundial debido al uso de la penicilina. En los 80 años siguientes, la salud médica se ha visto transformada por los efectos salvadores de los antibióticos. No sólo se ha visto afectada positivamente la salud humana, sino que la industria farmacéutica también ha alterado sus métodos de descubrimiento de fármacos, ha producido antibióticos en una escala inimaginable desde los primeros tiempos y la aplicación de antibióticos en entornos clínicos ha alterado permanentemente los enfoques de la humanidad hacia las enfermedades mortales. En las últimas décadas, la salud humana y el uso de antibióticos se han visto amenazados por el surgimiento de "superbacterias", que han desarrollado resistencia a los antibióticos. El uso excesivo de los medicamentos, en particular en la atención pediátrica, y la introducción de antibióticos en los cereales para piensos animales han contribuido a este fenómeno de resistencia. Se están realizando esfuerzos para reducir el uso de antibióticos para infecciones menores en humanos, retirar los medicamentos de la industria de los piensos y desarrollar nuevas formas de antibióticos para combatir las cepas resistentes de bacterias dañinas.

En las décadas transcurridas desde el descubrimiento de la penicilina, ha habido mucha controversia sobre a quién atribuir el mérito de su descubrimiento y aplicación. Alexander Fleming ha recibido la mayor parte del crédito por su descubrimiento, sin embargo, fue necesario que el equipo de Florey, Chain, Heatly y otros miembros del equipo de Oxford refinaran el descubrimiento de Fleming y diseñaran un método para la producción a gran escala del fármaco. En 1945, Fleming, Florey y Chain compartieron el Premio Nobel de Medicina por sus esfuerzos. 45 años después, Heatley recibió un doctorado honorario en medicina por parte del comité Nobel, una primicia en la historia del premio.

No obstante, los antibióticos que salvan vidas se han convertido en un hecho aceptado de la vida contemporánea. A principios del siglo XX, enfermedades como la viruela, la tuberculosis, el cólera, la neumonía y otras contribuyeron a que las tasas de mortalidad fueran elevadas en todo el mundo, y la esperanza de vida media era de 47 años tanto para los hombres como para las mujeres. A lo largo del siglo, no sólo los antibióticos contribuyeron al marcado aumento de la esperanza de vida media hasta los 78 años en los países desarrollados, sino que las enfermedades no transmisibles, como el cáncer, los accidentes cerebrovasculares o las enfermedades cardíacas, también sustituyeron a las anteriores enfermedades infecciosas como principales causas de muerte.

La penicilina cambió para siempre la investigación sobre enfermedades infecciosas y la medicina terapéutica. Transformó las expectativas de los pacientes y la estructura de las compañías farmacéuticas; aportó nuevos conocimientos en microbiología y, además, captó la imaginación del público como pocos otros avances científicos.

(Bennett, 163)