1928 έως Παρόν
United Kingdom, U.S., Worldwide
Η πενικιλλίνη (PCN ή pen) είναι μια ομάδα αντιβιοτικών, που προέρχεται αρχικά από κοινούς μύκητες γνωστούς ως μύκητες Penicillium· περιλαμβάνει την πενικιλλίνη G (ενδοφλέβια χρήση), την πενικιλλίνη V (χρήση από το στόμα), την προκαϊνική πενικιλλίνη και τη βενζαθινική πενικιλλίνη (ενδομυϊκή χρήση). Τα αντιβιοτικά πενικιλλίνης ήταν από τα πρώτα φάρμακα που ήταν αποτελεσματικά κατά πολλών βακτηριακών λοιμώξεων που προκαλούνται από σταφυλόκοκκους και στρεπτόκοκκους. Χρησιμοποιούνται ακόμα ευρέως σήμερα, αν και πολλοί τύποι βακτηρίων έχουν αναπτύξει ανθεκτικότητα μετά από εκτεταμένη χρήση. Περίπου το 10% των ανθρώπων αναφέρουν ότι είναι αλλεργικοί στην πενικιλλίνη· ωστόσο, έως και το 90% αυτής της ομάδας μπορεί να μην είναι πραγματικά αλλεργικό. Σοβαρές αλλεργίες εμφανίζονται μόνο στο 0,03% περίπου. Σε όσους είναι αλλεργικοί στην πενικιλλίνη χορηγείται συχνότερα κεφαλοσπορίνη C λόγω των λειτουργικών της ομάδων. Όλες οι πενικιλλίνες είναι β-λακταμικά αντιβιοτικά, τα οποία αποτελούν μερικά από τα πιο ισχυρά και επιτυχημένα επιτεύγματα της σύγχρονης επιστήμης.
Στην Αγγλία το 1640, η ιδέα της χρήσης μούχλας ως μορφή ιατρικής θεραπείας καταγράφηκε από φαρμακοποιούς όπως ο John Parkinson, Βοτανολόγος του Βασιλιά, ο οποίος υποστήριξε τη χρήση μούχλας στο βιβλίο του για τη φαρμακολογία.
Η σύγχρονη ιστορία της έρευνας για την πενικιλλίνη ξεκινά ουσιαστικά τη δεκαετία του 1870 στο Ηνωμένο Βασίλειο. Ο Sir John Scott Burdon-Sanderson, ο οποίος ξεκίνησε στο Νοσοκομείο St. Mary's (1852–1858) και αργότερα εργάστηκε εκεί ως λέκτορας (1854–1862), παρατήρησε ότι το υγρό καλλιέργειας που καλύπτεται με μούχλα δεν θα παρήγαγε βακτηριακή ανάπτυξη. Η ανακάλυψη του Burdon-Sanderson ώθησε τον Joseph Lister, έναν Άγγλο χειρουργό και πατέρα της σύγχρονης αντισηψίας, να ανακαλύψει το 1871 ότι δείγματα ούρων μολυσμένα με μούχλα επίσης δεν επέτρεπαν την ανάπτυξη βακτηρίων. Ο Lister περιέγραψε επίσης την αντιβακτηριακή δράση στον ανθρώπινο ιστό ενός είδους μούχλας που ονόμασε Penicillium glaucum.
Το 1874, ο Ουαλός γιατρός William Roberts, ο οποίος αργότερα επινόησε τον όρο "ένζυμο", παρατήρησε ότι η βακτηριακή μόλυνση απουσιάζει γενικά στις εργαστηριακές καλλιέργειες του Penicillium glaucum. Ο John Tyndall συνέχισε το έργο του Burdon-Sanderson και απέδειξε στη Βασιλική Εταιρεία το 1875 την αντιβακτηριακή δράση του μύκητα Penicillium.
Μέχρι εκείνη την εποχή, είχε αποδειχθεί ότι ο Bacillus anthracis προκαλεί άνθρακα, η πρώτη απόδειξη ότι ένα συγκεκριμένο βακτήριο προκαλούσε μια συγκεκριμένη ασθένεια. Το 1877, οι Γάλλοι βιολόγοι Louis Pasteur και Jules Francois Joubert παρατήρησαν ότι οι καλλιέργειες των βακίλλων του άνθρακα, όταν μολύνονταν με μούχλες, μπορούσαν να ανασταλούν επιτυχώς. Ορισμένες αναφορές λένε ότι ο Pasteur ταυτοποίησε το στέλεχος ως Penicillium notatum.
Στην Πολωνία του 17ου αιώνα, το βρεγμένο ψωμί αναμιγνυόταν με ιστούς αράχνης (που συχνά περιείχαν μυκητιακά σπόρια) για τη θεραπεία πληγών. Η τεχνική αναφέρθηκε από τον Henryk Sienkiewicz στο βιβλίο του το 1884 Με φωτιά και σπαθί.
Ξεκινώντας από τα τέλη του 19ου αιώνα υπήρξαν πολλές αναφορές από επιστήμονες και γιατρούς σχετικά με τις αντιβακτηριακές ιδιότητες των διαφόρων τύπων μούχλας, συμπεριλαμβανομένης της μούχλας penicillium, αλλά δεν ήταν σε θέση να διακρίνουν ποια διαδικασία προκαλούσε το αποτέλεσμα.
Το 1895, ο Vincenzo Tiberio, ένας Ιταλός γιατρός στο Πανεπιστήμιο της Νάπολης, δημοσίευσε έρευνα σχετικά με μούχλες που βρέθηκαν αρχικά σε ένα πηγάδι νερού στο Arzano· από τις παρατηρήσεις του, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι αυτές οι μούχλες περιείχαν διαλυτές ουσίες με αντιβακτηριακή δράση.
Ο Ernest Duchesne στην École du Service de Santé Militaire στη Λυών ανακάλυψε ανεξάρτητα τις θεραπευτικές ιδιότητες μιας μούχλας Penicillium glaucum, θεραπεύοντας μάλιστα μολυσμένα ινδικά χοιρίδια από τυφοειδή πυρετό. Δημοσίευσε μια διατριβή το 1897, αλλά αγνοήθηκε από το Ινστιτούτο Παστέρ.
Στο Βέλγιο το 1920, οι Andre Gratia και Sara Dath παρατήρησαν μια μυκητιακή μόλυνση σε μία από τις καλλιέργειες Staphylococcus aureus που ανέστειλε την ανάπτυξη του βακτηρίου. Ταυτοποίησαν τον μύκητα ως είδος Penicillium και παρουσίασαν τις παρατηρήσεις τους ως εργασία, αλλά έλαβε ελάχιστη προσοχή. Ένας επιστήμονας του Ινστιτούτου Παστέρ, ο Κοσταρικανός Clodomiro Picado Twight, κατέγραψε παρομοίως την αντιβιοτική δράση του Penicillium το 1923.
Ωστόσο, το βιβλίο Microbe Hunters του Paul de Kruif το 1926 περιγράφει αυτό το περιστατικό ως μόλυνση από άλλα βακτήρια και όχι από μούχλα. Το 1887, ο Garré βρήκε παρόμοια αποτελέσματα.
Η πενικιλλίνη ανακαλύφθηκε το 1928 από τον Σκωτσέζο επιστήμονα Alexander Fleming.
Το 1930, ο Cecil George Paine, παθολόγος στο Royal Infirmary στο Σέφιλντ, επιχείρησε να χρησιμοποιήσει πενικιλλίνη για τη θεραπεία της συκώσεως του γενείου, εξανθήματα στους θύλακες των γενειάδων, αλλά δεν ήταν επιτυχής.
Προχωρώντας στη νεογνική οφθαλμία, μια γονοκοκκική λοίμωξη στα βρέφη, ο Cecil George Paine πέτυχε την πρώτη καταγεγραμμένη θεραπεία με πενικιλλίνη, στις 25 Νοεμβρίου 1930. Στη συνέχεια θεράπευσε τέσσερις επιπλέον ασθενείς (έναν ενήλικα και τρία βρέφη) από οφθαλμικές λοιμώξεις, και απέτυχε να θεραπεύσει έναν πέμπτο.
Το 1940, ο Αυστραλός επιστήμονας Howard Florey (αργότερα Βαρόνος Florey) και μια ομάδα ερευνητών (Ernst Boris Chain, Edward Abraham, Arthur Duncan Gardner, Norman Heatley, Margaret Jennings, J. Orr-Ewing και G. Sanders) στη Σχολή Παθολογίας Sir William Dunn του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης σημείωσαν πρόοδο αποδεικνύοντας τη βακτηριοκτόνο δράση της πενικιλίνης in vivo.
Το 1940, αυτοί (ο Howard Florey και η ομάδα του) έδειξαν ότι η πενικιλίνη θεράπευσε αποτελεσματικά τη βακτηριακή λοίμωξη σε ποντίκια.
Μέχρι τα τέλη του 1940, η ομάδα της Οξφόρδης υπό τον Howard Florey είχε επινοήσει μια μέθοδο μαζικής παραγωγής του φαρμάκου, αλλά οι αποδόσεις παρέμεναν χαμηλές.
Το 1941, αυτοί (ο Howard Florey και η ομάδα του) θεράπευσαν έναν αστυνομικό, τον Albert Alexander, με σοβαρή λοίμωξη στο πρόσωπο· η κατάστασή του βελτιώθηκε, αλλά στη συνέχεια τα αποθέματα πενικιλίνης εξαντλήθηκαν και πέθανε. Στη συνέχεια, αρκετοί άλλοι ασθενείς θεραπεύτηκαν επιτυχώς.
Το 1941, ο Florey και ο Heatley ταξίδεψαν στις ΗΠΑ για να ενδιαφέρουν τις φαρμακευτικές εταιρείες για την παραγωγή του φαρμάκου και να τις ενημερώσουν σχετικά με τη διαδικασία τους.
Η πρόκληση της μαζικής παραγωγής αυτού του φαρμάκου ήταν τρομακτική. Στις 14 Μαρτίου 1942, ο πρώτος ασθενής υποβλήθηκε σε θεραπεία για στρεπτοκοκκική σήψη με πενικιλίνη αμερικανικής παραγωγής από τη Merck & Co.
Οι άνθρωποι άρχισαν να τη χρησιμοποιούν για τη θεραπεία λοιμώξεων το 1942.
Η χημική δομή της πενικιλίνης προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Edward Abraham το 1942 και επιβεβαιώθηκε αργότερα το 1945 χρησιμοποιώντας κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ από την Dorothy Crowfoot Hodgkin, η οποία εργαζόταν επίσης στην Οξφόρδη. Αργότερα έλαβε το βραβείο Νόμπελ για αυτόν και άλλους προσδιορισμούς δομών.
Μέχρι τον Ιούνιο του 1942, υπήρχε ακριβώς αρκετή αμερικανική πενικιλίνη για τη θεραπεία δέκα ασθενών.
Τον Νοέμβριο του 1942, επιζώντες της πυρκαγιάς στο Cocoanut Grove στη Βοστώνη ήταν οι πρώτοι ασθενείς με εγκαύματα που θεραπεύτηκαν επιτυχώς με πενικιλίνη.
Τον Ιούλιο του 1943, το Συμβούλιο Πολεμικής Παραγωγής συνέταξε ένα σχέδιο για τη μαζική διανομή αποθεμάτων πενικιλίνης στα συμμαχικά στρατεύματα που πολεμούσαν στην Ευρώπη.
Τα αποτελέσματα της έρευνας ζύμωσης σε εκχύλισμα καλαμποκιού στο Northern Regional Research Laboratory στην Peoria του Ιλινόις, επέτρεψαν στις Ηνωμένες Πολιτείες να παράγουν 2,3 εκατομμύρια δόσεις εγκαίρως για την απόβαση στη Νορμανδία την άνοιξη του 1944.
Μετά τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο, η Αυστραλία ήταν η πρώτη χώρα που διέθεσε το φάρμακο για πολιτική χρήση. Στις ΗΠΑ, η πενικιλίνη διατέθηκε στο ευρύ κοινό στις 15 Μαρτίου 1945.
Ο Florey και ο Chain μοιράστηκαν το βραβείο Νόμπελ Ιατρικής του 1945 με τον Fleming για το έργο τους.
Ο επιστήμονας της Pfizer, Jasper H. Kane, πρότεινε τη χρήση μιας μεθόδου ζύμωσης σε βαθιά δεξαμενή για την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων πενικιλίνης φαρμακευτικής ποιότητας. Η παραγωγή μεγάλης κλίμακας προέκυψε από την ανάπτυξη μιας μονάδας ζύμωσης σε βαθιά δεξαμενή από τη χημικό μηχανικό Margaret Hutchinson Rousseau. Ως άμεσο αποτέλεσμα του πολέμου και του Συμβουλίου Πολεμικής Παραγωγής, μέχρι τον Ιούνιο του 1945, παράγονταν πάνω από 646 δισεκατομμύρια μονάδες ετησίως.
Η σημασία του έργου του έχει αναγνωριστεί με την τοποθέτηση ενός Διεθνούς Ιστορικού Χημικού Οροσήμου στο Μουσείο Εργαστηρίου Alexander Fleming στο Λονδίνο στις 19 Νοεμβρίου 1999.
Ο χημικός John C. Sheehan στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (MIT) ολοκλήρωσε την πρώτη χημική σύνθεση της πενικιλίνης το 1957.
