1928 naar Heden
United Kingdom, U.S., Worldwide
Penicilline (PCN of pen) is een groep antibiotica, oorspronkelijk afgeleid van gewone schimmels die bekend staan als Penicillium-schimmels; dit omvat penicilline G (intraveneus gebruik), penicilline V (oraal gebruik), procaïne-penicilline en benzathine-penicilline (intramusculair gebruik). Penicilline-antibiotica behoorden tot de eerste medicijnen die effectief waren tegen veel bacteriële infecties veroorzaakt door stafylokokken en streptokokken. Ze worden vandaag de dag nog steeds op grote schaal gebruikt, hoewel veel soorten bacteriën resistentie hebben ontwikkeld na uitgebreid gebruik. Ongeveer 10% van de mensen meldt dat ze allergisch zijn voor penicilline; echter, tot 90% van deze groep is mogelijk niet daadwerkelijk allergisch. Ernstige allergieën komen slechts bij ongeveer 0,03% voor. Degenen die allergisch zijn voor penicilline krijgen meestal cefalosporine C vanwege de functionele groepen. Alle penicillines zijn β-lactamantibiotica, wat enkele van de krachtigste en meest succesvolle prestaties in de moderne wetenschap zijn.
In Engeland in 1640 werd het idee om schimmel te gebruiken als een vorm van medische behandeling vastgelegd door apothekers zoals John Parkinson, de kruidkundige van de koning, die het gebruik van schimmel bepleitte in zijn boek over farmacologie.
De moderne geschiedenis van penicillineonderzoek begint serieus in de jaren 1870 in het Verenigd Koninkrijk. Sir John Scott Burdon-Sanderson, die begon in het St. Mary's Hospital (1852–1858) en daar later werkte als docent (1854–1862), observeerde dat kweekvloeistof bedekt met schimmel geen bacteriële groei zou produceren. De ontdekking van Burdon-Sanderson zette Joseph Lister, een Engelse chirurg en de vader van de moderne antisepsis, ertoe aan om in 1871 te ontdekken dat urinemonsters die besmet waren met schimmel ook geen bacteriegroei toelieten. Lister beschreef ook de antibacteriële werking op menselijk weefsel van een schimmelsoort die hij Penicillium glaucum noemde.
In 1874 observeerde de Welshe arts William Roberts, die later de term "enzym" bedacht, dat bacteriële besmetting over het algemeen afwezig is in laboratoriumkweken van Penicillium glaucum. John Tyndall volgde het werk van Burdon-Sanderson op en demonstreerde in 1875 aan de Royal Society de antibacteriële werking van de Penicillium-schimmel.
Tegen die tijd was aangetoond dat Bacillus anthracis miltvuur veroorzaakte, de eerste demonstratie dat een specifieke bacterie een specifieke ziekte veroorzaakte. In 1877 observeerden de Franse biologen Louis Pasteur en Jules Francois Joubert dat kweken van miltvuurbacteriën, wanneer ze besmet waren met schimmels, succesvol konden worden geremd. Sommige bronnen zeggen dat Pasteur de stam identificeerde als Penicillium notatum.
In het 17e-eeuwse Polen werd nat brood gemengd met spinnenwebben (die vaak schimmelsporen bevatten) om wonden te behandelen. De techniek werd genoemd door Henryk Sienkiewicz in zijn boek Met vuur en zwaard uit 1884.
Vanaf het einde van de 19e eeuw waren er veel verslagen van wetenschappers en artsen over de antibacteriële eigenschappen van de verschillende soorten schimmels, waaronder de schimmel penicillium, maar ze konden niet achterhalen welk proces het effect veroorzaakte.
In 1895 publiceerde Vincenzo Tiberio, een Italiaanse arts aan de Universiteit van Napels, onderzoek over schimmels die aanvankelijk werden gevonden in een waterput in Arzano; op basis van zijn observaties concludeerde hij dat deze schimmels oplosbare stoffen bevatten met een antibacteriële werking.
Ernest Duchesne aan de École du Service de Santé Militaire in Lyon ontdekte onafhankelijk de genezende eigenschappen van een Penicillium glaucum-schimmel en genas zelfs besmette cavia's van tyfus. Hij publiceerde in 1897 een proefschrift, maar dit werd genegeerd door het Institut Pasteur.
In België in 1920 observeerden Andre Gratia en Sara Dath een schimmelbesmetting in een van hun Staphylococcus aureus-kweken die de groei van de bacterie remde. Ze identificeerden de schimmel als een Penicillium-soort en presenteerden hun observaties als een paper, maar het kreeg weinig aandacht. Een wetenschapper van het Institut Pasteur, de Costa Ricaan Clodomiro Picado Twight, legde in 1923 op vergelijkbare wijze het antibiotische effect van Penicillium vast.
Echter, Paul de Kruif's Microbe Hunters uit 1926 beschrijft dit incident als besmetting door andere bacteriën in plaats van door schimmel. In 1887 vond Garré vergelijkbare resultaten.
Penicilline werd in 1928 ontdekt door de Schotse wetenschapper Alexander Fleming.
In 1930 probeerde Cecil George Paine, een patholoog in de Royal Infirmary in Sheffield, penicilline te gebruiken om sycosis barbae, ontstekingen in de haarzakjes van de baard, te behandelen, maar dit was niet succesvol.
Overgaand op ophthalmia neonatorum, een gonokokkeninfectie bij zuigelingen, behaalde Cecil George Paine op 25 november 1930 de eerste geregistreerde genezing met penicilline. Hij genas vervolgens vier extra patiënten (één volwassene en drie zuigelingen) van ooginfecties, en slaagde er niet in een vijfde te genezen.
In 1940 boekten de Australische wetenschapper Howard Florey (later Baron Florey) en een team van onderzoekers (Ernst Boris Chain, Edward Abraham, Arthur Duncan Gardner, Norman Heatley, Margaret Jennings, J. Orr-Ewing en G. Sanders) aan de Sir William Dunn School of Pathology van de Universiteit van Oxford vooruitgang in het aantonen van de in vivo bacteriedodende werking van penicilline.
In 1940 toonden zij (Howard Florey en zijn team) aan dat penicilline bacteriële infecties bij muizen effectief genas.
Eind 1940 had het Oxford-team onder leiding van Howard Florey een methode ontwikkeld voor de massaproductie van het medicijn, maar de opbrengsten bleven laag.
In 1941 behandelden zij (Howard Florey en zijn team) een politieagent, Albert Alexander, met een ernstige gezichtsinfectie; zijn toestand verbeterde, maar toen raakte de voorraad penicilline op en stierf hij. Vervolgens werden verschillende andere patiënten met succes behandeld.
In 1941 reisden Florey en Heatley naar de VS om farmaceutische bedrijven te interesseren voor de productie van het medicijn en hen te informeren over hun proces.
De uitdaging om dit medicijn op grote schaal te produceren was enorm. Op 14 maart 1942 werd de eerste patiënt behandeld voor streptokokken-sepsis met in de VS geproduceerde penicilline van Merck & Co.
Mensen begonnen het in 1942 te gebruiken om infecties te behandelen.
De chemische structuur van penicilline werd in 1942 voor het eerst voorgesteld door Edward Abraham en werd later in 1945 bevestigd met behulp van röntgenkristallografie door Dorothy Crowfoot Hodgkin, die ook in Oxford werkte. Zij ontving later de Nobelprijs voor deze en andere structuurbepalingen.
In juni 1942 was er net genoeg Amerikaanse penicilline beschikbaar om tien patiënten te behandelen.
In november 1942 waren overlevenden van de Cocoanut Grove-brand in Boston de eerste brandwondenpatiënten die met succes met penicilline werden behandeld.
In juli 1943 stelde de War Production Board een plan op voor de massale distributie van penicillinevoorraden aan geallieerde troepen die in Europa vochten.
De resultaten van fermentatieonderzoek naar maïsweekwater bij het Northern Regional Research Laboratory in Peoria, Illinois, stelden de Verenigde Staten in staat om 2,3 miljoen doses te produceren op tijd voor de invasie van Normandië in het voorjaar van 1944.
Na de Tweede Wereldoorlog was Australië het eerste land dat het medicijn beschikbaar stelde voor civiel gebruik. In de VS werd penicilline op 15 maart 1945 beschikbaar gesteld aan het grote publiek.
Florey en Chain deelden de Nobelprijs voor de Geneeskunde in 1945 met Fleming voor hun werk.
Pfizer-wetenschapper Jasper H. Kane stelde voor om een dieptank-fermentatiemethode te gebruiken voor het produceren van grote hoeveelheden penicilline van farmaceutische kwaliteit. Grootschalige productie was het resultaat van de ontwikkeling van een dieptank-fermentatiefabriek door chemisch ingenieur Margaret Hutchinson Rousseau. Als direct gevolg van de oorlog en de War Production Board werd er in juni 1945 meer dan 646 miljard eenheden per jaar geproduceerd.
Het belang van zijn werk is erkend door de plaatsing van een International Historic Chemical Landmark in het Alexander Fleming Laboratory Museum in Londen op 19 november 1999.
Chemicus John C. Sheehan van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) voltooide in 1957 de eerste chemische synthese van penicilline.
