La invención de la penicilina (introducción)

Historia de la I+D

Antes de la década de 1940, los seres humanos aún no dominaban un fármaco que pudiera tratar eficazmente las infecciones bacterianas con pocos efectos secundarios. En ese momento, si alguien contraía tuberculosis, significaba que iba a morir pronto. Para cambiar esta situación, los investigadores llevaron a cabo exploraciones a largo plazo, pero el gran avance en esta área se debió a un descubrimiento inesperado. ?

En los tiempos modernos, el bacteriólogo británico Fleming descubrió por primera vez el primer antibiótico del mundo, la penicilina, en 1928. Alexander Fleming descubrió la penicilina debido a un error de suerte.

En 1928, el científico británico Fleming descubrió la penicilina por primera vez durante una investigación experimental. Sin embargo, debido a la falta de tecnología avanzada y la comprensión insuficiente en ese momento, Fleming no aisló la penicilina sola.

Del 65438 al 0929, Fleming publicó los resultados de su investigación. Lamentablemente, este artículo no ha recibido mucha atención por parte de la comunidad científica desde su publicación.

Mientras observaba la placa de Petri con un microscopio, Fleming descubrió que las colonias de estafilococos que rodeaban el moho se habían disuelto. Esto significa que algunas de las secreciones del moho pueden inhibir el Staphylococcus aureus. La identificación posterior demostró que el moho era Penicillium punctata, por lo que Fleming llamó penicilina a su sustancia antibacteriana.

Desafortunadamente, Fleming nunca pudo encontrar un método para extraer penicilina de alta pureza, por lo que cultivó cepas de Penicillium de generación en generación y se las proporcionó al patólogo y bioquímico británico Howard Walter Florey en 1939. ernst boris cadena.

En 1938, el químico alemán Ernst Boris Chain vio el artículo de Fleming en un libro antiguo y comenzó a hacer experimentos de purificación. ?

Flory y Ernst Boris Chain volvieron a experimentar con la penicilina en 1940. Inyectaron a ocho ratones una dosis letal de estreptococo y luego sólo a cuatro de ellos les dieron penicilina.

En unas pocas horas, sólo cuatro de los ratones tratados con penicilina todavía estaban vivos y bien. Desde entonces, una serie de ensayos clínicos han confirmado la eficacia de la penicilina contra estreptococos, difteria y otras infecciones bacterianas.

La penicilina puede matar bacterias sin dañar las células humanas, porque la penicilamina contenida en la penicilina puede dificultar la síntesis de las paredes celulares bacterianas, provocando la disolución y muerte de las bacterias, mientras que las células humanas y animales no tienen paredes celulares. .

En el invierno de 1940, Ernst Boris Chain extrajo un poco de penicilina. Esto supuso un gran avance, pero aún estaba lejos de su aplicación clínica. ?

En 1941, el testigo de la purificación de la penicilina pasó al patólogo australiano Walter Flory. Con la ayuda del ejército estadounidense, Flory aisló cepas del suelo traídas de aeropuertos de todo el mundo cuando los pilotos iban en misiones, aumentando la producción de penicilina de 2 unidades por centímetro cúbico a 40 unidades.

Hacia 1941, el patólogo Howard Florey y el bioquímico Ernst Boris Chain de la Universidad de Oxford en el Reino Unido aislaron y purificaron la penicilina y descubrieron que tenía eficacia patológica. Sin embargo, la penicilina puede provocar reacciones alérgicas en las personas, por lo que es necesario realizar pruebas cutáneas antes de su aplicación.

La mayoría de los antibióticos utilizados se extraen del líquido de cultivo microbiano, y algunos se sintetizan artificialmente. Debido a que los diferentes tipos de antibióticos tienen diferentes composiciones químicas, sus mecanismos de acción sobre los microorganismos también son muy diferentes. Algunos inhiben la síntesis de proteínas, otros inhiben la síntesis de ácidos nucleicos y otros inhiben la síntesis de la pared celular.

Después de un período de intensos experimentos, Flory y Ernst Boris Chain finalmente extrajeron cristales de penicilina mediante liofilización. Más tarde, Flory descubrió un moho que podía extraer grandes cantidades de penicilina de un melón y preparó una solución de cultivo correspondiente con harina de maíz. Impulsadas por los resultados de esta investigación, las compañías farmacéuticas estadounidenses comenzaron la producción en masa de penicilina en 1942.

En 1943, las empresas farmacéuticas habían descubierto una forma de producir penicilina en masa. En ese momento, Gran Bretaña y Estados Unidos estaban en guerra con la Alemania nazi. Este nuevo fármaco es muy eficaz para controlar las infecciones de heridas.

En octubre de 1943, Flory firmó el primer lote de contratos de producción de penicilina con el ejército estadounidense. La penicilina nació al final de la Segunda Guerra Mundial y rápidamente cambió la situación bélica de las potencias aliadas. Después de la guerra, la penicilina se utilizó ampliamente y salvó decenas de millones de vidas.

En 1944, había suficiente suministro del fármaco para tratar a todos los soldados aliados que lucharon durante la Segunda Guerra Mundial.

Gracias a este gran invento, Fleming, Flory y Chain ganaron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1945 por "el descubrimiento de la penicilina y sus efectos clínicos".

En 1945, el químico británico D.C. Hodgkin utilizó la difracción de rayos X para determinar la estructura molecular de la penicilina.

El 5 de septiembre de 1944 nació el primer lote de penicilina de producción nacional en China, iniciando la historia de la producción de antibióticos en China. A finales de 2001, la producción anual de penicilina de mi país representaba el 60% de la producción anual de penicilina del mundo, ocupando el primer lugar en el mundo.

En 2002, Birol et al. propusieron un modelo basado en el mecanismo del proceso, que consideró de manera integral varios cambios fisiológicos de los microorganismos durante el proceso de fermentación y descubrió que se trata de un proceso muy complejo. Para estudiar el proceso de la penicilina de manera más conveniente, Birol amplió el modelo no estructurado propuesto por Bajpai y Reuss, simplificándolo aún más y facilitando la investigación.

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Información ampliada La penicilina también se conoce como penicilina G, penicilina, penicilina, penicilina sódica, bencilpenicilina sódica, bencilpenicilina potásica y bencilpenicilina potásica.

La penicilina es un antibiótico que contiene penicilamina en su molécula, que puede destruir la pared celular de las bacterias y tener un efecto bactericida durante el período de reproducción de las células bacterianas. Es un antibiótico derivado del moho Penicillium.

La penicilina pertenece a los antibióticos β-lactámicos (β-lactámicos), que incluyen penicilinas, cefalosporinas, carbapenémicos, antibióticos monocíclicos y antibióticos cefamicina. La penicilina es un fármaco antibacteriano de uso común. Sin embargo, se debe realizar una prueba cutánea antes de cada uso para prevenir alergias.

Función fuerte

La penicilina es un antibiótico importante con alta eficacia, baja toxicidad y amplia aplicación clínica.

Su exitoso desarrollo mejoró enormemente la capacidad del ser humano para resistir infecciones bacterianas y dio lugar al nacimiento de la familia de los antibióticos. Su aparición marcó el comienzo de una nueva era en el tratamiento de enfermedades con antibióticos.

Después de décadas de mejoras, la penicilina inyectable y la penicilina oral pueden tratar respectivamente la neumonía, la meningitis, la endocarditis, la difteria, el ántrax y otras enfermedades. Después de la penicilina, se produjeron continuamente antibióticos como la estreptomicina, el cloranfenicol, la oxitetraciclina y la tetraciclina, lo que mejoró la capacidad de los seres humanos para tratar enfermedades infecciosas. Pero al mismo tiempo, la resistencia de algunas bacterias está aumentando gradualmente.

Para abordar este problema, los investigadores están desarrollando antibióticos más eficaces, explorando cómo evitar que las bacterias adquieran genes de resistencia y desarrollando fármacos antibacterianos de origen vegetal. ?

La penicilina no puede tolerar las enzimas producidas por cepas resistentes a los medicamentos (como el Staphylococcus aureus resistente a los medicamentos) y es fácilmente destruida por ellas. Tiene un espectro antibacteriano estrecho y es principalmente eficaz contra las bacterias Gram positivas. La penicilina G se puede dividir en sal de potasio y sal de sodio. Las sales de potasio no se pueden inyectar directamente por vía intravenosa y la cantidad de iones de potasio debe calcularse cuidadosamente durante la infusión intravenosa para evitar inyectar hiperpotasemia en el cuerpo humano para inhibir la función cardíaca y causar la muerte.

Los antibióticos penicilina tienen muy poca toxicidad. Debido a que los betalactámicos actúan sobre la pared celular de las bacterias y los humanos solo tienen membranas celulares pero no paredes celulares, son menos tóxicos para los humanos.

Excepto en el caso de reacciones alérgicas graves, la toxicidad no es evidente en dosis normales.

Para utilizar este producto es necesario realizar previamente una prueba intradérmica. Las pruebas de alergia a la penicilina incluyen pruebas cutáneas y pruebas in vitro, siendo la inyección intradérmica más precisa.

Las pruebas cutáneas en sí conllevan ciertos riesgos. Aproximadamente el 25% de los pacientes que mueren por shock anafiláctico mueren a causa de las pruebas cutáneas. Por lo tanto, se deben realizar preparativos de rescate adecuados para pruebas cutáneas o inyecciones.

Al cambiar a un lote diferente de penicilina, también es necesario volver a realizar la prueba cutánea. El polvo seco se puede almacenar durante muchos años sin perder su eficacia, pero las soluciones para inyección y prueba cutánea son inestables, por lo que las preparaciones frescas son mejores. Y para pacientes con excreción renal y función renal deficiente, la dosis debe ajustarse adecuadamente. Además, la aplicación tópica tiene muchas posibilidades de sensibilización y las bacterias pueden desarrollar fácilmente resistencia a los medicamentos, por lo que no se recomienda su uso.

Materiales de referencia:

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