Před 95 lety začala éra antibiotik. K objevu penicilinu přispělo několik náhod včetně plesnivého melounu | Foto:  Ministry of Information Photo Division Photographer, Public domain

Foto: Ministry of Information Photo Division Photographer, Public domain

Před 95 lety začala éra antibiotik. K objevu penicilinu přispělo několik náhod včetně plesnivého melounu

Objev penicilinu, jednoho z prvních antibiotik na světě, představuje skutečně zásadní zlom v dějinách lidstva. Lékaři díky tomu konečně získali nástroj, který dokázal jejich pacienty zcela vyléčit z mnoha do té doby smrtelných infekčních chorob. Penicilin byl objeven v Londýně v září 1928, tedy před 95 lety.

Traduje se, že se Alexander Fleming, který pracoval jako bakteriolog v londýnské nemocnici svaté Marie, vrátil z letní dovolené ve Skotsku a na laboratorním stole našel nepořádek. Při zkoumání několika kolonií zlatého stafylokoka si všiml, že jeho Petriho misky kontaminovala plíseň zvaná Penicillium notatum. Po opatrném umístění misek pod mikroskop s údivem zjistil, že plíseň brání normálnímu růstu stafylokoků.

Přelomový objev

Flemingovi trvalo ještě několik týdnů, než se mu podařilo vypěstovat dostatečné množství perzistentní plísně, aby mohl potvrdit svá zjištění. Jeho závěry se ukázaly být fenomenální: v plísni Penicillium byl nějaký faktor, který nejenže inhiboval růst bakterií, ale co je důležitější, mohl být využit v boji proti infekčním chorobám.

Sám Fleming o datu, které se zapsalo do historie, napsal: „Když jsem se 28. září 1928 těsně po rozednění probudil, rozhodně jsem neměl v plánu způsobit revoluci v celé medicíně tím, že objevím první antibiotikum neboli zabijáka bakterií na světě. Ale myslím, že přesně to jsem udělal.“

O dlouhých čtrnáct let později – v březnu 1942 – se Anne Miller stala první civilní pacientkou úspěšně léčenou penicilinem. Žena tehdy ležela v nemocnici New Haven v Connecticutu na pokraji smrti poté, co potratila a dostala infekci, která vedla k otravě krve.

Na scénu vstupuje Howard Florey

Fleming bohužel neměl v laboratoři v nemocnici svaté Marie takové chemické zázemí, aby mohl podniknout další zásadní kroky k izolaci účinné složky látky z plísně penicillium, jejímu vyčištění, zjištění, proti kterým zárodkům je účinná, a jak ji použít.

Tohoto úkolu se zhostil profesor patologie Howard Florey, který byl ředitelem Školy patologie Williama Dunna na Oxfordské univerzitě. Byl to mistr v získávání výzkumných grantů od přísných byrokratů a naprostý kouzelník ve vedení velké laboratoře plné talentovaných a mnohdy svérázných vědců.

Přelomová práce vznikla v roce 1938, kdy Florey, který se již dlouho zajímal o způsoby, jakými se bakterie a plísně přirozeně navzájem ničí, narazil při listování starými čísly časopisu The British Journal of Experimental Pathology na Flemingův článek o plísni penicillium. Brzy poté se s kolegy sešel ve své dobře vybavené laboratoři. Rozhodli se odhalit vědecké základy toho, co Fleming nazval „antibakteriálním účinkem“ penicillia.

Jak vyrobit tolik penicilinu?

Jedním z nejchytřejších Floreyho zaměstnanců byl biochemik a židovský emigrant z Německa Ernst Chain. Byl to rázný, popudlivý a velmi citlivý člověk, který se s Floreyem neustále hádal o to, kdo si zaslouží zásluhy za vývoj penicilinu. Navzdory vzájemným sporům vytvořili řadu surových extraktů tekutin z kultur penicillií a plísní.

V létě 1940 se jejich pokusy soustředily na skupinu 50 myší, které záměrně infikovali smrtícím streptokokem. Polovina myší zemřela bídnou smrtí na ohromující sepsi. Ostatní myši, které dostávaly injekce penicilinu, infekci úspěšně přežily.

Tehdy si Florey uvědomil, že má dostatek perspektivních informací k tomu, aby lék vyzkoušel na lidech. Otázkou však zůstávalo, jak pro tyto účely vyrobit dostatek čistého penicilinu. Navzdory snaze zvýšit výtěžnost z plísňových kultur bylo zapotřebí 2 000 litrů tekutiny z plísňových kultur, aby se získalo dostatečné množství čistého penicilinu k léčbě jednoho případu sepse u člověka.

Strážník, který měl smůlu

V září 1940 se stal prvním testovacím případem 48letý strážník oxfordské policie Albert Alexander. Alexander si při práci v růžové zahradě pořezal obličej. Škrábnutí infikované streptokoky a stafylokoky se mu rozšířilo do očí a na pokožku hlavy. Přestože byl Alexander hospitalizován v Radcliffově nemocnici a léčen dávkami sulfátových léků, infekce se zhoršovala a vyústila v abscesy v oku, plicích a rameni.

Florey a Chain se o tomto případu dozvěděli a okamžitě požádali lékaře z Radcliffovy nemocnice, zda by na pacientovi mohli vyzkoušet „očištěný“ penicilin. Po pěti dnech injekcí se Alexander skutečně začal zotavovat. Chain a Florey však neměli dostatek čistého penicilinu, aby infekci zlikvidovali, a Alexander nakonec zemřel.

Snahy o výrobu ve velkém objemu

Další důležitou postavou v laboratoři byl biochemik Norman Heatley, který použil všechny dostupné nádoby, láhve a misky, aby vypěstoval kádě s penicilinovou plísní, odsál tekutinu a vyvinul způsoby, jak antibiotikum přečistit. Provizorní továrna na výrobu plísní, kterou sestavil, měla daleko k obrovským fermentačním nádržím a sofistikovanému chemickému inženýrství, jenž charakterizuje dnešní moderní výrobu antibiotik.

V létě 1941, krátce před vstupem Spojených států do druhé světové války, odletěli Florey a Heatley do USA, kde ve spolupráci s americkými vědci vyvinuli způsob výroby takzvaného „zázračného léku“ ve velkém objemu. Florey a Heatley si však byli vědomi, že houba Penicillium notatum nikdy nebude poskytovat dostatečné množství penicilinu pro spolehlivou léčbu lidí, a proto hledali produktivnější druh.

Jednoho horkého letního dne přišla laborantka Mary Hunt s melounem, který si koupila na trhu a který byl pokrytý „krásnou zlatavou plísní“. Shodou okolností se ukázalo, že plíseň je houba Penicillium chrysogeum, která poskytovala 200× větší množství penicilinu než druh popsaný Flemingem. I tento druh vyžadoval vylepšení pomocí rentgenového záření způsobujícího mutace a filtraci. Nakonec produkoval tisíckrát více penicilinu než první dávky z Penicillium notatum.

Nobelova cena

Ve válce se penicilin osvědčil. Po celou historii byly hlavním zabijákem ve válkách spíše infekce než zranění v boji. V první světové válce činila úmrtnost na bakteriální zápal plic 18 %, ve druhé světové válce klesla na méně než jedno procento. Od ledna do května roku 1942 bylo vyrobeno 400 milionů jednotek čistého penicilinu. Do konce války vyráběly americké farmaceutické společnosti 650 miliard jednotek měsíčně.

Ironií osudu je, že Fleming po svých prvních objevech v roce 1928 na penicilinu příliš nepracoval. Od roku 1941 – poté, co novináři začali informovat o prvních pokusech s antibiotiky na lidech – byl nevýrazný a tichý Fleming oslavován jako objevitel penicilinu. A ke zděšení Floreyho byly příspěvky jeho vědecké skupiny médii prakticky ignorovány.

Tento problém byl částečně napraven v roce 1945, kdy Fleming, Florey a Chain (ale nikoli Heatley) získali Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství. Fleming ve své děkovné řeči prozíravě varoval, že nadměrné používání penicilinu může vést k rezistenci bakterií. V roce 1990 Oxford napravil přehlédnutí Nobelova výboru a udělil Heatleymu první čestný doktorát medicíny ve své 800leté historii.

Určitě si přečtěte

Články odjinud