Як працює пеніцилін?
Офіційно відкриття пеніциліну приписують шотландського лікаря і мікробіологу Олександру Флеммингу (1928 рік), проте він був лише одним з багатьох – і далеко не першим, хто виявив антибактеріальні властивості цвілі. Кого ще можна дякувати за перший в історії антибіотик, що вплинув на хід історії ХХ століття? І що взагалі являє собою пеніцилін? Про все по порядку.
Як працює препарат?
Мікроскопічні грибки, з яких навчилися отримувати цілюще препарат, що відносяться до роду Penicillum, що з латини перекладається як «пензлик для письма». І все тому, що під мікроскопом цвіль виглядає як маленькі пензлики.
Різні види пеніциліну активно використовуються у медичній практиці і сьогодні, оскільки на відміну від інших антисептиків це ліки не завдає шкоди організму людини і тварин, а доставляє неприємності лише бактеріям. Пеніцилін блокує синтез пептидоглікану, що бере участь в будівництві нових клітинних оболонок бактерій, в результаті чого їх розмноження припиняється. Наші ж клітинні мембрани влаштовані іншим чином, і тому ніяк не реагують на введення препарату.
Однак бактерії – найбільш стійка форма життя на Землі, яка здатна навчатися, ділитися інформацією з не спорідненими видами мікроорганізмів і еволюціонувати. Саме про них можна сказати «що нас не вбиває – робить сильнішими». Серед мільйонів мікроорганізмів знаходиться кілька стійких з найбільш агресивним зовнішнім впливам представників, які дають початок новому резистентному (нечувствительному до антибіотиків) покоління шкідників. Збудники хвороб вивчили пеніцилін вздовж і впоперек, а потім за допомогою нового ферменту почали розривати бета-лактамне кільце – ту частину молекули ліків, яка і надає йому антибактеріальну активність.
У відповідь хіміки-фармацевти приєднали до молекули пеніциліну додаткові радикали, які заступають «кільце» від ворожого ферменту – так з’явилися пеніциліни нових поколінь (ампіцилін, метицилін та ін) Але це була лише тимчасова перемога – бактерії продовжували вчитися й долати нові складності. Тому до складу нових «ингибиторзащищенных» ліків почали вводити речовини, що розщеплюють саму бета-лактамазу (фермент).
Хто насправді відкрив пеніцилін?
Якби діячі медицини та науки були уважнішими і більше цікавилися можливістю зцілювати «безнадійних» хворих, світ отримав би пеніцилін в своє розпорядження ще наприкінці позаминулого століття. Але для древніх і «примітивних» народів він зовсім не був секретом! Індіанські знахарі народності кальавайа, які в 15-16 століттях були привілейованою кастою лікарів правителя Інків, використовували пеніцилін в медичній практиці – вони видобували його з суміші грибків кукурудзою та іншими рослинами. Правда, про це світ дізнався тільки 1963 році з книги Енріке Облитас Побл «Культура Кальавайа».
У 1896 році лікар Гози з Італії незалежно вивів формулу пеніциліну, однак визнання він так і не заслужив, а його відкриття швидко забулося.
А через рік у Франції його відкриття самостійно повторив молодий військовий лікар Ернст Дюшен. Він не знав, що бедуїни в Північній Африці вже більше тисячі років готують пенициллиновую мазь із цвілі, яку зшкрібають з верблюжих упряжей. Тому здивувався, побачивши, як арабські хлопці-конюхи знімають цвіль з сідел і з допомогою неї ж лікують коней. Дюшен досліджував зразки цвілі і встановив, що вони відносяться до виду Penicillium glaucum. Випробувавши знахідку на морських свинках, вчений виявив її руйнівну дію на бактерії Escherichiacoli, що викликають тиф. Результати своїх досліджень Дюшен виклав в докторській дисертації, але, не дивлячись на його пропозицію продовжити роботу в цій галузі, головні медичні «світочі» Парижа не спромоглися навіть підтвердити отримання документа.
У 1913 році вчені Альсберг і Блек могли б стати першими американцями, які відкрили антибіотик – вони видобули з цвілі пенициллиновую кислоту. Проте їх праці спіткала доля попередників, тим більше, що на клінічні випробування і виробництво необхідно було затратити масу коштів – а гарантій, що результати виправдають інвестиції, не було.
Коли у вересні 1928 року визнаний «батько» антибіотиків Олександр Флемінг випадково відкрив для себе цілющу силу цвілі, його теж не зустріли бурею оплесків. Та й взагалі пеніцилін не викликав інтересу, оскільки швидко руйнувався під впливом кисню і тепла. Єдине, чим міг блиснути мікробіолог – це фраза «якщо б у мене в лабораторії було б чисто, я б ніколи не відкрив пеніцилін». І все тому, що в дійсності він працював над культурою бактерій, в яку по щасливою випадковості потрапили спори цвілі.
Тільки у 1938 році двоє вчених з Оксфордського університету – Говард Флорі і Ернст Чейн змогли виділити чисту форму пеніциліну і випробувати її на мишах, за що в 1945 році спільно з Флемінгом була присуджена Нобелівська премія.
Пеніцилін змінює історію
Під час Другої світової війни потреба в медикаментах багаторазово зросла, і в кінці 1941 року уряд США згадало про пеніцилін. Виробництвом ліків належало зайнятися дев’яти найбільшим комерційним компаніям-фармацевтам – але навіть в таких умовах довелося пообіцяти бізнесменам великі прибутки. Правда, для цього необхідно було знайти нові, більш «урожайні» види цвілі. Тоді було прийнято рішення звернутися і до військових, і цивільних – щоб вони зібрали якомога більше зразків грибка. Міс Мері Хант, що отримала прізвисько Запліснівіла Мері, взялася за справу з особливим ентузіазмом – і врешті-решт внесла свій внесок в історію. У 1943 році вона виявила на ринку диню-канталупу, яку обрала своїм будинком золотиста цвіль Penicillium chrysogenium, яка виявилася надзвичайно плідною. Опромінюючи грибок ультрафіолетом, генетики збільшили його врожайність – нащадки тієї самої «динної» цвілі досі постачають світу пеніцилін.
Масове виробництво ліків почалося влітку того ж року в Пеорії, штат Іллінойс. Завдяки відкриттю «штаму канталупи» витрати на лікування одного пораненого солдата знизилися з 200 доларів всього до 6,5! Перші порції препарати отримала англо-американська армія під час висадки на Сицилії: смертність від зараження крові і ампутації кінцівок були забуті, а тяжкопоранені поверталися в дію за місяць-два. В цей же час тисячі фашистів гинули від гангрени. Навесні 1944 року запас пеніциліну виріс, що підштовхнуло союзників до відкриття Другого фронту і висадці в Нормандії. Ось на що здатна скромна і непримітна цвіль!
