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la penicilina

La penicilina: ¿serendipia? Permítanme discrepar

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      En esta vida, nada es gratis, todo cuesta mucho esfuerzo. El conocimiento se adquiere estudiando, comprendiendo, memorizando… los deportistas mejoran a base de entrenamiento, sacrificio, dietas… las obras se llevan a cabo transportando materiales, pensando, proyectando, calculando… no creo ser el único que ha deseado que le implanten un chip que le permita hablar infinidad de idiomas o le muestre como pilotar un helicóptero.

En la naturaleza todo tiende a la posición de mínima energía, con lo que el mínimo esfuerzo y procrastinar son características comunes del ser humano. Si añadimos a esto que la vida no es justa, tenemos la tormenta perfecta, o la excusa adecuada, para no esforzarnos.

Me hace “gracia” escuchar a la gente decir: “que suerte”, cuando te conceden una beca, te gradúas en la universidad, o accedes a un puesto de trabajo importante… me parece muy simplista, ya que hay mucho trabajo y esfuerzo detrás de los logros. Además, a esto hemos de añadir que la vida no es justa, con lo que algunos deben esforzarse aún más para obtener lo mismo. Una amiga mía tenía que levantarse a las 5 de la mañana, caminar varios kilómetros y hacer dedo para ir al instituto, cuando otros vivían al lado.

Lo que está claro, es que sin esfuerzo no se obtienen resultados, la lotería toca a muy pocos. Cada uno nace con unas condiciones, más o menos adecuadas, pero debe trabajarlas. Cuantas veces habré escuchado: “para ti es fácil”, sin saber cuántas horas hay detrás de un trabajo, un invento, una plusmarca… Está claro que siempre es más fácil para los demás, al igual que el dolor ajeno es más llevadero. Debemos ser conscientes de que los grandes hombres y mujeres que admiramos por sus logros, han sacrificado mucho. Tendemos a ver únicamente lo bonito, el resultado, y a ignorar todo el trabajo que hay detrás.

Por si todo esto no fuese suficientemente duro, nos encontramos con otro factor que lo hace aún más injusto, que el esfuerzo y el sacrificio no garantizan el éxito. En ingles se dice: “No pain, no gain”, pero hemos de ir aún más allá, y añadir “pain doesn’t mean gain”. Es decir, el trabajo resulta imprescindible, pero no es garantía de nada.

La gran mayoría de los logros son producto de un esfuerzo colectivo, y el caso de la penicilina, un medicamento que cambió la historia de la medicina, no es una excepción. Si bien se habla del descubrimiento como ejemplo de “serendipia” (hallazgo valioso que se produce de manera accidental o casual), hay que dejar claro que no fue sólo eso, sino la combinación de varios elementos: una casualidad, el conocimiento, el trabajo, el esfuerzo y la visión. Fue el primer antibiótico en ser descubierto, y todavía hoy, sigue salvando miles de vidas al año.

En 1928, el doctor Alexander Fleming había emprendido un estudio de las mutaciones de determinadas colonias de estafilococos dorados (Staphylococcus aureus). La historia cuenta que al volver de unas vacaciones observó que una de las placas de Petri con las que trabajaba, se había contaminado con un microorganismo procedente del ambiente, esporas de un hongo que luego identificaría como Penicilium notatum. Al analizarla, se dio cuenta de que en ella, las colonias de estafilococos que rodeaban al hongo habían sido destruidas, mientras que otras, más lejanas, estaban intactas.

Alexander Fleming
Alexander Fleming

Fleming tuvo la capacidad de estudiar lo que había pasado, de sacar conclusiones inmediatas y ponerse a trabajar en el nuevo rumbo que había tomado su investigación. Dedujo que el hongo debía producir una sustancia de acción “antibiótica”, como mecanismo de defensa frente a microorganismos invasores y que permitía destruir a las bacterias que estaban creciendo y multiplicándose. Comprendió desde el principio la importancia del fenómeno de la antibiosis que había descubierto (imposibilidad de que unos organismos vivan en las inmediaciones de otros, debido a que unos segregan una sustancia, llamada antibiótico, que provoca la muerte de los otros).

Alentado por el hallazgo accidental, se empeñó en continuar con los trabajos. Aisló el moho y lo hizo crecer en un cultivo puro, confirmando que producía una sustancia capaz de matar muchas bacterias comunes, pero se encontró con grandes dificultades a la hora de aislar el agente activo. Después de varios meses sin tener un nombre para dicho elemento, al que comúnmente se referían como “jugo de moho” entre otras denominaciones coloquiales, y aún sin haber podido aislarlo ni conocer su estructura, el 7 de marzo de 1929 decidió llamarle penicilina.

Con la ayuda de sus asistentes, Stuart Craddock y Frederick Ridley, trabajó con el objetivo de aislar la penicilina, pero resultó ser un compuesto muy inestable, por lo que únicamente pudieron preparar disoluciones impuras, si bien estas les valieron para continuar trabajando. Obtuvo un filtrado que inyectó a conejos y ratones, lo cual le permitió comprobar que carecía de toxicidad.

El 29 de junio de 1929, algunos meses después de sus primeras observaciones, Fleming publicó los resultados en la revista Bristish Journal of Experimental Pathology, haciendo tan solo una referencia de pasada a los potenciales beneficios terapéuticos de la penicilina. En esta época, no se intuía el gran futuro de la nueva sustancia, y se pensaba más en una aplicación a nivel de laboratorio, de hecho, su uso práctico para los bacteriólogos fue lo que mantuvo el interés en el compuesto. La memoria, que si bien hoy día se considera un clásico, por aquel entonces pasó bastante desapercibida.

Como ya se ha citado anteriormente, la molécula de penicilina resultó muy inestable, con lo que tras gran cantidad de esfuerzos baldíos, Fleming desistió de intentar purificarla, cayendo sus investigaciones en el olvido. Otros científicos, incluido Harold Raistrick, profesor de bioquímica en la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres, también fracasaron en el mismo cometido. Fue por ello, que la penicilina tardó todavía 15 años en convertirse en un medicamento de uso universal.

Fueron Howard Florey y Ernst Chain, de la Universidad de Oxford, quienes hicieron que pasase de ser una curiosidad de laboratorio a un fármaco que salvase vidas. Su trabajo arrancó en 1939, y se toparon con el problema de la falta de fondos debido a la incipiente Segunda Guerra Mundial, con lo que recurrieron a la fundación Rockefeller, interesada en determinados proyectos bioquímicos (de aplicación práctica no inmediata o proyectos médicos propiamente como tales).

Penicillia
Howard Walter Florey

El propósito de la investigación no era desarrollar un antibiótico útil para la guerra que se estaba librando, sino más bien un estudio bioquímico básico, que demostrara que ciertos microorganismos eran capaces de producir enzimas antibacterianas. La alta inestabilidad de la molécula de penicilina, motivó la curiosidad de Chain, quien se empeñó en su estabilización. El equipo multidisciplinar de Oxford puso a punto los métodos de cultivo del hongo, la valoración de la penicilina y su extracción del caldo de cultivo, para luego aislarla, deshidratarla y purificarla mediante métodos químicos, logrando preparar lotes del producto que permitieron hacer los ensayos en animales primero y en humanos después.

Las pruebas demostraron que altas dosis del producto en animales de laboratorio no producían efectos tóxicos apreciables. Además, analizando la orina de los roedores, observaron que la penicilina había pasado por los riñones sin modificaciones, manteniendo su actividad, con lo que quedaba claro que se distribuía por los fluidos corporales, y que, por tanto, se podía plantear su uso sistémico. Este hallazgo resultó vital y llevó inmediatamente a dar el siguiente paso, una prueba que Fleming no hizo, inyectar dosis letales de Streptococcus a ocho ratas, tratando cuatro de ellas posteriormente con Penicilina. Los animales tratados sobrevivieron, los otros murieron. Supuso el cimiento del desarrollo de los antimicrobianos.

Para los ensayos clínicos, necesarios para confirmar los prometedores resultados preliminares, y que ayudarían a determinar las dosis terapéuticas útiles, los científicos necesitaban enormes cantidades de penicilina. Además, si todo iba según lo esperado, sería necesaria una infraestructura productiva que pudiese afrontar la demanda del fármaco. Los científicos vieron que la producción a gran escala probablemente resultaría inviable en Gran Bretaña, donde la industria química estaba completamente dedicada al esfuerzo bélico. Es entonces (verano de 1941) cuando se toma la decisión de viajar a EEUU para tratar de involucrar a la industria farmacéutica estadounidense en la producción a gran escala.

En el otro lado del Atlántico, tras diversos ensayos, no tardaron en darse cuenta de que el método del grupo de Oxford para hacer crecer el moho en la superficie de un medio nutritivo era ineficaz y que el crecimiento en cultivo sumergido sería un proceso más eficiente. También se examinaron otras cepas de penicilinium, hasta encontrar una que produjese aún mejores rendimientos. Recibieron muestras de todo el mundo, y paradójicamente, la variedad más productiva provino de un melón mohoso de un mercado de frutas próximo al laboratorio. A partir de ella, produjeron un mutante más productivo utilizando un haz de rayos X.

Simultáneamente se encargaron de visitar varias compañías farmacéuticas, en un intento por interesarlas en el nuevo medicamento. Si bien al principio no hubo gran predisposición debido a que la promesa de la penicilina todavía se basaba en ensayos clínicos limitados, la involucración del gobierno de EEUU, el éxito en la técnica de extracción y la entrada en guerra tras el bombardeo de Pearl Harbour, animó a los líderes de la industria. En marzo de 1942 se había producido suficiente penicilina para tratar a la primera paciente: Anne Miller, en New Haven, Connecticut. Más tarde, otros diez pacientes recibieron el tratamiento.

A medida que la publicidad sobre esta nueva “droga milagrosa” se hizo pública, la demanda aumentó. Pero los suministros al principio eran limitados dándose prioridad al uso militar. Uno de los principales objetivos era tener un suministro suficiente de cara al asalto propuesto para el Día D en Europa.

Los avances en la industria hicieron que pronto aumentase la producción, se pasó de fabricar 21 mil millones de unidades en 1943 a 1.7 billones en 1944, y a más de 6,8 billones en 1945. De este modo, el gobierno americano pudo eliminar todas las restricciones sobre disponibilidad y la penicilina empezó a distribuirse en farmacias a partir del 15 de marzo de 1945. En el Reino Unido, la venta al público comenzó el 1 de junio de 1946, como un medicamento con receta. En 1949, la producción anual había alcanzado los 133 billones de unidades, y el precio había bajado 200 veces el inicial.

Florey y Chain habían confiado en las bondades del medicamento y tuvieron la visión necesaria para viajar a los Estados Unidos e interesar a las autoridades y farmacéuticas locales en su producción. Con la cruenta guerra en pleno apogeo, contar con un antibiótico potente para tratar a los heridos abría grandes esperanzas, y no se equivocaron, fue precisamente en el conflicto bélico donde la penicilina acabó de demostrar su valor.

La colaboración entre los científicos ingleses y norteamericanos fue estrecha. La gran contribución americana fue la del desarrollo de un sistema de fermentación y crecimiento del hongo que hicieron posible la producción a nivel industrial, así como la de la sustitución del Penicillium notatum por otro hongo mucho más productivo, el Penicillium chrisogenum, que es el que desde entonces se utiliza para la producción de penicilina G. Laboratorios americanos e ingleses, compartieron los derechos de patente y su forma de producción. Fleming, Florey y Chain obtuvieron el Nobel de Medicina en 1945 por el descubrimiento y purificación del antibiótico. Una nueva forma de lucha contra las enfermedades infecciosas.

Alexander Fleming
Fleming en el acto de recibir el Nobel del rey sueco

La Penicilina actúa tanto matando las bacterias como inhibiendo su crecimiento. Mata únicamente los organismos que crecen y se reproducen, limitándose sus efectos secundarios generalmente a reacciones alérgicas que pueden preverse. Su irrupción en el mundo de la medicina ha permitido aumentar la esperanza de vida del ser humano, pero no son válidas para todas las enfermedades. Las infecciones pueden estar producidas por distintos tipos de gérmenes: bacterias, virus, hongos, parásitos… los antibióticos solo son eficaces frente a bacterias, es decir, frente a infecciones causadas por bacterias. Es más, incluso algunas infecciones producidas por bacterias no se tratan con antibióticos porque son enfermedades que tienen buena evolución y se curan solas.

A partir de la penicilina, se han desarrollado el resto de antibióticos como herramienta de lucha contra la infección, dada su relativa simplicidad estructural y la facilidad para realizar sustituciones en sus radicales extremos. Un campo terapéutico que se ha venido desarrollando desde los años cuarenta y que ha permitido desterrar muchas infecciones como causas de muerte en nuestra sociedad.

Actualmente, los antibióticos relacionados con la penicilina siguen estando entre los fármacos más usados y salvan millones de vidas. No obstante, hoy día, la mala utilización está haciendo que las bacterias se vuelvan más resistentes, provocando que dejen de ser eficaces, pudiendo representar una de las grandes amenazadas a la salud global. Se trata de un problema de salud pública. De forma creciente, se ha vuelto más difícil tratar algunas infecciones graves, forzando a los médicos a recetar un segundo o incluso tercer antibiótico cuando el primer tratamiento no funciona.

Muchos no quieren darse cuenta que el mal uso individual tiene impacto a nivel comunitario y global. No sólo afecta a su propia salud, sino a la de todos nosotros, haciendo que la mejor arma que tenemos para combatir las infecciones deje de ser efectiva. No debemos olvidar que los antibióticos deben ser prescriptos por un médico y adquiridos exclusivamente con receta en farmacias, tomando la dosis adecuada durante el tiempo de tratamiento indicado por el profesional. Utilizarse únicamente cuando son necesarios para evitar que las bacterias desarrollen una resistencia contra el medicamento y este pierda su eficacia. Existe preocupación entre médicos y científicos por un posible regreso a nuestra vulnerabilidad del pasado frente a enfermedades e infecciones. Se ha observado en todo el mundo, tasas elevadas de resistencia a los antibióticos utilizados habitualmente en los tratamientos para infecciones bacterianas comunes (infecciones urinarias, septicemia, infecciones de transmisión sexual…), lo que indica que se están agotando los antibióticos eficaces. Los médicos son conscientes del problema, y ello se refleja en la progresiva reducción de la cantidad de prescripciones de antibióticos.

Como se aprecia nuevamente, un magnifico avance, fruto de la casualidad y del esfuerzo de muchas personas, vuelve a corromperse por el mal uso que realizamos las personas. La condición humana es a menudo egoísta, inconsciente e incluso malvada, siendo la única especie que destruimos nuestro medio ambiente y agotamos nuestros recursos…se supone que somos inteligentes, aunque a menudo demostramos lo contrario. Solo pensamos en el “yo” y el “ahora”, si bien confío en que, como especie, vayamos tomando conciencia y seamos capaces de dejar a las generaciones futuras, un mundo mejor que el que hemos recibido.

Para concluir, quisiera volver a insistir en que en esta vida nada es gratis y todo requiere un esfuerzo, y el ejemplo de la penicilina resulta muy ilustrativo en este sentido. Los más simplistas dirían que Fleming tuvo suerte… incluso él afirmo que “a veces uno se encuentra con lo que no busca”, pero la suerte hay que trabajarla. Fleming se sacrificó para obtener una formación, realizó infinidad de experimentos, observó, trabajó… ¿suerte? Sí, pero sin todo el trabajo y el esfuerzo tanto anterior como posterior, no hubiese descubierto la penicilina. No debemos olvidar que hubo muchas horas de estudio y trabajo para llegar al medicamento, con lo que hablar de suerte resulta demasiado trivial. Hicieron falta más de 15 años desde el descubrimiento hasta la obtención del medicamento… se dice pronto.

Por otro lado, no debemos pensar que hasta la llegada de Fleming, este campo, el de los compuestos que las bacterias y los hongos producen de forma natural, para matar o inhibir especies microbianas rivales, era totalmente desconocido para el ser humano. Se conocía desde hace mucho tiempo, y podría explicar, por ejemplo, por qué los antiguos egipcios aplicaban una cataplasma de pan mohoso a las heridas infectadas.

El ser humano siempre ha tenido la capacidad de hacer cosas increíbles, descubrimientos asombrosos y avances prodigiosos. Simplemente espero y deseo, que evolucionemos de verdad y dejemos de arruinar las maravillas que creamos.

Lander Beristain

Lander Beristain

Lander Beristain, San Sebastián (Gipuzkoa) 1971. Siendo el menor de tres hermanos, se crió en el seno de una familia de clase media que además de aportarle su cariño, le inculcó el gusto por la educación y la cultura, así como unos valores personales marcados a fuego que aplica en todos los aspectos de su vida y proyectos en los que se implica.

Pasó su infancia en Deba (Gipuzkoa) y posteriormente se trasladó a vivir a San Sebastián.

Apasionado de la literatura y de la historia del imperio romano, así como de las novelas históricas que leía en diversos idiomas, tuvo que relegarlos a un segundo plano para acometer sus estudios de Ingeniería industrial en la Universidad de Navarra y desarrollar una carrera profesional estable.

Con infinidad de ideas en su cabeza comenzó a escribir “El Consejero de Roma” en 2017, tardando 2 años en confeccionar el primer borrador. Posteriormente fue puliendo diversos detalles y aspectos, antes de presentarlo a “Las nueve musas ediciones” para su edición, de forma que quedase listo para ver la luz. Un momento tan esperado como ilusionante.

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