Kada buvo atrastas antibiotikas penicilinas? Pelėsio išsaugojimas: arba kas išrado peniciliną. Bendrosios antibakterinių vaistų savybės

Penicillium chrysogenium (notatum) yra Penicillium genties narys. Penicilino gamybos „rekordininkas“.

Pati idėja naudoti kitus mikroorganizmus (ar tai, ką jie sintetina) kovai su mikroorganizmais, medicinoje sklando labai ilgą laiką.
Pačioje mikrobų bendruomenėje kai kurie mikrobai nuolat slopina kitus ir yra tokioje dinamiškoje pusiausvyroje.

Dar 1897 m., gerokai prieš penicilino atradimą, Ernestas Duchene'as naudojo pelėsį eksperimente, gydydamas jūrų kiaulyčių šiltinę.

Penicillium roqueforti – „kilnus pelėsis“. Naudojamas Rokforo sūriui gaminti ir suteikia išskirtinį skonį

Kaip manote, ką bendro turi jūrų kiaulytės, mėlynasis sūris ir vanduo iš čiaupo?

Klausimas gana sunkus. Atrodytų: nieko bendro. Bet jei būtumėte 19 amžiaus pabaigos prancūzų medicinos studentas, šie dalykai būtų jūsų moksliniai reagentai.
Šiuos reagentus naudojo genialusis Ernestas Duchenas, kad atrastų antibiotikus, beveik 35 metus anksčiau nei Aleksandras Flemingas atrado peniciliną.

Taigi antibitikų istorija prasidėjo ne nuo Flemingo, ne. Flemingas ne pirmasis pastebėjo antibakterines pelėsių savybes. Pelėsį žaizdoms gydyti naudojo senovės egiptiečiai. Ir nors viduje Senovės Egiptas daugeliui nebuvo jokios mokslinės paramos medicininiai veiksmai, nepamirškite apie nuostabias senovės gydytojų stebėjimo galias.

Ernestas Duchenas

Būtent jis pirmasis aprašė antibakterines penicilino savybes. Apie jo gyvenimą žinoma labai mažai. Gimęs Paryžiuje, studijavo karo medicinos mokykloje Lione, į kurią įstojo būdamas dvidešimties.
Diušeną tiesiog sužavėjo mikrobai. Vis tiek būtų! Patogeninių mikrobų savybių atradimas, Louiso Pasteuro darbai, tiesiog apvertė to meto medikų pasaulėžiūrą. Ernestas Duchenas nusprendė parašyti disertaciją, vadovaujamas mikrobiologijos profesoriaus Gabrielio Roux. Tada Gabrielis Roux buvo atsakingas už Liono vandens tiekimo kokybę atsakingai laboratorijai. Duchenne'o disertacija buvo skirta tokiam pastebėjimui: vanduo iš čiaupo niekada nepelijo, bet distiliuotame vandenyje pelėsis gerai auga. Pirmasis pasiūlymas buvo toks, kad bakterijos neleidžia pelėsiui augti vandentiekio vandenyje.

Ernestas užaugino Penicillum glaucum. Ši forma naudojama Gorgonzola ir Stilton sūriams gaminti. Jis įdėjo į indus su vandeniu iš čiaupo ir virintas vanduo. Tada jis pridėjo žadintuvą vidurių šiltinės ir coli Pelėsis greitai mirė. Paaiškėjo, kad vandenyje esančios bakterijos naikina pelėsį. Diušenas pradėjo kelti skirtingas sąlygas: temperatūrą, aplinkos rūgštingumą, tačiau pelėsis ne visada miršta. Kartais grybas nugalėjo.
Vėl iškilo klausimas: ar pelėsiai gali kažkaip „reaguoti“ į bakterijas? Ar ji gali su jais kovoti? Eksperimente apie jūrų kiaulytės nustatytas bakterijų virulentiškumo sumažėjimas. Be to, suleidęs pelėsį, Duchene sugebėjo išgydyti gyvūną. Panašų eksperimentą atliks Aleksandras Flemingas, dažnai vadinamas penicilino atradėju.

Daug rašyta apie tai, kaip Flemingas atrado peniciliną. Taigi kodėl Diušenas neprisimenas kaip penicilino atradėjas? Tam yra keletas priežasčių. Na, visų pirma, jis tyrinėjo Penicillum glausum, o ne kitą pelėsių rūšį, Penicillum notanum. Pelėsis, kuris iš tikrųjų sintetina šį peniciliną. Vėliau buvo nustatyta, kad Penicillum glausum gamina kitą, silpnesnį antibiotiką – patuliną (beje, jis toksiškas ir veikia didelėmis koncentracijomis, todėl nenaudojamas). Tikriausiai, jei ne dėl jauno mokslininko sveikatos, o ir trumpam gyvenimo kelias(1912 m. mirė nuo tuberkuliozės, gerokai prieš tai netekęs žmonos nuo tos pačios tuberkuliozės), penicilino atradimas būtų priklausęs jam.

Aleksandras Flemingas

Bet faktas yra faktas. Aleksandras Flemingas buvo penicilino išradėjas ir atradėjas. Garsiausio antibiotiko atradimo data yra 1928 m. rugsėjo 3 d. (penicilino gimimo diena). Tuo metu Flemingas jau buvo plačiai žinomas, turėjo puikaus tyrinėtojo reputaciją.
Už penicilino atradimą žmonija vis dar skolinga šiam škotų biochemikui. Po Pirmojo pasaulinio karo, kuriame „penicilino tėvas“ dirbo karo gydytoju, Flemingas negalėjo susitaikyti su tuo, kad didelis skaičius karių mirė nuo infekcinių komplikacijų. 1918 m. iš karo grįžo dirbti į Šv. Marijos ligoninės bakteriologinę laboratoriją, kurioje dirbo ir anksčiau (ir dirbs iki mirties). 1922 m. įvyko incidentas, kuris, žinoma, atrodė labiau kaip pasaka, bet vis dėlto šešeriais metais anksčiau nei buvo atrastas penicilinas. Peršalęs Flemingas netyčia čiaudėjo ant Petri lėkštelės, kurioje buvo bakterijų kolonijų. Po kelių dienų jis kai kuriose vietose aptiko sulėtėjusį bakterijų (Micrococcus lysodeikticus) augimą. Taip buvo atrastas lizocimas (muramidazė). Šis hidrolizinis fermentas ardo bakterijų sieneles, tai yra, turi baktericidinės savybės. Daug jo nosies gleivių išskyrose, seilėse (kodėl gyvūnai gali apsilaižyti žaizdas), ašarų skystyje. Daug to ir Motinos pienas(be to, jo pastebimai daugiau nei karvėje ir laikui bėgant šeriant jos koncentracija ne mažėja, o didėja). Žinoma, kai bus atrastas penicilinas, susidomėjimas lizocimu pastebimai sumažės, kol bus atrastas vištienos baltymų lizocimas.

Kaip vėliau pastebėjo pats Aleksandras Flemingas, atsitiktinumas padėjo atrasti peniciliną. Dirbdamas laboratorijoje ir tyrinėdamas fermentą lizocimą, Flemingas nesiskyrė tvarka darbo vietoje (nors mokslininkai turi savo tvarką!). Kaip dažnai genijų atveju (prisiminkime bent Einšteino darbalaukį), mokslininko laboratorija buvo tikra netvarka. Flemingas, grįžęs po mėnesio nebuvimo, pastebėjo, kad ant vieno puodelio su stafilokokų kultūromis atsirado pelėsių grybų. Grybelio kolonija ištirpino pasėtą kultūrą. Pelėsis priklausė Penicillaceae genčiai, todėl vėliau išskirta medžiaga buvo pavadinta penicilinu.

Pavadinimas penicilinas išverstas kaip „rašymo teptukas“, panašus panašumas matomas ir pro mikroskopą.

Howardas Flory

Ir nors kai kalbama apie penicilino atradimą, jie prisimena Aleksandrą Flemingą, praktinė nauda kiti mokslininkai, ypač farmakologas Govradas Walteris Flory, pasimokė iš šio atradimo. 1938 m. Flory, dirbdamas su Ernestu Cheyne'u ir Normanu Heatley Oksfordo universitete, Anglijoje, pradėjo eksperimentuoti su antibakterinių savybių grybelis Penicillium notatum. Flemingas savo raštuose rašė apie grybelio savybes slopinti bakterijų augimą.
Pirmasis pacientas, kuriam buvo paskirtas penicilinas, buvo Albertas Aleksandras, Londono policininkas. Rimta infekcija, kuri paveikė dalį veido, akies periorbitalinę sritį, galvos odą, prasidėjo nuo nedidelio rožės spygliuko dūrio. Flory ir Cheyne davė pacientui peniciliną, o pirmąją dieną buvo gera tendencija. Tačiau optimalios vaisto dozės nustatyti nepavyko (jau tada nebuvo žinoma) ir infekcinis procesas vis tiek privedė prie paciento mirties. Eksperimentai buvo tęsiami, vaistas buvo skiriamas sunkiai sergantiems vaikams su įspūdingu poveikiu. Dabar manoma, kad Flory ir Cheyne darbas išgelbėjo daugiau nei 80 mln.

Ernestas grandinė

O dabar verta pasakyti apie anksčiau minėtą biochemiką Ernestą Borisą Cheyne'ą. Gimęs žydų šeimoje ir gyvenęs Vokietijoje, Hitleriui atėjus į valdžią, jis buvo priverstas emigruoti į Angliją. Būdamas vienas iš būsimų Nobelio premijos už penicilino atradimą gavėjų, Cheyne'as buvo už tą darbo dalį, kurioje jis parodė penicilino struktūrą ir sėkmingai išskyrė jį. veiklioji medžiaga. Išskirti peniciliną, vienam terapinė dozė, reikėjo perdirbti apie 500 litrų maistinio sultinio su pelėsiu!
Cheyne'as rašė: „Sunkumai, su kuriais susidūrė Flemingas, tik paskatino mane domėtis Flemingo penicilino atradimu. Pasakiau Flory, kad rasime būdą bent iš dalies išvalyti peniciliną, nepaisant jo nestabilumo.
1938 metais Cheyne'as ir jo kolega Normanas Heatley greitai padarė išvadą, kad penicilinas, skirtingai nei lizocimas, yra ne fermentas, o maža organinės kilmės molekulė.
Mažas molekulės dydis paskatino tyrėjus: bus nesunku iššifruoti molekulinę struktūrą ir ją susintetinti. Tai, kad tai bus lengva, mokslininkai klydo ...
Nustatyta, kad penicilino sudėtis apima struktūrų kompleksą, kuris vėliau buvo vadinamas beta laktamais.



Cheyne'as anksčiau pasiūlė tokios struktūros egzistavimo galimybę, tačiau problema buvo išspręsta tik 1949 m.

Kai naudodamas rentgeno kristalografiją, Dorothy Hodgkin nustatė atomų išsidėstymą penicilino kristalinėje gardelėje. Būtent po 1949 m., nustačius tikslią penicilino molekulinę struktūrą, atsirado galimybė masiškai pigiai gaminti vaistą.
Beje, gavo ir Dorothy Hodžkin Nobelio premija už kristalinės gardelės tyrimus rentgeno spinduliuose, 1964 m. Ši išskirtinė moteris padėjo pamatus metodui, kuriuo ji tapo galimi tyrimai DNR struktūros (programa „Žmogaus genomas“).

Cheyne'as ir Flory naudojo naują liofilizacijos techniką, kad gautų koncentruotą peniciliną. Penicilino tirpalas buvo užšaldytas, o tada, esant žemai temperatūrai ir žemam slėgiui, vanduo buvo išstumtas, paliekant vertingą medžiagą.

Penicillium chrysogenium (notatum): kaip jie rado daugiausiai „penicilino“ grybų

Nuo Antrojo pasaulinio karo pradžios penicilino poreikis smarkiai išaugo. Tokio vaisto poreikis buvo akivaizdus.
1940 m. grupė Oksfordo universiteto mokslininkų (vadovaujama Florey ir Cheyne) išėmė iš atsargų Flemingo peniciliną ir pradėjo ieškoti būdų, kaip jį pagaminti dideliais kiekiais.
Prasidėjus Londono bombardavimui ir iškilus okupacijos pavojui, mokslininkai išvyko derėtis į Niujorką (tikimybė, kad vokiečiai nusileis buvo tokia didelė, kad Cheyne'as net permirkė savo striukę gydančiu pelėsiu, aiškindamas savo kolegoms: tokiu atveju? visų pirma išsaugokite šią striukę).
Niujorke atvykę mokslininkai buvo sutikti be didelio entuziazmo: penicilino gamyba retai viršydavo 4 veikimo vienetus 1 mililitre maistinės terpės. Tai labai mažai: pavyzdžiui, ant penicilino buteliuko parašyta „1 000 000 vienetų“. Vienai vaisto dozei reikėjo perdirbti 250 litrų sultinio.
Iš karto buvo nubrėžtas tikslas: rasti „derlingiausią“ grybą. Pirmiausia mokslininkai nuvyko į Peoriją (Ilinojus), kur buvo tyrimų laboratorija, tirianti pelėsių metabolizmą. Laboratorijos darbuotojai sukaupė didelę kolekciją, tačiau tik keletas pelėsių atmainų galėjo gaminti peniciliną.
Pradėjome užmegzti ryšius su draugais: siųsti dirvos, pelėsių grūdų, vaisių ir daržovių pavyzdžius. Jie pasamdė vieną moterį, kad ši vaikščiotų po parduotuves, kepyklas, sūrines, ieškotų naujų mėlynai žalių pelėsio pavyzdžių. Jos vardas buvo Miss Mary Hunt Geras darbas pravarde „Pelėsinė Marija“.
Istorijos eigą pakeitė kantalinis melionas, ant kurio apsigyveno melsvai žalias grybas. Šis pelėsis pagamino 250 vienetų penicilino viename mililitre auginimo terpės. Viena iš nuo jos mutavusių padermių pradėjo gaminti 50 000 vienetų! Visos šiandien peniciliną gaminančios padermės yra to paties pelėsio, kuris buvo aptiktas 1943 m., palikuonys. Tai buvo grybas Penicillium chrysogenium, anksčiau žinomas kaip Penicillium notatum.
Nuo to momento prasidėjo era pramoninės gamybos penicilinas.

Kai 1945 m. Flemingas, Florey ir Chain buvo apdovanoti Nobelio fiziologijos ar medicinos premija, Flemingas pasakė: „Sako, aš išradau peniciliną. Tačiau žmogus negalėjo to sugalvoti – šią medžiagą sukūrė gamta. Aš neišradau penicilino, tiesiog atkreipiau į jį žmonių dėmesį ir daviau jam pavadinimą“..

Flemingas, Cheyne'as ir Flory Nobelio premijoje

Penicilino kūrėju laikomas britų bakteriologas Aleksandras Flemingas, vienas pirmųjų atradęs peniciliną. gydomųjų savybių pelėsį ir paskelbė savo atradimą 1929 m. Tačiau antibakterinis Penicillium pelėsinio grybo poveikis buvo žinomas dar Avicenos laikais, XI amžiuje. O XIX amžiaus aštuntajame dešimtmetyje pelėsių savybes plačiai naudojo rusų gydytojai Aleksejus Polotebnovas ir Viačeslavas Manaseinas odos ligoms gydyti.

Vis tiek išsiskiria iš pelėsio vaistinė medžiaga pavyko tik 1929 m. Tačiau net ir tai nebuvo atsparus penicilinas gryna forma. Todėl Aleksandras Flemingas 1945 m. pasidalino Nobelio fiziologijos ir medicinos premija su Howardu Flory ir Ernstu Cheney. Mokslininkai sukūrė antibiotiko valymo metodus ir pradėjo penicilino gamybą Jungtinėse Valstijose.

Tuo tarpu, kaip dažnai nutinka istorijoje, sovietinio penicilino kūrėja, iškili mikrobiologė Zinaida Ermolyeva buvo nepelnytai pamiršta. Tačiau būtent jai pavyko ne tik sukurti kokybišką naminį antibiotiką, kuris pasirodė 1,4 karto efektyvesnis už angloamerikietišką, bet ir karo metais sukurti masinę jo gamybą, baisų šaliai.

Kas įkvėpė muziką

Kaip prisiminė pati Zinaida Ermoljeva, profesijos pasirinkimui įtakos turėjo jos mėgstamiausio kompozitoriaus Piotro Iljičiaus Čaikovskio, kuris, kaip žinia, mirė nuo choleros, mirties istorija. Ir taip kova su juo baisi liga tapo jos gyvenimo darbu. Aukso medaliu baigusi Mariinskio moterų gimnaziją Novočerkaske, jaunoji Zinaida įstojo į Dono universiteto Medicinos fakultetą, po kurio 1921 m. liko dirbti Mikrobiologijos katedros asistente.

Tuo pačiu metu Ermolyeva buvo atsakinga už Šiaurės Kaukazo bakteriologijos instituto skyrių.

Kai 1922 metais Rostove prie Dono kilo choleros epidemija, ji, nepaisydama užsikrėtimo galimybės, atliko tyrimus, siekdama ištirti šios ligos sukėlėją. mirtina liga. Be to, ji atliko pavojingą savęs užkrėtimo eksperimentą. Vieno iš jų protokole mokslininkas rašė: „Patyrimas, kuris vos nesibaigė tragiškai, įrodė, kad kai kurie į cholerą panašūs vibrionai, būdami žmogaus žarnyne, gali virsti tikrais choleros virpesiais, sukeliančiais ligas“.

Beje, tada Rostovo vandentiekio sistemoje buvo rasta choleros vibrių. O Zinaidos Vissarionovnos Jermolijevos tyrimai buvo pagrindas rengiant rekomendacijas dėl geriamojo vandens chlorinimo.

1922 m. Zinaida Ermoljeva atliko pavojingiausią eksperimentą su užsikrėtimu choleros vibrionu. Nuotrauka: Vikipedija

1925 m. Zinaida Vissarionovna persikėlė į Maskvą organizuoti ir vadovauti Sveikatos apsaugos liaudies komisariato Biochemijos instituto skyriui. Kuklų mokslininko bagažą sudarė vienas lagaminas su penkiais šimtais choleros kultūrų ir į cholerą panašių vibrionų.

Kaip išgelbėti Stalingradą

„Ermolyeva dirbo dviem kryptimis: tyrė choleros sukėlėją ir vystėsi buitinis narkotikas penicilino“, – sako Rostovo medicinos universiteto Mikrobiologijos ir virusologijos katedros Nr.2 vedėja, medicinos mokslų daktarė, profesorė Galina Harseeva. - 1942 m. fašistų įsibrovėliai bandė užkrėsti Stalingrado vandens tiekimą vibrio cholerae. Atgal į skubiai atsiuntė desantines pajėgas, susidedančias iš epidemiologų ir mikrobiologų, vadovaujamų Zinaidos Vissarionovnos Jermoljevos. Buteliuose su jais jie nešiojo bakteriofagus – virusus, užkrečiančius choleros sukėlėjo ląsteles. Ermoljevos ešelonas buvo bombarduojamas. Daug vaistų buvo sunaikinta“.

Teko atkurti prarastus vaistus. Vieno iš pastatų rūsyje buvo įrengta sudėtingiausia mikrobiologinė gamyba. Kasdien 50 000 žmonių kartu su duona vartojo choleros fagą. Yermolyeva asmeniškai mokė slaugytojus skiepyti. Per radiją skaitomi prevenciniai straipsniai virškinimo trakto ligos. Vandens šuliniai buvo kruopščiai chloruoti. Kompetentingai atliktų kovos su epidemija priemonių dėka buvo išvengta choleros protrūkio Stalingrade.

Ginklas pavadinimu „Krustozinas“

„Didžiojo metais Tėvynės karas daugiausiai sužeistų karių žuvo dėl pūlingų-aseptinių komplikacijų. Tada jie nežinojo, kaip su jais kovoti. Sąjungininkai užsienio penicilino preparatų mums nepardavė“, – istoriją tęsia Galina Charsejeva.

Yermolyeva, kuri tada vadovavo Visos Sąjungos eksperimentinės medicinos institutui, vyriausybė nurodė sukurti vidaus analogas antibiotikas. Ir ji padarė. Taigi 1942 m. pasirodė pirmasis sovietinis antibakterinis vaistas Krustozin, o jau 1943 m. jis buvo pradėtas gaminti masiškai.

„Šio vaisto vartojimas kariuomenėje smarkiai sumažino mirtingumą ir sergamumą, susijusį su pūlinga infekcija. Beveik 80% sužeistųjų pradėjo eiti pareigas. 1940-ųjų pabaigoje užsienio mokslininkai ištyrė jų išrastas Yermolev vaistas ir priėjo prie išvados, kad jis savo veiksmingumu pranašesnis už užsienio peniciliną. Tada Zinaida Yermolyeva gavo garbės vardą - Madame Penicillin “, - pridūrė Galina Kharsejeva.

1940-ųjų pabaigoje užsienio mokslininkai ištyrė jų išrastas Yermolev vaistas ir priėjo prie išvados, kad jis savo veiksmingumu pranašesnis už užsienio peniciliną. Nuotrauka: Iš asmeninio archyvo wa Zinaida Ermolyeva

Kur gauti pelėsių?

Yra legenda: 1942 metais jaunas generolas iš Stalino artimųjų priėjo prie Zinaidos Vissarionovnos. Jo mažoji dukra sunkiai sirgo – vaikas labai ilgai išsilaikė karštis. Gydytojai buvo bejėgiai, o generolas netyčia sužinojo apie naują vaistą.

Jermoljeva atsakė, kad negali jam duoti Krustozino, nes vaistas nepraėjo. klinikiniai tyrimai. Tačiau generolas tvirtino. Ir Ermoljeva surizikavo. Mergina pabudo ir net atpažino savo tėvą. Reikėjo tęsti gydymą. Bet vaistų buvo labai mažai.

Kaip tuos laikus prisiminė laboratorijos darbuotoja Tamara Balezina, pelėsis narkotikų gamybai buvo renkamas visur, kur tik galėjo – ant žolės, žemėje, ant bombų slėptuvės sienų. Galiausiai vaikas buvo išgelbėtas. Atsidėkodamas generolas pasiūlė Jermolijevą naujas butas. Tačiau mokslininkė atsisakė ir prašė tik vieno – išgelbėti iš kalėjimo jos buvusį, bet vis dar labai mylimą, represuotą vyrą virusologą Levą Zilberį.

Pagal kitą versiją ji kreipėsi į Staliną su prašymu atleisti buvusią Jermolijevos žmoną.

Bet jis vedęs kitą ir pas tave nebegrįš, – stebėjosi jis.

Mokslui reikia Levo Zilberio, atsakė Zinaida Vissarionovna.

1944-ųjų kovą, savo 50-mečio išvakarėse, Levas Zilberis buvo paleistas, matyt, dėl Stalinui skirto mokslininko nekaltumo rašto, kurį pasirašė nemažai žinomų šalies žmonių. Vėliau jis buvo apdovanotas Stalino premija.

Zinaida Ermolyeva gimė 1898 m. Volgogrado srityje. Aukso medaliu ji baigė Novočerkassko Mariinsky moterų gimnaziją ir Dono universiteto Medicinos fakultetą. Ji užsiėmė choleros tyrimais, atrado šviečiantį į cholerą panašų vibrioną, pavadintą jos vardu. 1942 metais ji pirmą kartą SSRS gavo penicilino. Nuo 1952 m. iki gyvenimo pabaigos Zinaida Ermoljeva vadovavo CIUV (rusų k.) Mikrobiologijos katedrai ir naujų antibiotikų laboratorijai. medicinos akademija magistrantūros studijas). Daugiau nei 500 autorius mokslo darbai ir šešios monografijos. Ji tapo Veniamino Kaverin romano „Atvira knyga“ herojės prototipu. Mirė 1974 m