„Magiczny pocisk” (eng. magic bullet)
Jeszcze na początku XX wieku zakażenia bakteryjne stanowiły olbrzymie zagrożenie dla życia człowieka. Czasami przybierały formę epidemii, które dotykały znacznej części populacji. Przykładem może być epidemia dżumy zwanej czarną śmiercią czy morową zarazą, która w XIV wieku w latach 1348-1350 przyczyniła się do śmierci przynajmniej jednej czwartej ludności Europy.3
Substancje stosowane w dawnych czasach w leczeniu zakażeń nierzadko wykazywały działania toksyczne wywołując szereg efektów ubocznych, a nawet zgon u osoby zakażonej. Stosowano maści i eliksiry na bazie rtęci i bizmutu, na zainfekowane rany miejscowo aplikowano jod lub brom, a upuszczanie krwi jeszcze w 1942 roku opisywane było w podręcznikach medycyny jako panaceum na zapalenia płuc.4,5
Na początku XX wieku laureat Nagrody Nobla Paul Ehrlich doszedł do wniosku, że musi istnieć substancja, która wyeliminuje drobnoustrój powodujący infekcję, nie wyrządzając przy tym większych szkód w organizmie człowieka. Tę substancję nazwał „magicznym pociskiem”, który ma trafić w określony cel. Zapoczątkowało to koncepcję „chemioterapii”, czyli chemicznego wytwarzania substancji o działaniu przeciwdrobnoustrojowym wykorzystywanych do leczenia zakażeń. Pierwszym wytworzonym chemicznie lekiem o działaniu bakteriobójczym, który został wprowadzony do lecznictwa w 1910 roku, był Salvarsan (arsfenamina) wykazujący aktywność w stosunku do bakterii wywołującej kiłę.6,7
Prace nad rozwojem substancji przeciwbakteryjnych wytwarzanych chemicznie prowadził również bakteriolog Gerhard Domagk, który w latach trzydziestych XX wieku odkrył pierwszy lek z grupy tzw. sulfonamidów – Prontosil. Zaplikował go swojej córce ratując jej rękę przed amputacją. Leki z tej grupy, choć stosowane do dziś, zostały w dużej mierze wyparte przez olbrzymią grupę leków przeciwbakteryjnych pochodzenia naturalnego.7
Antybiotyki
Przypadkowe zdarzenie w londyńskim laboratorium w 1928 całkowicie zmieniło bieg medycyny.
Bakteriolog Alexander Fleming po powrocie z wakacji zaobserwował ciekawe zjawisko – na szklanej płytce przeznaczonej do hodowli drobnoustrojów zauważył wykwit pleśni wśród licznych kolonii bakterii. Zadziwiające było to, że wokół pleśni znajdowała się strefa, w której wzrost bakterii nie występował, jakby ulegał zahamowaniu. Fleming wyizolował oraz zidentyfikował pleśń zaliczając ją do rodzaju Penicillum, a następnie uzyskał z niej ekstrakt nazywając zawartą w nim substancję czynną – penicyliną.
Okazało się, że penicylina wykazywała działanie przeciwbakteryjne w stosunku do różnych gatunków bakterii, jednak jej wyizolowanie oraz oczyszczenie w stopniu umożliwiającym stosowanie w leczeniu zakażeń stanowiło olbrzymi problem. Dopiero w 1939 roku Howard Florey we współpracy ze swoim zespołem wyizolował penicylinę w takiej formie, która mogła zostać poddana dalszym testom.8
Początkowo penicylina podawana była pacjentom głównie dożylnie i domięśniowo ze względu na jej niestabilność w kwaśnym środowisku żołądka. W 1951 roku biolog firmy Biochemie (przejętej w późniejszym czasie przez firmę Sandoz), Ernst Brandl do zbiorników, w których wytwarzano penicylinę dodał pewien rodzaj alkoholu (fenoksyetanol) jako środek dezynfekujący. Reakcja, która zaszła w zbiornikach fermentacyjnych doprowadziła do wytworzenia odpornej na działanie kwasu żołądkowego odmiany penicyliny, tzw. penicyliny V, która do dziś dostępna jest w formie doustnej pod postacią tabletek i zawiesin. Dzięki opracowaniu formy doustnej penicyliny komfort stosowania oraz dostępność leku znacznie wzrosły.9
Przez ponad 100 lat antybiotyki, których rozwój osiągnął szczyt w połowie lat pięćdziesiątych XX wieku, znacząco zmieniły oblicze medycyny i wydłużyły przeciętną długość życia człowieka o ok. 23 lata. Niestety, od tego czasu następował stopniowy spadek w zakresie odkrywania nowych cząsteczek o działaniu bakteriobójczym* lub bakteriostatycznym**, a świat stanął w obliczu narastającego zjawiska oporności drobnoustrojów na powszechnie stosowane leki przeciwbakteryjne.7
*działanie bakteriobójcze — działanie powodujące zabicie bakterii
**działanie bakteriostatyczne — działanie hamujące namnażanie bakterii
REFERENCJE
3. Langer W.L. The Black Death. Scientific American, Vol. 210, No. 2 (February 1964), pp. 114-121
4. https://theconversation.com/in-a-world-with-no-antibiotics-how-did-doctors-treat-infections-53376
5. https://www.scientificupdate.com/general/you-really-wouldnt-have-wanted-to-get-sick-in-the-1900s/
6. https://sciencehistory.org/education/scientific-biographies/paul-ehrlich/
7. Hutchings M I. et al. Antibiotics: past, present and future. Current Opinion in Microbiology 2019, 51:72–80
8. Gaynes R. The Discovery of Penicillin—New Insights After More Than 75 Years of Clinical Use. Emerging Infectious Diseases, Vol. 23, No. 5, May 2017
9. https://www.sandoz.at/stories/75-jahre/penicillin-v-eine-medizinische-sensation-aus-tirol