Como Hacer Una Linea De Tiempo Sobre La Quimica
Latrina Cobbett
Este Lugar Emblemtico Internacional fue otorgado el 19 de noviembre de 1999 al Museo del Laboratorio Alexander Fleming en Londres, Reino Unido. Tambin se reconoci al Centro Nacional de Investigacin de Utilizacin Agrcola del Departamento de Agricultura de los EE.UU y a las cinco compaas farmacuticas estadounidenses que contribuyeron a la investigacin en la produccin de penicilina en la Segunda Guerra Mundial: Abbott Laboratories, Lederle Laboratories (ahora Pfizer Inc.), Merck & Co. Inc., Chas. Pfizer & Co. Inc. (ahora Pfizer Inc.) y E.R. Squibb & Sons (ahora Bristol-Myers Squibb Company).
Con el uso de la penicilina en la dcada de 1940 se inici la era de los antibiticos, y este hito ha sido reconocido como uno de los mayores avances de la medicina teraputica. El descubrimiento de la penicilina y el reconocimiento inicial de su potencial teraputico ocurri en el Reino Unido. Sin embargo, debido a la Segunda Guerra Mundial, los Estados Unidos desempearon un papel crucial en el desarrollo de la produccin a gran escala del frmaco. Este proceso termin con las limitaciones de suministro y permiti que la penicilina estuviera ampliamente disponible y comenzase a salvar vidas.
La penicilina marc el comienzo de la era de los antibiticos. Antes de su descubrimiento no exista un tratamiento eficaz para infecciones como la neumona, la gonorrea o la fiebre reumtica. Los hospitales estaban llenos de personas con infecciones en sangre, contradas a raz de un corte o un rasguo, y los mdicos podan hacer poco por ellas, salvo esperar y tener esperanza.
Los antibiticos son compuestos que las bacterias y los hongos producen de forma natural, para matar o inhibir especies microbianas rivales. Este fenmeno se conoce desde hace mucho tiempo, y podra explicar por qu los antiguos egipcios aplicaban una cataplasma de pan mohoso a las heridas infectadas. Pero no fue hasta 1928 que Alexander Fleming, profesor de bacteriologa en el Hospital St. Mary's de Londres, descubri la penicilina, el primer antibitico autntico.
Fleming descubri que su "zumo de moho" era capaz de matar una amplia gama de bacterias dainas, como estreptococos, meningococos y el bacilo de la difteria. Luego encomend a sus asistentes, Stuart Craddock y Frederick Ridley, la complicada tarea de aislar la penicilina pura a partir del zumo del moho. Result ser un compuesto muy inestable, y los investigadores solo pudieron preparar disoluciones impuras, pero que les servan para continuar trabajando. Fleming public sus hallazgos en el British Journal of Experimental Pathology en junio de 1929, haciendo tan solo una referencia de pasada a los potenciales beneficios teraputicos de la penicilina. En esta poca, pareca que su aplicacin principal sera utilizar la penicilina en el laboratorio para separar, en un cultivo mixto, las bacterias insensibles a la penicilina de bacterias sensibles a este frmaco. Esto tena un uso prctico para los bacterilogos, lo que mantuvo el inters en la penicilina. Otros cientficos, incluido Harold Raistrick, profesor de bioqumica en la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres, tambin intentaron purificar la penicilina pero fracasaron.
Howard Florey, Ernst Chain y sus colegas de la Escuela de Patologa Sir William Dunn de la Universidad de Oxford hicieron que la penicilina pasase de ser una curiosidad de laboratorio a un frmaco que salva vidas. Su trabajo sobre la purificacin y la qumica de la penicilina arranc en 1939, justo cuando el avance de la Segunda Guerra Mundial empezaba a dificultar su investigacin. Para llevar a cabo un programa de experimentos con animales y ensayos clnicos, el equipo necesitaba procesar hasta 500 litros por semana de filtrado de moho. Comenzaron a cultivarlo en una extraa variedad de recipientes, como baeras, orinales, bidones de leche y latas de comida. Posteriormente, se dise un recipiente de fermentacin adaptado para facilitar la extraccin y, para ahorrar espacio, renovar el caldo por debajo de la superficie del moho. Contrataron a un equipo de "muchachas de la penicilina", a las que pagaban 2 libras a la semana, para inocular y cuidar el proceso de fermentacin. El laboratorio de Oxford se convirti en una fbrica de penicilina.
Mientras tanto, el bioqumico Norman Heatley extraa penicilina de los enormes volmenes de filtrado que salan de la lnea de produccin, separndola con acetato de amilo y redisolvindola de nuevo en agua, utilizando para ello un sistema de contracorriente. Edward Abraham, otro bioqumico que fue contratado para acelerar la produccin, luego utiliz la cromatografa en columna de almina, una tcnica recin descubierta, para eliminar las impurezas de la penicilina antes de los ensayos clnicos.
En 1940, Florey llev a cabo una serie de experimentos cruciales, que demostraron que la penicilina poda proteger a los ratones contra la infeccin causada por estreptococos mortales. Ms adelante, el 12 de febrero de 1941, un polica de 43 aos, Albert Alexander, se convirti en el primer receptor de la penicilina de Oxford. Se haba rascado un lado de la boca mientras podaba rosas y haba desarrollado una infeccin potencialmente mortal con enormes abscesos en los ojos, la cara y los pulmones. Se le inyect una dosis de penicilina y, en unos das, se recuper notablemente. Lamentablemente, se acabaron los suministros de la droga y muri unos das despus. Sin embargo, se obtuvieron mejores resultados con otros pacientes, y pronto hubo planes para hacer que la penicilina estuviera disponible para las tropas britnicas en el campo de batalla.
La guerra y los bombardeos dificultaron la produccin industrial de penicilina. Varias empresas britnicas, incluidas Glaxo (ahora GlaxoSmithKline) y Kemball Bishop, una empresa londinense que ms adelante compr Pfizer, aceptaron el desafo.
Para los ensayos clnicos, unas pruebas necesarias para confirmar los prometedores resultados preliminares, los cientficos necesitaban enormes cantidades de penicilina. Adems, en caso de confirmarse su potencial, era necesaria una infraestructura que pudiera proporcionar los suministros adecuados del frmaco para su uso teraputico. Florey reconoci que la produccin a gran escala de penicilina probablemente era inviable en Gran Bretaa, donde la industria qumica estaba completamente dedicada al esfuerzo blico. Con el apoyo de la Fundacin Rockefeller, Florey y su colega Norman Heatley viajaron a los Estados Unidos en el verano de 1941 para tratar de involucrar a la industria farmacutica estadounidense en el esfuerzo de producir penicilina a gran escala.
El fisilogo de Yale, John Fulton, ayud a sus colegas britnicos a entrar en contacto con personas que podran ayudarlos en su objetivo. Fueron remitidos a Robert Thom del Departamento de Agricultura, un miclogo destacado y autoridad en el moho Penicillium, y finalmente al departamento del Northern Regional Research Laboratory (NRRL) en Peoria, Illinois, debido a la experiencia de su divisin de fermentacin. Este contacto result ser crucial para el xito del proyecto, ya que el NRRL fue un contribuyente clave de las innovaciones que hicieron posible la produccin a gran escala de penicilina.
Orville May, director del NRRL, acord que el laboratorio comenzara un programa riguroso con el que aumentar el rendimiento en la produccin de penicilina, bajo la direccin de Robert Coghill, jefe de la divisin de fermentacin. Acordaron que Heatley se quedara en Peoria para compartir su experiencia con sus colegas estadounidenses. En unas pocas semanas, Andrew Moyer descubri que poda aumentar significativamente el rendimiento de penicilina sustituyendo la sacarosa utilizada por el equipo de Oxford en su medio de cultivo por lactosa . Poco despus, Moyer hizo un descubrimiento an ms importante: aadir sirope de maz al medio de fermentacin aumentaba diez veces el rendimiento. Este sirope es un subproducto del proceso de molienda en hmedo del maz, y el NRRL, en un intento de encontrarle un uso, tenda a probarlo en todas sus reacciones de fermentacin. Posteriormente, el laboratorio de Peoria aument an ms el rendimiento de penicilina aadiendo al medio de fermentacin productos qumicos precursores de la penicilina, como el cido fenilactico.
Pronto, los cientficos se dieron cuenta de que el mtodo 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 sera un proceso ms eficiente. En la fermentacin de cultivo sumergido, el moho se hace crecer en tanques grandes en una mezcla constantemente agitada y aireada, en lugar de solo en la superficie del reactor. El cultivo de Penicillium de Florey, sin embargo, produca solo trazas de penicilina cuando se cultivaba de este modo. Bajo la direccin de Kenneth Raper, el personal del NRRL examin otras cepas de Penicillium hasta encontrar una que produca rendimientos aceptables de penicilina en cultivo sumergido.
Poco despus, se inici una bsqueda global de nuevas cepas de moho que fueran an mejores produciendo penicilina. El NRRL recibi muestras de suelo de todo el mundo. Irnicamente, la variedad ms productiva provino de un meln mohoso de un mercado de frutas de Peoria. A partir de esa cepa, bautizada como "cepa meln", los cientficos produjeron un mutante ms productivo utilizando un haz de rayos X de la Carnegie Institution. Cuando esta cepa se expuso a las fuentes de radiacin ultravioleta en la Universidad de Wisconsin, se obtuvieron nuevos mutantes con una productividad an mayor.
Mientras Norman Heatley permaneca en Peoria ayudando al personal del NRRL a iniciar el trabajo con penicilina, Howard Florey se encarg de visitar varias compaas farmacuticas, en un intento por interesarlas en el nuevo medicamento. Aunque Florey estaba decepcionado con los resultados nada ms acabar el viaje, tres de las empresas (Merck, Squibb y Lilly) ya haban estado investigandola penicilina antes de la llegada de Florey, y otras, como Pfizer, parecan estar a punto de descubrirla. En ese momento, sin embargo, la promesa de la penicilina todava se basaba en ensayos clnicos limitados.
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