No es exagerar si decimos que el siglo XX fue un gran siglo en lo que concierne a los avances científicos, los descubrimientos y las tecnologías. El auge logrado no fue siempre positivo, hubo momentos acompañados por guerras y conflictos que restaron a muchos seres humanos.
La humanidad siempre ha oscilado entre el bien y el mal, este artículo trata sobre tres benefactores de la humanidad que contribuyeron desde el descubrimiento hasta su elaboración aplicable, para poder terminar con la calamidad de una gama muy grande de las infecciones.
La penicilina fue descubierta por el bacteriólogo Alexander Fleming en 1928 en el St. Mary’s Hospital de Londres, cuando estaba estudiando cultivos bacterianos de Staphylococcus aureus . Observó que cuando se contaminaban las placas de cultivo con un hongo microscópico del género Penicillium (Penicillium notatum ) éste inhibía el crecimiento de las bacterias debido a la producción de una toxina por parte del Penicillium , a la cual llamó penicilina. En el cual dio cuenta de su hallazgo en una comunicación publicada en 1929 en el British Journal of Exprimental Pathology
Fleming intentó buscar una aplicación clínica de su descubrimiento, que había pasado desapercibido. Pero los cultivos producían cantidades minúsculas de Penicilina, no fue capaz de aislarla. Tan sólo pudo aplicar el caldo de cultivo de Penicillium, filtrado, con pocos resultados mediocres.
Howard Walter Florey nació el 24 de septiembre en el año de 1898 en Adelina, en el sur de Australia, sus padres fueron Joseph y Bertha Mary Florey. En 1921 se graduó en la Universidad de Adelaide con los títulos de M.B. y B.S. Para el año 1924 gana una beca el Magdalen College, Oxford.
En 1935 es nombrado Profesor de Patología y miembro del Lincoln College, Oxford. Es decir, que fue el equipo de Florey el que abrió la puerta, el que aplicó un trabajo multidisciplinar que convirtió una curiosidad en el arma terapéutica más potente hasta la fecha, y que dio la pista para el descubrimiento de decenas de nuevos antibiótico en el decenio siguiente. Los ingleses así lo apreciaron. Aunque Fleming ha recibido un reconocimiento mundial, Florey recibió mayores honores (Lord Howard Florey, Barón Florey, OM, FRS, miembro de la cámara de los loores…).
En 1938 se unió Ernest Chain bioquímico al australiano Howard Florey y al inglés Normal Heatley en la universidad de Oxford, que logró sacar del letargo en que había permanecido tan gran potencial científico.
Ernst Boris Chain había nacido en 1906 en Berlín, en el seno de una familia judía. Era hijo de madre berlinesa y de padre ruso, un químico que había emigrado a Alemania para complementar sus estudios. Siguió los pasos de su padre, y en 1930 se doctoró en Química en la Universidad Friedrich Wilhelm.
Chain revisó el artículo de Fleming, al encontrarlo interesante se pusieron manos a la obra. Consiguieron una muestra del hongo Penicillium notatum, e iniciaron la difícil tarea de cultivarlo en suficiente cantidad y aislar la Penicilina. Todo ello con un presupuesto minúsculo y mientras el panorama no era nada alentador.
Tras grandes dificultades, Chain consiguió aislar la sustancia activa (había varias sustancias muy similares), y Heatley cultivó suficiente cantidad del hongo y aisló una minúscula cantidad. En 1940, en pleno ataque aéreo alemán, Heatley hizo las primeras pruebas: infectó ocho ratones con una cepa especialmente virulenta de estreptococo, y a cuatro les inyectó Penicilina. Horas después, los ratones que no habían sido tratados habían muerto, y los tratados estaban completamente sanos. Cuando Florey supo los resultados, dijo “parece prometedor”, pero poco después, en un ambiente más informal, el comentario fue “es un milagro”. El 24 de Agosto publicaron en Lancet su descubrimiento.
Pero una persona pesa 3.000 veces más que un ratón, y requiere más Penicilina. Las compañías farmacéuticas, en plena crisis de 1940, no podían suministrar equipo: por ejemplo, la compañía Pyrex sólo podía suministrar placas de cultivo si se les adelantaban 500 libras de la época (unos 40.000€ de hoy) porque era preciso un molde especial. Heatley consiguió recipientes de porcelana. También hubo dificultades con el aislamiento del producto, etcétera. Finalmente, en 1941 se tenía una pequeña cantidad de Penicilina. La esposa de Florey, Ethel, era enfermera, y comentó sobre un policía, Albert Alexander, que estaba desesperadamente enfermo tras haberse picado con la espina de una rosa y sufrir una infección por estafilococo y estreptococo. El 12 de Febrero de 1941 Florey administró al enfermo toda la Penicilina disponible: 200 mg (la dosis habitual hoy día es 500 mg o 1 g, tres veces al día, durante 10 días). Y el enfermo mejoró rápidamente. Pero no quedaba suficiente medicamento. Se tuvo que recoger la orina del paciente, para recuperar la Penicilina que excretaba y reinyectársela, pero aun así el policía recayó y murió el 15 de Marzo de 1941. Florey decidió tratar sólo a niños a partir de entonces, pues necesitaban menos cantidad. El 14 de Marzo de 1941 un adolescente de 15 años, Arthur Jones, recibió el antibiótico y se curó. En los siguientes meses, de diez pacientes tratados (todos casos desesperados) ocho se recuperaron, y dos murieron, pero por complicaciones de otro tipo y no por fracaso del medicamento. Era un milagro. En Agosto de 1941 en Lancet se publicó un nuevo artículo “Más observaciones sobre la Penicilina”.
Pero persistía la gran dificultad ¿la asediada Inglaterra podría fabricar suficiente Penicilina? En 1940 la acorralada Inglaterra entregó a los Estados Unidos sus secretos militares. Empezando por planos de cañones o de motores (el cañón contracarro de 6 libras o el motor Merlin fueron fabricados en Estados Unidos). Cuatro de esos secretos militares serían los que decidirían la guerra: el radar (el magnetrón de cavidad resonante cedido en 1940), los estudios sobre armas nucleares (el proyecto “tubos de aleación” fue transferido a USA), los desarrollos en criptología (máquinas enigmas) y la Penicilina.
En Julio de 1941 Florey y Healtey viajaron a Estados Unidos vía Lisboa, y se establecieron en Peroria en el Estado de Nueva York. Florey volvió a Inglaterra y regresó pronto a Estados Unidos, Healtey permaneció en América y se enfrentó a las dificultades relacionadas con la producción del fármaco, que eran múltiples. En primer lugar, hubo que decidir cual sería la molécula que se investigaría. La primitiva “Penicilina” era un cóctel de sustancias con diferente farmacocinética y diferente actividad antibacteriana. Entre ellas, la más prometedora parecía la ‘G’ (una de las identificadas por Chain), pues era la más activa y sobre todo la que más tiempo persistía en el organismo antes de ser eliminada.
Un segundo problema fue el relacionado con la producción industrial del moho. Si se quería que la Penicilina fuese un arma terapéutica válida debería producirse en cantidades muy importantes, lo que no sería posible usando medios de laboratorio. Fue preciso investigar el tipo de tanque que permitía el cultivo en masa, y los nutrientes necesarios. Finalmente se diseñaron grandes tanques industriales de fermentación que permitían la producción de cantidades mucho mayores del moho.
El tercer gran problema fue conseguir una cepa que suministrase más Penicilina. El primitivo cultivo de Penicillium notatum producía cantidades mínimas, por lo que se emprendió una búsqueda a escala nacional de nuevas variantes del moho. Una ayudante de laboratorio, Mary Hunt, se mostró especialmente activa (hasta recibir el mote de Mary Mohosa). Un día llegó con un melón podrido (de la variedad cantalupo o “melón francés”) con placas de un moho dorado. Esa variedad (Penicillium chrysogeum) crecía fácilmente en los tanques industriales y producía 200 veces más cantidad que la cepa original. Tras irradiarla, se consiguió un mutante que producía 1.000 veces más Penicilina que la cepa original. Entonces pudo iniciarse la producción.
Entre Enero y Mayo de 1943 se habían producido 400 millones de unidades de Penicilina: al ser un preparado biológico, la Penicilina suele citarse por su actividad (medida en unidades) y no por su cantidad. Normalmente 1 mg equivale a 1.667 unidades. Esos 400 millones de unidades equivalían a un millar de dosis. En Estados Unidos se emprendió un programa masivo que consiguió que en 1945 se produjesen 650.000 millones de unidades por mes (un millón y medio de dosis). Los desembarcos en Normandía fueron la primera gran batalla en la que la Penicilina estaba disponible en cantidad (aunque e había usado ya en Cassino), y se informó al público de la existencia de la droga milagrosa. En 1945 habían sido tratados más de siete millones de casos.
¿Mientras qué había sido de Chain? Recordemos que en 1942 Florey y Heatley marcharon a Estados Unidos para iniciar la producción masiva. Mientras, Chain permaneció en el Reino Unido, donde se dedicó a una labor oscura pero importante: conocer la estructura química de la Penicilina. Lo que se sabía del nuevo medicamento era muy poco: simplemente, que era producido por mohos, que mataba bacterias (no se sabía como), su peso molecular aproximado, y como purificarla. El conocer la estructura química de la Penicilina permitiría aclarar su mecanismo de acción, permitiría modificarla o buscar fármacos afines, e incluso sintetizarla. En esta tarea colaboró con Dorothy Crowfoot Hodgkin (que recibiría en premio Nobel en 1964 por este y otros trabajos).
En 1945 el Instituto Karolinska concedió el Premio Nóbel de Medicina y Fisiología a Howard Florey, Ernst Chain y Alexander Fleming por el descubrimiento de la Penicilina y su aplicación ene l tratamiento de enfermedades infecciosas. Pero en ese momento comenzaron las desventuras de Chain. Casi simultáneamente a la concesión del Nóbel Chain supo que su madre y su hermana habían desaparecido en los campos de concentración nazis. En la inmediata posguerra, colaboró con las Naciones Unidas en la construcción de fábricas de Penicilina, entre otros lugares en Checoslovaquia, que por entonces se estaba convirtiendo en un satélite soviético. Al mismo tiempo Chain se hizo un militante en pro de su herencia hebrea, sobre todo tras casarse en 1948 con Nora Belfo, hermana del historiador Max Belfo. La consecuencia fue que en Estados Unidos fue visto como comunista, y se le prohibió la entrada en el país. Chain pasó a Italia, como director del Centro de Investigación Internacional de Microbiología Clínica, en el Instituto Superior de Sanidad en Roma. Sólo en 1961 volvió a Inglaterra, a la Universidad de Londres. Afortunadamente el reconocimiento le llegó. Primero fueron los suecos (con la medalla Berzelius en 1946) y los agradecidos italianos. Posteriormente le llegaron honores de todo el mundo: la medalla Pasteur, el premio Harmsworth Memorial, el premio Paul Ehrlich, la medalla de oro de terapéutica de la Worshipful Society of Apothecaries of London, la medalla Marotta de la Società Chimica Italiana. Fue nombrado miembro de la Royal Society, doctor honorario por las universidades de Lieja, Burdeos, Turín, París, La Plata, Córdoba, Brasil y Montevideo, y miembro honorario de gran número de sociedades científicas. Comandante de la Legión de Honor y Gran Oficial de la Orden del Mérito de la República italiana. Finalmente, fue nombrado caballero del Imperio Británico.
Durante el resto de su vida trabajó en otros campos de la biología molecular. Tras su retiro, pasó a Irlanda. Murió en Dublín en 1979.
En una ocasión Ernest Boris Chain declaró:
“Me interese – inmediatamente en los escritos de Fleming, no porque esperaba descubrir una droga maravillosa para el tratamiento de la infección bacteriana que por alguna razón había sido pasado por alto, pero pensé que tenía un gran interés científico. De hecho, si hubiera estado trabajando en aquel momento en los medios científicos como el de un laboratorio de una firma farmacéutica, es mi creencia que nunca habría obtenido el acuerdo de mis jefes de proceder con mi proyecto a trabajar con la penicilina.”
*Artículo realizado en colaboración con Antonio Lizalde Mendoza.
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