En un laboratorio de Londres en septiembre de 1928, el bacteriólogo escocés Alexander Fleming revisa unas placas de Petri donde había cultivado bacterias de estafilococo. En una de ellas encuentra algo inesperado: un moho ha contaminado el cultivo y, alrededor de él, las bacterias han dejado de crecer. Fleming no había planeado aquel experimento, pero supo reconocer que estaba ante algo importante. El moho pertenecía al género Penicillium y producía una sustancia capaz de inhibir el crecimiento de ciertas bacterias. Fleming llamó a esa sustancia penicilina y publicó sus observaciones en 1929. Sin embargo, en aquel momento todavía era muy difícil obtenerla en cantidades suficientes y convertirla en un medicamento práctico, por lo que el descubrimiento tardaría más de una década en transformar la medicina.
La historia cambió a comienzos de la década de 1940, cuando un equipo de investigadores de la Universidad de Oxford, dirigido por el patólogo australiano Howard Florey y el bioquímico nacido en Alemania Ernst Boris Chain, retomó el trabajo de Fleming. El equipo consiguió extraer, purificar y concentrar la penicilina, y comprobó su eficacia primero en animales infectados y después en pacientes humanos. En los primeros tratamientos, la sustancia era tan escasa que incluso se llegó a recuperar penicilina de la orina de algunos pacientes para volver a utilizarla. Aquello muestra hasta qué punto el nuevo medicamento era valioso en sus comienzos.
El siguiente gran desafío era producirla en cantidades enormes. La Segunda Guerra Mundial aceleró ese proceso. Investigadores y empresas de Estados Unidos y Reino Unido desarrollaron métodos de producción industrial y buscaron cepas de Penicillium capaces de generar mucha más penicilina que el hongo utilizado originalmente por Fleming. En 1943, investigadores del Departamento de Agricultura de Estados Unidos encontraron en Peoria, Illinois, una cepa muy productiva de Penicillium, asociada a un melón cantalupo en descomposición. Esta cepa, identificada posteriormente como Penicillium chrysogenum, se convirtió en una pieza importante para aumentar la producción industrial. Gracias a estos avances, la penicilina pudo fabricarse a gran escala durante la guerra y comenzó a utilizarse ampliamente para tratar infecciones de heridas y otras enfermedades bacterianas.
La importancia de este avance fue enorme. Antes de los antibióticos eficaces, una infección bacteriana relativamente común podía convertirse en una amenaza mortal. Heridas, neumonías, infecciones estreptocócicas, sífilis y muchas otras enfermedades podían causar complicaciones graves o la muerte. La penicilina cambió esa situación y también hizo mucho más seguros procedimientos médicos como determinadas cirugías y tratamientos de heridas. Su impacto fue tan profundo que suele considerarse uno de los grandes puntos de inflexión de la medicina moderna.
Pero ¿cómo consigue la penicilina atacar a las bacterias sin destruir nuestras células de la misma manera? Para entenderlo, podemos imaginar que muchas bacterias están protegidas por una especie de malla resistente llamada peptidoglicano. Esta estructura forma buena parte de su pared celular y ayuda a mantener su forma y a soportar las diferencias de presión entre el interior y el exterior de la célula. Cuando las bacterias crecen y se dividen, necesitan fabricar y reforzar continuamente esa pared. La penicilina pertenece a una familia de antibióticos llamados betalactámicos y bloquea determinadas enzimas que participan en la construcción de esa estructura. Como consecuencia, la pared celular se debilita y, especialmente en bacterias que están creciendo y dividiéndose, la célula puede romperse. Nuestras células, en cambio, no tienen pared de peptidoglicano.
La penicilina tampoco fue exactamente un descubrimiento aislado de Fleming. Años antes, en 1897, el médico francés Ernest Duchesne había observado que determinados hongos del género Penicillium podían inhibir el crecimiento de algunas bacterias. Su trabajo no tuvo entonces la repercusión que merecía y quedó prácticamente olvidado. Fleming fue quien realizó el descubrimiento de 1928 que dio origen a la investigación moderna de la penicilina, pero fueron Florey, Chain y muchos otros investigadores quienes ayudaron a convertir aquella observación en un tratamiento útil. Por eso la historia de la penicilina es una cadena de descubrimientos, experimentos y avances tecnológicos.
Otro capítulo importante ocurrió en 1945, cuando Alexander Fleming, Howard Florey y Ernst Boris Chain compartieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por el descubrimiento de la penicilina y su efecto curativo frente a diversas enfermedades infecciosas. Ese mismo año, la química británica Dorothy Crowfoot Hodgkin utilizó cristalografía de rayos X para determinar la estructura molecular de la penicilina. Su trabajo fue fundamental para comprender con precisión la arquitectura de la molécula. Ella recibió el Premio Nobel de Química de 1964.
La penicilina original fue además el punto de partida de una enorme familia de antibióticos. Con el tiempo se desarrollaron versiones semisintéticas con propiedades diferentes, algunas más resistentes a ciertas enzimas bacterianas y otras capaces de actuar contra un conjunto más amplio de microorganismos. Sin embargo, el éxito de los antibióticos trajo consigo un problema inevitable: las bacterias pueden evolucionar y desarrollar resistencia. Algunas producen enzimas, como ciertas betalactamasas, que destruyen o modifican el antibiótico; otras alteran las moléculas sobre las que actúa el medicamento o reducen su entrada en la célula. La resistencia bacteriana es un proceso evolutivo que ocurre cuando las bacterias sensibles son eliminadas y las que poseen mecanismos de resistencia sobreviven y se multiplican. El uso innecesario o inadecuado de antibióticos puede acelerar esa selección. Décadas después, la resistencia a los antimicrobianos se ha convertido en uno de los grandes desafíos de la salud pública mundial. Un ejemplo conocido es el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina.
La penicilina también puede provocar efectos adversos y reacciones alérgicas. Sin embargo, las reacciones alérgicas graves, incluida la anafilaxia, son posibles, pero son poco frecuentes.
La historia de la penicilina, en realidad, es mucho más interesante que la simple historia de un moho que cayó accidentalmente sobre una placa. Comienza con observaciones anteriores a Fleming, continúa con el descubrimiento casual de 1928, pasa por la investigación de Florey, Chain y numerosos colaboradores, incorpora avances químicos y tecnológicos y culmina con la producción industrial de un medicamento que cambió radicalmente las posibilidades de la medicina. Un descubrimiento científico rara vez pertenece a una sola persona y puede requerir años de investigación, colaboración y perseverancia.
Referencias: